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有机肥能为农作物提供全面的养分,减少养分固定和流失,改善土壤结构等,对农业具有极大的积极作用。然而,长期以来我国单施或偏施化肥,不施或少施有机肥,使得农业的种植条件逐年恶化。随着我国生态农业建设和绿色食品的开发,有机肥对农业的积极作用逐渐为社会所重视,为有机肥商品化生产的发展提供了契机。为使有机肥含水率达到国家标准20%,需对其进行干燥处理。目前,国内外对有机肥的研究较多,但对其干燥过程中养分损失以及干燥特性的研究较少。 本研究以有机肥Ⅰ和Ⅱ为试验材料,以热风干燥为主,烘箱干燥、太阳日晒和温室大棚干燥为辅的干燥方式,研究温度、风速和物料厚度等因素对有机肥干燥过程中养分损失和干燥特性的影响规律,探讨合理的有机肥干燥方式和工艺,建立有机肥干燥理论及养分衰减动力学模型。本研究的主要内容及所取得的相关成果如下: 1.通过收集、阅读大量的国内外文献和相关资料,对有机肥的干燥机理、热风干燥、干燥品质等做了比较全面的概述和总结。基于热风干燥原理,设计热风干燥系统,自制热风干燥试验台。 2.为研究温度和物料厚度对有机肥干燥速率的影响,进行了有机肥固定床烘箱干燥的试探性试验。结果表明,由单因素试验确定的因素优水平为温度40℃,干燥时间10 h和物料厚度20mm;以上述条件为零水平进行二次回归正交旋转组合设计试验,得到的回归方程具有极显著意义。经因素效应分析,温度和物料厚度对有机肥含水率的影响也具有极显著意义。 3.采用自制热风干燥试验台,以风温、风速和物料厚度为试验因素进行正交试验设计开展试验。结果表明,风温、风速和物料厚度对有机肥干燥速率和养分损失的影响作用依次为:风温>风速>物料厚度;从提高干燥速率和减少养分损失的角度综合分析,风温应选择中、低温,即30-40℃;风速宜选择中低速,即0.6-0.9m/s;物料厚度在薄层范围即可,即10-20mm。 4.由太阳日晒和温室大棚对比干燥试验得出,太阳日晒和温室大棚干燥均可用于干燥有机肥,且能减少TN的损失;采用温室大棚—热风组合干燥的方式,温室大棚干燥一天后,转入热风干燥,可减少30min和40min(试样Ⅰ和试样Ⅱ)的热风干燥时间,同时能减少TN的损失。 5.利用有机肥热风干燥的含水率变化曲线进行数学模型的模拟,经比较后发现,Lewis方程作为有机肥薄层干燥方程具有极显著意义。利用有机肥热风干燥过程中TN的变化曲线进行养分衰减动力学模型的拟合,结果发现二级反应模型较零级、一级反应模型能更好的反映有机肥TN含量在干燥过程中的衰减规律。 6.有机肥干燥过程中减少养分损失和提高干燥速率是相互矛盾的。经试验研究发现,有机肥干燥过程中的养分损失只存在TN的损失,而TP、TK和有机质没有损失。