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施用缓释颗粒肥料能显著提高农作物单位面积产量,促进农业生产的发展。然而,目前这种肥料存在着适应面窄,肥料颗粒特性不能完全满足要求,施用过程相对繁琐,不能进行机械化操作,以及施用后对土壤有污染等问题。这就要求更广泛、深入地研究缓释颗粒肥。本课题旨在研究缓释颗粒的成型装置及工艺条件,探索粉状物料的成粒机理,为缓释颗粒肥的生产提供装备及生产条件,并对实际生产提供一定的指导。研究包括测试六种粘结剂及其等比混合粘结剂粘度和流动性,以选取适宜造粒的粘结剂;探索缓释颗粒肥成型的工艺条件并试制成型装置;利用自行设计的圆盘造粒装置进行造粒试验,并检测所制颗粒肥的物理、力学及缓释特性,确定影响造粒效果的因素及有效评价指标;进行造粒正交试验,分析各因素影响,得出优方案。在研究以上内容的基础上,得出如下结论: (1)对各个粘结剂的粘度值与流动性进行测试和比较。得出结论为阿拉伯树胶粉为低粘度粘结剂中造粒性能较好的,PVA与海藻酸钠都能够作为造粒的备选粘结剂。混合粘结剂的测试结果表明,PVA与海藻酸钠等比混合粘结剂溶液的粘性和流动性都较合适,是后续造粒试验的首选。膨润土的基本特征测试是造粒试验前必要的准备工作,有利于造粒试验中各试验参数的设定。此外,膨润土作为造粒原料,其含水率是影响造粒的一个因素。粉料流动性可用于在进料量已确定的情况下,设计进料装置的参数。休止角、摩擦角等参数是设置造粒机圆盘倾角范围的依据。 (2)分析造粒机的主要参数和参数间的关系,并设置相应的参数值;计算电机功率并选取电机;对物料在造粒过程中的受力情况和运动轨迹进行分析;设计了造粒机的四个配套装置。在此基础上,设计圆盘造粒机,完成其三维设计和二维图绘制,并加工出造粒机主体部分,以进行造粒试验。 (3)分析和详述了圆盘造粒的工艺过程,完成造粒试验。颗粒在圆盘中滚动,会出现四种轨迹。这些轨迹由不同的圆盘倾角和转速引起,对应了不同的造粒效果。其中第二和第三种轨迹的造粒效果最好。造粒工艺以流程图形式提出。分析造粒的影响因素,设置了正交试验。在综合分析试验结果后,得出在转速35r/min,圆盘倾角56°,喷液量175.5g,固体粘结剂添加量105.3g,液体粘结剂浓度5%时,造粒效果最好。比较正交试验优方案所得颗粒桐油包膜处理和不包膜处理的差异,并从多个角度进行评价。结果表明,颗粒包膜后,各项性能都有一定提高,可进一步改善工艺。