CN105353085A - 高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪及检测方法 - Google Patents

Abstract

一种高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪及检测方法，属于肥料技术领域。为了加快检测大批量高分子包膜缓控释肥料样品，缩短浸提时间，减少手工操作步骤，降低实验误差，所述淋洗仪包括水槽、电加热管、搅拌机和温度控制器，水槽的内部覆设电加热管，水槽的上部安装有搅拌机，水槽的侧面装有温度控制器，水槽的正面安装有出水阀门。本发明的分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪主要用于高分子包膜缓控释肥料的快速检测，具有调温、自动定量淋洗等功能，是包膜高分子包膜缓控释肥料快速检测中不可或缺的设备。

Description

高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪及检测方法

技术领域

本发明属于肥料技术领域，涉及一种用于高分子包膜缓控释肥料快速检测的装置及利用该装置快速检测高分子包膜缓控释肥料的方法。

背景技术

高分子包膜缓控释肥料是那些对生物和化学作用等因素不敏感的包膜(coated)或胶囊包裹(encapsulated)的肥料，通常被称为高分子包膜缓控释肥或控释肥(CRFs)，其养分释放速率能与作物需肥规律相一致(或基本一致)。

高分子包膜缓控释肥料可以提高化肥料利用率，降低损失，减少环境污染，可以一次施入，配比恰当则可以不必追肥。高分子包膜缓控释肥料可以按照设定的模式进行释放，可以控制肥料养分释放速度，一季作物只需施肥一次，即可满足作物生长发育的需要，省工省时。高分子包膜缓控释肥料被誉为肥料工业的一次革命，并被称为是“21世纪的肥料”。

随着包膜技术的日益成熟和推广，越来越多的研究院所和企业都可以研发和生产以各种材料为膜材的包膜控释肥料，品种增加，产量增大，商品化包膜控释肥料将很快大量出现在市场，但肥效期不尽一致，养分释放率也不相同，这样就造成了控释肥料生产严重混乱和施用效果的极不稳定，质量和肥效难以控制，鱼目混珠，给农户造成损害。

在高分子包膜缓控释肥料的生产中，每生产一个批次的高分子包膜缓控释肥料必须及时取样检测，检验所生产的包膜高分子包膜缓控释肥料是否达到设计要求，并及时反馈信息，为下一个批次的高分子包膜缓控释肥料生产提供建议，及时修正生产工艺参数。生产出的高分子包膜缓控释肥料成品也必须通过质量检测，然后才能够出厂销售。因此，高分子包膜缓控释肥料生产中快速检测尤为重要，直接影响到生产的高分子包膜缓控释肥料的质量，也影响到生产企业的信誉。

高分子包膜缓控释肥料由聚合物树脂包膜，肥料施用后吸水膨胀并缓慢扩散到膜外。养分扩散的驱动力是温度和膜内外的浓度梯度，当温度升高时，植物生长加快，高分子包膜缓控释肥释放速率也随之加快；当温度降低时，植物生长变缓或休眠时，高分子包膜缓控释肥也随之变慢或停止释放。

欧洲标准委员会(CEN)缓释肥料标准：在25℃、24h释放不大于15％，28天释放不超过75％和规定时间内至少75％被释放。

1997年Trenkel提出了作为缓释/高分子包膜缓释肥应具备的几个具体标准，即在温度25℃时：

(1)24h内养分释放率不大于15％；

(2)在28d内的养分释放率不超过75％；

(3)在规定时间内，养分释放率不低于75％。

(4)专用高分子包膜缓控释肥料的养分释放曲线与相应的作物的养分吸收曲线相吻合。

美国Scotts公司、Puresell工业公司、以色列Haifa化学公司以肥料养分在水中(25℃)释放80％作为聚合物包膜肥料Osmocote、Polyon、Multicote的评价标准；日本Chisso-Asahi肥料公司则以释放75％(25℃)作为聚合物包膜肥料Nutricote、Meister的评价标准。

2009年我国发行了《缓释肥料》国家标准，适用于高分子包膜的缓控释肥料。国标采用25℃静水溶出法测定养分释放率，即将10克待测肥料样品放入200ml水中，在25℃的生化恒温培养箱中，取样时间为24h，3d，5d，7d，10d，14d，28d，42d，56d，以后取样的时间间隔为28d，直至累积养分溶出率达80％以上为止。取样后，分别测定溶出液中的养分含量。如此操作耗时太长，极不适合缓控释肥料的快速检测要求。因此，急需一种方法加快检测，缩短检测时间。

发明内容

为了加快检测大批量高分子包膜缓控释肥料样品，缩短浸提时间，减少手工操作步骤，降低实验误差，本发明提供了一种高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪及检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪，包括水槽、电加热管、搅拌机和温度控制器，水槽的内部覆设电加热管，用于加热使水槽中的水升温；水槽的上部安装有搅拌机，用于使水温上下均匀；水槽的侧面装有温度控制器，用于调节和控制温度；水槽的正面安装有出水阀门，用于调节流量。

一种利用上述淋洗仪快速检测高分子包膜缓控释肥料的方法，包括如下步骤：

一、清洗淋洗仪，并用蒸馏水冲洗；

二、称取供试包膜颗粒肥料10.00g放入小袋中，然后放入梨形分液漏斗中，下面用250ml容量瓶承接淋洗液；

三、加装蒸馏水，调节温度控制器的旋钮至40℃或100℃，打开电源开关，开始加热，至水温恒定时即可开始淋洗；

四、通过出水阀门和梨形分液漏斗阀门控制淋洗液流速为每小时250ml，每250ml为一个取样点，取样时间为1h，3h，5h，7h，10h，24h，以后取样的时间间隔为6h，直至累积养分溶出率达80％以上为止，然后分别测定溶出液氮、钾养分释放量用。

本发明的分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪主要用于高分子包膜缓控释肥料的快速检测，具有调温、自动定量淋洗等功能，是包膜高分子包膜缓控释肥料快速检测中不可或缺的设备。

附图说明

图1为高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪的结构示意图，1-搅拌机，2-水槽，3-电源开关及温度控制器，4-底座，5-出水阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

本发明提供了一种高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪，具体包括以下内容：

1、工作原理及组成

本装置加热原理与恒温水浴相似，即通过电加热管使水升温，搅拌机使水温均匀，温度控制器控制加热温度，使水温恒定在预设温度。出水阀门的出水流速可以手动调节，也可以加装多通道数字蠕动泵，自动精确控制出水流速。

如图1所示，本装置的主体是一个不锈钢内胆的可加热水槽，内部覆设电加热管，电源为220V，功率为2kw，功能是加热，使水槽中的水升温。水槽上部安装有一台小型搅拌机，边加热边搅动，使水温上下均匀。装置的侧面装有开关和温度控制器(水温0～100℃)，用于调节和控制温度。装置的正面有出水阀门，可以手动调节流量。水槽下部有一个高50cm的底座，主要是便于操作和加装附件如蠕动泵等。

2、功能

该装置主要用于包膜控释肥料的快速检测，可以控制温度，控制出水流速，1台装置能同时检测2个批次的控释肥料样品(3次重复)，并能够加装多通道数字蠕动泵，可以与电脑联机，设定流速，增加检测肥料样品的数量。

3、设计参数

该装置主要设计参数如下：

(1)水槽长60cm，宽为35cm，高为40cm，容积为50升，不锈钢内胆；

(2)加装自动控温装置，1000～2000W电加热管；

(3)2个可调节出水量的阀门(直径￠10mm左右)，各附带1个3通(内径￠3mm)；

(4)水箱底座支架高50cm；

(5)加装1个搅拌器；

(6)加装1个BT100-1L型蠕动泵，并与电脑联机。

4、快速淋洗仪的使用方法

首先清洗装置的容器，并用蒸馏水冲洗。加装蒸馏水至要求的刻度，调节温度控制器的旋钮至要求温度，打开电源开关，开始加热。同时，调节出水流量阀门，使出水流速达到实验要求。至温度恒定时即可开始淋洗。

在装置的使用中，最关键的是出水流速的调节。由于本装置是通过手动调节出水流速，流速控制并不能达到非常精确，必须具有熟练的操作技术，否则可能造成较大的偶然误差。因此，为使出水流速的调节能够达到更加精确，减小实验误差，可以对出水阀门进行改进。例如，在出水阀门上安装多通道数字蠕动泵，可通过外控接口与电脑联机，进行自动控制，进行数字化的定量控制流速，这样就会达到极高的精确度。现有多种型号的数字蠕动泵可供选择，例如，中美合资保定兰格(Longer)恒流泵有限公司生产的BT100-1L型蠕动泵或进口的L220907ISMATEC数字高精度分配泵即可与本装置配套使用，达到精确定量控制出水流速的要求。

国标GB/T23348-2009规定了包膜控释肥料养分释放率的测定，可以采用25℃常规静水溶出法测定，也推荐了40℃和100℃高温模拟快速测定方法，后者可以大大加快检测速度，缩短检测时间，而且不需要使用高温培养箱。本发明的淋洗仪就是配合高温快速方法而设计的。

采用快速淋洗仪在40℃和100℃高温快速测定方法如下：

根据国标GB/T23348-2009，称取供试包膜颗粒肥料10.00g，放入100目的尼龙(40℃)或不锈钢(100℃)纱网做成的小袋中，然后放入梨形分液漏斗中，下面用250ml容量瓶承接淋洗液，各肥料重复3次。通过淋洗仪出水阀门和梨形分液漏斗阀门控制淋洗液流速为每小时250ml，每250ml为一个取样点，取样时间为1h，3h，5h，7h，10h，24h，以后取样的时间间隔为6h，直至累积养分溶出率达80％以上为止，然后分别测定溶出液氮、钾养分释放量用。

Claims (10)

1.一种高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪，其特征在于所述淋洗仪包括水槽、电加热管、搅拌机和温度控制器，水槽的内部覆设电加热管，水槽的上部安装有搅拌机，水槽的侧面装有温度控制器，水槽的正面安装有出水阀门。

2.根据权利要求1所述的高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪，其特征在于所述水槽长60cm，宽为35cm，高为40cm，容积为50升，不锈钢内胆。

3.根据权利要求1所述的高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪，其特征在于所述电加热管的功率为1000～2000W。

4.根据权利要求1所述的高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪，其特征在于所述出水阀门的个数为2个，直径￠10mm，各附带1个内径￠3mm的3通。

5.根据权利要求1所述的高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪，其特征在于所述淋洗仪还包括底座支架，底座支架位于水槽下部。

6.根据权利要求5所述的高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪，其特征在于所述底座支架高50cm。

7.根据权利要求1所述的高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪，其特征在于所述淋洗仪还包括多通道数字蠕动泵，多通道数字蠕动泵安装在出水阀门上。

8.根据权利要求7所述的高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪，其特征在于所述多通道数字蠕动泵为BT100-1L型蠕动泵或L220907ISMATEC数字高精度分配泵。

9.一种利用权利要求1-8任一权利要求所述的高分子包膜缓控释肥料快速淋洗仪快速检测高分子包膜缓控释肥料的方法，其特征在于所述方法步骤如下：

一、清洗淋洗仪，并用蒸馏水冲洗；

二、称取供试包膜颗粒肥料10.00g放入小袋中，然后放入梨形分液漏斗中，下面用250ml容量瓶承接淋洗液；

三、加装蒸馏水，调节温度控制器的旋钮至40℃或100℃，打开电源开关，开始加热，至水温恒定时即可开始淋洗；

四、通过出水阀门和梨形分液漏斗阀门控制淋洗液流速为每小时250ml，每250ml为一个取样点，取样时间为1h，3h，5h，7h，10h，24h，以后取样的时间间隔为6h，直至累积养分溶出率达80％以上为止，然后分别测定溶出液氮、钾养分释放量用。

10.根据权利要求9所述的快速检测高分子包膜缓控释肥料的方法，其特征在于所述水温为40℃时，小袋的材质为尼龙；水温为100℃时，小袋的材质为不锈钢。