專利名稱：緩釋水生產方法及采用該方法的設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種緩釋水的生產方法及采用該方法的生產設備。具體地說本發明對現有的緩釋水(或稱固體水、干水等)提出了一種改進的生產方法及相應的設備。
緩釋水是一種通過交聯劑、固型劑在水中的交聯反應使普通液體水形成具有三維網狀結構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。其應用于農業和林業領域，可以持續定量地為植物生長提供水分。
背景技術：
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重的地區，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。對于干旱地區而言，普通澆水方式所澆灌的水有70％被滲入地下或蒸發到大氣中，有限的水資源不能得到有效的利用。為此，在現有技術中已經發明出了一種緩釋水(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。當處于天然土壤的微生物環境中時，固體束縛的水逐漸轉變成液體水。使這種“干水”液化的細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”的表面數量來控制。已知這種緩釋水具有便于運輸的優點。將這種緩釋水安置于植物的根部可以持續3個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，又避免了普通澆水方式所產生的水資源的浪費。
在中國專利文獻CN1291426A、CN1325602A等現有技術中，分別公開了一種所述緩釋水的生產方法。這些現有技術的生產方法中使用了諸如風化煤粉碎、氨水、丙烯酸、過硫酸銨等原料，這些原料在生產中或制成的緩釋水在使用中會造成對大氣或對土壤的污染。其中對土壤的污染將會產生長期的不可逆轉的影響。
隨著可再生天然多糖物質研究的深入，可再生天然多糖物質在這一領域中被越來越廣泛地應用，如在中國專利文獻CN1318283A及CN1319618A中所公開的那樣。在這些現有技術中。通常如CN1318283A先將水溶性增調劑溶于水中，制成粘稠液體，再向其中加入固化劑，使其固定，變成固體水。或如CN1319618A采用間歇聚合，將多糖類固型劑在反應器中進行一定的聚合反應(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劑進行交聯反應。然而，這些現有技術存在著生產效率低的缺陷。這是因為水溶性增調劑或多糖類固型劑極不容易與水溶合并伴隨由塊狀存在，需要較長的攪拌時間才能將其攪拌開。而在將所述水溶性增調劑或多糖類固型劑完全攪拌開之前如果加入交聯劑將使得所述塊狀表面產生凝膠狀物質，由此使塊狀中間的所述水溶性增調劑或多糖類固型劑不能發揮作用，同時降低了制成品的含水量，也降低了產品的質量。因此將水溶性增調劑溶于水中或將多糖類固型劑在反應器中進行一定的聚合反應(水化)需要很長的時間。另外，在不同的設備之間輸送中間產物也需要花費一定的時間，并由于需要輸送中間產物，需要一定的動力，是的生產過程中能耗高、設備投資大。由此導致制成品的價格居高不下，難以在農業澆灌領域的市場中推廣。
發明內容
為此，本發明的目的在于提出一種緩釋水的生產方法。由本發明的方法在生產所述緩釋水的過程中相對于現有技術減少了所需的時間，并減少了所需的設備。同時，由本發明的方法在生產過程中相對于現有技術能夠減少能源的消耗。
由本發明的進一步的目的在于提出一種應用本發明的方法生產緩釋水的設備。
為實現上述發明目的，本發明的緩釋水的生產方法步驟包括將水和交聯劑加入到一個反應裝置中；-在所述反應裝置中攪拌所述水和交聯劑；-在適當攪拌的所述水和交聯劑中加入固型劑；-進一步將所述反應裝置中的物料攪拌均勻得到緩釋水。
在向所述反應裝置中加入所述水和交聯劑時，所述水和交聯劑的配比關系依重量計(以下配比關系同樣計量)，水為95至98份、交聯劑為0.1至1份。
在加入所述固型劑之前，所述水和交聯劑在所述反應裝置中攪拌時間根據觀察所述水和交聯劑是否攪拌均勻來決定，通常約為1分鐘。
在向適當攪拌的所述水和交聯劑中加入的固型劑為2至5份。
本發明的所述交聯劑為多價金屬化合物。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。一個最佳的實施方式是用羧甲基纖維素作為固型劑。
本發明的方法中還包括對所述緩釋水進行包裝的步驟。
本發明的緩釋水生產設備具有一個交聯反應裝置，在所述交聯反應裝置的頂部設置有進料口，所述交聯反應裝置的出料口設置在所述交聯反應裝置的底部；其中所述交聯反應裝置的進料口設有分別輸入液體水、交聯劑及固型劑的裝置。
本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點，由于改變了現有技術中的反應順序，因而使得所述固型及容易在反應物種分散并迅速進行交聯反應，由此縮短了反應時間、反應更均勻，使生產效率相對提高。所有反應都在同一反應裝置中進行，簡化了設備，降低了生產過程中中間產物輸送發生的能耗，可大大減低產品的生產成本。另一方面，減少了生產用地，便于因地制宜地建立生產線或建立流動生產線，有利于在農林領域的推廣使用。
為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中圖1是本發明的生產方法的第一實施例的工藝路線圖；圖2是適于本發明圖1所示方法的設備結構示意圖；圖3是本發明的生產方法的第二實施例的工藝路線圖；圖4是適于本發明圖1所示方法的設備結構示意圖。
其中附圖標記表示為1-交聯反應裝置(交聯反應釜)，2-第二實施例中交聯反應裝置的輸水管進料口，2’-第二實施例中交聯反應裝置的交聯劑進料口，2”-第二實施例中交聯反應裝置的固型劑進料口，21-交聯反應裝置進料口，3交聯反應裝置出料口，4-輸水管，5-交聯劑輸送管，6-固型劑輸送管，7-觀察窗，8-交聯反應釜的出料口與包裝裝置進料口之間的管線，9-閥門，10包裝裝置。
具體實施例方式
如圖1所示為本發明的所述生產方法的工藝路線圖。依該工藝路線圖，在本發明的生產所述緩釋水的生產方法的第一實施方式中，分別通過輸水管4和交聯劑輸送管5將95份天然水和1份作為交聯劑的氯化鐵(FeCl3)經圖2所示的一個交聯反應裝置1頂部設置的加入到所述交聯反應裝置1中。在圖2所示實施例中，交聯反應裝置為一臺交聯反應釜1。在所述交聯反應裝置1中攪拌所述水和氯化鐵，并通過在所述交聯反應釜1的頂部設置的觀察窗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經交聯反應釜1頂部設置的進料口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；之后進一步通過觀察窗7觀察，至所述交聯反應釜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發生交聯反應形成凝膠狀物質。由于隨時加入的羥乙基纖維素與所述水和氯化鐵的混合物隨時發生交聯反應，因此不會產生結塊現象。當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反應釜1的所述出料口3與包裝裝置10的進料口之間的管線8上的閥門9，使反應生成物依靠自身重量，經設置在所述交聯反應釜1漏斗形的底部的出料口3進入所述包裝裝置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所示本發明的所述生產方法的工藝路線圖，為本發明的第二實施例。其中，分別通過輸水管4和交聯劑輸送管5將98份天然水和0.1份作為交聯劑的氯化鋁(ALCL3)經圖4所示的一個交聯反應裝置1頂部分別設置的各自的進料口2、2’加入到所述交聯反應裝置1中。在圖4所示實施例中，所述交聯反應裝置是一臺交聯反應釜1。在所述交聯反應釜1中攪拌所述水和氯化鋁，時間為1分鐘。然后通過固型劑輸送管6經交聯反應釜1頂部設置的進料口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。之后進一步將所述反應釜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發生交聯反應形成凝膠狀物質。由于隨時加入的羥甲基纖維素鈉與所述水和氯化鋁的混合物隨時發生交聯反應，因此不會產生結塊現象。當所述物料攪拌均勻并形成凝膠狀物質后便得到緩釋水。然后，打開連接在所述交聯反應釜1的所述出料口3與所述包裝裝置10進料口之間的管線8上的閥門9，使反應生成物依靠自身重量，經設置在所述交聯反應釜1漏斗形的底部的出料口3進入所述包裝裝置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，依本發明的所述生產方法的工藝路線圖，在本發明的再一個實施例中，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份作為交聯劑的硫酸鋅經過一個交聯反應裝置1頂部設置的進料口21加入到所述交聯反應裝置1中。在所述交聯反應裝置1中攪拌所述水和硫酸鋅，時間為50秒。然后在用輸料斗(圖中未示出)經交聯反應釜1頂部設置的進料口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；之后進一步將所述反應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發生交聯反應形成凝膠狀物質。由于隨時加入的羧甲基淀粉與所述水和硫酸鋅的混合物隨時發生交聯反應，因此不會產生結塊現象。當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反應釜1的所述出料口3與所述包裝裝置10進料口之間的管線8上的閥門9，使反應生成物依靠自身重量，經設置在所述交聯反應釜1漏斗形的底部的出料口3進入所述包裝裝置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，在所屬領域普通技術人員的知識范圍內，水、交聯劑和固型劑在給出的數值范圍內還有許多組合方式，同時其中的交聯劑還可以選用銅、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性質的物質。其中的化學成分及其組合方式，不可能進行窮舉，所屬領域普通技術人員依據自身所掌握的知識，可以在本發明的范圍內根據需要，在其中進行選擇來得到所需性能的緩釋水，而不必付出任何創造性勞動。
本發明的緩釋水生產設備，實質上是在同一個交聯反應裝置1中完成所有緩釋水的反應過程。由此使得所有原料的輸送裝置與所述交聯反應裝置1有一個適當的原料輸送連接方式。在這樣的思路的教導下，所屬領域的普通技術人員顯然可以對本發明的上述實施例所例舉出的生產設備做出許多中顯而易見的改變或形式上的替換。
顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎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施方式予以窮舉。而這些屬于本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
權利要求
1.一種緩釋水的生產方法，包括如下步驟-將水和交聯劑加入到一個反應裝置(1)中；-在所述反應裝置(1)中攪拌所述水和交聯劑；-在適當攪拌的所述水和交聯劑中加入固型劑；-進一步將所述反應裝置中的物料攪拌均勻得到緩釋水。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于加入所述固型劑之前，觀察所述水和交聯劑在所述反應裝置中攪拌至均勻。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于加入所述固型劑之前，所述水和交聯劑在所述反應裝置(1)中攪拌時間約為1分鐘。
4.根據權利要求1、2或3所述的方法，其特征在于所述水和交聯劑的配比關系依重量計，水為95至98份、交聯劑為0.1至1份。
5.根據權利要求1、2或3所述的方法，其特征在于向適當攪拌的所述水和交聯劑中依重量計加入2至5份的固型劑。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述交聯劑為多價金屬化合物。
7.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求8所述的方法，其特征在于固型劑為羧甲基纖維素。
10.一種緩釋水生產設備，具有一個交聯反應裝置(1)，在所述交聯反應裝置(1)的頂部設置有進料口(2)，所述交聯反應裝置(1)的出料口(3)設置在所述交聯反應裝置(1)的底部；其特征在于所述交聯反應裝置(1)的所述進料口(2)設有分別輸入水、交聯劑及固型劑的裝置。
全文摘要
本發明涉及一種緩釋水的生產方法及采用該方法的生產設備。本發明的目的在于在生產緩釋水的過程中減少所需的時間，同時精簡所需的設備、減少能源的消耗。本發明的的生產方法步驟包括將水和交聯劑加入到一個反應裝置中；在所述反應裝置中攪拌所述水和交聯劑；在適當攪拌的所述水和交聯劑中加入固型劑；進一步將所述反應裝置中的物料攪拌均勻得到緩釋水。特別適用于在農林業灌溉領域推廣使用。
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 優先權日2002年12月31日
發明者王鈺 申請人:王鈺