專利名稱：緩釋水生產(chǎn)方法及采用該方法的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種緩釋水的生產(chǎn)方法及采用該方法的生產(chǎn)設(shè)備。具體地說本發(fā)明對現(xiàn)有的緩釋水(或稱固體水、干水等)提出了一種改進(jìn)的生產(chǎn)方法及相應(yīng)的設(shè)備。
緩釋水是一種通過交聯(lián)劑、固型劑在水中的交聯(lián)反應(yīng)使普通液體水形成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和固體特性的束縛水。其具有在生物降解條件下緩慢釋放液體水的功能。其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域，可以持續(xù)定量地為植物生長提供水分。
背景技術(shù)：
水是植物生存的基本條件。目前世界各地面臨著缺水問題，特別是一些沙漠化嚴(yán)重的地區(qū)，年降雨量不到300nun，人畜飲水都成問題，栽種樹木更是難以成活。對于干旱地區(qū)而言，普通澆水方式所澆灌的水有70％被滲入地下或蒸發(fā)到大氣中，有限的水資源不能得到有效的利用。為此，在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)發(fā)明出了一種緩釋水(或稱固體水、干水等)，如美國專利US4865640中公開的一種“干水”。其為凝膠狀產(chǎn)品，它觸摸起來是干燥的，而外觀是半固體的。這種“干水”含有約98％束縛成固體形式的水。當(dāng)處于天然土壤的微生物環(huán)境中時(shí)，固體束縛的水逐漸轉(zhuǎn)變成液體水。使這種“干水”液化的細(xì)菌和其他微生物不會遷移到凝膠中，僅作用在凝膠暴露的表面上。所以，“干水”的液化速率可通過控制暴露到土壤中的“干水”的表面數(shù)量來控制。已知這種緩釋水具有便于運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)。將這種緩釋水安置于植物的根部可以持續(xù)3個(gè)月左右緩慢地釋放植物生長所需的水分。這樣可以使植物安全地度過干旱季節(jié)，又避免了普通澆水方式所產(chǎn)生的水資源的浪費(fèi)。
在中國專利文獻(xiàn)CN1291426A、CN1325602A等現(xiàn)有技術(shù)中，分別公開了一種所述緩釋水的生產(chǎn)方法。這些現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)方法中使用了諸如風(fēng)化煤粉碎、氨水、丙烯酸、過硫酸銨等原料，這些原料在生產(chǎn)中或制成的緩釋水在使用中會造成對大氣或?qū)ν寥赖奈廴?。其中對土壤的污染將會產(chǎn)生長期的不可逆轉(zhuǎn)的影響。
隨著可再生天然多糖物質(zhì)研究的深入，可再生天然多糖物質(zhì)在這一領(lǐng)域中被越來越廣泛地應(yīng)用，如在中國專利文獻(xiàn)CN1318283A及CN1319618A中所公開的那樣。在這些現(xiàn)有技術(shù)中。通常如CN1318283A先將水溶性增調(diào)劑溶于水中，制成粘稠液體，再向其中加入固化劑，使其固定，變成固體水?；蛉鏑N1319618A采用間歇聚合，將多糖類固型劑在反應(yīng)器中進(jìn)行一定的聚合反應(yīng)(水化)，然后將有一定粘稠度的水溶液在攪拌器中膠便均勻的過程中加入交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。然而，這些現(xiàn)有技術(shù)存在著生產(chǎn)效率低的缺陷。這是因?yàn)樗苄栽稣{(diào)劑或多糖類固型劑極不容易與水溶合并伴隨由塊狀存在，需要較長的攪拌時(shí)間才能將其攪拌開。而在將所述水溶性增調(diào)劑或多糖類固型劑完全攪拌開之前如果加入交聯(lián)劑將使得所述塊狀表面產(chǎn)生凝膠狀物質(zhì)，由此使塊狀中間的所述水溶性增調(diào)劑或多糖類固型劑不能發(fā)揮作用，同時(shí)降低了制成品的含水量，也降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此將水溶性增調(diào)劑溶于水中或?qū)⒍嗵穷惞绦蛣┰诜磻?yīng)器中進(jìn)行一定的聚合反應(yīng)(水化)需要很長的時(shí)間。另外，在不同的設(shè)備之間輸送中間產(chǎn)物也需要花費(fèi)一定的時(shí)間，并由于需要輸送中間產(chǎn)物，需要一定的動力，是的生產(chǎn)過程中能耗高、設(shè)備投資大。由此導(dǎo)致制成品的價(jià)格居高不下，難以在農(nóng)業(yè)澆灌領(lǐng)域的市場中推廣。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的在于提出一種緩釋水的生產(chǎn)方法。由本發(fā)明的方法在生產(chǎn)所述緩釋水的過程中相對于現(xiàn)有技術(shù)減少了所需的時(shí)間，并減少了所需的設(shè)備。同時(shí)，由本發(fā)明的方法在生產(chǎn)過程中相對于現(xiàn)有技術(shù)能夠減少能源的消耗。
由本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提出一種應(yīng)用本發(fā)明的方法生產(chǎn)緩釋水的設(shè)備。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的緩釋水的生產(chǎn)方法步驟包括將水和交聯(lián)劑加入到一個(gè)反應(yīng)裝置中；-在所述反應(yīng)裝置中攪拌所述水和交聯(lián)劑；-在適當(dāng)攪拌的所述水和交聯(lián)劑中加入固型劑；-進(jìn)一步將所述反應(yīng)裝置中的物料攪拌均勻得到緩釋水。
在向所述反應(yīng)裝置中加入所述水和交聯(lián)劑時(shí)，所述水和交聯(lián)劑的配比關(guān)系依重量計(jì)(以下配比關(guān)系同樣計(jì)量)，水為95至98份、交聯(lián)劑為0.1至1份。
在加入所述固型劑之前，所述水和交聯(lián)劑在所述反應(yīng)裝置中攪拌時(shí)間根據(jù)觀察所述水和交聯(lián)劑是否攪拌均勻來決定，通常約為1分鐘。
在向適當(dāng)攪拌的所述水和交聯(lián)劑中加入的固型劑為2至5份。
本發(fā)明的所述交聯(lián)劑為多價(jià)金屬化合物。所述固型劑為多糖類化合物、多糖類化合物的衍生物或果膠。其中最好用纖維素或纖維素的衍生物作為所述固型劑。一個(gè)最佳的實(shí)施方式是用羧甲基纖維素作為固型劑。
本發(fā)明的方法中還包括對所述緩釋水進(jìn)行包裝的步驟。
本發(fā)明的緩釋水生產(chǎn)設(shè)備具有一個(gè)交聯(lián)反應(yīng)裝置，在所述交聯(lián)反應(yīng)裝置的頂部設(shè)置有進(jìn)料口，所述交聯(lián)反應(yīng)裝置的出料口設(shè)置在所述交聯(lián)反應(yīng)裝置的底部；其中所述交聯(lián)反應(yīng)裝置的進(jìn)料口設(shè)有分別輸入液體水、交聯(lián)劑及固型劑的裝置。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)，由于改變了現(xiàn)有技術(shù)中的反應(yīng)順序，因而使得所述固型及容易在反應(yīng)物種分散并迅速進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，由此縮短了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)更均勻，使生產(chǎn)效率相對提高。所有反應(yīng)都在同一反應(yīng)裝置中進(jìn)行，簡化了設(shè)備，降低了生產(chǎn)過程中中間產(chǎn)物輸送發(fā)生的能耗，可大大減低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。另一方面，減少了生產(chǎn)用地，便于因地制宜地建立生產(chǎn)線或建立流動生產(chǎn)線，有利于在農(nóng)林領(lǐng)域的推廣使用。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖1是本發(fā)明的生產(chǎn)方法的第一實(shí)施例的工藝路線圖；圖2是適于本發(fā)明圖1所示方法的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的生產(chǎn)方法的第二實(shí)施例的工藝路線圖；圖4是適于本發(fā)明圖1所示方法的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
其中附圖標(biāo)記表示為1-交聯(lián)反應(yīng)裝置(交聯(lián)反應(yīng)釜)，2-第二實(shí)施例中交聯(lián)反應(yīng)裝置的輸水管進(jìn)料口，2’-第二實(shí)施例中交聯(lián)反應(yīng)裝置的交聯(lián)劑進(jìn)料口，2”-第二實(shí)施例中交聯(lián)反應(yīng)裝置的固型劑進(jìn)料口，21-交聯(lián)反應(yīng)裝置進(jìn)料口，3交聯(lián)反應(yīng)裝置出料口，4-輸水管，5-交聯(lián)劑輸送管，6-固型劑輸送管，7-觀察窗，8-交聯(lián)反應(yīng)釜的出料口與包裝裝置進(jìn)料口之間的管線，9-閥門，10包裝裝置。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示為本發(fā)明的所述生產(chǎn)方法的工藝路線圖。依該工藝路線圖，在本發(fā)明的生產(chǎn)所述緩釋水的生產(chǎn)方法的第一實(shí)施方式中，分別通過輸水管4和交聯(lián)劑輸送管5將95份天然水和1份作為交聯(lián)劑的氯化鐵(FeCl3)經(jīng)圖2所示的一個(gè)交聯(lián)反應(yīng)裝置1頂部設(shè)置的加入到所述交聯(lián)反應(yīng)裝置1中。在圖2所示實(shí)施例中，交聯(lián)反應(yīng)裝置為一臺交聯(lián)反應(yīng)釜1。在所述交聯(lián)反應(yīng)裝置1中攪拌所述水和氯化鐵，并通過在所述交聯(lián)反應(yīng)釜1的頂部設(shè)置的觀察窗7觀察其中的攪拌情況，至所述水和氯化鐵攪拌均勻。然后通過固型劑輸送管6經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)釜1頂部設(shè)置的進(jìn)料口21向在攪拌中的所述水和氯化鐵中加入5份作為固型劑的羥乙基纖維素；之后進(jìn)一步通過觀察窗7觀察，至所述交聯(lián)反應(yīng)釜1中的物料攪拌均勻。在加入所述羥乙基纖維素的過程中，所述羥乙基纖維素遇到所述水和氯化鐵的混合物及時(shí)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成凝膠狀物質(zhì)。由于隨時(shí)加入的羥乙基纖維素與所述水和氯化鐵的混合物隨時(shí)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，因此不會產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象。當(dāng)所述物料攪拌均勻后便得到緩釋水。然后，打開連接在所述交聯(lián)反應(yīng)釜1的所述出料口3與包裝裝置10的進(jìn)料口之間的管線8上的閥門9，使反應(yīng)生成物依靠自身重量，經(jīng)設(shè)置在所述交聯(lián)反應(yīng)釜1漏斗形的底部的出料口3進(jìn)入所述包裝裝置10中。在所述包裝裝置10中，緩釋水物料被定量灌裝并封口后，制成成品緩釋水。
依圖3所示本發(fā)明的所述生產(chǎn)方法的工藝路線圖，為本發(fā)明的第二實(shí)施例。其中，分別通過輸水管4和交聯(lián)劑輸送管5將98份天然水和0.1份作為交聯(lián)劑的氯化鋁(ALCL3)經(jīng)圖4所示的一個(gè)交聯(lián)反應(yīng)裝置1頂部分別設(shè)置的各自的進(jìn)料口2、2’加入到所述交聯(lián)反應(yīng)裝置1中。在圖4所示實(shí)施例中，所述交聯(lián)反應(yīng)裝置是一臺交聯(lián)反應(yīng)釜1。在所述交聯(lián)反應(yīng)釜1中攪拌所述水和氯化鋁，時(shí)間為1分鐘。然后通過固型劑輸送管6經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)釜1頂部設(shè)置的進(jìn)料口2”向在攪拌中的所述水和氯化鋁中加入2份作為固型劑的羥甲基纖維素鈉。之后進(jìn)一步將所述反應(yīng)釜1中的物料攪拌均勻。同樣，在加入所述羥甲基纖維素鈉的過程中，所述羥甲基纖維素鈉遇到所述水和氯化鋁的混合物及時(shí)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成凝膠狀物質(zhì)。由于隨時(shí)加入的羥甲基纖維素鈉與所述水和氯化鋁的混合物隨時(shí)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，因此不會產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象。當(dāng)所述物料攪拌均勻并形成凝膠狀物質(zhì)后便得到緩釋水。然后，打開連接在所述交聯(lián)反應(yīng)釜1的所述出料口3與所述包裝裝置10進(jìn)料口之間的管線8上的閥門9，使反應(yīng)生成物依靠自身重量，經(jīng)設(shè)置在所述交聯(lián)反應(yīng)釜1漏斗形的底部的出料口3進(jìn)入所述包裝裝置10中。在所述包裝裝置10中，緩釋水物料被定量灌裝并封口后，制成成品緩釋水。
同樣，依本發(fā)明的所述生產(chǎn)方法的工藝路線圖，在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，分別通過輸水管4和輸料斗(圖中未示出)將96份天然水和0.5份作為交聯(lián)劑的硫酸鋅經(jīng)過一個(gè)交聯(lián)反應(yīng)裝置1頂部設(shè)置的進(jìn)料口21加入到所述交聯(lián)反應(yīng)裝置1中。在所述交聯(lián)反應(yīng)裝置1中攪拌所述水和硫酸鋅，時(shí)間為50秒。然后在用輸料斗(圖中未示出)經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)釜1頂部設(shè)置的進(jìn)料口21向在攪拌中的所述水和硫酸鋅中加入4份作為固型劑的羧甲基淀粉；之后進(jìn)一步將所述反應(yīng)裝置中的物料攪拌均勻。同樣，在加入所述羧甲基淀粉的過程中，所述羧甲基淀粉遇到所述水和硫酸鋅的混合物及時(shí)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成凝膠狀物質(zhì)。由于隨時(shí)加入的羧甲基淀粉與所述水和硫酸鋅的混合物隨時(shí)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，因此不會產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象。當(dāng)所述物料攪拌均勻后便得到緩釋水。然后，打開連接在所述交聯(lián)反應(yīng)釜1的所述出料口3與所述包裝裝置10進(jìn)料口之間的管線8上的閥門9，使反應(yīng)生成物依靠自身重量，經(jīng)設(shè)置在所述交聯(lián)反應(yīng)釜1漏斗形的底部的出料口3進(jìn)入所述包裝裝置10中。在所述包裝裝置10中，緩釋水物料被定量灌裝并封口后，制成成品緩釋水。
顯然，在所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員的知識范圍內(nèi)，水、交聯(lián)劑和固型劑在給出的數(shù)值范圍內(nèi)還有許多組合方式，同時(shí)其中的交聯(lián)劑還可以選用銅、鐵、鋅、鋁、鈣、鎂等金屬的氧化物、氫氧化物及鹽類，而所述固型劑還可以選用磷酸酯淀粉、陽離子淀粉、乙基羥乙基纖維素和堿纖維素等具有同類化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)。其中的化學(xué)成分及其組合方式，不可能進(jìn)行窮舉，所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員依據(jù)自身所掌握的知識，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)根據(jù)需要，在其中進(jìn)行選擇來得到所需性能的緩釋水，而不必付出任何創(chuàng)造性勞動。
本發(fā)明的緩釋水生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)質(zhì)上是在同一個(gè)交聯(lián)反應(yīng)裝置1中完成所有緩釋水的反應(yīng)過程。由此使得所有原料的輸送裝置與所述交聯(lián)反應(yīng)裝置1有一個(gè)適當(dāng)?shù)脑陷斔瓦B接方式。在這樣的思路的教導(dǎo)下，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯然可以對本發(fā)明的上述實(shí)施例所例舉出的生產(chǎn)設(shè)備做出許多中顯而易見的改變或形式上的替換。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種緩釋水的生產(chǎn)方法，包括如下步驟-將水和交聯(lián)劑加入到一個(gè)反應(yīng)裝置(1)中；-在所述反應(yīng)裝置(1)中攪拌所述水和交聯(lián)劑；-在適當(dāng)攪拌的所述水和交聯(lián)劑中加入固型劑；-進(jìn)一步將所述反應(yīng)裝置中的物料攪拌均勻得到緩釋水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加入所述固型劑之前，觀察所述水和交聯(lián)劑在所述反應(yīng)裝置中攪拌至均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加入所述固型劑之前，所述水和交聯(lián)劑在所述反應(yīng)裝置(1)中攪拌時(shí)間約為1分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于所述水和交聯(lián)劑的配比關(guān)系依重量計(jì)，水為95至98份、交聯(lián)劑為0.1至1份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于向適當(dāng)攪拌的所述水和交聯(lián)劑中依重量計(jì)加入2至5份的固型劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述交聯(lián)劑為多價(jià)金屬化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于固型劑為多糖類化合物、多糖類化合物的衍生物或果膠。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于固型劑為纖維素或纖維素的衍生物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于固型劑為羧甲基纖維素。
10.一種緩釋水生產(chǎn)設(shè)備，具有一個(gè)交聯(lián)反應(yīng)裝置(1)，在所述交聯(lián)反應(yīng)裝置(1)的頂部設(shè)置有進(jìn)料口(2)，所述交聯(lián)反應(yīng)裝置(1)的出料口(3)設(shè)置在所述交聯(lián)反應(yīng)裝置(1)的底部；其特征在于所述交聯(lián)反應(yīng)裝置(1)的所述進(jìn)料口(2)設(shè)有分別輸入水、交聯(lián)劑及固型劑的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種緩釋水的生產(chǎn)方法及采用該方法的生產(chǎn)設(shè)備。本發(fā)明的目的在于在生產(chǎn)緩釋水的過程中減少所需的時(shí)間，同時(shí)精簡所需的設(shè)備、減少能源的消耗。本發(fā)明的的生產(chǎn)方法步驟包括將水和交聯(lián)劑加入到一個(gè)反應(yīng)裝置中；在所述反應(yīng)裝置中攪拌所述水和交聯(lián)劑；在適當(dāng)攪拌的所述水和交聯(lián)劑中加入固型劑；進(jìn)一步將所述反應(yīng)裝置中的物料攪拌均勻得到緩釋水。特別適用于在農(nóng)林業(yè)灌溉領(lǐng)域推廣使用。
文檔編號A01G29/00GK1416690SQ0215996
公開日2003年5月14日 申請日期2002年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月31日
發(fā)明者王鈺 申請人:王鈺