RU2815884C2 - Концентрированная водная композиция микрофибриллированной целлюлозы, содержащая соли для питания растений - Google Patents
Концентрированная водная композиция микрофибриллированной целлюлозы, содержащая соли для питания растений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815884C2 RU2815884C2 RU2022100602A RU2022100602A RU2815884C2 RU 2815884 C2 RU2815884 C2 RU 2815884C2 RU 2022100602 A RU2022100602 A RU 2022100602A RU 2022100602 A RU2022100602 A RU 2022100602A RU 2815884 C2 RU2815884 C2 RU 2815884C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- edta
- salt
- salt edta
- potassium
- microfibrillated cellulose
- Prior art date
Links
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 61
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims abstract description 28
- 230000001863 plant nutrition Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title abstract description 54
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 25
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 23
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 22
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims abstract description 20
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 18
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000011684 sodium molybdate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000015393 sodium molybdate Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N sodium molybdate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 150000002696 manganese Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- 239000003501 hydroponics Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 11
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 4
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 claims 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims 2
- -1 EDTA copper salt Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 abstract 1
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 abstract 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 31
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 30
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 21
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 19
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 16
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 16
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 15
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 13
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 12
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 9
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 8
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 6
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 6
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 5
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 5
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 5
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 241000208822 Lactuca Species 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 4
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 4
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 3
- 241000227653 Lycopersicon Species 0.000 description 3
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 3
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 3
- 229910052920 inorganic sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005696 Diammonium phosphate Substances 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 description 2
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000388 diammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019838 diammonium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- IDXKSDJIIYUSQP-UHFFFAOYSA-J dimagnesium;2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(carboxylatomethyl)amino]acetate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O IDXKSDJIIYUSQP-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 2
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 2
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 2
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- YTSDVWYUJXKXCC-UHFFFAOYSA-L zinc;2-[2-[carboxylatomethyl(carboxymethyl)amino]ethyl-(carboxymethyl)amino]acetate Chemical compound [Zn+2].OC(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC(O)=O)CC([O-])=O YTSDVWYUJXKXCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetate;iron(3+) Chemical compound [Fe+3].OCCN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- UOMQUZPKALKDCA-UHFFFAOYSA-K 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(carboxymethyl)amino]acetate;iron(3+) Chemical compound [Fe+3].OC(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O UOMQUZPKALKDCA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 108091006149 Electron carriers Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- YHKQKQUREYJYDC-UHFFFAOYSA-J [Co+4].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O Chemical compound [Co+4].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O YHKQKQUREYJYDC-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- ISTIEXLDUGQAAO-UHFFFAOYSA-J [Mn+4].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O Chemical compound [Mn+4].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O ISTIEXLDUGQAAO-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 1
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000004098 cellular respiration Effects 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 description 1
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 1
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BDXBEDXBWNPQNP-UHFFFAOYSA-L copper;2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(carboxylatomethyl)amino]acetate;hydron Chemical compound [Cu+2].OC(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC(O)=O)CC([O-])=O BDXBEDXBWNPQNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 235000021073 macronutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011785 micronutrient Substances 0.000 description 1
- 235000013369 micronutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000002366 mineral element Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 1
Abstract
Группа изобретений относится к области растениеводства, в частности к гидропонике и фертигации. Концентрированная водная суспензия для питания растений, в % масс./масс., включает: от 60% до 90% воды, от 1% до 40% микрофибриллированной целлюлозы (MFC), от 1% до 55% нитрата кальция, от 0,01% до 0,5% магниевой соли ЭДТА, от 0,01% до 0,7% марганцевой соли ЭДТА, от 0,01% до 0,7% цинковой соли ЭДТА, от 0,01% до 0,9% железной соли ЭДТА, от 0,01% до 0,1% медной соли ЭДТА, от 0,001% до 0,01% молибдата натрия (дигидрата), от 0,0001% до 0,001% кобальтовой соли ЭДТА, от 0,01% до 0,4% борной кислоты, от 1% до 12% нитрата калия, от 0,5% до 25% монофосфата калия, от 0,5% до 42% сульфата магния, от 0,1% до 11% сульфата калия. Микрофибриллированная целлюлоза (MFC) предотвращает осаждение солей в диапазоне pH от 1 до 13, обеспечивая доступность солей для роста растений. Способ получения твердого удобрения включает стадию дегидратации водной концентрированной суспензии для получения продукта твердой консистенции. Способ получения твердого удобрения включает стадию выливания водной концентрированной суспензии в форму и дегидратации ее для получения формованного продукта твердой консистенции. Твердое удобрение, полученное способом, содержит водную концентрированную суспензию, которая дегидратирована. Изобретения обеспечивают упрощение получения сбалансированного состава удобрений. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 пр.
Description
РОДСТВЕННАЯ ЗАЯВКА
Данная формула изобретения заявляет приоритет заявки на патент США № 16/442561 от 17 июня 2019 г., содержание которого включено здесь в виде ссылки во всей своей полноте.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ, И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение касается питательных растворов для растений. Более конкретно, оно касается водной суспензии микрофибриллированной целлюлозы, которая включает питательные вещества, полезные для роста растений.
В гидропонике и фертигации концентрированные питательные растворы, называемые «запас», используются в качестве удобрений. Исходные растворы готовят смешиванием неорганических солей в высоких концентрациях, и их целью является обеспечение растений всеми минеральными элементами, которые им необходимы на протяжении их жизненного цикла.
При интенсивном выращивании культур, требующих гидропонного питания или фертирригации, растения снабжают всеми элементами, применяя питательные растворы, приготовленные путем растворения удобрений в виде солей в воде.
Из всех известных природных элементов только 60 элементов были обнаружены в различных растениях, и только 16 элементов обычно считаются необходимыми для роста растений. Хотя большинство растений нуждаются только в 16 основных элементах, некоторые виды могут нуждаться в других.
Макроэлементы включают углерод (C), водород (H), кислород (O), азот (N), фосфор (P), калий (K), кальций (Ca), серу (S) и магний (Mg).
Микроэлементы включают железо (Fe), хлор (CI), марганец (Mn), бор (B), цинк (Zn), медь (Cu), молибден (Mo).
Растениям для роста нужен кальций. Кальций обычно доставляется нитратом кальция, который также обеспечивает азот. Любое другое необходимое дополнительное количество азота можно обеспечить посредством любой соли, содержащей нитраты, или аммиачных удобрений.
Растения также нуждаются в сере, используемой при образовании аминокислот, которые участвуют в процессе их роста. Серу обычно доставляет неорганический сульфат, который легко усваивается растениями.
Фосфор поступает от фосфатов и полифосфатов: наиболее часто используют монофосфат калия и диаммонийфосфат. Потребности в калии покрываются за счет солей калия: наиболее часто используют поташ, нитрат калия, монофосфат калия, хлорид калия и сульфат калия.
Составы удобрений варьируют в зависимости от конкретных потребностей каждой культуры, стадии ее развития и окружающих климатических условий.
Чтобы обеспечить культуры всеми необходимыми элементами, следует приготовить два разных «исходных» раствора, обычно называемых «А» и «В». Растворы необходимо готовить отдельно, чтобы избежать осаждения сульфата кальция из кальция, имеющегося в исходном растворе A, и серы в виде неорганического сульфата, имеющегося в исходном растворе B. Если бы они выпали в осадок, элементы перестали бы быть доступными для растений. Важно пояснить, что и кальций, и сера являются существенными элементами для растений и их следует обязательно добавлять в питательные растворы. Кальций используют для роста, а серу используют для образования аминокислот. Последнюю обычно предоставляют в виде неорганического сульфата, поскольку в этой форме она легко усваивается растениями.
Поскольку сульфат кальция плохо растворяется в воде (из расчета 0,67 г/л при 25°С (77°F) и нейтральном pH), питательные растворы составляют в виде исходных растворов A и B, чтобы отдельно добавлять кальций и сульфат. Было бы коммерчески нецелесообразно готовить разбавленный раствор, объединяющий кальций и сульфат при таких низких уровнях концентрации, чтобы избежать осаждения сульфата кальция.
Хелаты широко применяют в гидропонике, фертирригации и при внесении удобрений, так как они необходимы для снабжения питательных растворов микроэлементами. Хелаты представляют собой органические структуры, которые способны «упаковывать» ионы микроэлементов, таким образом, делая их стабильными в растворах и препятствуя их связыванию с другими катионами и осаждению. Более того, вместе с микроэлементами они образуют сшивку, что улучшает абсорбционную способность последних.
Хелаты особенно важны для обеспечения железа, поскольку оно является микроэлементом, который может легче образовывать гидроксиды и нерастворимые соли с другими ионами, присутствующими в питательных растворах. Стоит упомянуть, что железо необходимо для синтеза хлорофилла, поскольку оно также действует как переносчик электронов во время фотосинтеза и клеточного дыхания, активируя некоторые ферменты. Не может быть рецепта питательного раствора без включения железа. В результате его добавляют в хелатированном виде. Предпочтительным хелатирующим агентом является ЭДТА.
Были попытки решить проблему осаждения сульфатов кальция посредством хелатирования кальция, хотя последний не является микроэлементом и может полностью усваиваться, если он включен в виде соли, например, нитрата кальция.
Однако хелат кальция остается стабильным только в диапазоне pH от 6 до 14, тогда как, с другой стороны, хелат железа остается стабильным только в кислых условиях. Следовательно, диапазон pH, который позволил бы включить все питательные вещества при использовании обоих хелатов, очень ограничен (от 6 до 7). Это усложняет процесс получения раствора и угрожает концентрациям солей, что подразумевает более высокие уровени кислотности.
Было бы желательно иметь один концентрированный раствор ингредиентов, необходимых для роста растений, в котором можно было бы предотвратить осаждение кальция и серы в виде сульфата кальция, а также осаждение других солей, таких как сульфат железа.
Авторы этой патентной заявки неожиданно обнаружили, что микрофибриллированная целлюлоза (MFC) предотвращает осаждение солей в диапазоне pH от 1 до 13.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основным объектом изобретения является питательный раствор, который объединяет исходный материал A (который обеспечивает кальций) и исходный материал B (который обеспечивает сульфаты) в едином стабилизированном растворе в среде микрофибриллированной целлюлозы, имеющем концентрацию кальция и сульфата, превышающую концентрацию, соответствующую нормальной растворимости сульфата кальция в воде.
Более конкретно, целью изобретения является концентрированная водная суспензия микрофибриллированной целлюлозы, содержащая соли для питания растений, где концентрированная водная суспензия содержит микрофибриллированные линейные полимеры молекул D-глюкозы (микроволокна целлюлозы), ионы кальция, ионы сульфата и другие элементы для питания растений, такие как азот, фосфор, калий, магний, железо, хлор, марганец, бор, цинк, медь, молибден и другие, причем концентрация ионов кальция и сульфат-ионов превышает концентрацию, соответствующую растворимости сульфата кальция в воде, и доля микрофибриллированной целлюлозы (MFC) в суспензии составляет от 1% до 99% масс./масс. Другой целью изобретения является применение микрофибриллированной целлюлозы для приготовления концентрированной суспензии, включающее смешивание микрофибриллированных линейных полимеров молекул D-глюкозы (микроволокон целлюлозы), ионов кальция, сульфат-ионов и других элементов для питания растений, таких как азот, фосфор, калий, магний, железо, хлор, марганец, бор, цинк, медь, молибден и другие, причем концентрация ионов кальция и сульфат-ионов превышает концентрацию, соответствующую растворимости сульфата кальция в воде, и доля микрофибриллированной целлюлозы (MFC) в суспензии составляет от 1% до 99% масс./масс.
Другой целью изобретения является способ получения концентрированной водной суспензии микрофибрилированной целлюлозы, содержащей соли для питания растений, где способ включает стадию смешивания микрофибрилированных линейных полимеров молекул D-глюкозы (микроволокон целлюлозы), ионов кальция, сульфат-ионов и других элементов для питания растений, таких как азот, фосфор, калий, магний, железо, хлор, марганец, бор, цинк, медь, молибден и другие, причем концентрация ионов кальция и сульфат-ионов превышает концентрацию, соответствующую растворимости сульфата кальция в воде, и доля микрофибриллированной целлюлозы (MFC) в суспензии составляет от 1% до 99% масс./масс.
Другой целью изобретения является способ питания растений с использованием методик гидропоники или фертирригации, включающий стадию подачи концентрированной водной суспензии микрофибрилированной целлюлозы, содержащей соли для питания растений, где концентрированная водная суспензия содержит микрофибриллированные линейные полимеры молекул D-глюкозы (микроволокна целлюлозы), ионы кальция, сульфат-ионы и другие вещества для питания растений, такие как азот, фосфор, калий, магний, железо, хлор, марганец, бор, цинк, медь, молибден и другие, причем концентрация ионов кальция и сульфат-ионов превышает концентрацию, соответствующую растворимости сульфата кальция в воде, и доля микрофибриллированной целлюлозы (MFC) в суспензии составляет от 1% до 99% масс./масс.
Другой целью изобретения является применение концентрированной водной суспензии микрофибрилированной целлюлозы, содержащей соли для питания растений, где концентрированная водная суспензия содержит микрофибрилированные линейные полимеры молекул D-глюкозы (микроволокна целлюлозы), ионы кальция, сульфат-ионы и другие элементы для питания растений, такие как азот, фосфор, калий, магний, железо, хлор, марганец, бор, цинк, медь, молибден и другие, причем концентрация ионов кальция и сульфат-ионов превышает концентрацию, соответствующую растворимости сульфата кальция в воде, и доля микрофибриллированной целлюлозы (MFC) в суспензии составляет от 1% до 99% масс./масс., для получения твердых удобрений.
ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Составы удобрений варьируются в зависимости от конкретных требований для каждой культуры, стадии ее развития и окружающих климатических условий.
Для приготовления исходного состава А чаще всего используют следующие соли:
нитрат кальция,
нитрат калия (необязательно, так как он также присутствует в исходном составе B),
нитрат аммония,
поташ,
хлорид калия,
оксид кальция,
хлорид кальция,
этилендиаминтетраацетат железа (железная соль ЭДТА),
молибдат натрия (дигидрат),
молибдат аммония,
этилендиаминтетраацетат марганца (Mn-ЭДТА),
хлорид марганца,
этилендиаминтетраацетат цинка (Zn-ЭДТА),
хлорид цинка,
этилендиаминтетраацетат магния (Mg-ЭДТА),
оксид магния,
этилендиаминтетраацетат меди (Cu-ЭДТА),
этилендиаминтетраацетат кобальта (Co-ЭДТА),
борная кислота,
тетраборат натрия.
Для приготовления исходного состава B наиболее часто используют следующие соли:
сульфат калия,
сульфат магния,
сульфат аммония,
сульфат железа (II),
сульфат меди,
сульфат магния,
сульфат цинка,
фосфат,
монофосфат калия,
диаммонийфосфат,
фосфорный ангидрид,
нитрат калия.
Как описано выше, исходный состав A обычно включает нитраты (кальция, калия и аммония) и ЭДТА-хелатированные микроэлементы. Однако по другому возможному общепринятому рецепту исходный состав A включает только нитраты (кальция, калия и аммония) и железную соль ЭДТА; и исходный препарат B включает микроэлементы в виде сульфатов (магния, марганца, меди, цинка и др.), так что сульфаты и кальций не осаждаются в виде сульфата кальция.
Авторы настоящей патентной заявки неожиданно обнаружили другую альтернативу, которая включает применение микрофибрилированной целлюлозы (MFC), получаемой способом фибриллирования целлюлозы во влажном состоянии.
Микрофибрилированная целлюлоза (MFC) представляет собой материал, состоящий из целлюлозы и воды при концентрации целлюлозы менее 15%. Он характеризуется способностью сохранять большое количество воды относительно собственной массы с получением «кремообразной» суспензии или суспензии «гелевого типа» с очень низкой долей микрофибрилированной целлюлозы (всего 2%). Ее pH варрьируется в диапазоне от 4 до 8, а плотность от 1,2 до 1,6 кг/л.
Микрофибриллы целлюлозы представляют собой очень маленькие волокна целлюлозы, получаемые механическим разрушением растительных волокон и последовательностью специфических химических и механических обработок (способом фибриллирования).
Когда целлюлозу подвергают фибриллированию, площадь поверхности становится намного большей по сравнению с исходным материалом, что приводит к значительному увеличению количества доступных гидроксильных групп (ОН) на поверхности микрофибрилл. Поскольку эти гидроксильные группы имеют естественный отрицательный заряд, они способны захватывать ионы с положительным зарядом, например, ионы кальция. Таким образом, предотвращается связывание ионов кальция с сульфатами, что позволяет полностью избежать их осаждения в виде сульфата кальция.
В случае суспензий с низкой влажностью можно получить твердое удобрение с высокими полезными характеристиками. Одной из них является возможность обеспечения высвобождения питательных веществ по потребности растения. Это происходит потому, что электрохимическая сила листьев выше, чем ионные силы элементов с гидроксилом в твердой суспензии, что вызывает высвобождение питательных веществ. С другой стороны, эти гидроксильные ионные силы сильнее полярных сил воды, поэтому степень вымывания питательных веществ снижается, поскольку они удерживаются такой силой во время дождя.
Предпочтительная водная суспензия по настоящему изобретению включает (все проценты в следующем далее описании и в примерах соответствуют % масс./масс.):
от 60% до 90% воды,
от 1% до 40% микрофибрилированной целлюлозы (MFC),
от 1% до 55% нитрата кальция,
от 0,01% до 0,5% магниевой соли ЭДТА,
от 0,01% до 0,7% марганцевой соли ЭДТА,
от 0,01% до 0,7% цинковой соли ЭДТА,
от 0,01% до 0,9% железной соли ЭДТА,
от 0,01% до 0,1% медной соли ЭДТА,
от 0,001% до 0,01% молибдата натрия (дигидрат),
от 0,0001% до 0,001% кобальтовой соли ЭДТА,
от 0,01% до 0,4% борной кислоты,
от 1% до 12% нитрата калия,
от 0,5% до 25% монофосфата калия,
от 0,5% до 42% сульфата магния,
от 0,1% до 11% сульфата калия.
Наиболее предпочтительная водная суспензия по настоящему изобретению включает:
18,6 л воды (68,2%),
6,000 г микрофибрилированной целлюлозы (22,0%),
1,000 г нитрата кальция (3,7%)
12 г магниевой соли ЭДТА (0,0440%),
20 г марганцевой соли ЭДТА (0,0733%),
20 г цинковой соли ЭДТА (0,0733%),
25 г железной соли ЭДТА (0,0916%),
3 г медной соли ЭДТА (0,0110%),
0,3 г молибдата натрия (дигидрат), (0,0011%),
0,03 г кобальтовой соли ЭДТА (0,0001%),
10 г борной кислоты (0,0366%),
300 г нитрата калия (1,10%),
400 г монофосфата калия(1,47%),
750 г сульфата магния (2,75%),
150 г сульфата калия (0,55%).
Следующие примеры демонстрируют получение концентрированных растворов, которые могут содержать все необходимые компоненты для растений. Не предполагается указание конкретных количеств или ограничение ингредиентов, используемых в составах. Основной целью примеров является демонстрация получения концентрированной водной суспензии по данному изобретению.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Получение концентрированной водной суспензии
Пример получения 10 л исходного состава A:
смешивали следующие компоненты в 9,3 л воды при 25°С (77°F) и нейтральном pH (так как соли обеспечивают примерно 700 кубических сантиметров объема, для получения 10 л исходного состава A добавляли 9,3 л воды):
1,000 г нитрата кальция,
12 г магниевой соли ЭДТА,
20 г марганцевой соли ЭДТА,
20 г цинковой соли ЭДТА,
25 г железной соли ЭДТА,
3 г медной соли ЭДТА,
0,3 г молибдата натрия (дигидрата),
0,03 г кобальтовой соли ЭДТА,
10 г борной кислоты.
Масса 10 л получаемого исходного состава A составляла 10390 г.
Пример получения 10 л исходного состава B:
смешивали следующие компоненты в 9,3 л воды при 25°С (77°F) и нейтральном pH (так как соли обеспечивают примерно 700 кубических сантиметров объема, для получения 10 л исходного состава B добавляли 9,3 л воды):
300 г нитрата калия,
400 г монофосфата калия,
750 г сульфата магния,
150 г сульфата калия.
Масса 10 л получаемого исходного состава B составляла 10900 г.
Пример получения 27,3 кг концентрированной водной суспензии исходного состава A и B в микрофибрилированной целлюлозе:
получали 27,3 кг суспензии, поскольку данный препарат имеет следующее соотношение компонентов: 6 частей микрофибрилированной целлюлозы (MFC) на каждые 10 частей исходного состава A (10390 г) и 10 частей исходного состава B (10900 г), что дает указанное выше количество.
Шесть кг микрофибрилированной целлюлозы (MFC) смешивали с 10 л исходного состава A и перемешивали вручную в течение 5 мин. Затем добавляли к полученному раствору 10 л исходного состава B и перемешивали вручную в течение 5 мин Результирующий раствор имел исходную композицию состава A и состава B, а также микрофибрилированной целлюлозы (MFC) с pH 3,4. Это означает:
18,6 л воды (68,2%),
6,000 г микрофибрилированной целлюлозы (22,0%),
1,000 г нитрата кальция (3,7%),
12 г магниевой соли ЭДТА (0,0440%),
20 г марганцевой соли ЭДТА (0,0733%),
20 г цинковой соли ЭДТА (0,0733%),
25 г железной соли ЭДТА (0,0916%),
3 г медной соли ЭДТА (0,0110%),
0,3 г молибдата натрия (дигидрата) (0,0011%),
0,03 г кобальтовой соли ЭДТА (0,0001%),
10 г борной кислоты (0,0366%),
300 г нитрата калия (1,10%),
400 г монофосфата калия (1,47%),
750 г сульфата магния (2,75%),
150 г сульфата калия (0,55%).
Масса суспензии составляла 27290 г.
Примеры смесей с осадками и без них
Пример 2
Смешивали исходный состав A и исходный состав B.
Смешивали сто (100) см3 полученного состава A и 100 см3 полученного состава B при 25°С (77°F); смесь перемешивали и через 3 мин наблюдали появление осадка.
Через 30 мин смесь снова перемешивали, и через 2 мин осадок все еще присутствовал, подтверждая, что осадок не растворяется повторно.
Пример 3
Смешивали исходный состав A и MFC, затем добавляли исходный состав B.
Смешивали сто (100) см3 полученного состава A с 60 г микрофибрилированной целлюлозы (MFC); смесь перемешивали вручную и затем сразу добавляли 100 см3 полученного состава B. Через 3 мин не наблюдали появления осадка. Наблюдение образца проводили через 24 час, 48 час и даже через 90 дней, но никаких изменений во внешнем виде не обнаружено.
Пример 4
Смешивали исходный состав B и MFC и затем добавляли исходный состав A.
В данном примере был изменен порядок смешивания исходных составов при получении водной суспензии. Смешивали сто (100) см3 полученного состава B с 60 г микрофибрилированной целлюлозы (MFC); смесь перемешивали вручную и затем добавляли 100 см3 полученного состава A. Через 3 мин не наблюдали появления осадка. Наблюдение образца проводили 24 час, 48 час и даже через 90 дней, но никаких изменений во внешнем виде не обнаружено.
Пример 5
Этот пример служит для демонстрации отсутствия признаков токсичности при использовании микрофибрилированной целлюлозы (MFC) в питательном растворе. Авторы готовили 3 идентичных небольших гидропонных плавучих системы, на которых выращивали 2 образца салата.
Гидропонная плавучая система состояла из 20-литровых поддонов, в каждый из которых помещали по 2 саженца салата. Поддоны имели плоский стержень из полистирола для поддержки саженцев, и каждый из них имел два отверстия, через которые корни могли проникать в воду, содержащуюся в поддонах.
В гидропонную систему номер 1 добавляли питательные растворы исходного состава A и исходного состава B и не добавляли микрофибрилированную целлюлозу (MFC). В гидропонную систему номер 2 добавляли концентрированную водную суспензию исходных составов A и B в микрофибрилированной целлюлозе (MFC), имевшую концентрацию микрофибрилированной целлюлозы (MFC) 23%. В гидропонную систему номер 3 добавляли концентрированную водную суспензию исходных составов A и B в микрофибрилированной целлюлозе (MFC), имевшую концентрацию микрофибрилированной целлюлозы (MFC) 80%.
Количество раствора и/или водной суспензии, добавляемое в три системы, в каждом случае имело одинаковую электропроводность, гарантируя одинаковое обеспечение солями в каждом из них (электропроводность является мерой количества растворенных твердых веществ на единицу объема).
Целевая электропроводность варьировалась от недели к неделе, в зависимости от потреблений саженцев латука в течение их жизненного цикла: 350 м.д. на 1-й неделе, 700 м.д. на 2-й неделе, 1050 м.д. на 3-й неделе и 1400 м.д. на 4-й неделе.
После 4-й недели все растения салата показали одинаковый рост и достигли веса от 270 до 280 г каждое.
Таким образом, можно сделать вывод, что микрофибрилированная целлюлоза (MFC) обеспечивает доступность солей для растений, а также правильную абсорбцию питательных веществ, поскольку рост исследованных образцов не выявил значительных изменений.
Пример 6
В данном примере показано, как микрофибрилированная целлюлоза (MFC) предотвращает осаждение сульфата кальция, даже когда смешивают растворы нитрата кальция и сульфатов с максимально возможной концентрацией при 25°С (77°F) и нейтральном pH.
Тестировали два образца:
контрольный образец, где смешивали 3 разведения соли с максимально возможной концентрацией при 25°С (77°F) и нейтральном pH в таком порядке: 180 см3 воды*, 100 см3 раствора нитрата кальция (1,200 г в 1 л воды), 100 см3 раствора сульфата калия (120 г в 1 л воды) и 100 см3 раствора сульфата марганца (710 г в 1 л воды).
После их механического перемешивания налюдали образование 192 г осадка сульфата кальция.
* Добавляли сто восемьдесят (180) см3 воды, чтобы уравнять объемы в образцах (воды в первом и микрофибрилированной целлюлозы во втором).
В другом образце смешивали 3 разведения соли с максимально возможной концентрацией при 25°С (77°F) и нейтральном pH в микрофибрилированной целлюлозе (MFC) в следующем порядке: 100 см3 раствора нитрата кальция (1200 г в 1 л воды) в 60 г микрофибрилированной целлюлозы (MFC), 100 см3 раствора сульфата калия (120 г в 1 л) в 60 г микрофибрилированной целлюлозы (MFC), и в заключение 100 см3 раствора сульфата марганца (710 г в 1 л) в 60 г микрофибрилированной целлюлозы (MFC). Смешивали 3 суспензии вместе.
Через 48 час признаков осадка не было.
Пример 7
В данном примере показано, что микрофибрилированная целлюлоза (MFC) позволяет разрабатывать суспензии гомогенно распределенных солей, которые содержат твердые вещества в гораздо большем количестве, чем количество солей, которое может содержаться в водном растворе того же объема. Проведено два тестирования образцов.
Контрольный образец, где сульфат калия добавляли в количестве, вдвое превышающем его растворимость в воде при 25°С (77°F) и нейтральном pH (111 г/л). Более конкретно, смешивали 28,8 г сульфата калия в 130 см3 воды при 25°С (77°F). Смесь перемешивали вручную и сразу после этого отмечали появление осадка сульфата калия.
Образец номер 2, состоящий из такого же количества сульфата калия, как содержалось в контрольном образце (то есть 28,8 г), который добавляли в суспензию такого же объема (130 см3) с микрофибрилированной целлюлозой (MFC) при 23% (30 г микрофибрилированной целлюлозы в 100 см3 воды). Смесь перемешивали вручную и через 5 мин не наблюдали осаждения сульфата калия. Наблюдение образца проводили через 24 час , 48 час и даже через 90 дней без видимых изменений внешнего вида.
Пример 8
Получение твердого удобрения
Исходной точкой являлась водная суспензия, приготовленная, как описано в примере 1.
Брали 1000 г концентрированной водной суспензии составов A и B в микрофибрилированной целлюлозе (MFC), которая описана в примере 1. Эту суспензию выливали в матрицы в форме гранул объемом 10 см3, каждая из которых содержала 12 г суспензии, и помещали в сушильную печь при температуре 71,7°C (161,6°F) на 24 час Конечным результатом этого способа стал продукт твердой консистенции. Каждая полученная отливка представляла собой таблетку массой 3 г, что означает потерю 8 г воды. Предполагая, что микрофибрилированная целлюлоза (MFC) теряет 50% своей влажности, и зная, что содержание волокон в ней составляет 15%, получали следующий состав каждой таблетки:
10,00% воды,
50,56% микрофибрилированной целлюлозы,
14,65% нитрата кальция,
0,176% магниевой соли ЭДТА,
0,293% марганцевой соли ЭДТА,
0,293% цинковой соли ЭДТА,
0,366% железной соли ЭДТА,
0,044% медной соли ЭДТА,
0,004% молибдата натрия (дигидрата),
0,0004% кобальтовой соли ЭДТА,
0,147% борной кислоты,
4,39% нитрата калия,
5,86% монофосфата калия,
10,99% сульфата магния
2,19% сульфата калия.
Пример 9
Питание образца томата с использованием концентрированной водной суспензии в твердом виде. Образец томата выращивали с использованием для питания только концентрированной водной суспензии в твердом виде, полученной, как описано в примере 8.
Сначала поместили в 11-литровый горшок тонкий слой керамзита для содействия дренажу и затем заполнили горшок инертным субстратом, не содержащим питательных веществ (торфом). Далее равномерно распределили по емкости 12 таблеток, полученных, как описано в примере 8. Горшок поливали водой в соответствии с потребностями, при этом в течение всего цикла добавляли только воду. За 105-дневный цикл растение дало 43 помидора общей массой 4,9 кг. Растение продемонстрировало нормальный размер с подходящей скоростью роста и наличием здоровых листьев в верхней части стебля.
Этот эксперимент говорит о том, что питательные вещества эффективно высвобождаются по потребностям растения на протяжении всего цикла.
Целевая суспензия по настоящему изобретению имеет следующие преимущества по сравнению с прототипами:
Водная суспензия позволяет иметь в одном растворе комбинацию солей, концентрация которых обычно ведет к образованию осадка.
Она позволяет разрабатывать полные составы, полностью сбалансированные для каждого вида культур в одной суспензии.
В твердом варианте питательные вещества высвобождаются по потребности растений, и сокращается выщелачивание.
Упрощение по сравнению с применением удобрений, поскольку больше нет необходимости иметь дело с несколькими растворами, такими как состав A и состав B.
Снижение транспортных расходов и сокращение выбросов углекислого газа за счет возможности транспортировать большее количество солей в том же объеме.
Снижение затрат на упаковку в результате меньшего количества упаковок, необходимых для доставки готовых составов.
Срок годности продукта: срок годности продукта увеличивается за счет стабильности суспензии.
Снижение затрат на хранение и удобное управление запасами.
Кроме того, любой приоритетный(ые) документ(ы) по данной заявке включен в настоящее описание в качестве ссылки во всей своей полноте.
Claims (56)
1. Концентрированная водная суспензия для питания растений, отличающаяся тем, что включает (все проценты соответствуют % масс./масс.):
от 60% до 90% воды,
от 1% до 40% микрофибриллированной целлюлозы (MFC),
от 1% до 55% нитрата кальция,
от 0,01% до 0,5% магниевой соли ЭДТА,
от 0,01% до 0,7% марганцевой соли ЭДТА,
от 0,01% до 0,7% цинковой соли ЭДТА,
от 0,01% до 0,9% железной соли ЭДТА,
от 0,01% до 0,1% медной соли ЭДТА,
от 0,001% до 0,01% молибдата натрия (дигидрата),
от 0,0001% до 0,001% кобальтовой соли ЭДТА,
от 0,01% до 0,4% борной кислоты,
от 1% до 12% нитрата калия,
от 0,5% до 25% монофосфата калия,
от 0,5% до 42% сульфата магния,
от 0,1% до 11% сульфата калия,
где микрофибриллированная целлюлоза (MFC) предотвращает осаждение солей в диапазоне pH от 1 до 13, обеспечивая доступность солей для роста растений.
2. Концентрированная водная суспензия для питания растений по п. 1, отличающаяся тем, что включает:
18,6 л воды,
6000 г микрофибриллированной целлюлозы,
1000 г нитрата кальция,
12 г магниевой соли ЭДТА,
20 г марганцевой соли ЭДТА,
20 г цинковой соли ЭДТА,
25 г железной соли ЭДТА,
3 г медной соли ЭДТА,
0,3 г молибдата натрия (дигидрата),
0,03 г кобальтовой соли ЭДТА,
10 г борной кислоты,
300 г нитрата калия,
400 г монофосфата калия,
750 г сульфата магния,
150 г сульфата калия.
3. Концентрированная водная суспензия для питания растений по любому из пп. 1, 2, отличающаяся тем, что ее применяют при гидропонике, фертигации.
4. Способ получения твердого удобрения, отличающийся тем, что он включает стадию дегидратации водной концентрированной суспензии по любому из предыдущих пунктов для получения продукта твердой консистенции.
5. Способ получения твердого удобрения, отличающийся тем, что он включает стадию выливания водной концентрированной суспензии по любому из пп. 1-3 в форму и дегидратации ее для получения формованного продукта твердой консистенции.
6. Способ получения твердого удобрения по п. 4 или 5, отличающийся тем, что стадию дегидратации проводят в течение примерно 24 час при температуре 72°C (161,6°F).
7. Способ получения твердого удобрения по п. 5, отличающийся тем, что формованный продукт представляет собой таблетку.
8. Твердое удобрение, полученное способом по любому из пп. 4-7, отличающееся тем, что оно содержит водную концентрированную суспензию по любому из пп. 1-3, которая дегидратирована.
9. Твердое удобрение по п. 8, отличающееся тем, что оно имеет форму таблетки.
10. Твердое удобрение по п. 9, отличающееся тем, что каждая таблетка содержит:
10,00% воды,
50,56% микрофибриллированной целлюлозы,
14,65% нитрата кальция,
0,176% магниевой соли ЭДТА,
0,293% марганцевой соли ЭДТА,
0,293% цинковой соли ЭДТА,
0,366% железной соли ЭДTA,
0,044% медной соли ЭДTA,
0,004% молибдата натрия (дигидрата),
0,0004% кобальтовой соли ЭДТА,
0,147% борной кислоты,
4,39% нитрата калия,
5,86% монофосфата калия,
10,99% сульфата магния,
2,19% сульфата калия.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/442,561 | 2019-06-17 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022100602A RU2022100602A (ru) | 2023-07-17 |
RU2815884C2 true RU2815884C2 (ru) | 2024-03-25 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013000074A9 (en) * | 2011-06-30 | 2013-03-14 | Nano-Green Biorefineries Inc. | Catalytic biomass conversion |
US20150158776A1 (en) * | 2008-03-11 | 2015-06-11 | Lawrence Brooke Engineering, Llc | Fertilizer Suspension and Method of Preparation |
RU2676987C2 (ru) * | 2014-04-28 | 2019-01-14 | Кемира Ойй | Способ получения суспензии микрофибриллированной целлюлозы, микрофибриллированная целлюлоза и ее применение |
WO2019035881A1 (en) * | 2017-08-17 | 2019-02-21 | Bayer Cropscience Lp | DISPERSIBLE COMPOSITIONS IN LIQUID FERTILIZER AND ASSOCIATED METHODS |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150158776A1 (en) * | 2008-03-11 | 2015-06-11 | Lawrence Brooke Engineering, Llc | Fertilizer Suspension and Method of Preparation |
WO2013000074A9 (en) * | 2011-06-30 | 2013-03-14 | Nano-Green Biorefineries Inc. | Catalytic biomass conversion |
RU2676987C2 (ru) * | 2014-04-28 | 2019-01-14 | Кемира Ойй | Способ получения суспензии микрофибриллированной целлюлозы, микрофибриллированная целлюлоза и ее применение |
WO2019035881A1 (en) * | 2017-08-17 | 2019-02-21 | Bayer Cropscience Lp | DISPERSIBLE COMPOSITIONS IN LIQUID FERTILIZER AND ASSOCIATED METHODS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7358518B2 (ja) | 植物栄養塩類を含有するミクロフィブリル化セルロースの濃縮水性組成物 | |
CN102731199B (zh) | 颗粒缓释钙肥及其制备方法 | |
US4321078A (en) | Slow release fertilizer composition | |
US20220194873A1 (en) | Concentrated composition for plant nutrition | |
US9067835B2 (en) | Preparation of a potassium phosphate based composition | |
RU2815884C2 (ru) | Концентрированная водная композиция микрофибриллированной целлюлозы, содержащая соли для питания растений | |
US20190292110A1 (en) | Solid phase fertilizer composition | |
US20220348515A1 (en) | Concentrated aqueous suspension of microfibrillated cellulose comprising salts for plant nutrition | |
WO2014122669A1 (en) | A total foliar product for agriculture / horticulture / tissue culture and hydroponic cultivation | |
CN109516837A (zh) | 植物源腐殖酸长效缓释尿素肥料及其生产工艺 | |
CA2644258C (en) | Soluble pk fertilizer compositions | |
WO2008102056A2 (en) | Nitrogen fertilizer composition comprising selenium and iodine | |
FI117973B (fi) | Parannettu metsälannoite | |
CA2403953A1 (en) | Improved solubility fertilizer compounds and compositions | |
CN115551820A (zh) | 水溶性肥料 | |
WO2023285798A1 (en) | Aqueous composition comprising seaweed | |
KR101596466B1 (ko) | 수용성 구형비료의 제조방법 | |
US20240254061A1 (en) | Aqueous composition comprising seaweed | |
JPS5920637B2 (ja) | 緩効性窒素−リン−カリ肥料 | |
Rumpel | INVESTIGATIONS WITH FERTILIZATION OF VEGETABLE CROPS GROWN ON THREE DIFFERENT LOW MOOR (MUCK) SOILS | |
GB2428239A (en) | Improved agricultural lime | |
JPS5930680B2 (ja) | 粒状肥料 |