生物炭顆粒肥擠出滾圓成型裝備與試驗(yàn)研究.pdf

1、傳統(tǒng)肥料存在著適應(yīng)面窄，肥料顆粒特性不能滿足特定需求，施用后對(duì)土壤有污染等問(wèn)題，這就要求大力發(fā)展符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需求的新型肥料。生物炭施入土地后可吸附養(yǎng)分提高肥力，實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)的效果，近些年被越來(lái)越多的應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中。本文旨在研究新型生物炭顆粒肥的成型條件、擠出滾圓成型裝置和造粒工藝優(yōu)化，為新型生物炭顆粒肥的制作工藝和設(shè)備生產(chǎn)提供參考和指導(dǎo)。主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1)粉體物料及粘結(jié)劑的特性測(cè)試。檢測(cè)了生物炭粉及膨潤(rùn)土等主要粉體的流動(dòng)

2、性、噴流性、含水率等特性和粘結(jié)劑的粘度特性。在低濃度混合粘結(jié)劑中，木質(zhì)素磺酸鈉∶可溶性淀粉=1∶2配比下粘度效果最好;在高濃度混合粘結(jié)劑中，阿拉伯樹(shù)膠粉∶海藻酸鈉=1∶1配比下粘度效果最好;最后確定后續(xù)試驗(yàn)采用粘結(jié)劑的配比為海藻酸鈉∶可溶性淀粉∶木質(zhì)素磺酸鈉=1∶6∶3。
　　2)生物炭顆粒肥擠出成型條件試驗(yàn)研究。以擠出成型裝置為主要試驗(yàn)平臺(tái)，分析影響試驗(yàn)的因素及水平并設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，得出最優(yōu)方案為生物炭粉與膨潤(rùn)土的比例為1∶4、下

3、壓速率為60mm/min、粘結(jié)劑的濃度為8％、粘結(jié)劑所占整體物料的百分比為40％，為后續(xù)的生物炭顆粒肥成型試驗(yàn)提供準(zhǔn)確的指導(dǎo)。探究了擠出孔徑和滾圓對(duì)生物炭顆粒肥特性的影響，得出增大孔徑和滾圓對(duì)顆粒特性均有促進(jìn)作用。
　　3)擠出滾圓機(jī)的設(shè)計(jì)優(yōu)化及制作。確定擠出滾圓造粒方式，并對(duì)選定方案進(jìn)行成粒機(jī)理與運(yùn)動(dòng)分析，設(shè)計(jì)并試制了一種擠壓滾圓一體機(jī)，主要包括擠出系統(tǒng)、切割機(jī)構(gòu)、滾圓出料系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等部分，生產(chǎn)能力為5Kg/h，螺桿直徑為5

4、5mm，長(zhǎng)徑比為4，根據(jù)更換不同孔徑的孔板可生產(chǎn)1～5mm粒徑的顆粒，可實(shí)現(xiàn)物料的擠出、自主剪切和滾圓出料。
　　4)生物炭顆粒肥造粒工藝研究與試驗(yàn)。利用擠出滾圓造粒機(jī)進(jìn)行生物炭顆粒肥成型試驗(yàn)，分別從單因素和正交造粒試驗(yàn)探索和優(yōu)化生物炭顆粒肥成型工藝。通過(guò)對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果的直觀分析和方差分析，最終得出最優(yōu)方案為膨潤(rùn)土與生物炭的比例為2.2∶1、擠出轉(zhuǎn)速為8RPM、粘結(jié)劑的濃度為8％、粘結(jié)劑占總體粉料的30％。
　　5)生物炭顆