王釷汀 蔡敏新 葉藝俊

摘 要：通過分析添加免烘干活性物質(zhì)來實現(xiàn)顆粒生物有機肥造粒的免烘干工藝，在保證生物有機肥顆粒硬度達標的同時，確保了添加的微生物菌群的最大成活率，并且在很大程度上節(jié)省了能源的消耗，從而順應了社會節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展理念。

關鍵詞：顆粒生物有機肥；造粒；免烘干；工藝研究；分析探討

中圖分類號：S-3 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190430022

引言

生物有機肥是指特定功能微生物與主要以動植物殘體（如畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等）為來源并經(jīng)無害化處理、腐熟的有機物料復合而成的一類兼具微生物肥料和有機肥效應的肥料。隨著社會節(jié)能、環(huán)保發(fā)展理念的不斷提倡和深入，顆粒肥造粒過程中如果能實現(xiàn)免烘干的造粒工藝將在很大程度上節(jié)省能源的消耗。顆粒生物有機肥通常的制備工藝都要利用烘干工藝來進行顆粒的烘干，同時也增加顆粒肥的硬度而利于后期的存放，但是在顆粒肥的烘干過程中需要消耗大量的能量，通過添加免烘干活性物質(zhì)將顆粒中的游離水變成結(jié)合水，從而減少成粒后顆粒中的游離水，以此實現(xiàn)免烘干的成粒制備工藝。中國正處于工業(yè)化、城市化快速發(fā)展的關鍵階段，煤炭占能源消費總量的60%以上，這種能源結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)難以改變，據(jù)統(tǒng)計到2020年中國人均能源消費量預計為3.243t標準煤炭，中國已在大力開發(fā)水能、風能、核能及太陽能等清潔能源，還具有巨大的碳減排空間。與此同時，社會“節(jié)能減排”發(fā)展理念的不斷提倡和深入，較少碳排放已經(jīng)成為重要的研究課題。近年來，全球變暖問題一直受到了社會各界的廣泛關注，通過大量的研究結(jié)果表明，碳排放是全球變暖的罪魁禍首，碳排放中的二氧化碳（CO2）等溫室氣體含量的持續(xù)增加已加劇了全球的溫室效應，從而導致了全球變暖，而由于工業(yè)和運輸所排放的二氧化碳等溫室氣體的量約占全球溫室氣體排放量的90%，如下表1所示，常用燃料能源的二氧化碳排放情況。

1 材料與方法

1.1 顆粒生物有機肥的制備

試驗方案：設計一種新型生物有機肥，有機質(zhì)（以干基計）含量≥50%，有效活菌數(shù)≥0.20億/g，水分含量低于30%。

試驗材料：植物有機發(fā)酵物（蘑菇渣、海藻渣）、泥炭土、甜葉菊、黃腐酸鉀等；微生物菌種：枯草芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌，干菌粉的菌數(shù)分別為2.0 × 1012 cfu/g和1.0 × 1011 cfu/g，調(diào)節(jié)物質(zhì)和填充物料等。

1.2 免烘干成粒工藝技術方案

在顆粒生物有機肥的造粒過程中，添加免烘干活性物質(zhì)將制備原料或成粒表面的游離水吸收轉(zhuǎn)變成結(jié)合水，從而減少顆粒的游離水含量，進而實現(xiàn)顆粒的免烘干制備工藝，最終實現(xiàn)顆粒生物有機肥制備的節(jié)能工藝。同時，由于免烘干活性物質(zhì)除了能吸收游離水結(jié)合而變成結(jié)合水來減少顆粒中的游離水之外，還可以提供植物生長所需的鎂元素，鎂是葉綠素的組成成分，是多種酶的活化劑，并且參與脂肪和蛋白質(zhì)的合成，參與DNA和RNA的生物合成，此外，鎂還可以促進維生素A和維生素C的生物合成，提高水果、蔬菜的品質(zhì)。因此，免烘干因子活性物質(zhì)的添加不僅可以使新型生物有機肥顆粒的制備免于烘干節(jié)約能源且有利于生物有機肥中微生物菌群的最大成活率，而且由于鎂元素的提供還可以進一步增加該有機肥的營養(yǎng)全面性。方案設計實施流程如圖1。

2 結(jié)果與分析

2.1 顆粒生物有機肥理化指標的測定

由于顆粒肥的物理性狀將直接影響肥料的儲存運輸、施用性能等，利用膨脹壓縮儀測定制備的顆粒肥的抗壓強度；測定肥粒的體積和重量來計算得出顆粒肥的表觀比重。通過表2的數(shù)據(jù)結(jié)果可知，免烘干工藝中的免烘干活性物質(zhì)外裹的添加方式，使得制備的生物有機顆粒肥在表觀比重低的條件下抗壓強度良好，更有利于儲存與運輸。

2.2 顆粒生物有機肥免烘干工藝的能耗測定

在采用最佳的免烘干因子添加方式來進行顆粒生物有機肥的生產(chǎn)，同時與采用烘干工藝進行生產(chǎn)的顆粒生物有機肥的能耗進行對比，得出結(jié)果如表3所示。從表3可以看出，生產(chǎn)同樣標準的顆粒生物有機肥采用烘干工藝將耗能天然氣約20.5m3/t，因能耗產(chǎn)生的費用約為92.25元/t，而采用免烘干工藝生產(chǎn)同樣標準的顆粒生物有機肥可節(jié)能天然氣20.5m3/t，進而節(jié)省能耗成本92.25元/t。

3 討論

通過免烘干因子不同添加方式制備的顆粒生物有機肥的物理性狀的分析測定得出，免烘干活性物質(zhì)外裹添加方式制備的免烘干顆粒肥更有利于儲運和施用肥效的發(fā)揮。

通過對比顆粒生物有機肥制備的烘干工藝和免烘干工藝的能耗情況得出，免烘干工藝能大大節(jié)省能量的消耗，并在節(jié)省能耗的同時也減少了碳的排放，與此同時也為減少我國天然氣的供應壓力方面起到了緩解的作用。

參考文獻

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