有许多来源肥料在美国,大多数现代农业做法侧重于三个主要类别的常量营养素:氮(N)、磷(P)和钾(K),根据施肥作物的类型,偶尔补充特定营养素,如岩石粉尘作为微量营养素。农民和种植者以多种方式使用这些肥料:通过干燥、颗粒或液体施用方法,使用大型农业机械或手动工具设备。
随着19世纪的工业化和科学突破,施肥景观发生了变化,导致植物营养的创新,培养了一种新型农业产业,通过使用综合创造的肥料繁殖。
肥料与增加人口增长的重要性
这最终导致了全球食品系统的转变,允许大规模的工业农业,具有实质性产量。自19世纪以来,世界人口增长了七倍。这导致不断需要作物创新。从那时起,现在已经制造了许多进展,但是需要在增长方面进行产品产量效率,以便跟上较少资源的人口增加。
土壤肥力丧失,害虫和缺乏营养素导致农业生产减少。
在1961年至2021年期间,使用氮肥的使用增长了800%。这导致人均常规农业方法生产率增加了30%。
类型的肥料
通常有两种类型的肥料,无机和有机肥料,这些肥料由氮肥,磷肥,等等。
氮肥
氮是叶绿素的主要成分,在创造平衡的光合作用过程中是重要的。氮也是植物中氨基酸的一部分。氮肥具有增加的产量和作物质量。
磷肥料
肥料的效率取决于有效磷含量。磷存在于细胞的原生质中,对细胞的生长和繁殖至关重要。磷肥对植物根的生长是非常宝贵的。
无机肥料
无机肥料是人为生产的,包括矿物质或合成化学品。无机肥料中的磷,钾和其他残留物通常是开采的产物。无机肥料以单营养或多营养制剂具有。多营养制剂包括完整和平衡的肥料物质,其含有氮,磷和钾等营养素,以及微量营养素,如钙,镁,硼和锰。
有机肥料
有机肥料来自植物和动物。肥料增强了用碳化物化合物对植物发育至关重要的土壤,并增加了土壤的有机质含量。加速微生物的繁殖,并改变土壤的物理和化学特征。
控释肥料
最常见的是未涂覆的肥料颗粒迅速将营养物释放到土壤中,使工厂具有足够的时间来利用所提供的营养。控释肥料可以组织缓慢释放,从而在目标时间的一定时期释放小,恒定量的营养素。最常见的是,当产品被标记为控制释放肥料时,它涂有塑料树脂或硫的聚合物,当它与水,热量,阳光和土壤微生物接触时慢慢分解,允许植物捕获营养成分在需要时。化肥工业采用人工屏障,上述塑料树脂或硫基聚合物,以控制溶出速率。涂层肥料是现在广泛使用的实践。
不可降解塑料涂层的立法
然而,2015年,欧盟委员会启动了其循环经济行动计划,该计划是欧洲更加富裕的经济体系的基础政策。该计划的主要优先事项是减少塑料使用和浪费。
作为循环经济行动计划的结果,欧盟的施肥产品法规为控释肥料制定了指导方针。在这些指南中,目前的聚合物封装体系将不能满足未来的限制范围。因此,该行业必须在2026年前开发出一种生物可降解的产品。Delft固体解决方案最近应用了一种新的生物可降解肥料涂层,部分地导致了kaumera涂层。
介绍了令人议程
Kaumera是一种新的生物基原料,从污泥颗粒中提取,在NERDA®净化过程中形成。由于其独特的特性,Kaumera为多种应用提供了自身。它可以击退和吸水,它是阻燃剂。它也非常适合涂层和复合材料。目前,农业中的应用证明是非常有前途的。
环境效益
Kaumera,一种生物可降解的涂层,用于更换传统的塑料涂料。从废水中提取Kaumera,随着副产品减少了预热和处理污泥的需要20-35%。作为可生物降解,可回收和可再生的源产品,它是一种潜在的解决方案,对能源消耗应变和发布二氧化碳排放的积极影响,目前是目前最大的温室效果贡献者。
霍姆拉合作伙伴关系
来自废水的Kaumera的回收发生在国家Kaumera发展计划NKOP。在该计划中,Vallei和Veluwe水权威,莱茵河和IJSSEL水务局,荷兰水资源管理(STOWA),Royal Haskoningdhv工程咨询,ChainCraft,Delft技术大学的应用研究,ChainCraft均紧密地咨询并咨询了Delft Solids介绍Kaumera的解决方案。
所有各方贡献了他们所需的知识和专业知识,需要检索,流程和市场新原料。从实验室研究到全面恢复。通过这种方式,水当局,科学界和商界共同努力实现可持续的循环经济。
通过滚筒涂层施加生物可降解涂层
涂布鼓包括旋转滚筒,其以受控速度旋转,而肥料颗粒连续进料到鼓中。设置在一定的角度,重力有助于按照设定的时间通过鼓移动材料。随着材料通过滚筒移动,喷涂系统将涂层材料喷涂到材料床上。由于连续运动,可以获得均匀的涂层,其均匀地分布在大量颗粒上。
喷涂系统的设计必须考虑喷涂位置、喷嘴类型、床层深度、转速等因素,以优化涂料的分布。在肥料颗粒在滚筒中移动的过程中,大量高温空气以60℃左右的温度对肥料颗粒进行加热,以达到涂层材料相对较快的干燥,从而避免水溶性肥料颗粒的溶解。
涂料质量控制
在涂布过程之后,涂层质量可以根据涂层材料,工艺设置和颗粒尺寸各种各样。通过使用不同的分析方法,涂层的质量控制也是特种Delft固体解决方案提供。
涂层形貌
在肥料颗粒中加入一定质量百分比的包衣材料。不同的涂层材料对涂层形貌有很大的影响。有些涂层光滑均匀,被称为“好涂层”,而其他涂层可能形成西兰花图案,被称为“坏涂层”。图4显示了包衣好、包衣差、未包衣颗粒三种情况。
溶出试验图
除了涂层的形态外,可以确定涂层质量的另一个重要参数是溶出速率。
在涂布过程之后,将不同涂覆的颗粒在恒温水中筛选它们的性能。监测它们的溶解性能,在此期间涂层变形并在水中分开。如此获得的溶解时间的结果已在下面列出图5。
电子显微镜和显微切片
为了研究涂层厚度和涂层均匀性,可以施加切片或微小术以制备涂层颗粒的足够横截面和切片。随后,可以通过光学显微镜或电子显微镜研究这些切片以可视化和量化涂层厚度并获得有关涂层均匀性的信息。
随着规定的越来越多,开发最新一代生物可降解肥料涂料方法变得非常重要。Delft Solids Solutions实验室提供了测试方法,可以用于测试许多变量并进行微调以达到最佳产品涂料。要考虑的优化工具是转速,涂层进料速率,材料进料速率,喷雾位置和翻滚飞行设计。
Delft固体解决方案能够测试上述所有变量以及更多以收集有助于设计可行的商业尺度涂层过程所需的数据。Delft固体溶液是粉末和颗粒场的领导者。我们的涂布鼓和喷涂系统围绕材料设计,以提供优化的涂料溶液,量身定制到您的产品需求。
Delft Solids Solutions是一家私营的合同研究组织,用于研究固体材料的研究和表征。主题包括但不限于主要物理性质,作为孔隙率,孔体积,孔径,表面积,粒度,粉末密度和颗粒。我们还调查了相关的相关特征......