产生营养的生物可再生控释肥料包膜制造技术

加工动物废弃物以形成用作典型的肥料颗粒的包膜层的生物材料。所述生物材料包膜层可以单独使用或与添加剂一起使用，并且用来实现以下一种或多种或任意组合：（a）赋予所述肥料缓释或控释的性质；（b）阻止或降低所述肥料颗粒一起结块的倾向；或（c）阻止或降低所述肥料颗粒产生灰尘的倾向。当用作肥料组合物的一部分时，所述生物材料包膜层还可以释放营养物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及生物衍生树脂材料，其在本文中称为“生物材料”。在特定的实施方案中，本专利技术涉及部分衍生于动物废弃物的生物材料。在具体的实施方案中，所述生物材料用作涂覆于肥料颗粒的包膜。更具体地说，本专利技术涉及生物材料包膜，其本身是产生营养的，且全部或部分获得于生物可再生资源。在一些情况下，包膜用于控制肥料颗粒向环境的释放；在其它情况下，包膜减少储存或运输过程中的结块和/或减少储存时灰尘的形成；并且，在其它情况下，包膜可以完成前述功能的任一项或任意组合。
技术介绍
动物废弃物的处置已经变成集约化畜牧业一个非常重要的问题。多种集中养殖的动物的排泄物(尽管富有营养)潜在地污染环境。例如，来自牛、马和猪粪便的氮和磷化合物会污染地表水，且甚至会渗入地下水，并且存储的粪便或浆液释放出的氨和甲烷气体会导 致当地周边地区的人和动物呼吸窘迫。所以，这推动我们将动物废弃物用于有益用途，以减少处理和/或储存的量从而降低对环境的负面影响。虽然动物废弃物现在用于生产有机肥料，但这一用途不排除对环境的影响，因为在生产有机肥料时废弃物仍然经常暴露在环境中，因而仍会引起地表水和地下水的污染。动物废弃物还用于产生沼气。沼气池和泻湖在没有氧气的存在下使用厌氧菌消化有机物质并产生沼气(甲烷)作为废产物。沼气可用于加热、烹饪和操作内燃机，并可被转换成电能。但甲烷是一种温室气体，且这类气体现在被指责引起了各种弊病，尤其是所谓的全球气温变暖，据称这可能会带来灾难性的后果。另外，实施沼气发电机和气体净化装置的启动成本相当大，使得这个动物废弃物处置选择在经济上难以实现。所以本领域需要发展动物废弃物的另外的有益用途。这不仅提供了能使用的非常易于可再生的资源，而且还将有助于消除这类废弃物的污染源。由于动物废弃物已在肥料应用中广受欢迎，所以本专利技术旨在将动物废弃物作为包膜的用途纳入当前的肥料产品中。此纳入还通过释放常见的包膜成分(如石油基烃类物质)，将其用于其它应用中，而推动本领域的发展。因为肥料是本专利技术的焦点，一些肥料产业的背景介绍如下。为了促进植物生命的生长和健康，化学化合物和化学化合物的混合物用来改变土壤的天然化学成分已经用了数百年。千百年来，这些产物从现成的和相对易于收获的天然材料和废弃物材料中获得。例如，人们已经使用动物粪便(如鸟粪、牛粪和马粪)作为农作物的肥料，主要是因为它们含有磷和氮。随着技术的进步，人们使用更精良和有效的手段向土壤中添加养分。早在19世纪早期的德国，尤斯蒂斯·冯·李比希(Justus von Liebig)开发了首个商业化的氮基肥料(氨)，并且自那时起，化学化合物(如硝酸铵、尿素、硫酸铵、氯化钾和各种磷酸盐组合物)已经合成生产以用于液体和固体肥料调配物中。这些肥料技术进步的实现，导致农业应用的作物产量大幅增加，并改善了草坪和观赏植物的外观和健康。由于世界人口的增长，生产耕地可利用性的限制，以及一些类型的农作物用于其它用途(如用于燃料)和其它性能化学品，有必要提高每种植英亩作物的生长速度和产量。为了追求作物产量增加，农业产业中的农夫和研究人员已经转向制造化学工业寻求肥料、杀虫剂和除草剂的进步，其将改善植物的健康和生长速度并相应地提高耕地的种植密度和粮食亩产量。由于与合成肥料使用相关的成本增加，在一些情况下有必要通过在单独的生产工序中对固体营养颗粒使用表面包膜来阻止其快速溶解。这些包膜(经常称为控释或缓释包膜)使营养化合物在计划的一段时间内释放到周围的生长介质中。控释不仅用于延长潜在昂贵的肥料化学品的使用寿命，还阻止肥料以对植物生命有毒或以其它方式对周围的生态系统产生危害的量释放出。事实上，在世界一些地区(特别是在西欧)，当地有严格的规定限制施用于作物的氮和磷的量。因此，控释技术对一些应用至关重要。相当数量的控释肥料包膜已被提出并在商业上开发。这些包括硫包膜尿素颗粒(如，美国专利第3，295，950,5, 300，135号)，4，711，699,4, 969，947和环氧树脂包膜肥料组 合物(美国专利第3，264，088号和第5，698，002号)工艺。所有这类包膜的一个普遍缺点是制成其的组分通常不是生物可再生的，其中“生物可再生”要理解为衍生于自然反复出现的材料物流。相比于在农业中持续产生的动物废弃物来源，所述组分必须从不可再生来源或不易被替代的来源中获得。作为本专利技术的焦点的动物废弃物，其不仅易于再生，还具有固有的对施肥有用的营养含量，这从这类材料在有机肥料生产中的使用可以知道，因此，本领域会从动物废弃物作为肥料包膜的应用中获益，且本专利技术用来教导这一情形。生物衍生材料在控释肥料生产中作为佐剂的用途已公布在美国专利第5，478，375号中。所要求的材料(动物脂)的一种基本组分需要毁坏牲畜以获得产物前体。其它(大豆)需要收获具有非常重要的食用价值的材料。这些生产控释肥料的途经都没有利用这样的材料废弃物流，其被视为最好是环境滋扰且最坏是严重生态问题的重要因素。许多肥料(尤其是粒状肥料)在运输和储存过程中有结在一起的倾向。这种现象(在肥料产业中俗称“结块”)是源于在其化学和物理相容性(包括其吸湿倾向性(趋于吸收湿气，甚至是从大气中))的基础上，颗粒之间互相结合的天然倾向性。有两种广泛接受的机制解释结块。第一种叫做晶体桥接，其中，在水分的存在下，来自一个颗粒的分子与来自邻近相接触的分子连接形成分子晶体桥。第二种结块机制叫做毛细管粘附，其中水压力凭借将水吸收进颗粒孔隙发挥作用，产生强韧的结合力。肥料颗粒结块的倾向性和结块程度取决于肥料的类型、颗粒的几何形状、生产、储存和运输过程中的环境情况、储存中施加的压力以及其它变数。在储存和运输过程中结块的肥料的一些常见类型包括尿素、磷酸铵、硝酸铵、硝酸钙、硫酸铵、钾肥、超磷酸盐和复合肥料(如NPK’ s (氮-磷-钾肥料))。粒状肥料(如磷酸铵、钾肥、超磷酸盐和NPK’ s)具有其它劣势，即其在制造、装卸、运输和储存过程中产生灰尘，产生灰尘的原因是这些结合举动对颗粒产生磨削作用或由于粘着力缺失导致颗粒本身分解并且在一些情况下，特别是由于晶相变化导致的硝酸铵体积反复改变。化学添加剂已经在用于抗结块和灰尘控制应用的颗粒肥料的处理中使用了数十年。在抗结剂的情况中，已使用滑石的精细型分散粒子和多种粘土矿物(如绿坡缕石和硅藻土)作为表面包衣。这些精细粒子降低了肥料颗粒之间的紧密接触并且还用于吸收残留的也可引起结块现象的水分。Smith在美国专利第3，041，159号并重新在美国专利第3，125，434号提出绿坡缕石土(attapulgite clay)作为抗结剂的用途。类似地,Sutton在美国专利第3，886，641号公布了煅烧的高岭土作为粒状肥料的抗结剂的用途。在一些情况下，通过添加表面活性化学物(如脂肪胺，脂肪酸和烷基苯磺酸盐)来改性的蜡、油和其它疏水性化合物也已被广泛用作抗结包膜，且由于许多导致结块的相同现象也在灰尘的形成中起作用，许多这类化合物也用于阻止灰尘生成。然而，在许多情况下，灰尘控制是独立的问题(尤其是在生产和储存中)，且必须同样处理。在这些情况下，颗粒上通常涂有便宜的化合物，基本目的是为了将扬尘颗粒吸附在处理的颗粒表面上。在这些情况下，可以使用便宜的易获得的材料(如矿物油、植物油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·内文，
申请(专利权)人：动量技术有限公司，
类型：
国别省市：