CN117279713A - 用于吸水性基质的粘合剂 - Google Patents

Abstract

一种用于吸水性基质的粘合剂，其是有机的，因此在用于被批准用于有机农业的肥料上时，在改善肥料对湿度的敏感性的同时允许肥料保持其状态。该粘合剂可以是希腊干草，也称为葫芦巴胶，并且可以被施用于肥料基质上。

Description

用于吸水性基质的粘合剂

发明背景

交叉引用

本申请基于2021年3月3日提交的美国临时专利申请第63/156,025号并且要求该申请的优先权。

发明领域

本发明总体上涉及肥料粘合剂或粒化助剂，更具体地，但不是以限制的方式，涉及被批准用于有机农业并且在暴露于相对湿度和温度时帮助维持颗粒完整性的粘合剂。

相关领域说明

植物需要各种各样的营养物质以得到最佳的作物生长和水果生产。营养物质来自于空气或通过根部吸收。连续耕作的土壤变得缺乏必需营养物质。为保持土壤肥力并且使作物生产最大化，必须通过肥料的方式添加营养物质。固体肥料通常被压实、造粒或粒化以生产基质颗粒。粘合剂被应用于帮助将颗粒构建成特定尺寸和强度并且具有理想的组分浓度。用涂层处理颗粒表面能够帮助减少水分和结块倾向，但有些粘合剂在这方面可能会有不利影响。它们实际上可以导致水分吸收增加，从而使颗粒脆弱和松软。

合成的、基于石油的、化学修饰或化学提取的材料根据有机农业原则是不允许使用的，因此许多常用肥料不符合使用资格。因此有机农业允许使用的肥料是独特的，并且添加到其中的任何添加剂也必须保持这种状态。

早已知晓像玉米淀粉或磺酸木质素这样的材料可以用作粘合剂。它们甚至在其他工业中用于矿物粘合。然而，当它们在肥料工业中用作粘合剂时，颗粒通过暴露于相对湿度和温度而变得对水分吸收更加敏感。这将开始与水分发生不利的相互作用并且得到脆弱的团粒或颗粒。

基于前述内容，希望提供一种粘合剂技术，其在暴露于湿度和温度之前和之后都提供优于现在所用技术的改善的颗粒压碎强度。

还希望粘合剂技术提供以下性能：原材料容易团聚；颗粒、团粒或丸粒特性或形状优化；适合散装掺混；肥料容易均匀分布施加和定向施加；并且具有水溶性。

还希望粘合剂技术符合有机农业标准的要求。

发明内容

总体上，第一方面，本发明涉及一种用于吸水性基质的粘合剂，该粘合剂包含希腊干草(Greek hay)、刺槐豆胶、角豆胶、黄蓍胶、茄替胶(gum ghatti)、粘液胶(mucilagegums)、瓜尔胶以及任何其他由植物产生的多糖、葡聚糖、韦兰胶(welan gum)、结冷胶、定优胶(diutan gum)、普鲁兰多糖(pulluan)、果胶、甲壳质(chitin)或纤维素。

第二方面，本发明涉及一种包含肥料基质和粘合剂的肥料，其中粘合剂是希腊干草。希腊干草可以占肥料的至少0.1％，但是可以多达10％。特别地，希腊干草可以占肥料的至少0.375％。肥料可以不含除希腊干草之外的粘合剂。替代性地，肥料可以包含额外的粘合剂。肥料基质可被批准用于有机农业。

第三方面，本发明涉及一种生产有机肥料的方法，该方法包括：将包含至少3％希腊干草的粘合剂溶液施用于肥料基质以产生浆料，并且干燥该浆料以产生肥料团粒。粘合剂溶液的余量可以为水。因此，粘合剂溶液可以仅包含希腊干草和水。粘合剂溶液可以以浆料的12.5％的比率施加。肥料基质可被批准用于有机农业。

第四方面，本发明涉及一种生产有机肥料的方法，该方法包括：将粉末状希腊干草以肥料基质的0.1％至10％的比率施用于肥料基质；将粉末状希腊干草与肥料基质混合以产生粘合剂/肥料的固体混合物；并且将水喷洒在粘合剂/肥料的固体混合物上以产生肥料颗粒。

附图说明

图1是显示作为粘合剂技术结果的颗粒对水分吸收的敏感性的图表；

图2是显示试验信息的图表；

图3是显示初始和在30℃恒温及65％相对湿度下老化至多6小时之后粘合剂对颗粒完整性的影响的图表；

图4是显示粘合剂对结块减少的影响的图表；

图5是显示粘合剂对初始粉尘水平的影响的图表；并且

图6是显示粘合剂对减少水分吸收的影响的图表；

根据以下描述和根据权利要求，其他优点和特征将变得显而易见。

具体实施方式

本文公开的装置和方法仅为制造和施用本发明的特定方式的说明，而不应被解释为限制范围。

尽管以一定程度的特殊性对装置和方法进行描述，但应注意的是可以对装置和组件的结构和布置的细节作出许多修改而不会脱离本公开的精神和范围。应理解，装置和方法不限于本文中为举例说明目的而阐述的实施方式。

总体上，第一方面，本发明涉及一种粘合剂技术，其在暴露于湿度和温度之前和之后都提供优于现在所用技术(即，玉米淀粉)的改善的颗粒压碎强度。粘合剂技术可以符合有机农业标准的要求。

特别地，粘合剂可以包含希腊干草，也称为葫芦巴胶(fenugreek gum)。额外地或者替代性地，粘合剂可以包含刺槐豆胶、角豆胶、黄蓍胶、茄替胶、粘液胶、瓜尔胶或者任何其他由植物产生的多糖。也可以使用其他树胶作为替代品，这些树胶可包括葡聚糖、韦兰胶、结冷胶、定优胶、普鲁兰多糖等。类似地，可以使用其他多糖如果胶、甲壳质、纤维素等作为替代品。还有其他树胶也符合相同的性能标准，但是可能不被分类为有机物。粘合剂可以以低至0.25％至5％的剂量或任何其他理想的粘合剂浓度作为固体干材料施加。粘合剂可以与肥料基质掺混，可以是混合。在混合的同时，可以将水以受控速率喷洒在表面上以得到最佳粒径。替代性地，粘合剂可以在包含水和粘合剂的粘合剂溶液中施加。粘合剂溶液可以包含3％粘合剂、6％粘合剂、9％粘合剂或任何其他理想的粘合剂浓度。粘合剂溶液可以以12.5％的比率或任何其他理想的比率施用于肥料基质。因此，例如，当粘合剂溶液包含3％粘合剂和97％水并且以12.5％的比率施加时，所得浆料的总粘合剂含量可以为0.375％。

肥料或其他基于矿物的颗粒可以是，但是不限于，氯化钾、硫酸钾、杂卤石、钾镁矾、尿素、硫酸铵、硝酸铵、任何NPK颗粒状或掺混基质、石灰、鸟粪石、任何其他磷酸盐、氮、钾基基质、生物固体、碳酸钙镁或微量营养物质如由Zn、B、Fe、Mn、Cu等组成的矿物等。肥料可以是有机肥料或工业级肥料。

将被批准用于有机农业的有效粘合剂施加到根据有机农业原则允许使用的肥料上可以允许肥料保持其独特的状态，同时改善颗粒对湿度的敏感性，否则这种湿度会弱化颗粒。

所述粘合剂也可以被施用于更多根据有机农业原则将不符合资格的传统基质。

实施例1：

接收作为磨碎材料的含钾碱基质。添加粘合剂溶液，总量为12.5％的总粘合剂溶液。所述粘合剂溶液通过改变粘合剂在水中的浓度来制备。因此，例如，在12.5％的总溶液中有3％的粘合剂，则总浆料中仅有0.375％为实际粘合剂，溶液的余量为水。对以下粘合剂溶液进行测试：100％水；3％玉米淀粉，97％水；3％希腊干草，97％水；6％希腊干草，94％水；和9％希腊干草，91％水。

添加粘合剂溶液之后，随后将肥料团粒干燥并且通过测量团粒暴露于湿度和温度之前和之后的颗粒压碎强度来测量颗粒完整性。于30℃暴露于65％相对湿度，玉米淀粉粘合的颗粒产生的减少仅略好于根本没有粘合剂。另一方面，使用3％希腊干草产生了4kg压碎颗粒的力的颗粒完整性。甚至新鲜制成的颗粒也比用玉米淀粉生产的颗粒更坚固。图1显示了作为粘合技术结果的颗粒对水分吸收的敏感性。

实施例2：

接收作为磨碎材料的含钾碱基质。添加干粘合剂，浓度为1％。在粒化鼓中进行粒化，其中在鼓转动的同时以受控方式喷洒水。当颗粒达到其理想粒径时，干燥颗粒。图2显示了粘合剂效率，这是通过其实现大于2mm粒径的能力来计算的。

尽管已经参照附图和权利要求对装置和方法进行了描述，但应理解的是，可以在本发明的精神和范围内作出与本文所示或所建议者不同的其他和进一步的修改。

Claims (11)

1.一种用于吸水性基质的粘合剂，所述粘合剂包含：

希腊干草、刺槐豆胶、角豆胶、黄蓍胶、茄替胶、粘液胶、瓜尔胶、任何其他由植物产生的多糖、葡聚糖、韦兰胶、结冷胶、定优胶、普鲁兰多糖、果胶、甲壳质或纤维素。

2.一种肥料，其包含：

肥料基质；和

粘合剂，其中所述粘合剂是希腊干草。

3.如权利要求2所述的肥料，其中所述希腊干草占所述肥料的至少0.1％。

4.如权利要求2所述的肥料，其中所述肥料不含除希腊干草之外的粘合剂。

5.如权利要求2所述的肥料，其中所述肥料基质被批准用于有机农业。

6.一种生产有机肥料的方法，所述方法包括：

将粉末状希腊干草以肥料基质的0.1％至10％的比率施用于肥料基质；

将所述粉末状希腊干草和肥料基质混合以产生粘合剂/肥料的固体混合物；和

将水喷洒在所述粘合剂/肥料的固体混合物上以产生肥料颗粒。

7.一种生产有机肥料的方法，所述方法包括：

将粘合剂溶液施用于肥料基质以产生浆料；和

干燥所述浆料以产生肥料团粒，

其中所述粘合剂溶液包含至少3％的希腊干草。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述粘合剂溶液的余量为水。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述粘合剂溶液仅含希腊干草和水。

10.如权利要求7所述的方法，其中所述粘合剂溶液以所述浆料的12.5％的比例施用。

11.如权利要求7所述的方法，其中所述肥料基质被批准用于有机农业。