TWI453179B - 顆粒狀肥料及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種顆粒狀肥料及其製造方法，特別是有關於一種具有益生菌之內孢子的顆粒狀肥料及其製造方法。
目前使用微生物農藥或是微生物肥料，都是使用溶液噴灑的方式灑在土壤表層上，或者直接將農藥或肥料顆粒灑在土壤表層，因此農藥或肥料都無法深入土壤中的植物根部，來保護作物。而且微生物製劑其實是有生命的益生菌或是益生菌的休眠孢子，若直接噴灑而暴露在自然環境中，會因為自然界的一些不利生存的因子，例如：紫外線、溫度變化及天敵，導致益生菌來不及適應野生環境，而造成存活率大幅降低，使功效不彰。
因此，便有需要提供一種含有益生菌之內孢子的顆粒狀肥料及其製造方法，以解決前述的問題。
本發明的目的在於提供一種方便保存以及使用的顆粒狀肥料及其方法。
為達成上述目的，本發明提出一種顆粒狀肥料的製造方法，包括下列步驟：混合一生物可分解材料與一水溶性高分子材料，形成一第一混合物；混合一多元醇、水及一營養鹽，形成一第二混合物；混合該第一混合物及該第二混合物，以形成一第三混合物，並將團塊聚集的該第三混合物進行攪拌，使成為小團塊狀的該第三混合物；噴灑一益生菌之內孢子在小團塊狀的該第三混合物上，而形成多個肥料塊；將該些肥料塊進行加熱，並將該些肥料塊擠壓成一條狀肥料；以及切割該條狀肥料，使該條狀肥料形成多個顆粒狀肥料。
為達成上述目的，本發明再提出一種顆粒狀肥料，其包括下列成份：一生物可分解材料，至少包括一澱粉；一水溶性高分子材料，選自聚乙烯醇、羧甲基纖維素、三仙膠、蟲膠、關華豆膠、納豆膠、果膠、合成水膠及聚乳酸-甘醇酸所構成之群組中的至少一者；一多元醇；一營養鹽；以及一益生菌之內孢子；其中該生物可分解材料、該水溶性高分子材料、該多元醇、該營養鹽及該益生菌之內孢子為相互混合之狀態。
本發明的顆粒狀肥料方便保存，以及使用時，只需要將顆粒狀肥料依所需比例完全溶解於水中形成肥料水膠溶液，因此具有方便使用的優點。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。
S100~S112‧‧‧步驟
圖1為本發明一實施例之顆粒狀肥料的製造方法流程圖。
圖1為本發明一實施例之顆粒狀肥料的製造方法流程圖。顆粒狀肥料的製造方法包括下列步驟：步驟S100：混合生物可分解材料與水溶性高分子材料，形成第一混合物。於本步驟中，生物可分解材料可為澱粉，該澱粉可為改質澱粉或天然澱粉。該水溶性高分子材料選自聚乙烯醇(Polyvinyl Acetate，PVA)、羧甲基纖維素(Carboxymethyl Cellulose)、三仙膠(Xanthan Gum)、蟲膠(Shellac)、關華豆膠(Guar Gum)、納豆膠(Natto Gum)、果膠(Pectin)及聚乳酸-甘醇酸(PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid)))所構成之群組中的至少一者。於本實施例中，該澱粉為改質澱粉或天然澱粉，例如食用澱粉(Corn Starch)。該水溶性高分子材料包括聚乙烯醇及羧甲基纖維素。將該澱粉、聚乙烯醇及羧甲基纖維素相互混和均勻，而形成第一混合物。該澱粉在該第一混合物之含量為重量百分比10~30%，較佳地，該澱粉在該第一混合物之含量為重量百分比20~25%。該羧甲基纖維素在該第一混合物之含量為重量百分比10~30%，較佳地，該羧甲基纖維素在該第一混合物之含量為重量百
分比20~25%。該聚乙烯醇在該第一混合物之含量為重量百分比25~45%，較佳地，聚乙烯醇在該第一混合物之含量為重量百分比35~40%。
步驟S102：混合多元醇、水及營養鹽，形成第二混合物。於本步驟中，該多元醇可為丙三醇(Glycerol)。該營養鹽選自氯化銨(NH4Cl)、麥芽糊精(Maltodextrin)、碳酸鈣(CaCO3)、硫酸鎂(MgSO4)、氯化鐵(FeCl3)、甘胺酸(Glycine)、氯化鈉(NaCl)、磷酸二氫鉀(KH2PO4)、麩胺酸(Aspartic Acid)及腐植酸(Humic Acid)所構成之群組中的至少一者。於本實施例中，混和丙三醇、水、腐植酸及其他營養鹽之成份(可針對不同農作物而有不同的成份)，而形成第二混合物，第二混合物為水溶液混合物可當塑化劑的使用。丙三醇在該第二混合物之含量為重量百分比10~16%。
步驟S104：混合第一混合物及第二混合物，以形成第三混合物，並將團塊聚集的第三混合物進行攪拌，使成為小團塊狀的第三混合物。於本實施例中，例如第一混合物及第二混合物之重量比例可為2：1，第二混合物以緩慢方式加到第一混合物中，使第一混合物及第二混合物均勻的混合，而形成團塊聚集的第三混合物。然後，再將團塊聚集的第三混合物倒入混料機進行高速攪拌，以將聚集的團塊打散，使成為小團塊狀的第三混合物，以方便後續作業。
步驟S106：噴灑益生菌之內孢子在小團塊狀的第三混合物上，而形成多個肥料塊。於本步驟中，該益生菌之內孢子可為濃縮的益生菌之內孢子培養液。於本實施例中，利用噴灑的方式將濃縮的益生菌之內孢子培養液均勻的噴灑在第三混合物上，再輕柔的攪拌均勻，而形成肥料塊。
步驟S108：將肥料塊進行加熱，並將肥料塊擠壓成條狀肥料。於本實施例中，將肥料塊導入擠壓機進行混煉加工，該擠壓機具有四段加熱功能，以對該肥料塊進行分段加熱，首先是對該肥料塊加熱到攝氏140~145度之間的溫度為第一段加熱。然後對該肥料塊加熱到攝氏145~150度之間的溫度為第二段加熱。然後對該肥料塊加熱到攝氏165~170度之間的溫度為第三段加熱。最後對該肥料塊加熱到攝氏135~140度之間的溫度為第四段加熱。最後擠壓機利用擠壓的方式將肥料塊擠壓成條狀肥料。肥料塊在擠壓機內的時間約為2~3分鐘。
步驟S110：切割條狀肥料，使條狀肥料形成顆粒狀肥料。於本實施例中，利用切粒機對形成條狀肥料進行裁切，使條狀肥料形成多個顆粒狀肥料。
步驟S112：將顆粒狀肥料烘乾。於本實施例中，將該顆粒狀肥料加熱到攝氏40度進行烘乾，並持續一段時間，持續時間可為24~48小時之間。最後將烘乾完後的顆粒狀肥料置入密封罐中，並加入乾燥劑，就可將該顆粒狀肥料置於室溫下保存。
因此，依據上述的製造方法所形成的顆粒狀肥料，其包括下列成份：生物可分解材料，至少包括澱粉；水溶性高分子材料；多元醇；營養鹽；以及益生菌之內孢子。該生物可分解材料、該水溶性高分子材料、該多元醇、該營養鹽及該益生菌之內孢子為相互混合之狀態。該澱粉可為改質澱粉或天然澱粉。該水溶性高分子材料選自聚乙烯醇、羧甲基纖維素、三仙膠、蟲膠、關華豆膠、納豆膠、果膠、合成水膠及聚乳酸-甘醇酸所構成之群組中的至少一者。該營養鹽選自氯化銨、麥芽糊精、碳酸鈣、硫酸鎂、氯化鐵、甘胺酸、氯化鈉、磷酸二氫鉀、麩胺酸及腐植酸所構成之群組中的至少一者。在本實施例，該澱粉為改質澱粉，該多元醇為丙三醇。該水溶性高分子材料包括聚乙烯醇及羧甲基纖維素。
該顆粒狀肥料可用於種子及種苗，若用於種子時：先將該顆粒狀肥料與水以1：5~1：10的比例，使顆粒狀肥料完全溶解於水中形成肥料水膠溶液，再將種子於播種前浸泡於肥料水膠溶液中再取出，使肥料水膠溶液完全包覆種子表層，就可進行播種動作。
若用於種苗時：同樣地，將顆粒狀肥料與水以1：8~1：20的比例，使顆粒狀肥料完全溶解於水中形成肥料水膠溶液，再將種苗根部尖端及主根部位(不包含根頸)，於種植前浸泡於肥料水膠溶液中再取出，使肥料水膠溶液完全沾覆種苗根部表面，最後在進行定植動作。
因此，本發明具有下列特點：
1.本發明的顆粒狀肥料因為含有益生菌之內孢子及微生物生長所需要的營養鹽，因此在潮濕的環境之下有利於益生菌生長，並且藉由益生菌的大量繁殖及顆粒狀肥料中的腐植酸成分，來保護植物根部減少病害，並促進種苗生長。
2.本發明的顆粒狀肥料可保護種苗提高萌發之種苗之存活率，減少種苗罹病率，亦有助於種子萌芽。
3.本發明的顆粒狀肥料的製造方法，能夠有效且長時間保存益生菌之內孢子的活性。
4.由於顆粒狀肥料本身是屬於生物可分解材料，因此使用後可直接掩埋於土耕地作為堆肥使用，並藉由土壤中的微生物將顆粒狀之肥料分解，以增加地力。
5.本發明的顆粒狀肥料方便保存，以及使用時，只需要將顆粒狀肥料依所需比例完全溶解於水中形成肥料水膠溶液，因此具有方便使用的優點。
綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
S100~S112‧‧‧步驟
Claims (17)
- 一種顆粒狀肥料的製造方法，包括下列步驟：混合一生物可分解材料與一水溶性高分子材料，形成一第一混合物；混合一多元醇、一水及一營養鹽，形成一第二混合物；混合該第一混合物及該第二混合物，以形成一第三混合物，並將團塊聚集的該第三混合物進行攪拌，使成為小團塊狀的該第三混合物；噴灑一益生菌之內孢子在小團塊狀的該第三混合物上，而形成多個肥料塊；將該些肥料塊進行加熱，並將該些肥料塊擠壓成一條狀肥料；以及切割該條狀肥料，使該條狀肥料形成多個顆粒狀肥料。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該生物可分解材料為澱粉，該澱粉在該第一混合物之含量為重量百分比10~30%。
- 如申請專利範圍第2項所述之製造方法，其中該澱粉在該第一混合物之含量為重量百分比20~25%。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該水溶性高分子材料選自聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素(Carboxymethyl Cellulose)、三仙膠、蟲膠、關華豆膠、納豆膠、果膠、合成水膠及聚乳酸-甘醇酸(PLGA)所構成之群組中的至少一者。
- 如申請專利範圍第4項所述之製造方法，其中該水溶性高分子材料包括聚乙烯醇及羧甲基纖維素，該羧甲基纖維素在該第一混合物之含量為重量百分比10~30%，該聚乙烯醇在該第一混合物之含量為重量百分比25~45%。
- 如申請專利範圍第5項所述之製造方法，其中該羧甲基纖維素在該第一混合物之含量為重量百分比20~25%。
- 如申請專利範圍第5項所述之製造方法，其中該聚乙烯醇在該第一混合物之含量為重量百分比35~40%。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該營養鹽選自氯化銨(NH4Cl)、麥芽糊精(Maltodextrin)、碳酸鈣(CaCO3)、硫酸鎂(MgSO4)、 氯化鐵(FeCl3)、甘胺酸(Glycine)、氯化鈉(NaCl)、磷酸二氫鉀(KH2PO4)、麩胺酸(aspartic acid)及腐植酸(Humic Acid)所構成之群組中的至少一者。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該多元醇為丙三醇，該丙三醇在該第二混合物之含量為重量百分比10~16%。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法其中該第一混合物及該第二混合物之重量比例為2：1。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中對該些肥料塊進行加熱動作包括下列步驟：對該些肥料塊加熱到攝氏140~145度之間，然後對該些肥料塊加熱到攝氏145~150度之間，然後對該些肥料塊加熱到攝氏165~170度之間，然後對該些肥料塊加熱到攝氏135~140度之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，更包括下列步驟：將該些顆粒狀肥料加熱到攝氏40度進行烘乾，持續時間為24~48小時之間。
- 一種顆粒狀肥料，其包括下列成份：一生物可分解材料，至少包括一澱粉；一水溶性高分子材料，選自聚乙烯醇、羧甲基纖維素、三仙膠、蟲膠、關華豆膠、納豆膠、果膠、合成水膠及聚乳酸-甘醇酸所構成之群組中的至少一者；一多元醇；一營養鹽；以及一益生菌之內孢子；其中該生物可分解材料、該水溶性高分子材料、該多元醇、該營養鹽及該益生菌之內孢子為相互混合之狀態。
- 如申請專利範圍第13項所述之顆粒狀肥料，其中該澱粉為改質澱粉或天然澱粉。
- 如申請專利範圍第13項所述之顆粒狀肥料，其中該水溶性高分子材料包括聚乙烯醇及羧甲基纖維素。
- 如申請專利範圍第13項所述之顆粒狀肥料，其中該多元醇為丙三醇。
- 如申請專利範圍第13項所述之顆粒狀肥料，其中該營養鹽選自氯化銨、麥芽糊精、碳酸鈣、硫酸鎂、氯化鐵、甘胺酸、氯化鈉、磷酸二氫鉀(KH2PO4)、麩胺酸及腐植酸所構成之群組中的至少一者。
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