《肥料生产工艺》实验指导书编著：杜志勇青岛农业大学资源与环境学院2008 年3月 2目录实验一颗粒肥料粒径分布的测定 (3)实验二颗粒肥料硬度和脆碎度的测定 (6)实验三圆盘造粒工艺设计与实践 (8)实验四转鼓造粒工艺设计与实践 (10)实验五挤压造粒工艺设计与实践 (12)实验六沸腾流化床包膜工艺设计与实践 (14)实验七作物专用控释肥的生产与肥效评价 (16)实验一颗粒肥料粒径分布的测定一、实验目的1. 了解普通颗粒肥料的粒径分布特征2. 掌握颗粒肥料粒径分级的一般步骤和注意事项3. 学会制作粒径分布图对肥料粒径分布特征进行评价二、实验原理颗粒肥料（granular fertilizers）是按预定平均粒径制成的固体肥料。
颗粒肥料可以降低肥料的吸湿性，减少对环境的污染，也便于施用。
并且一些水溶性磷肥经制成颗粒肥料后，可减少在土壤中的化学固定。
但是，在颗粒肥料的制作过程中，因为选用生产工艺的不同，使所得肥料存在一定的粒径分布。
本试验是通过组合塔筛的方法对普通颗粒肥料进行筛分，称量不同粒级的肥料质量，计算粒径分布，并制作粒径分布图。
三、仪器设备试验筛(GB 6003 R40/3 系列)：孔径为1.00，2.00，2.80，3.35，4.75，5.60mm 的筛子，附盖和底盘；电子天平：感量为0.01g；振筛机等。
四、实验材料圆盘造粒制取的球状颗粒肥料，挤压造粒经抛光整形制取的颗粒肥料。
五、操作步骤1. 将筛子按孔径大小（球状为4.75，2.80，2.00，1.00mm，条状为5.60，3.35，2.00mm孔径筛），依次叠好；2. 称取经多次缩分的球状或条状试样约1000g，精确到0.5g，分别置于4.75 或5.60mm 筛子上，盖上筛盖，置于振荡机上，夹紧筛盖，振荡5 min或进行人工筛分。
3. 球状试样：称量未通过4.75mm 孔径筛子上及底盘上的试样，精确到0.5g，夹在筛孔中的试样作不通过此筛。
保留2.00～2.80mm筛子间试样，以备测定颗粒平均抗压碎力用。
4. 条状试样：称量未通过5.60mm 孔径筛子上及通过2.00mm 孔径筛的4试样，精确到0.5g，夹在筛孔中的试样作不通过此筛。
保留 3.35～5.60mm筛子间试样，以备测定颗粒平均抗压碎力用。
六、结果计算1. 粒度计算粒度（x5），以1.00～4.75mm或 2.00～5.60mm试样质量占整个试样质量的百分率，以百分数（％）表示，按下式计算：式中：m1─未通过4.75 或 5.60mm 孔径筛和通过 1.00 或2.00mm 孔径筛的试样质量，g；m─试样的质量，g。
2. 粒径分布图的绘制粒径分布图（grain diameter distribution map）是指不同粒径范围内的颗粒的个数（或质量或表面积）所占的比例。
以颗粒的质量（或表面积）表示时，称为质量分布（或表面积分布）。
粒径分布图的绘制是将筛分获得的肥料称重量输入Excel表格，通过制图模块，制作类似频数分布图的肥料质量分布直方图。
如图1 所示：同时绘制两种不同生产工艺制作的颗粒肥料的粒径分布图，并进行比较分5析，找出两种肥料工艺生产肥料粒径分布的差异。
七、注意事项测定时，环境相对湿度应小于70％。
八、思考题根据实验中测定的粒度和粒径分布特征讨论颗粒肥料生产中为适应机械施肥的需求应该选用怎样的粒径分布？实验二颗粒肥料硬度和脆碎度的测定一、实验目的1. 了解颗粒肥料硬度和脆碎度指标对肥料物性品质的影响2. 掌握颗粒肥料硬度和脆碎度测定的一般步骤和技术要点二、实验原理颗粒肥料因为选用的造粒工艺不同，以及造粒过程中添加的粘结剂和调理剂的差异，常常使肥料颗粒的机械强度存在较大的差异。
而且机械强度小的肥料在运输施用的过程中（尤其机械施肥过程中）极易发生颗粒崩裂，而失去颗粒的物性，影响肥料的施用。
本实验测定颗粒肥料的硬度和脆碎度两个物性指标来表征其机械强度。
其中，颗粒硬度采用挤压破碎的方法，记录破碎时的临界压力；脆碎度的测量采用脆碎度检查仪，设定一定的转速，使颗粒在一定时间内不停抛动，同时可在颗粒中添加钢球，模拟运输过程中对肥料的作用，根据粉末的质量和放进去颗粒的总质量的比值得到脆碎度。
三、仪器设备颗粒强度测定仪：量程0～50 或0～100N；脆碎度检测仪（FT-2000A）；电子天平（感量0.01g），试验筛（规格同实验一）；摄子。
四、实验材料实验一操作中筛出的2.00~2.80mm的颗粒肥料。
包括圆盘造粒和挤压造粒两种生产工艺生产的肥料。
五、操作步骤颗粒硬度的测定：1.任意选取处于2.00～2.80mm孔径筛间30 颗球状试样，用颗粒强度测定仪逐个测定颗粒的抗压碎力(F)。
掺合肥料按不同物质各取10 颗进行测定。
2.任意选取处于3.35～5.60mm 孔径筛间、长径比约1～1.5、直径相同、长度相近完整的30颗条状试样，用颗粒强度测定仪逐个测定颗粒侧向抗压碎力(F)。
颗粒脆碎度的测定：1、接通电源：在仪器背面插上电源插头，打开电源开关。
72、打开左右轮鼓端盖；握住端盖金属手柄，向内轻按并顺时针旋转，即可打开端盖。
3、将选出并称重（m1）好的被检肥料放入轮鼓，装上轮鼓端盖；握住金属手柄，将手柄轴向轴孔内按入，逆时针旋转，关闭端盖。
4、按动“复零启动”按键，仪器开始工作，并自动计数，待轮鼓转动100转时，自动停机报警。
5、打开端盖，取出肥料，用2.00mm 试验筛筛出破碎物，用电子天平测量筛上物的重量（m2）检查测试结果（端盖手柄顺时针旋转后，可连同轮鼓从仪器上一同退出）。
6、若需继续测试，则重复2～5 步骤即可。
7、如当日不再测试，则请关闭仪器背面“电源”开关。
并退出轮鼓，清洗或用软布擦净轮鼓内外，保持仪器清洁。
六、结果计算颗粒平均抗压碎力(x6)，以牛顿(N)表示，按下式计算：式中：Fi─每个颗粒试样的抗压碎力，N。
所得结果应表示至一位小数。
颗粒脆碎度（X7），以百分数表示，按下式计算：式中：m1—实验前加入肥料重量，g；m2—试验结束筛分后筛上肥料重量，g；（m1-m2）—试验中破碎的肥料重量，g。
七、注意事项1. 测定时，环境相对湿度应小于70％。
2. 硬度测定时须缓缓增加压力，听到提示音后应该立即停止加压，以免用力过猛损坏仪器。
3. 脆碎度测定过程中应该保持仪器放在水平清洁的工作台上，而且必须使用三眼插座，确保接地良好。
轮鼓旋转时，切勿打开轮鼓端盖。
当轮鼓退下洗净或擦净后，安装轮鼓时，注意左右轮鼓不得对换。
8实验三圆盘造粒工艺设计与实践一、实验目的1. 了解圆盘造粒工艺可生产的肥料类型2. 掌握圆盘造粒工艺的技术要点3. 学会圆盘造粒工艺的工艺过程和操作技术二、实验原理团粒法造粒是将粉末状的干质混合料加水或通入蒸汽，或添加具有高分散度微粒的黏土、高岭土、凹凸棒土等粘结物料，借助肥料盐类的液相使其粘聚，再借助外力使粘聚的颗粒运动，相互间的挤压、滚动使其紧密成型。
然后经干燥、过筛、粒径合格产品经过冷却，涂上调理剂，防止结块，定量，装袋。
圆盘造粒是团粒法造粒最典型的工艺过程。
圆盘造粒的工艺特点：成球率高，颗粒圆整均匀，操作直观，维修方便，投资省，适应性广，生产成本低，效益高。
三、仪器设备圆盘造粒机（圆盘直径1000mm）；台秤（量程5000g）；粉碎机；空气压缩机；烘箱；组合试验筛一套。
四、实验材料尿素1000g，过磷酸钙1000g，硫酸钾1000g，高岭土1000g，水，自制粘结剂50g。
五、操作步骤1. 先将生产原料尿素用粉碎机粉碎，过2mm筛，备用。
2. 根据实验要求进行配方设计（本实验选用均衡型养分配方15-15-15），并结合原料含水量进行物料配比计算，得到三种物料的实物质量尿素为m1，过磷酸钙为m2，硫酸钾为m3，以及添加料高岭土的重量m4。
并用台秤称取生产1000克均衡型复混肥所需的各种物料重量。
3. 将称重后的原料直接倒入塑料桶进行预混，分取一半物料倒入圆盘，调节转速，进行混合，1min后，开动空气压缩机，打开喷嘴开关，将预先配制好的粘结剂均匀的喷晒在滚动的物料上。
注意调节粘结剂的喷洒速9度，并用栅板不停搅拌物料，使其滚动成粒。
4. 待粉状物料成球，出现粒径大小不等的颗粒时，用组合筛进行筛分，选出粒径在2.00-2.80mm 的颗粒，筛下物直接倒入圆盘，继续造粒；筛上物经手工破碎后，倒入圆盘；同时将剩余的预混物料分次加入圆盘中，调节物料干湿程度，以便提高造粒效率。
5. 待筛出颗粒达到生产需求量时，停止造粒，所剩物料留给下一组同学使用，最后一组同学将圆盘物料倾出，做好圆盘清洁工作。
6. 将筛出的合格颗粒物料放入烘箱，60℃烘干。
六、注意事项1. 整个实验过程保持实验室空气畅通，需要打开排气扇，做完实验室关闭。
2. 圆盘造粒机的倾角是预先调节好的，不经老师允许，请不要私自调节，以免造粒效率降低。
3. 造粒后剩余的物料应该从圆盘中倾出，并妥善保存，同时清理圆盘中残留的肥渣，用湿布擦净，打开热风加热装置烘干圆盘内壁，防止锈蚀。
七、思考题1. 如何有效的提高圆盘造粒的成粒效率？2. 利用圆盘造粒机进行包膜控释肥料的生产，例如用磷矿粉包裹尿素来生产缓释包膜尿素，应该如何进行工艺改进？实验四转鼓造粒工艺设计与实践一、实验目的1. 了解转鼓造粒工艺可生产的肥料类型及其特点2. 掌握转鼓造粒工艺的技术要点3. 学会转鼓造粒工艺的工艺过程和操作技术二、实验原理转鼓造粒机主要由转鼓、前大托轮、后大托轮、大齿轮、减速箱、电机等组成，内部由造粒区、下料区、蒸汽喷管、环形挡圈、抛光区等构成。
工作时，粉状原料及返料由进料口加入后，旋转的筒体带动物料层向上转动，至一定高度时，在重力和惯性力的作用下，物料沿弧形轨道下落，使物料完成造粒时所需要的滚动运动。
筒体内部通入蒸汽或水喷洒在滚动的料层上，使物料团聚成粒。
造粒时要保持一定的返料率。
物料在造粒区成粒，然后越过环形挡料圈进入抛光区。
在抛光区，粒子经过陈化、抛光，细粒长大后, 从转鼓出口下料到陈化皮带上，由陈化皮带送至干燥机。
该造粒设备类似多组圆盘造粒机的叠合，提高了造粒效率。
三、仪器设备转鼓造粒机（实验室自制专利产品），磅秤，铁铲，空气压缩机。
四、实验材料小颗粒尿素200kg，脲酶抑制剂（HQ）2kg，硝化抑制剂（DCD）2kg，滑石粉50kg。
五、操作步骤1. 称取小颗粒尿素50kg，从转鼓进料口直接投入，开动转鼓，使小颗粒尿素在转鼓中不停翻滚，形成从转鼓中线的肥料料幕。
2. 打开加热装置，加热转鼓，通入热风（蒸汽），使肥料预热。
同时，加热尿素熔炉，加热至115~125℃，维持温度相对稳定，并向小颗粒尿素中添加极少量的水（尿素：水为100：7），使肥粒熔化。
3. 打开喷浆（液）阀门，启动空气压缩机，以一定压力（预先设定）加压，使预先熔化的小颗粒尿素液体在空压下喷涂到肥料料幕上。
