PL232329B1 - Sposób wytwarzania stymulatora wzrostu roślin - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania stymulatora wzrostu roślin z substancji naturalnych zawierających keratynę, poddanych obróbce wstępnej. Obróbka polega na usunięciu z nich zanieczyszczeń i tłuszczy, rozdrobnieniu do średniej wielkości cząstek 0,1 - 5 mm, kondycjonowaniu parą wodną i/lub wodą i/lub słabymi kwasami i/lub słabymi zasadami, a następnie poddaniu uzyskanego wkładu surowcowego hydrolizie chemicznej. Sposób wytwarzania stymulatora charakteryzuje się tym, że wkład surowcowy dzieli się na dwie porcje, z których jedną poddaje się hydrolizie kwaśnej w temperaturze 80 - 200°C z użyciem kwasu siarkowego o stężeniu 20 - 98% masowych i/lub kwasu fosforowego o stężeniu 20 - 76% masowych, przy czym używa się od 0,1 - 5 g kwasów na 1 g wkładu surowcowego i prowadzi hydrolizę przez 1 - 14 godzin, natomiast drugą porcję wkładu surowcowego poddaje się hydrolizie zasadowej w temperaturze 60 - 200°C, z użyciem wodorotlenku potasu i/lub wodorotlenku sodu i/lub wodorotlenku wapnia, o czystości 10 - 99% masowych, przy czym używa się od 0,01 - 5 g zasady na 1 g wkładu surowcowego i prowadzi hydrolizę przez 1 - 14 godzin, a następnie po ostudzeniu obu hydrolizatów do temperatury nie wyższej niż 65°C łączy się hydrolizat kwaśny z hydrolizatem zasadowym w stosunku od 1 : 1 do 1 : 20, wprowadzając hydrolizat kwaśny do hydrolizatu zasadowego przy intensywnym mieszaniu i utrzymując temperaturę procesu do 65°C oraz pH 3 - 11. Otrzymaną zawiesinę chłodzi się i poddaje się filtracji, uzyskując co najmniej 70% hydrolizatu białkowego o zawartości 15 - 35% masowych biologicznie czynnych L -aminokwasów zdolnych do kompleksowania mikroelementów i osad w ilości nie większej niż 30% masowych zawiesiny, zawierający kwasy tłuszczowe i nierozłożone polipeptydy wielkocząsteczkowe, który zawraca się do wkładu surowcowego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania stymulatora wzrostu roślin z hydrolizatu białkowego, uzyskanego w procesie hydrolizy chemicznej substancji naturalnych zawierających keratynę, przeznaczonego do stosowania w uprawach rolniczych i ogrodniczych.

Stymulatory roślin są to różnego rodzaju preparaty zawierające substancje pochodzenia naturalnego, bądź syntetycznego, stosowane w rolnictwie, w celu usprawnienia procesów życiowych, a w szczególności plonowania. Zawierają one substancje aktywne, które oddziałują na rośliny nie poprzez zaopatrzenie ich w składniki odżywcze, lecz wpływając na ich metabolizm. Stymulują one m.in. syntezę naturalnych hormonów, wpływają na ich aktywność, intensyfikują pobieranie składników mineralnych dostarczanych dolistnie i doglebowo, usprawniają procesy transpiracji i fotosyntezy oraz stymulują wzrost korzeni. Odpowiadają również za redukcję stresu wywołanego czynnikami abiotycznymi takimi jak np. susza, nadmierne opady, przymrozki i chłód, stres po stosowaniu pestycydów, zanieczyszczenia środowiska toksycznymi substancjami lub metalami ciężkimi i mogą być stosowane zarówno przed wystąpieniem stresu, w trakcie oraz bezpośrednio po nim. Zastosowanie biostymulatorów w rolnictwie skutkuje zazwyczaj zwiększeniem plonu, przy jednoczesnym wzroście jego jakości oraz poprawie trwałości.

Znane są stymulatory wzrostu roślin wytwarzane na bazie aktywnych substancji syntetycznych lub wyciągów z surowców naturalnych takich jak np. algi morskie, humus, wermikompost, chitozan, w tym także aminokwasów pochodzących z hydrolizy surowców wysokobiałkowych.

Szczególnie korzystną dla wytwarzania stymulatorów odmianę aminokwasów stanowią aktywne biologicznie L-aminokwasy, pełniące w preparatach rolę chelatora tj. nośnika organicznego i umożliwiające szybkie i bardzo wydajne dostarczanie roślinom składników pokarmowych.

Znany jest z obrotu handlowego stymulator rozwoju roślin Terra Sorb Foliar produkowany przez hiszpańską firmę Bioiberica S. A., zawierający w swoim składzie wolne aminokwasy w formie biologicznie aktywnej (L-aminokwasy) w ilości 9,3%, opracowany na bazie aminokwasów pochodzących z enzymatycznej hydrolizy surowców białkowych.

Inny znany nawóz organiczny wytworzony na bazie aminokwasów stanowi preparat Aminoplant produkcji Chemtura Europe Limited Sp. z o.o., wytwarzany w złożonym procesie hydrolizy białka, który charakteryzuje się zawartością L-aminokwasów 17,3%.

Znana jest ze zgłoszenia WO200306401 A1 kompozycja do nawożenia roślin doniczkowych i ogrodowych w postaci tabletek, zawierająca hydrolizat białkowy wytworzony na drodze hydrolizy enzymatycznej ze świńskich błon śluzowych, zawierający aktywne biologicznie L-aminokwasy w ilości co najmniej 6% wagowych.

Znana jest z opisu patentowego US4491464 A ciekła kompozycja nawozowa przeznaczona do opryskiwania liści, która zawiera 0,5-3,0% wagowych hydrolizatu białkowego uzyskanego w wyniku hydrolizy białek roślinnych.

Znany jest ze zgłoszenia patentowego JP2119093 C regulator wzrostu roślin w postaci ciekłej, wytworzony na bazie hydrolizatów pochodzenia zwierzęcego. Substancję aktywną białkową uzyskuje się na drodze hydrolizy enzymatycznej odpadów rzeźniczych takich jak krew, narządy, skóra, pióra, pochodzących od zwierząt domowych: świni, bydła, koni i kur.

Ze zgłoszenia EP440339 A1 znany jest sposób wytwarzania granulowanych nawozów azotowych zawierających hydrolizat białkowy uzyskany w środowisku zasadowym z odpadów zwierzęcych np. piór drobiu lub mączki kostnej. Odpady zwierzęce zawierające 10-35% wagowych wody zmieszano z 2-5% wagowych w przeliczeniu na suchą masę wodorotlenków metali alkalicznych i podgrzano do temperatury 70-90°C przez 10-30 minut.

Z opisu patentowego PL205666 B1 znany jest sposób wytwarzania zawiesinowego nawozu mineralno-organicznego z surowców odpadowych zawierających keratynę o regulowanym stosunku składników pokarmowych, przeznaczonego do nawożenia upraw rolniczych i warzywnych. Sposób polega na tym, że pierze ptactwa wodnego i drobiu roztwarza się kwasem siarkowym. Ilość kwasu siarkowego, temperaturę i ciśnienie procesu reguluje się tak, aby zapewnić uzyskanie jednorodnego roztworu. Korzystnie roztwarzanie pierza przeprowadza się w temperaturze od 25 do 350°C w zakresie ciśnień od 0,1 do 10 MPa do momentu pojawienia się zawiesiny. Korzystnie do roztwarzania pierza wykorzystuje się kwasy siarkowe odpadowe, zanieczyszczone i regenerowane z różnych technologii. Roztwór neutralizuje się następnie amoniakiem, a w uzyskanej zawiesinie rozpuszcza się komponenty pokarmowe, zawierające makroelementy nawozowe wybrane z grupy obejmującej azot i/lub fosfor i/lub potas i/lub magnez oraz korzystnie dodatkowo mikroelementy wybrane z grupy obejmującej bor i/lub molibden

PL 232 329 B1 i/lub miedź i/lub żelazo i/lub mangan i/lub cynk. Nawóz ten stosuje się wyłącznie doglebowo, w dawkach co najmniej kilkadziesiąt kilogramów na hektar.

Znany jest z opisu patentowego US7169896 B2 sposób solubilizacji surowców keratynowych takich jak pióra kurze. Keratynę rozpuszczano przy użyciu środka redukującego korzystnie w postaci 0,05-0,5 M siarczku sodu i z użyciem zasad przy pH 10,0-13,5, w temperaturze 40-80°C przez 30-90 minut. W opisanym sposobie reszty cysteiny są częściowo modyfikowane np. przez alkilowanie, a keratyna częściowo hydrolizowana. Uzyskany hydrolizat o średniej masie cząsteczkowej od 1000 do 10000 Da, może być używany do wytwarzania biodegradowalnych folii.

Znany jest ze zgłoszenia KR20000050722 A1 sposób przygotowania nawozu kompozytowego, zawierającego hydrolizat białkowy otrzymany z ptasich piór. W pierwszej kolejności ptasie pióra poddaje się obróbce wstępnej w celu usunięcia zanieczyszczeń, a następnie dodaje się 10-40% wagowych składnika wybranego z grupy zawierającej wodorotlenek sodu, wodorotlenek potasu, wodorotlenek wapnia, wodorowęglan sodu alkalicznego, 0,5-3,0% wagowych środka redukującego łańcuchy białka i 0,5-3% wagowych związku aminy wybranej z grupy obejmującej hydroksyloaminę, hydrazynę, piperazynę, monometyloaminę, dimetyloamina i trimetyloaminę w celu przyspieszenia hydrolizy. Proces hydrolizy prowadzi się przez 8-12 godzin, w temperaturze 90-110°C, a następnie hydrolizat neutralizuje kwasem, usuwa nierozpuszczalne sole z filtratu i zatęża go.

Znany jest ze zgłoszenia CZ282979 A1 preparat do regulacji wzrostu w roślinach wytwarzany poprzez hydrolizę kwaśną lub zasadową z surowców zawierających białka np. mięsa wołowego i krwi, a także drożdży. Proces prowadzi się w reaktorze ciśnieniowym w temperaturze 90 do 120°C, przy ciśnieniu do 400 kPa. Do hydrolizy stosuje się składnik wybrany z grupy obejmującej sole sodu, potasu, wapnia, wodorotlenek magnezu, kwas solny. Następnie reaktor schładza się do temperatury 70-75°C, po czym hydrolizat neutralizuje się za pomocą kwasu azotowego lub wodorotlenkiem potasu w zakresie pH 5-12 i pozostawiono na 48 godzin. Uzyskany preparat jest rozcieńczany w ilości 200 g suchej substancji na 1 kg produktu i następnie wprowadzany do pojemników z tworzywa sztucznego. Gotowy produkt stosuje się drogą rozpylania na rośliny w dawce 2 kg produktu na 1 ha. Po rozcieńczeniu wodą można również stosować drogą podlewania i nawadniania.

Znany jest z opisu patentowego US5262307 A sposób wytwarzania hydralizatów białkowych z surowców zawierających keratynę np. piór, włosów, wełny, szczeciny, włosia końskiego, rogów, czy też kopyt, w procesie hydrolizy z użyciem roztworu soli i/lub estrów kwasu siarkowego przy pH 6-9, w temperaturze 60-100°C przez 10-4 godzin.

Znany jest z opisu patentowego US4201564 A sposób wytwarzania organicznego nawozu z substancji pochodzenia zwierzęcego, w tym organów zwierzęcych, kości, krwi, mączki rybnej, które poddaje się rozkładowi wodorotlenkiem potasu, a następnie neutralizuje się kwasem azotowym lub fosforowym. Niedogodnością tego sposobu jest niska zawartość aminokwasów, a także makroskładników pokarmowych.

Nieoczekiwanie okazało się, że istnieje możliwość wytworzenia stymulatora wzrostu roślin na bazie substancji naturalnych zawierających keratynę, poddanych procesowi hydrolizy chemicznej, o podwyższonej zawartości biologicznie czynnych L-aminokwasów, zdolnych do chelatacji dużej ilości mikroelementów nawozowych.

Sposób wytwarzania stymulatora wzrostu roślin z substancji naturalnych zawierających keratynę, podobnie jak w rozwiązaniach znanych ze stanu techniki, poddaje się obróbce wstępnej, polegającej na usunięciu z nich zanieczyszczeń i tłuszczy, korzystnie rozdrobnieniu do średniej wielkości cząstek 0,1-5 mm, kondycjonowaniu parą wodną i/lub wodą i/lub słabymi kwasami i/lub słabymi zasadami, a następnie poddaniu uzyskanego wkładu surowcowego hydrolizie chemicznej.

Istota rozwiązania polega na tym, że wkład surowcowy dzieli się na dwie porcje, przy czym jedną poddaje się hydrolizie kwaśnej w temperaturze 60-200°C z użyciem kwasu siarkowego o stężeniu 20-98% masowych lub kwasu fosforowego o stężeniu 20-76% masowych lub kwasu siarkowego zmieszanego z kwasem fosforowym, korzystnie w stosunku od 1 : 1 do 1 : 4, przy czym używa się od 0,1-5 g kwasów na 1 g wkładu surowcowego i prowadzi hydrolizę przez 1-14 godzin do momentu uzyskania homogenicznej zawiesiny hydrolizatu kwaśnego. Natomiast drugą porcję wkładu surowcowego poddaje się hydrolizie zasadowej w temperaturze 60-200°C, z użyciem wodorotlenku potasu i/lub wodorotlenku sodu i/lub wodorotlenku wapnia, o czystości 10-99% masowych, przy czym używa się od 0,01-5 g zasady na 1 g wkładu surowcowego i prowadzi hydrolizę przez 1-14 godzin do momentu uzyskania homogenicznej zawiesiny hydrolizatu zasadowego. Następnie, po ostudzeniu obu hydrolizatów, korzystnie do temperatury nie wyższej niż 65°C, łączy się hydrolizat kwaśny z hydrolizatem zasadowym

PL 232 329 B1 w stosunku od 1 : 1 do 1 : 20 przy intensywnym mieszaniu i utrzymując temperaturę procesu korzystnie do 65°C oraz pH 3-11. Otrzymaną zawiesinę chłodzi się i poddaje się filtracji, uzyskując co najmniej 70% masowych roztworu podstawowego stymulatora wzrostu roślin o zawartości 15-35% masowych biologicznie czynnych L-aminokwasów zdolnych do kompleksowania mikroelementów i osad w ilości nie większej niż 30% masowych zawiesiny, zawierający kwasy tłuszczowe i nierozłożone polipeptydy wielkocząsteczkowe, który zawraca się do wkładu surowcowego.

Korzystnie jako surowce naturalne zawierające keratynę stosuje się pierze drobiowe, zmielone racice zwierząt kopytnych, szczecinę zwierząt trzody chlewnej.

Korzystnie w procesie kondycjonowania stosuje się wodę i/lub słabe kwasy i/lub słabe zasady w proporcji 2 : 1 w stosunku do rozdrobnionych surowców zawierających keratynę.

Korzystnie proces kondycjonowania prowadzi się w temperaturze 40-125°C przez 2 godziny przy intensywnym mieszaniu.

Korzystnie w hydrolizie kwaśnej stosuje się dodatek katalizatora hydrolizy w postaci siarczanu sodu i/lub siarczanu cynku i/lub siarczanu manganu, w ilości do 2% masowych w przeliczeniu na czysty pierwiastek.

Korzystnie w hydrolizie zasadowej stosuje się wodorotlenek potasu i/lub wodorotlenek sodu i/lub wodorotlenek wapnia, zmieszane najlepiej w stosunku 1 : 1 : 0,5, a zwłaszcza 2 : 1 : 0,6.

Korzystnie w celu podniesienia stopnia hydrolizy białka, homogeniczną zawiesinę hydrolizatu zasadowego utrzymuje się do 2 godzin w temperaturze 60-200°C, a najlepiej przez 2 godziny w temperaturze 120°C.

Korzystnie stymulator wzrostu roślin suszy się w temperaturze do 110°C uzyskując produkt w postaci sypkiej przeznaczony do rozpuszczania w wodzie, który konfekcjonuje się.

Korzystnie po połączeniu hydrolizatu kwaśnego z hydrolizatem zasadowym, do uzyskanej zawiesiny dodatkowo wprowadza się składniki nawozowe w formie rozpuszczalnej w wodzie takich pierwiastków jak: N, P, K, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, B, Mo, Zn, Co.

Uzyskany produkt po rozcieńczeniu może być stosowany dolistnie lub w połączeniu z innymi agrochemikaliami w kompleksowych zabiegach agrotechnicznych. Stwierdzono w uprawach doświadczalnych, że bardzo dobre wyniki daje zastosowanie stymulatora rozcieńczonego wodą od 0,02% do 2% przez oprysk drobnokroplisty, podlewanie lub systemy nawadniania. Może być on również stosowany w zabiegach agrochemicznych w cieczach roboczych łącznie ze środkami ochrony roślin oraz nawozami dolistnymi.

Dodatkowo zaobserwowano, że zastosowanie stymulatora wzrostu roślin wytworzonego sposobem według niniejszego wynalazku w uprawach rolniczych, powoduje synergię uzyskaną w wyniku obecności w cieczy roboczej makroskładników nawozowych, aminokwasów i mikroelementów, korzystnie wpływając na jakość i wielkość plonów, a także powodując wzmocnienie odporności na stresy abiotyczne i biotyczne w czasie wegetacji.

W sposobie według niniejszego wynalazku uzyskuje się roztwór stymulatora wzrostu roślin, stanowiący substancję aktywną, charakteryzującą się wysoką zawartością biologicznie czynnych L-aminokwasów, a dodatkowo korzystnie zawierającą mikroelementy oraz dodatki: m.in. adiuwanty i/lub substancje konserwujące, które oprócz właściwości stabilizujących roztwór wpływają korzystnie na ich przyswajalność przez rośliny. Alternatywnie można otrzymać produkt w postaci sypkiej, do rozpuszczania w wodzie. W tym celu rozwór stymulatora wzrostu roślin suszy się, korzystnie w suszarkach rozpyłowych i/lub fluidalnych, po czym konfekcjonuje.

Ponadto okazało się, że zastosowanie dwóch niezależnych procesów hydrolizy kwaśnej i zasadowej pozwala na uzyskanie większego stężenia aminokwasów w stymulatorze wzrostu roślin oraz pełnego i zrównoważonego aminogramu, co nie jest możliwe w wyn iku zastosowania jednego ze znanych procesów neutralizacji tj. traktowania zasadą hydrolizatu kwaśnego lub kwasem hydrolizatu zasadowego.

Dodatkowo, poprzez utrzymywanie homogenicznej zawiesiny hydrolizatu zasadowego przez okres do 2 godzin, w temperaturze 60-200°C zwiększa się wydajność procesu o 10%.

Dodatkową zaletą jest również fakt, że prowadzenie procesu hydrolizy pierza z udziałem mikroelementów w formie siarczanów cynku i manganu przyspiesza degradację keratyny do aminokwasów, a wprowadzenie do stymulatora wzrostu roślin mikroelementów takich jak bor, miedź, mangan, cynk, żelazo, molibden i kobalt powoduje tworzenie się chelatów aminokwasowych, dzięki czemu mikroelementy zawarte w preparacie są lepiej i szybciej przyswajalne przez rośliny, a także działają stymulująco na ich rozwój.

PL 232 329 B1

Poprzez połączenie hydrolizatu kwaśnego z hydrolizatem zasadowym zawierającym wodorotlenek wapnia, ze stymulatora wzrostu uzyskanego na bazie hydrolizatu białkowego zostały usunięte nadmiarowe jony siarczanowe. Pozwoliło to na wyeliminowanie konieczności neutralizacji wolnego kwasu siarkowego, co wprowadziłoby do stymulatora czynniki pogarszające zdolności chelatujące aminokwasów. Ponadto pomogło to w uzyskaniu klarownego roztworu poprzez spełnianie przez wytrącony siarczan wapnia funkcji pomocy filtracyjnej, przyspieszającej proces filtracji oraz poprawiającej skuteczność tej operacji. Nieoczekiwanie okazało się, że wprowadzenie do hydrolizatu metali stanowiących makro i/lub mikroelementy takie jak N, P, K, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, B, Mo, Zn, Co, pozwala poprawić przyswajalność przez rośliny związków biologicznie czynnych zawartych w hydrolizacie, jak i dodatkowo przeciwdziałać polikondensacji, poprawiając stabilność formulacji stymulatora.

Otrzymany sposobem według wynalazku stymulator wzrostu roślin charakteryzuje się wysoką zawartością - do 35% masowych - biologicznie czynnych L-aminokwasów. Jest to efektem odpowiedniego prowadzenia procesu, a zwłaszcza łączenia hydrolizatu kwaśnego z hydrolizatem zasadowym przy intensywnym mieszaniu, kontrolując temperaturę procesu tak, aby nie przekroczyła 65°C.

Aminokwasy mają właściwości chelatujące, dzięki czemu na ich bazie wytwarzane są preparaty ze schelatowaną formą mikroelementów, a więc łatwo przyswajane przez rośliny. Hydrolizat wykazuje stymulujący wpływ na rozwój i intensyfikację produkcji roślinnej, indukuje i wzmacnia naturalną odporność roślin na choroby oraz uodparnia rośliny na działanie stresów biotycznych i abiotycznych. Stymulator wzrostu roślin wytworzony na bazie hydrolizatu białkowego powoduje wzrost plonów i zwiększa ukorzenienie roślin.

Dodatkową zaletą jest utylizacja odpadów piór pochodzących z przemysłu drobiowego, a także możliwość wykorzystywania do procesu hydrolizy odpadowych kwasów siarkowego i fosforowego, powstających w wielu procesach przemysłowych.

Ponadto zastosowanie w procesie hydrolizy kwasu siarkowego wzbogaca produkt w siarkę, stanowiącą składnik deficytowy w glebach uprawnych, a szczególnie potrzebny do nawożenia roślin siarkolubnych takich jak m.in. rzepak i rośliny motylkowe, a zastosowanie kwasu fosforowego wzbogaca produkt w makroelement odżywczy dla roślin jakim jest fosfor.

Sposób wytwarzania nawozowego stymulatora wzrostu roślin według wynalazku objaśniono w poniższych przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1

Naturalny surowiec w postaci pierza kurzego zawierającego 92% azotu, 0,3% CaO, 0,049% K2O, 0,074% Na2O i 0,049% Fe2O3 przemyto wodą, odtłuszczono i rozdrobniono do średniej wielkości cząstek poniżej 5 mm.

Pierze podzielono na dwie porcje.

Jedną porcję rozdrobnionego pierza w ilości 400 g wprowadzono do reaktora wyposażonego w mieszadło a następnie dodano 800 g wody i podgrzano do temperatury 60°C. Po 2 godzinach kondycjonowania do wsadu surowcowego wprowadzono przy ciągłym mieszaniu 550 g kwasu siarkowego o stężeniu 98% masowych. Po osiągnięciu temperatury mieszaniny reakcyjnej 105°C dodano katalizatory hydrolizy: 12 g siarczanu sodu oraz 1 g siarczanu manganu. Roztwarzanie pierza zawierającego substancję keratynową prowadzono przez 8 godzin utrzymując temperaturę 115°C, aż do momentu uzyskania homogenicznej zawiesiny hydrolizatu kwaśnego.

Drugą porcję rozdrobnionego pierza w ilości 500 g wprowadzono do reaktora wyposażonego w mieszadło, a następnie dodano 1000 g wody oraz mieszaninę wodorotlenków o czystości 95% masowych, zawierającą 100 g stałego wodorotlenku potasu i 60 g wodorotlenku wapnia. Mieszaninę reakcyjną utrzymywano w temperaturze 85°C przez 3 godziny. Następnie do mieszaniny wprowadzono 50 g wodorotlenku sodu o czystości 99% masowych oraz 1,5 ml silikonowego preparatu przeciwpieniącego rozpuszczonego uprzednio w 5 ml H2O. Hydrolizę zasadową prowadzono w temperaturze 100°C przez 6 godzin do uzyskania jednorodnej zawiesiny hydrolizatu zasadowego, po czym utrzymywano jeszcze przez 2 godziny w temperaturze 120°C.

Następnie oba hydrolizaty wychłodzono do temperatury 40°C, po czym połączono 110 g hydrolizatu kwaśnego z 1000 g hydrolizatu zasadowego. Hydrolizat kwaśny wprowadzono do hydrolizatu zasadowego i intensywnie mieszano w reaktorze, kontrolując temperaturę procesu tak, aby nie przekroczyła 65°C. Po 2 godzinach prowadzenia procesu uzyskano zawiesinę o pH 7,24, którą po schłodzeniu poddano procesowi filtracji uzyskując 900 g hydrolizatu białkowego o zawartości 23% masowych biologicznie czynnych L-aminokwasów łatwo przyswajalnych przez rośliny i 210 g placka filtracyjnego, który zawrócono do wkładu surowcowego.

PL 232 329 B1

P r z y k ł a d 2

Naturalny surowiec w postaci pierza gęsiego zawierającego 91,4% azotu, 0,27% CaO, 0,045% K2O, 0,077% Na2O i 0,051% Fe2O3 przemyto wodą, odtłuszczono i rozdrobniono do średniej wielkości cząstek poniżej 2 mm.

Pierze podzielono na dwie porcje.

Jedną porcję rozdrobnionego pierza w ilości 800 g wprowadzono do reaktora wyposażonego w mieszadło, dodano 1600 g wody i podgrzano do temperatury 65°C. Po 2 godzinach kondycjonowania do wsadu surowcowego wprowadzono przy ciągłym mieszaniu 550 g kwasu siarkowego o stężeniu 98% masowych oraz 550 g kwasu fosforowego o stężeniu 76% masowych. Po osiągnięciu temperatury mieszaniny reakcyjnej 105°C dodano promotory hydrolizy: 10 g siarczanu sodu oraz 10 g siarczanu cynku. Roztwarzanie pierza zawierającego substancję keratynową prowadzono przez 8 godzin utrzymując temperaturę 115°C, aż do momentu uzyskania homogenicznej zawiesiny hydrolizatu kwaśnego.

Drugą porcję rozdrobnionego pierza w ilości 500 g wprowadzono do reaktora wyposażonego w mieszadło, a następnie dodano 1000 g wody oraz mieszaninę wodorotlenków o czystości 95% masowych, zawierającą 100 g stałego wodorotlenku sodu i 60 g wodorotlenku wapnia. Mieszaninę reakcyjną utrzymywano w temperaturze 85°C przez 3 godziny. Następnie do mieszaniny wprowadzono 50 g wodorotlenku potasu o czystości 95% masowych oraz 1,5 ml silikonowego preparatu przeciwpieniącego rozpuszczonego uprzednio w 5 ml H2O. Hydrolizę zasadową prowadzono w temperaturze 100°C przez 6 godzin do uzyskania jednorodnej zawiesiny hydrolizatu zasadowego, po czym utrzymywano jeszcze przez 2 godziny w temperaturze 120°C.

Następnie oba hydrolizaty wychłodzono do temperatury 40°C, po czym połączono 100 g hydrolizatu kwaśnego z 1000 g hydrolizatu zasadowego. Hydrolizat kwaśny wlewano powoli do hydrolizatu zasadowego i intensywnie mieszano w reaktorze, kontrolując temperaturę procesu tak, aby nie przekroczyła 65°C. Po 2 godzinach prowadzenia procesu uzyskano zawiesinę o pH 7,21, którą po schłodzeniu poddano procesowi filtracji uzyskując 876 g hydrolizatu białkowego o zawartości 23% masowych biologicznie czynnych L-aminokwasów łatwo przyswajalnych przez rośliny i 224 g placka filtracyjnego, który zawrócono do wkładu surowcowego.

P r z y k ł a d 3

Naturalny surowiec w postaci pierza kurzego zawierającego 92% azotu, 0,26% CaO, 0,046% K2O, 0,07% Na2O i 0,055% Fe2O3 przemyto wodą, odtłuszczono i rozdrobniono do średniej wielkości cząstek poniżej 2 mm.

Pierze podzielono na dwie porcje.

Jedną porcję rozdrobnionego pierza w ilości 400 g wprowadzono do reaktora wyposażonego w mieszadło, dodano 800 g wody i podgrzano do temperatury 65°C. Po 2 godzinach kondycjonowania do wsadu surowcowego wprowadzono przy ciągłym mieszaniu 275 g kwasu siarkowego o stężeniu 98% masowych oraz 270 g kwasu fosforowego o stężeniu 76% masowych. Po osiągnięciu temperatury mieszaniny reakcyjnej 105°C dodano promotory hydrolizy: 8 g siarczanu sodu oraz 8 g siarczanu cynku. Roztwarzanie pierza zawierającego substancję keratynową prowadzono przez 8 godzin utrzymując temperaturę 115°C, aż do momentu uzyskania homogenicznej zawiesiny hydrolizatu kwaśnego.

Drugą porcję rozdrobnionego pierza w ilości 250 g wprowadzono do reaktora wyposażonego w mieszadło, a następnie dodano 500 g wody oraz mieszaninę wodorotlenków o czystości 95% masowych, zawierającą 50 g stałego wodorotlenku sodu i 30 g wodorotlenku wapnia. Mieszaninę reakcyjną utrzymywano w temperaturze 85°C przez 3 godziny.

Następnie do mieszaniny wprowadzono 25 g wodorotlenku potasu o czystości 95% masowych oraz 0,5 ml środka antypiennego (np. silikonowego preparatu przeciwpieniącego) rozpuszczonego uprzednio w 2,5 ml H2O. Hydrolizę zasadową prowadzono w temperaturze 100°C przez 6 godzin do uzyskania jednorodnej zawiesiny hydrolizatu zasadowego, po czym utrzymywano jeszcze przez 2 godziny w temperaturze 120°C. Następnie oba hydrolizaty wychłodzono do temperatury 40°C, po czym połączono 40 g hydrolizatu kwaśnego z 250 g hydrolizatu zasadowego. Hydrolizat kwaśny wprowadzono do hydrolizatu zasadowego przy intensywnym mieszaniu w reaktorze, kontrolując temperaturę procesu tak, aby nie przekroczyła 65°C. Po 2 godzinach prowadzenia procesu, do uzyskanej zawiesiny dodano mikroelementy nawozowe w formie siarczanów takich pierwiastków jak Mn, B, Co, Mo, Cu, Fe, w zależności od rodzaju uprawy każdy w ilości 0,01-12% w przeliczeniu na pierwiastek, w celu ich chelatacji. Uzyskano zawiesinę o pH 7,01, którą po schłodzeniu poddano procesowi filtracji uzyskując 226 g hydrolizatu białkowego o zawartości 21% masowych biologicznie czynnych L-aminokwasów łatwo przyswajalnych przez rośliny i 64 g placka filtracyjnego, który zawrócono do wkładu surowcowego.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania stymulatora wzrostu roślin z substancji naturalnych zawierających keratynę, korzystnie poddanych obróbce wstępnej polegającej na usunięciu z nich zanieczyszczeń i tłuszczy, rozdrobnieniu do średniej wielkości cząstek korzystnie 0,1-5 mm, kondycjonowaniu parą wodną i/lub wodą i/lub słabymi kwasami i/lub słabymi zasadami, a następnie poddaniu uzyskanego wkładu surowcowego hydrolizie chemicznej, znamienny tym, że wkład surowcowy dzieli się na dwie porcje, z których jedną porcję poddaje się hydrolizie kwaśnej w temperaturze 60-200°C z użyciem kwasu siarkowego o stężeniu 20-98% masowych lub kwasu fosforowego o stężeniu 20-76% masowych lub kwasu siarkowego zmieszanego z kwasem fosforowym, korzystnie w stosunku od 1 : 1 do 1 : 4, przy czym używa się od 0,1-5 g kwasów na 1 g wkładu surowcowego i prowadzi hydrolizę przez 1-14 godzin do momentu uzyskania homogenicznej zawiesiny hydrolizatu kwaśnego, natomiast drugą porcję wkładu surowcowego poddaje się hydrolizie zasadowej w temperaturze 60-200°C, z użyciem wodorotlenku potasu i/lub wodorotlenku sodu i/lub wodorotlenku wapnia, o czystości 10-99% masowych, przy czym używa się od 0,01-5 g zasady na 1 g wkładu surowcowego i prowadzi hydrolizę przez 1-14 godzin do momentu uzyskania homogenicznej zawiesiny hydrolizatu zasadowego, a następnie po ostudzeniu obu hydrolizatów, korzystnie do temperatury nie wyższej niż 65°C, łączy się hydrolizat kwaśny z hydrolizatem zasadowym w stosunku od : 1 do 1 : 20 przy intensywnym mieszaniu i utrzymując temperaturę procesu korzystnie do 65°C oraz pH 3-11, a otrzymaną zawiesinę chłodzi się i poddaje się filtracji, uzyskując co najmniej 70% masowych roztworu podstawowego stymulatora wzrostu roślin o zawartości 15-35% masowych biologicznie czynnych L-aminokwasów zdolnych do kompleksowania mikroelementów i osad w ilości nie większej niż 30% masowych zawiesiny, zawierający kwasy tłuszczowe i nierozłożone polipeptydy wielkocząsteczkowe, który zawraca się do wkładu surowcowego.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako surowce naturalne zawierające keratynę stosuje się pierze drobiowe, zmielone racice zwierząt kopytnych, szczecinę zwierząt trzody chlewnej.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w procesie kondycjonowania stosuje się wodę i/lub słabe kwasy i/lub słabe zasady korzystnie w proporcji 2 : 1 w stosunku do rozdrobnionych surowców zawierających keratynę.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces kondycjonowania prowadzi się w temperaturze 40-125°C przez 2 godziny przy intensywnym mieszaniu.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w hydrolizie kwaśnej stosuje się dodatek katalizatora hydrolizy w postaci siarczanu sodu i/lub siarczanu cynku i/lub siarczanu manganu, w ilości do 2% masowych w przeliczeniu na czysty pierwiastek.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w hydrolizie zasadowej stosuje się wodorotlenek potasu i/lub wodorotlenek sodu i/lub wodorotlenek wapnia, zmieszane w stosunku 1 : 1 : 0,5, a zwłaszcza 2 :1 : 0,6.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że homogeniczną zawiesinę hydrolizatu zasadowego utrzymuje się do 2 godzin w temperaturze 60-200°C.
8. 8. Sposób według zastrz. 1 albo 7, znamienny tym, że homogeniczną zawiesinę hydrolizatu zasadowego utrzymuje się przez 2 godziny w temperaturze 120°C.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór stymulatora wzrostu roślin suszy się w temperaturze do 110°C uzyskując produkt w postaci sypkiej przeznaczony do rozpuszczania w wodzie, który konfekcjonuje się.
10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po połączeniu hydrolizatu dodatkowo kwaśnego z hydrolizatem zasadowym, do uzyskanej zawiesiny dodatkowo wprowadza się składniki nawozowe w formie rozpuszczalnej w wodzie takich pierwiastków jak: N, P, K, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, B, Mo, Zn, Co.