一种甘氨酸铜螯合物的制备方法
技术领域
一种甘氨酸铜螯合物的制备方法，属于微量元素肥料技术领域，尤其涉及含铜螯合物的制备。
背景技术
植物在生长过程中，为了维持其新陈代谢过程，需要不断地从外界摄取一定量的营养元素，维持机体的正常运转，营养元素按照植物的吸收量可以分为大量营养元素和微量营养元素。微量营养元素主要包括铁、锰、硼、锌、铜、钼、氯、镍，其中铜以阳离子形态被植物吸收，是植物正常生长中不可缺失的一种微量元素，其作用主要有：(1)参与植物的光合作用中的电子传递，保证植物顺利的将光能转化为化学能储存在植物体内；(2)是植物体内多种酶的组成成分，可以促进植物合成叶绿素以及蛋白质的代谢，参与植物体内氧化还原反应，提高植物的呼吸强度，增加植物体内维生素A和维生素C的含量；(3)间接影响植物某些器官的分化，如根、茎、花等；(4)提高植物抗真菌和病虫害的能力。
植物吸收无机铜是比较困难的，而有机铜的吸收和生物利用能力都远远高于无机铜，同时以氨基酸为载体螯合铜元素用作微量元素肥料，能够使植物更好吸收铜元素，利用率更高，从而实现铜元素的精准高效补充。
在甘氨酸铜螯合物的生产工艺中，制得的湿品甘氨酸铜晶体需要干燥脱除水分以达到合格标准，通常采用热风干燥技术进行干燥，但由于物料在受热后表面水分快速蒸发，物料颗粒表面会形成硬壳，导致颗粒内部的水分扩散通道变窄，内部水分扩散受阻，水分则无法向外迁移，使得干燥效果不好，还降低了产品品质，导致甘氨酸铜晶体在储存过程中会容易发生聚集、成团和结块，不利于长期保存，从而影响产品质量；为解决前述问题，现提出一种甘氨酸铜螯合物的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种甘氨酸铜螯合物的制备方法，将旋转闪蒸干燥塔和微波干燥结合，既对甘氨酸铜螯合物进行了分散破碎，提高产品颗粒均匀性和分散性，又能作用于甘氨酸铜螯合物颗粒内部，将内部没有扩散出来的水和多余的结晶水快速除去，大大减小了干燥的时间，提高了干燥效率，使产品水分含量低，分散性好，疏松不易结块，产品质量得到提高。
本发明采用的技术方案如下：
为实现上述目的，本发明提供一种甘氨酸铜螯合物的制备方法，包括以下步骤：
将甘氨酸溶于蒸馏水，加入铜盐和催化剂，在35～60℃下反应0.8～1.2h，冷却结晶，分离得到结晶固体，除杂后送入旋转闪蒸干燥塔内干燥，再进行微波干燥，最终得到甘氨酸铜螯合物，其中，结晶分离后的母液循环回收利用，加入原料中参与反应，由于母液中含有大量的甘氨酸、甘氨酸铜等物质，后处理困难，将其循环利用与原料一起参与反应，既可以实现母液中原料的回收利用，避免了环境污染，降低母液的处理难度，还有利于反应转化率和收率的提高，降低成本。
作为优选，所述铜盐为硝酸铜、硫酸铜、碳酸铜和氧化铜中的任意一种。
作为优选，所述催化剂为醋酸。
作为优选，所述甘氨酸与铜盐的摩尔比为(2～3.3)∶1。
作为优选，所述甘氨酸和催化剂的摩尔比例为1:(0.002～0.01)。
作为优选，所述旋转闪蒸干燥塔内干燥温度为50～70℃，当干燥到水分含量为15％～20％时进行微波干燥。
作为优选，所述微波干燥的功率为200W，干燥时间为5～10秒。
作为优选，所述除杂具体为：采用无水乙醇洗涤结晶固体至少2次。通过乙醇洗涤除去杂质，使产品纯度更高，分散性更好，同时还有利于降低含水量，为后续烘干工序节省能耗。
作为优选，洗涤后的洗涤液通过精馏塔精馏，分离回收乙醇进行循环利用。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明通过采用旋转闪蒸干燥塔和微波干燥结合，甘氨酸铜螯合物先在旋转闪蒸干燥塔内被粉碎、分散、筛分和干燥，既去除大部分游离态的水分，又将甘氨酸铜螯合物进行了分散破碎，提高产品颗粒均匀性和分散性，然后利用微波干燥技术，作用于甘氨酸铜螯合物颗粒内部，将内部没有扩散出来的水和多余的结晶水快速除去，并通过调节微波干燥的功率和时间来调控想要的干燥程度，大大减小了干燥的时间，提高了干燥效率，同时避免产品长时间热风干燥导致品质被破坏。
2.本发明制备的甘氨酸铜螯合物的方法简单，易于实现，产品水分含量低，分散性好，疏松不易结块，易于保存，产品质量好。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种甘氨酸铜螯合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将甘氨酸溶于蒸馏水，加入硝酸铜和醋酸，在35～60℃下反应0.8～1.2h，其中，甘氨酸和硝酸铜的摩尔比为2:1，甘氨酸和醋酸的摩尔比例为1:0.002；
(2)将反应液冷却结晶，固液分离得到结晶固体，结晶分离后的母液循环回收利用，结晶固体采用无水乙醇洗涤3次获得的湿品甘氨酸铜螯合物，送入旋转闪蒸干燥塔内在50～70℃温度下，干燥至水分含量为15％～20％后再进行微波干燥5～10秒，最终得到甘氨酸铜螯合物。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，所述步骤(1)中，铜盐为硫酸铜，其中，甘氨酸和硫酸铜的摩尔比为3:1，甘氨酸和醋酸的摩尔比例为1:0.008。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于，所述步骤(1)中，铜盐为硫酸铜，其中，甘氨酸和硫酸铜的摩尔比为3.3:1，甘氨酸和醋酸的摩尔比例为1:0.01。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于，所述步骤(1)中，铜盐为碳酸铜，其中，甘氨酸和碳酸铜的摩尔比为2.5:1，甘氨酸和醋酸的摩尔比例为1:0.005。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于，所述步骤(1)中，铜盐为碳酸铜，其中，甘氨酸和碳酸铜的摩尔比为3:1，甘氨酸和醋酸的摩尔比例为1:0.004。
实施例6
本实施例与实施例1的不同之处在于，所述步骤(1)中，铜盐为氧化铜，其中，甘氨酸和碳酸铜的摩尔比为2:1，甘氨酸和醋酸的摩尔比例为1:0.002。
实施例7
本实施例与实施例1的不同之处在于，所述步骤(1)中，铜盐为硫酸铜，其中，甘氨酸和碳酸铜的摩尔比为2.5:1，甘氨酸和醋酸的摩尔比例为1:0.001。
实施例8
本实施例与实施例1的不同之处在于，所述步骤(1)中，铜盐为碳酸铜，其中，甘氨酸和碳酸铜的摩尔比为3.3:1，甘氨酸和醋酸的摩尔比例为1:0.007。
对本发明的产品成分进行检测，本发明产品铜(以Cu2+计)≥23.6％；总甘氨酸≥58.8％；游离甘氨酸≤1.1％产品质量好，其他检测数据如表一所示。
表一、各发明产品检测数据
从表一可以看出，本发明制得的产品具有较好的质量，且纯度高，含水量低，符合产品标准。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
