PL242478B1 - Sposób otrzymywania biodegradowalnych mikroelementowych komponentów nawozowych oraz biodegradowalne, mikroelementowe komponenty nawozowe - Google Patents

Sposób otrzymywania biodegradowalnych mikroelementowych komponentów nawozowych oraz biodegradowalne, mikroelementowe komponenty nawozowe Download PDF

Info

Publication number
PL242478B1
PL242478B1 PL435383A PL43538320A PL242478B1 PL 242478 B1 PL242478 B1 PL 242478B1 PL 435383 A PL435383 A PL 435383A PL 43538320 A PL43538320 A PL 43538320A PL 242478 B1 PL242478 B1 PL 242478B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
biodegradable
fertilizer components
reaction
products
reducing sugars
Prior art date
Application number
PL435383A
Other languages
English (en)
Other versions
PL435383A1 (pl
Inventor
Ryszard Grzesik
Aleksandra Tyc
Łukasz Przypis
Mateusz Michał TOMCZYK
Mateusz Michał Tomczyk
Nikodem Kuźnik
Original Assignee
Grupa Azoty Zakl Azotowe Kedzierzyn Spolka Akcyjna
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 Grupa Azoty Zakl Azotowe Kedzierzyn Spolka Akcyjna filed Critical Grupa Azoty Zakl Azotowe Kedzierzyn Spolka Akcyjna
Priority to PL435383A priority Critical patent/PL242478B1/pl
Publication of PL435383A1 publication Critical patent/PL435383A1/pl
Publication of PL242478B1 publication Critical patent/PL242478B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania biodegradowalnych, mikroelementowych komponentów nawozowych charakteryzujący tym, że w pierwszym etapie przeprowadza się reakcję kondensacji Maillarda i przegrupowania Amadori i Heynsa - pod ciśnieniem atmosferycznym ogrzewa się aminy pierwszorzędowe lub aminy drugorzędowe z cukrami redukującymi w środowisku mocnej zasady i w temperaturze co najmniej 60°C a produkty reakcji w postaci roztworu wodnego lub roztworu alkoholowo-wodnego lub w postaci wydzielonego osadu, w drugim etapie, poddaje się reakcji z solami metali o znaczeniu biologicznym, przy czym reakcja przebiega pod ciśnieniem atmosferycznym w środowisku wodnym lub alkoholowo-wodnym. Przedmiotem wynalazku są również biodegradowalne, mikroelementowe komponenty nawozowe w postaci chelatów.

Description

Sposób otrzymywania biodegradowalnych mikroelementowych komponentów nawozowych oraz biodegradowalne, mikroelementowe komponenty nawozowe
PL 242478 Β1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania biodegradowalnych mikroelementowych komponentów nawozowych oraz biodegradowalne, mikroelementowe komponenty nawozowe.
Dużą grupą nawozów są tak zwane nawozy chelatowe, które charakteryzują się bardzo dużą dostępnością pierwiastków poprzez łatwe przenikanie przez błony komórkowe roślin. Forma chelatu zapewnia doskonałą mieszalność i rozpuszczalność w wodzie, a także stabilność w szerokim zakresie pH.
Ze stanu techniki znane są nawozy chelatowane. Dokument patentowy CN105367137(B) ujawnia nawóz chelatowany z wieloma mikroelementami, zawierający sole p-hydroksyfenyloglicyny oraz sposób jego otrzymywania. Koszt otrzymywania nowego rodzaju chelatowanego nawozu jest relatywnie niski, mikroelementy chelatowanego nawozu mogą być degradowane przez mikroorganizmy w glebie.
Kondensacja Maillarda jest znana ze stanu techniki jako reakcja pomiędzy aminokwasami a cukrami redukującymi. Produkty kondensacji Maillarda i przegrupowania Amadori i Heynsa tworzą się naturalnie w procesach termicznej obróbki żywności ze składników w niej zawartych, tj. aminokwasów, w tym aminokwasów białkowych, peptydów oraz cukrów redukujących prostych i złożonych.
Produkty przegrupowania Amadori i przegrupowania Heynsa są znane ze zgłoszonego wynalazku EP1252825A1 jako dodatki smakowe do żywności naśladujące smak urnami na podobieństwo glutaminianu monosodowego lub smak gotowanych, pieczonych produktów, a także smak pieczywa.
W związku z rosnącym zapotrzebowaniem na komponenty nawozowe uzyskane w formie chelatów pojawiła się konieczność uzyskania tego typu komponentów, które oprócz szybkiego wnikania mikroelementów w strukturę rośliny byłyby w pełni biodegradowalne.
Celem wynalazku było dostarczenie nowego sposobu otrzymywania komponentów nawozowych, które nie tylko miałyby pozytywny wpływ na wzrost roślin, ale także nie wpływałyby negatywnie na środowisko naturalne.
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania biodegradowalnych, mikroelementowych komponentów nawozowych charakteryzujący się tym, że w pierwszym etapie przeprowadza się reakcję kondensacji Maillarda i przegrupowania Amadori i Heynsa - pod ciśnieniem atmosferycznym ogrzewa się aminy pierwszorzędowe lub aminy drugorzędowe w postaci aminokwasów, w szczególności aminokwasów białkowych endogennych lub egzogennych lub ich mimetyków z cukrami redukującymi prostymi w postaci glukozy i/lub fruktozy i/lub galaktozy lub z cukrami redukującymi złożonymi w postaci maltozy i/lub laktozy, w środowisku mocnej zasady i w temperaturze co najmniej 60°C, a produkty reakcji w postaci roztworu wodnego lub roztworu alkoholowo-wodnego lub w postaci wydzielonego osadu, w drugim etapie, poddaje się reakcji z solami metali o znaczeniu biologicznym wybranymi spośród siarczanów lub chlorków Cu, Fe, Mn, Zn lub soli Mo, przy czym reakcja przebiega pod ciśnieniem atmosferycznym w środowisku wodnym lub alkoholowo-wodnym.
Stosuje się ilość amin pierwszorzędowych lub amin drugorzędowych w stosunku do ilości cukrów redukujących, w stosunku stechiometrycznym.
Stosuje się pierwszorzędową aminę lub drugorzędową aminę w postaci glicyny lub alaniny lub kwasu asparaginowego lub kwasu glutaminowego.
Istotą wynalazku są również biodegradowalne, mikroelementowe komponenty nawozowe w postaci chelatów charakteryzujące się tym, że organicznym ligandem są produkty reakcji kondensacji Maillarda i przegrupowania Amadori - Heynsa w postaci produktów kondensacji kwasu asparaginowego i glukozy, natomiast jonem centralnym są metale o znaczeniu biologicznym wybrane spośród: Cu, Zn, Mn, Fe, Mo.
Produkty kondensacji Maillarda i przegrupowania Amadori - Heynsa nie zostały dotąd w stanie techniki opisane jako ligandy, chelatory czy inne czynniki umożliwiające kompleksowanie jonów metali w celu ich wprowadzenia do gleby lub zasilenia roślin składnikami mikroelementowymi.
Produkty kondensacji Maillarda i przegrupowania Amadori i Heynsa powstają w wyniku termicznej reakcji związków z pierwszorzędową i drugorzędową grupą aminową przede wszystkim aminokwasów białkowych takich jak glicyna, alanina, kwas asparaginowy, kwas glutaminowy oraz cukrów redukujących prostych jak np.: glukoza, fruktoza, galaktoza i redukujących cukrów złożonych jak np.: maltoza, laktoza i innych.
Nieoczekiwanie okazało się, że związki będące produktem kondensacji Maillarda i przegrupowania Amadori i Heynsa mogą w sposób bezpieczny wiązać mikroelementy, czyli jony wybranych metali o istotnym znaczeniu dla roślin i innych organizmów żywych. Produkt ten tworzy chelaty z jonami metali o znaczeniu biologicznym, które są biodostępne dla roślin a w warunkach glebowych ulegają całkowitej biodegradacji.
Otrzymane komponenty nawozowe sposobem według wynalazku są w pełni biodegradowalne i ulegają biodegradacji w warunkach glebowych w czasie nie dłuższym niż 100-200 h. Zidentyfikowano główne produkty biodegradacji czyli produkty hydrolizy. Tworzą się wtedy całkowicie naturalne, w pełni biodegradowalne produkty następcze mające również potencjał chelatacyjny.
Przykład 1
Przykład pierwszego etapu sposobu otrzymywania komponentów nawozowych na drodze reakcji kondensacji Maillarda i przegrupowania Amadori i Heynsa jest następujący:
Do 30 litrowego, termostatowanego reaktora wprowadza się 7 litrów metanolu i 576 g kwasu asparaginowego (1,0 równoważnika), mieszaninę ogrzewa się do 40°C. Następnie wprowadza się 524 g wodorotlenku potasu (2,2 równoważnika) i ogrzewa się w temperaturze co najmniej 60°C, po czym dodaje się 780 g (1,0 równoważnika) glukozy i dodaje się kolejne 13 litrów metanolu i utrzymuje się w stanie wrzenia przez co najmniej 1 h. W tym czasie wypada biały osad produktu, który sączy się i suszy za pomocą liofilizacji.
Powstały produkt kondensacji Maillarda i przegrupowania Amadori i Heynsa jest zdolny do związania jonów metali o znaczeniu biologicznym, poprzez utworzenie chelatów, które są biodostępne dla roślin, a w warunkach glebowych ulegają one biodegradacji.
Sposób otrzymywania biodegradowalnych, mikroelementowych komponentów nawozowych i komponenty nawozowe według wynalazku przedstawiono w poniższych przykładach.
Przykład 2
Do reaktora wprowadza się 7 litrów metanolu i dodaje 576 g kwasu asparaginowego (1,0 równoważnika). Mieszaninę ogrzewa się do 40°C. Następnie wprowadza 524 g wodorotlenku potasu (2,2 równoważnika) i podwyższa temperaturę do co najmniej 60°C, po czym dodaje się 780 g glukozy (1,0 równoważnika) i kolejne 10 litrów metanolu. Reakcję prowadzi się pod refluksem przez godzinę, w wyniku czego wypada biały osad liganda. Dolewa się nie mniej niż 5 litrów destylowanej wody, po czym wprowadza się 864 g siarczanu(VI) cynku (II) i miesza się przez co najmniej godzinę w temperaturze 60°C. Po ochłodzeniu uzupełnia się co najmniej 2 litrami wody, odparowuje metanol i w ten sposób otrzymuje się koncentrat chelatu cynku - którego ligandem jest produkt kondensacji kwasu asparaginowego i glukozy, a jonem centralnym jon Zn2+.
Przykład 3
Do reaktora wprowadza się 12 litrów metanolu i dodaje 576 g kwasu asparaginowego (1,0 równoważnika). Mieszaninę ogrzewa się do 40°C.
Następnie wprowadza 524 g wodorotlenku potasu (2,2 równoważnika) i podwyższa temperaturę do co najmniej 60°C, po czym dodaje się 780 g glukozy (1,0 równoważnika) i kolejne 5 litrów metanolu. Reakcję prowadzi się pod refluksem przez co najmniej godzinę, w wyniku czego wypada biały osad liganda. Dolewa się nie mniej niż 5 litrów destylowanej wody, po czym wprowadza się 582 g dwuwodnego kwasu molibdenowego (VI) i ogrzewa się przez co najmniej godzinę w temperaturze 60°C. Po ochłodzeniu odparowuje się metanol i w ten sposób otrzymuje się koncentrat chelatu molibdenu, którego ligandem jest produkt kondensacji kwasu asparaginowego i glukozy, a jonem centralnym jon Mo6+.

Claims (4)

1. Sposób otrzymywania biodegradowalnych, mikroelementowych komponentów nawozowych, znamienny tym, że w pierwszym etapie przeprowadza się reakcję kondensacji Maillarda i przegrupowania Amadori i Heynsa - pod ciśnieniem atmosferycznym ogrzewa się aminy pierwszorzędowe lub aminy drugorzędowe w postaci aminokwasów, w szczególności aminokwasów białkowych endogennych lub egzogennych lub ich mimetyków z cukrami redukującymi prostymi w postaci glukozy i/lub fruktozy i/lub galaktozy lub cukrami redukującymi złożonymi w postaci maltozy i/lub laktozy, w środowisku mocnej zasady i w temperaturze co najmniej 60°C, a produkty reakcji w postaci roztworu wodnego lub roztworu alkoholowo-wodnego lub w postaci wydzielonego osadu, w drugim etapie, poddaje się reakcji z solami metali o znaczeniu biologicznym wybranymi spośród siarczanów lub chlorków Cu, Fe, Mn, Zn lub soli Mo, przy czym reakcja przebiega pod ciśnieniem atmosferycznym w środowisku wodnym lub alkoholowo-wodnym.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się ilość amin pierwszorzędowych lub amin drugorzędowych w stosunku do ilości cukrów redukujących, w stosunku stechiometrycznym.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się pierwszorzędową aminę lub drugorzędową aminę w postaci glicyny lub alaniny lub kwasu asparaginowego lub kwasu glutaminowego.
4. Biodegradowalne, mikroelementowe komponenty nawozowe w postaci chelatów, znamienne tym, że organicznym ligandem są produkty reakcji kondensacji Maillarda i przegrupowania Amadori - Heynsa w postaci produktów kondensacji kwasu asparaginowego i glukozy, natomiast jonem centralnym są metale o znaczeniu biologicznym wybrane spośród: Cu, Zn, Mn, Fe, Mo.
PL435383A 2020-09-21 2020-09-21 Sposób otrzymywania biodegradowalnych mikroelementowych komponentów nawozowych oraz biodegradowalne, mikroelementowe komponenty nawozowe PL242478B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL435383A PL242478B1 (pl) 2020-09-21 2020-09-21 Sposób otrzymywania biodegradowalnych mikroelementowych komponentów nawozowych oraz biodegradowalne, mikroelementowe komponenty nawozowe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL435383A PL242478B1 (pl) 2020-09-21 2020-09-21 Sposób otrzymywania biodegradowalnych mikroelementowych komponentów nawozowych oraz biodegradowalne, mikroelementowe komponenty nawozowe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL435383A1 PL435383A1 (pl) 2022-03-28
PL242478B1 true PL242478B1 (pl) 2023-02-27

Family

ID=80855583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL435383A PL242478B1 (pl) 2020-09-21 2020-09-21 Sposób otrzymywania biodegradowalnych mikroelementowych komponentów nawozowych oraz biodegradowalne, mikroelementowe komponenty nawozowe

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL242478B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL435383A1 (pl) 2022-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4786307A (en) Chelated plant nutrients
US5504055A (en) Metal amino acid chelate
US9663409B2 (en) Liquid phosphite fertilizer
CN101302171A (zh) 纯氨基酸螯合物的生产方法及其用途
US9499446B2 (en) Zinc-essential for flora and fauna
PL242478B1 (pl) Sposób otrzymywania biodegradowalnych mikroelementowych komponentów nawozowych oraz biodegradowalne, mikroelementowe komponenty nawozowe
JP2010126431A (ja) アミノ酸キレートカルシウム含有液体肥料
EP3970493A1 (en) <sup2/>? <sub2/>?0? ?fertiliser composition including elemental sulfur and trigonelline as an enhancer of microbiological oxidation of s
WO2014041555A1 (en) Iron-essential for flora and fauna
JP2003012389A (ja) ペプチド類及びアミノ酸を含有する液体肥料及びその製造方法
JPS61270289A (ja) 肥料の製造法
RU2582680C1 (ru) КОМПЛЕКСОНАТЫ ЭТИЛЕНДИАМИН-β-ПРОПИОНОВЫХ КИСЛОТ С ДВУХВАЛЕНТНЫМИ МЕТАЛЛАМИ: МЕДЬЮ, ЦИНКОМ, НИКЕЛЕМ И КОБАЛЬТОМ, И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
BR102012012053B1 (pt) composição fertilizante contendo molibdênio, processo de preparação da mesma e método para o tratamento de plantas
AU2018359990A1 (en) Fertilizer composition
WO2018149773A1 (en) Fertilizers
RU2580469C2 (ru) Способ получения жидкой гуминовой органо-минеральной подкормки для растений
WO2009030796A2 (es) Utilización de mezcla de compost y vivianita en la prevención y control de la clorosis férrica en plantas
CN112279713A (zh) 一种玫瑰花用有机液体肥料及其制备方法
CN107619120A (zh) 无磷缓蚀剂及其制备方法和应用以及水处理组合物及其应用
Semenov et al. Manganese (ii) complexonates based on natural basic manganese carbonate and nitrilotriacetic acid and their agronomic efficiency
Kofron et al. Synthesis of oxalyl phosphate and processing of the acyl phosphate by phosphoenolpyruvate-dependent enzymes
RU2835788C1 (ru) Способ получения комплексных хелатных микроудобрений
JPS5840462B2 (ja) 微細藻類の培養方法
US12006270B2 (en) Fertilizers derived from date syrup
US10793482B2 (en) Compounds and compositions for delivery of nutrients and micronutrients to plants