草木灰颗粒肥成型技术研究

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摘 要：作物生长过程中主要通过扩散吸收外界营养物质，草木灰颗粒肥料为需钾作物补充一定量的钾元素，促进作物快速生长，实现生物质资源的规模化利用，对改善生态环境具有深远的意义。该文比较了目前生物質成型设备及各成型工艺的优缺点，确定采用模压式颗粒成型机进行颗粒成型试验研究。试验结果表明：由模压式颗粒成型机制备的颗粒，外形完整，表面无裂痕产生，草木灰颗粒质量最佳，该条件为草木灰颗粒肥烘干最佳工艺条件。
关键词：草木灰 颗粒肥 颗粒机 成型工艺
中图分类号：TQ44 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）12（c）-0128-02
1 选题的目的及意义
我国是人口大国，人均耕地面积少，农业技术较国外先进水平仍有一定差距，粮食产量不高，化肥肥效不足，我国的粮食消费正面临巨大挑战，因此，应积极提高农业技术水平，加快推进我国化肥产业的发展[1]。草木灰颗粒肥是废弃的草木灰经过颗粒成型机加工后形成的一种缓释肥料，通常为灰色颗粒状物质，不易松散，利于植株吸收，传统草木灰颗粒肥由于含碱量大，将其施洒于作物根茎附近，会烧坏作物根茎，大大降低粮食产量。经过植物专家实验研究，传统草木灰颗粒肥严重缺乏钾肥，而钾肥是促进植株生长的不可或缺的元素，因此，研制新型草木灰颗粒肥已经势在必行。
2 国内研究现状
我国制取草木灰颗粒肥的方法和技术还不成熟，草木灰颗粒肥的适用范围不大。1998年，刘根奇先生首次提出颗粒高效有机肥这一概念，并根据其加工方法得到有机肥。
2000年，我国生产出第一台颗粒成型机，这一机械装备的设计制造，大大节省了人力、物力及时间，并且由颗粒成型机加工出来的颗粒肥强度高、不易松散且保证植株吸收营养成分。
2008年，来自沈阳农业大学的刘鸣达教授成功申请了“含氮磷钾复合肥及其生产方法”的发明专利，这种由草木灰作原料制备的复合肥，含氮、磷、钾等促进植株生长的微量元素，主要用于农业生产，无污染，对我国农业的可持续发展具有重要意义。
2011年，来自宁波大学的郑忠明副教授成功制备了芝麻增产肥，这种肥料与草木灰颗粒肥混合使用，不仅增产增收，在有机肥领域也是一种技术创新。
3 颗粒成型工艺简介
3.1 颗粒成型机简介
3.1.1 模压式颗粒成型机
按照压模形状的不同分为平板模颗粒成型机和环板模颗粒成型机，后者应用范围广。环模颗粒成型机的工作原理是：传送机构将粉末状的草木灰生物质输送到转动的环模腔内，在离心力的作用下，环模腔内壁形成一层物料层，由于环模和压辊之间的相对运动，物料会从环模孔中被挤出，最后根据需求长度切断。
3.1.2 螺旋式颗粒成型机
螺旋式颗粒成型机是将电机、螺杆、减速器分别安装在不同水平面个上的折叠式颗粒成型装备，其工作原理是：电机通过缓冲装置三角带电动减速器转动，减速器通过联轴器带动螺杆转动，物料通过料斗顶端喂入料斗内部，驅动轴旋转带动螺杆旋转使物料受到挤压力作用，被挤压的物料通过成型棒料的成型小孔成型，物料在强大的挤压作用下被挤出小孔，经收集装置接收挤出的颗粒肥料进而排出机外。
3.1.3 活塞式颗粒成型机
活塞式颗粒成型机一般分为机械式和液压式两种，液压式颗粒成型机由于耗能少，所需挤压力小，出料方便等优点，应用范围较广，其工作原理是：电机启动后，物料由料斗顶端输送至料斗内部，驱动轴受驱动部件作用做往复直线运动，并带动与之相连的活塞在套筒内往复运动，物料在活塞的挤压作用下被送入成型模内，形成棒料，再经过收集装置接收并排除机外。
3.2 颗粒机成型工艺优缺点
比较3种颗粒成型机，活塞式颗粒成型机由于工作方式不连续，成型过程复杂，成型时间长，颗粒含水率适中，适用于小型加工企业；螺旋式颗粒成型机工作方式连续，成型过程稍微复杂，颗粒成型困难，适用于小型加工企业；模压式颗粒成型机制备的颗粒肥含水率较高，单位产量高，较活塞式和螺旋式明显提高，颗粒承受挤压能力强，可连续工作，成型过程简单，物料粉碎程度适中，机器价格适中，是生产草木灰颗粒肥的最佳选择。
参考文献
[1]刘荣厚，牛卫生.生物热化学转换技术[M].北京：化学工业出版社，2005：76.
[2]杨琳.棉花秸秆压缩成型设备设计与研究[M].北京：农业工程学报，2005：66.
[3]胡建军.秸秆颗粒燃料冷态压缩成型实验研究及数值模拟[D].辽宁：大连理工大学，2008.