PL234931B1 - Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego z mikroelementem - Google Patents

Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego z mikroelementem Download PDF

Info

Publication number
PL234931B1
PL234931B1 PL424872A PL42487218A PL234931B1 PL 234931 B1 PL234931 B1 PL 234931B1 PL 424872 A PL424872 A PL 424872A PL 42487218 A PL42487218 A PL 42487218A PL 234931 B1 PL234931 B1 PL 234931B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
composite
producing
concentration
sodium alginate
granulate according
Prior art date
Application number
PL424872A
Other languages
English (en)
Other versions
PL424872A1 (pl
Inventor
Dawid Skrzypczak
Anna Witek-Krowiak
Daria Podstawczyk
Anna Dawiec-Liśniewska
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL424872A priority Critical patent/PL234931B1/pl
Publication of PL424872A1 publication Critical patent/PL424872A1/pl
Publication of PL234931B1 publication Critical patent/PL234931B1/pl

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulatu kompozytowego wzbogaconego w mikroelement, zawierającego rozdrobniony biosorbent w postaci skorupek jaj immobilizowanych w matrycy polimerowej. Wytworzony granulat kompozytowy wykazuje właściwości kontrolowanego uwalniania mikroelementu do środowiska, tym samym znajduje zastosowanie w przemyśle nawozowym.
Nawozy są jednym z najważniejszych produktów przemysłu agrochemicznego. Są one stosowane w celu zapewnienia odpowiedniej ilości makro- i mikroelementów roślinie. Ze względu na zbyt duże nawożenie upraw pojawiło się wiele ograniczeń związanych z ich użyciem. Około połowa stosowanych nawozów, w zależności od stanu gleby, jest uwalniana do środowiska. Powoduje to w dużym stopniu zanieczyszczenia wód gruntowych, a także może negatywnie wpływać na plony. Alternatywą dla konwencjonalnych metod nawożenia, są nawozy o kontrolowanym uwalnianiu składników odżywczych. Spowolnione uwalnianie składników uzyskuje się poprzez powlekanie granulatu polimerami, ale także poprzez unieruchamianie składników odżywczych w matrycy polimerowej.
Dotychczas procesy sorpcji z wykorzystaniem biomasy stosowano głównie w celu usuwania jonów metali z roztworów wodnych. Jednak ze względu na ich bogactwo mineralne i możliwość ich wzbogacania, znalazły one również zastosowanie w przemyśle nawozowym. W publikacji Górecka H, Chojnacka K, Górecki H. The application of ICP-MS and ICP-OES in determination of micronutrients in wood ashes used as soil conditioners. Talanta. 2006;70(5):950-956. przedstawiono możliwość wykorzystania popiołów drzewnych jako znakomitego środka odkwaszającego i poprawiającego właściwości gleby.
Biosorbenty posiadają duże możliwości związane z sorpcją mikroelementów. Ponad to jedną z najbardziej obiecujących możliwości zwiększenia wydajności sorpcji biosorbentów jest zamknięcie biomasy w strukturach polimerowych, tj. np. alginia n sodu. Dzięki uwięzieniu biomasy w strukturach żelowych, oprócz ww. korzyści, uzyskuje się właściwości wolniejszego uwalniania związanych mikroelementów.
W publikacji: Chojnacka K., Biosorption of Cr(III) ions by eggshells, J Hazard Mater. 2005; 121(1-3):167-173, przedstawiono badania związane z usuwaniem jonów chromu(III) z roztworów wodnych, z wykorzystaniem skorupek jaj, które jako odpad z przemysłu rolno-spożywczego stanowiły tanią alternatywę dla powszechnie stosowanych sorbentów, tj. węgla aktywnego. Natomiast Mathab i współautorzy (2012) zaproponowali użycie skorupek jaj jako sorbentu do usuwania, z roztworu wodnego, jonów ołowiu, kadmu oraz miedzi. Natomiast w publikacji Śillerova H, Komarek M, Liu C, Poch J, Villaescusa I. Biosorbent encapsulation in calcium alginate: Effects of process variables on Cr(VI) removal from solutions. Int J Biol Macromol. 2015;80:260-270 zaproponowano użycie jako sorbentu jonów chromu(VI) odpadów z winogron, które zamknięto w matrycy z alginianu wapnia. Udowodniono, że unieruchomiony sorbent w alginianie wapnia wykazał dużo większe właściwości sorpcyjne jonów chromu(VI), niż ten znajdujący się w stanie wolnym.
W niemieckim zgłoszeniu patentowym DE4117234 (A1) przedstawiono sposób wytwarzania kapsułek kompozytowych z wykorzystaniem alginianu sodu, sieciowanych za pomocą chlorku wapnia oraz sorpcji jonów metali ciężkich na wytworzonych strukturach. Ze zgłoszenia patentowego KR20130003113 (A) znany jest sposób wytwarzania kompozytów żelowych z syntetycznym, bądź też naturalnym wapniem, w tym skorupek jaj, będących źródłem wapnia. W zgłoszeniu patentowym CN101601991 (A) przedstawiono sposób wytwarzania kompozytów złożonych ze skórek grejpfruta, alginianu sodu oraz żelatyny, a także sorpcji jonów ołowiu na otrzymanych strukturach hydrożelowych. W kolejnym chińskim zgłoszeniu CN102583741 (A) przedstawiono metodę wytwarzania struktury o spowolnionym uwalnianiu węgla, gdzie jako nośnika użyto alginianu sodu, zaś źródło węgla skrobię.
W zgłoszeniu patentowym CN106565913 (A) przedstawiono sposób wytwarzania nawozu o spowolnionym uwalnianiu mocznika zabsorbowanego na żywicy na bazie celulozy; jako matrycy użyto alginianu sodu, a mieszaninę sieciowano w chlorku wapnia. W chińskim zgłoszeniu patentowym CN106699483 (A) ujawniono sposób wytwarzania nawozu o spowolnionym uwalnianiu, który jest wytwarzany przez zmieszanie alginianu sodu z mocznikiem oraz fosforanem amonu. Roztwór sieciowano w chlorku wapnia, następnie suszono. Dodatkowo po wysuszeniu powlekano rozpyłowo makromolekularną strukturą sieciową słomy pszennej - kwasu poliakrylanu/kwasu huminowego. Natomiast w zgłoszeniu CN104291900 (A) zaprezentowano nawóz organiczny o kontrolowanym uwalnianiu elementów, który jest wzbogacony o substancje odżywcze, na bazie piasku kwarcowego oraz alginianu sodu.
PL 234 931 B1
Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania granulatu kompozytowego składającego się z alginianu sodu, karboksymetylocelulozy oraz skorupek jaj, wzbogaconego w mikroelement ;polegający na tym, że w pierwszym etapie wytwarza się kompozyt z alginianu sodu o stężeniu 1-10%, karboksymetylocelulozy o stężeniu 0,1-2% i skorupek jaj o stężeniu 1-20% ,w roztworze sieciującym w postaci chlorku wapnia, a następnie prowadzi się etap sorpcji mikroelementu Cu(II) bezpośrednio na wytworzonym kompozycie.
Korzystnie stężenie alginianu sodu wynosi 5%.
Korzystnie stężenie karboksymetylocelulozy wynosi 1%.
Korzystnie stężenie skorupek jaj w kompozycie wynosi 10%.
Korzystnie stężenie mikroelementu w trakcie sorpcji mieści się w zakresie 200-2000 ppm, najkorzystniej 1000 ppm.
Korzystnie pH roztworu użytego do wzbogacania mieści się w granicach 3-6.
Odmiana sposobu wytwarzania granulatu kompozytowego składającego się z alginianu sodu, karboksymetylocelulozy oraz skorupek jaj i wzbogaconego w mikroelement, polega na tym, w pierwszym etapie prowadzi się sorpcję mikroelementu Cu(II) na skorupkach jaj o stężeniu 1-20%, a następnie zamyka się wzbogacone skorupki jaj w kompozycie złożonym z alginianu sodu o stężeniu 1-10% oraz karboksymetylocelulozy o stężeniu 0,1-2% w roztworze sieciującym w postaci chlorku wapnia.
Korzystnie stężenie alginianu sodu wynosi 5%.
Korzystnie stężenie karboksymetylocelulozy wynosi 1%.
Korzystnie stężenie wzbogaconych skorupek jaj w kompozycie wynosi 10%.
Korzystnie stężenie mikroelementu w trakcie sorpcji mieści się w zakresie 200-2000 ppm, najkorzystniej 1000 ppm.
Korzystnie pH roztworu użytego do wzbogacania mieści się w granicach 3-6.
Otrzymany według sposobów według wynalazku granulat kompozytowy posiada właściwości spowolnionego uwalniania mikroelementu.
Przedmiot wynalazku przedstawiony jest bliżej w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d 1
1. Przygotowanie biomasy:
Skorupki jaj przemyto wodą destylowaną w celu usunięcia zanieczyszczeń. Następnie skorupki suszono w temperaturze pokojowej. Po wysuszeniu rozdrobniono do rozmiarów < 0,45 mm.
2. Przygotowanie matrycy polimerowej:
Alginian sodu rozpuszczono w wodzie destylowanej w temperaturze 50°C , w stosunku wagowym 5:95. Następnie dodano karboksymetylocelulozę, stanowiącą 1% wagowy przygotowanego roztworu.
3. Przygotowanie roztworu sieciującego:
0,2 M roztwór chlorku wapnia uzyskano przez rozpuszczenie chlorku wapnia w wodzie destylowanej.
4. Przygotowanie roztworu zawierającego jony miedzi:
Siarczan miedzi rozpuszczono w wodzie destylowanej. Stężenie jonów miedzi wynosiło 1000 ppm. Dodawano kwas solny oraz wodorotlenek sodu w celu uzyskania pH 5.
5. Przygotowanie granulatu:
Do przygotowanego roztworu w punkcie 2 dodano biomasę przygotowaną w punkcie 1, w stosunku 1:9. Mieszano na mieszadle magnetycznym. Kolejno wkraplano przygotowaną mieszaninę do roztworu sieciującego, przygotowanego w punkcie 3. Kompozyty sieciowano przez 24 godziny, po czym przemyto wodą destylowaną.
6. Sorpcja jonów miedzi:
Do 1 l roztworu przygotowanego w punkcie 4 odważono 5 g kapsułek przygotowanych w punkcie 5. Wytrząsano na wytrząsarce przez 24 godziny. Kompozyty wzbogacone jonami miedzi przemyto wodą destylowaną. Suszono w temperaturze pokojowej przez 48 godzin. Kompozyt wykazywał właściwości spowolnionego uwalniania mikroelementu.
P r z y k ł a d 2
1. Przygotowanie wzbogaconej biomasy:
Do 1 l roztworu przygotowanego w analogiczny sposób jak w przykładzie 1, w punkcie 4, dodano 10 g biomasy, przygotowanej w analogiczny sposób jak w przykładzie 1, w punkcie 1. Roztwór z sorbentem wytrząsano na wytrząsarce przez 24 godziny. Po tym czasie roztwór przesączono, a wzbogaconą biomasę wysuszono w suszarce w temperaturze 40°C.
PL 234 931 B1
2. Przygotowanie granulatu:
Do roztworu przygotowanego w analogiczny sposób jak w przykładzie 1, w punkcie 2, dodano wzbogaconą biomasę, przygotowaną w punkcie 1, w stosunku 1:9. Mieszano na mieszadle magnetycznym. Następnie wkraplano do roztworu sieciującego, przygotowanego w analogiczny sposób jak w przykładzie 1, w punkcie 3. Kompozyty sieciowano przez 24 godziny, po czym przemyto wodą destylowaną. Suszono w temperaturze pokojowej przez 48 godzin. Kompozyt wykazywał właściwości spowolnionego uwalniania mikroelementu.

Claims (14)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1.
  2. 2.
  3. 3.
  4. 4.
  5. 5.
  6. 6.
  7. 7.
  8. 8.
  9. 9.
  10. 10.
  11. 11.
  12. 12.
  13. 13.
  14. 14.
    zastrz.
    zastrz.
    zastrz.
    zastrz.
    1, znamienny tym, że stę1, znamienny tym, że stę1, znamienny tym, że stę1, znamienny tym, że stęSposób wytwarzania granulatu kompozytowego składającego się z alginianu sodu, karboksymetylocelulozy oraz skorupek jaj, wzbogaconego w mikroelement, znamienny tym, że w pierwszym etapie wytwarza się kompozyt z alginianu sodu o stężeniu 1-10%, karboksymetylocelulozy o stężeniu 0,1-2% i skorupek jaj o stężeniu 1-20%,w roztworze sieciującym w postaci chlorku wapnia , a następnie prowadzi się etap sorpcji mikroelementu Cu(II), bezpośrednio na wytworzonym kompozycie.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego według żenie alginianu sodu wynosi 5%.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego według żenie karboksymetylocelulozy wynosi 1%.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego według żenie skorupek jaj w kompozycie wynosi 10%.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego według żenie mikroelementu w trakcie sorpcji mieści się w zakresie 200-2000 ppm.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego według zastrz. 5, znamienny tym, że stężenie mikroelementu w trakcie sorpcji wynosi 1000 ppm.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego według zastrz. 1, znamienny tym, że pH roztworu użytego do wzbogacania mieści się w granicach 3-6.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego składającego się z alginianu sodu, karboksymetylocelulozy oraz skorupek jaj, wzbogaconego w mikroelement, znamienny tym, że w pierwszym etapie prowadzi się sorpcję mikroelementu Cu(II) na skorupkach jaj o stężeniu 1-20%, a następnie zamyka się wzbogacone skorupki jaj w kompozycie złożonym z alginianu sodu o stężeniu 1-10% oraz karboksymetylocelulozy o stężeniu 0,1-2% w roztworze sieciującym w postaci chlorku wapnia.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego według żenie alginianu sodu wynosi 5%.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego według żenie karboksymetylocelulozy wynosi 1%.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego według żenie wzbogaconych skorupek jaj w kompozycie wynosi 10%.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego według zastrz. 8, znamienny tym, że stężenie mikroelementu w trakcie sorpcji mieści się w zakresie 200-2000 ppm.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego według zastrz. 8, znamienny tym, że stężenie mikroelementu w trakcie sorpcji wynosi 1000 ppm.
    Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego według zastrz. 8, znamienny tym, że pH roztworu użytego do wzbogacania mieści się w granicach 3-6.
    zastrz.
    zastrz.
    zastrz.
    8, znamienny tym, że stę8, znamienny tym, że stę8, znamienny tym, że stę-
PL424872A 2018-03-14 2018-03-14 Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego z mikroelementem PL234931B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL424872A PL234931B1 (pl) 2018-03-14 2018-03-14 Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego z mikroelementem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL424872A PL234931B1 (pl) 2018-03-14 2018-03-14 Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego z mikroelementem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL424872A1 PL424872A1 (pl) 2018-09-10
PL234931B1 true PL234931B1 (pl) 2020-05-18

Family

ID=63445847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL424872A PL234931B1 (pl) 2018-03-14 2018-03-14 Sposób wytwarzania granulatu kompozytowego z mikroelementem

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL234931B1 (pl)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL444167A1 (pl) * 2023-03-22 2024-09-23 Alvanaeko Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób wytwarzania odkażonego nawozu ze skorup jaj ptasich i nawóz wytworzony tym sposobem
PL448553A1 (pl) * 2024-05-14 2025-11-17 Politechnika Wrocławska Kompozyt hydrożelowy zawierający związki nawozowe oraz sposób jego wytwarzania

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL444167A1 (pl) * 2023-03-22 2024-09-23 Alvanaeko Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób wytwarzania odkażonego nawozu ze skorup jaj ptasich i nawóz wytworzony tym sposobem
PL448553A1 (pl) * 2024-05-14 2025-11-17 Politechnika Wrocławska Kompozyt hydrożelowy zawierający związki nawozowe oraz sposób jego wytwarzania

Also Published As

Publication number Publication date
PL424872A1 (pl) 2018-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Deng et al. Biosorption of copper (II) and lead (II) from aqueous solutions by nonliving green algae Cladophora fascicularis: equilibrium, kinetics and environmental effects
Matheickal et al. Biosorption of lead (II) and copper (II) from aqueous solutions by pre-treated biomass of Australian marine algae
Dall’Agnol et al. A comparative study of phosphorus removal using biopolymer from aerobic granular sludge: A factorial experimental evaluation
Tang et al. Activated-lignite-based super large granular slow-release fertilizers improve apple tree growth: synthesis, characterizations, and laboratory and field evaluations
Skrzypczak et al. New directions for agricultural wastes valorization as hydrogel biocomposite fertilizers
US20240139790A1 (en) Composite biochar for preventing and treating heavy metal pollution and preparation method therefor
Xie et al. Recovery of ammonium onto wheat straw to be reused as a slow-release fertilizer
Purnomo et al. Slow release fertilizer preparation from sugar cane industrial waste
US5741346A (en) Mineral and organic fertilizer
CN104263379A (zh) 一种酸性土壤改良剂及施用方法
CN107759318A (zh) 生物炭基肥及其制备方法
CN103159532A (zh) 一种多孔木质素颗粒复合肥的制备方法
CN110981599A (zh) 一种壳聚糖多层包膜小麦缓释肥的制备方法
CN118344875A (zh) 一种盐碱地改良剂及其制备方法
Jóźwiak et al. Hydrogel chitosan sorbent application for nutrient removal from soilless plant cultivation wastewater
CN112919977A (zh) 一种改性油页岩半焦包膜缓、控释肥料及其制备方法
CN107573135B (zh) 一种多功能的酸性农田调理剂及其制备方法
Ure et al. Greenhouse tomato plant roots/carboxymethyl cellulose method for the efficient removal and recovery of inorganic phosphate from agricultural wastewater
CN102344324A (zh) 一种湿法脱硫废弃物脱碱改性肥料及其制备方法
RU2121489C1 (ru) Гранулированное удобрение на основе торфа
CA3109628A1 (en) Pelletized basalt and/or metabasalt with a binding agent for use as a soil amendment
CN115160073B (zh) 一种防重金属吸收的缓释复合肥的制备方法
RU2351576C1 (ru) Органоминеральное удобрение (варианты)
Suci et al. Encapsulation and Characterization of Slow-Release Urea Fertilizer from the Biocomposites of Natural Zeolite-Alginate
Hanifah et al. Slow release NPK fertilizer preparation from natural resources