MX2014001465A - Musgo de turba no lixiviable, humectable, metodo de preparacion y metodo de uso. - Google Patents

Abstract

Se describe una composición de musgo de turba que tiene capacidad de retención de agua mejorada, hidrofilicidad y/o propiedades anti-lixiviación que comprende uno o más polisacáridos, por ejemplo guars y/o derivados de guar. También se describe un método para preparar la composición de musgo de turba y un método para utilizarla.

Description

MUSGO DE TURBA NO LIXIVIABLE, HUMECTABLE, MÉTODO DE PREPARACIÓN Y MÉTODO DE USO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona al campo de musgo de turba, más particularmente al mejoramiento de la humectabilidad del musgo de turba.

De acuerdo con el estado actual de la técnica, se utilizan surfactantes comúnmente como agentes humectantes en la industria de musgo de turba. Por ejemplo, en la Patente de los Estados Unidos No. 5,867,937, Templeton describe el uso de polímeros de EO-PO y sílice para mitigar la hidrofobicidad del musgo de turba, corteza y lana de roca en mezclas sin tierra utilizadas para el crecimiento de plantar, promover el riego más fácil, más rápido y más uniforme de tales mezclas sin dañar la planta. Hagen, y colaboradores, Patente de los Estados Unidos No. 6,455,149, describe pelotillas de turba hinchables con agua que incluyen musgo de turba, un agente ajustador del pH, un agente humectante y un aditivo de procesamiento opcional con una densidad de volumen preferida de aproximadamente 300 a aproximadamente 600 kg/m3. El agente humectante puede ser surfactantes no iónicos tales como óxidos de alcano copolimerizados , por ejemplo copolímeros de óxido de etileno-óxido de propileno (EO-PO) . Fuera del campo de musgo de turba, se han utilizado varios aditivos para el suelo y propuestos para prevenir la evaporación, promover la germinación de semilla y reducir el drenaje, por ejemplo PCT/CN2011/073298 presentada el 26 de Abril del 2011 describe la introducción de un aditivo de volumen tales como guars, goma de guar no lavada o lavada o polímeros tales como poliacrilamida y ácido poli (met ) acrilico a un área del suelo objetivo y el contacto de una capa superior del área de suelo objetivo con un aditivo de superficie.

Los inventores han encontrado que el uso de surfactantes tales como copolimeros de EO-PO con sílice y otros copolimeros de óxido de alcano mejora la hidrofilicidad del musgo de turba pero no mejoran suficientemente la habilidad del musgo de turba para resistir la lixiviación. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Es un objetivo de la presente invención mejorar el musgo de turba con respecto a la capacidad de retención de agua, hidrofilicidad y habilidad para resistir la lixiviación.

Este objetivo y otros que llegarán a ser evidentes de la siguiente descripción, se logran por la presente invención que comprende en un aspecto una composición que comprende musgo de turba y uno o más polisacáridos .

En algunas modalidades el polisacárido ( s ) es un guar y/o derivado de guar (colectivamente referido en la presente como "guar") .

En otro aspecto, la invención comprende un método para mejorar la capacidad de retención de agua, hidrofilicidad y/o habilidad para resistir la lixiviación del musgo de turba que comprende la etapa de adicionar uno o más polisacáridos .

Otro aspecto de la invención comprende un método de horticultura que comprende plantar una semilla o planta que requiere agua y un nutriente en una composición que comprende musgo de turba la cual comprende tal nutriente y uno o más polisacáridos .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Fig. 1 es una gráfica que muestra los resultados de una prueba de penetración de gotita de agua.

La Fig. 2 es una segunda gráfica que muestra los resultados de una prueba de penetración de gotita de agua.

La Fig. 3 es una fotografía de muestras obtenidas de acuerdo con la invención y muestras comparativas.

La Fig. 4 es una gráfica que muestra el agua retenida a max-30 seg (g) .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El término "musgo de turba" se refiere generalmente al musgo absorbente grande (género Sphagnum, familia Sphagnaceae) que crece en masas densas en un terreno pantanoso, donde las partes inferiores decaen lentamente para formar depósitos de turba. El musgo de turba se utiliza ampliamente en la horticultura, especialmente para plantas envasadas y para composta. El musgo de turba natural comprende nutrientes que son benéficos para el crecimiento y conservación de la planta pero es bien conocido que es hidrofóbico y difícil de humectar cuando se seca.

De acuerdo con la presente invención, se adicionan cantidades variantes de uno o más polisacáridos al musgo de turba y la composición resultante tiene la capacidad de retención de agua mejorada mencionada en lo anterior, hidrofilicidad y/o habilidad para resistir la lixiviación.

Los polisacáridos adecuados incluyen guar, goma guar no lavada, goma guar lavada, guar catiónico, guar de carboximetilo (guar CM) , guar de hidroxietilo (guar HE), guar de hidroxipropilo (guar HP) , guar de carboximetilhidroxipropilo (guar CMHP) , guar hidrofóbicamente modificado (guar H ) , guar de carboximetilo hidrofóbicamente modificado (guar HMCM) , guar de hidroxietilo hidrofóbicamente modificado (guar HMHE) , guar de hidroxipropilo hidrofóbicamente modificado (guar HMHP) , guar de hidroxipropilo hidrofóbicamente modificado catiónico (guar HMHP catiónico) , guar de carboximetilhidroxipropilo hidrofóbicamente modificado (guar HMCMHP) , guar catiónico hidrofóbicamente modificado (guar catiónico HM) , cloruro de trimonio de guar hidroxipropilo, cloruro de trimonio de hidroxipropil guar hidroxipropilo, almidón, maíz, trigo, arroz, papa, tapioca, maíz ceroso, sorgo, sorgo ceroso, sagú, dextrina, quitina, quitosán, composiciones de alginato, goma de xantano, goma de carragenano, goma acasia, goma de tamarindo, celulosa catiónica, policarilamida catiónica, almidón catiónica, goma carayá, goma arábiga, pectina, celulosa, hidroxicelulosa, celulosa de hidroxialquilo, hidroxietil celulosa, carboxi-metilhidroxietil celulosa, hidroxipropil celulosa, un derivado de cualquiera de los anteriores o una combinación de cualquier de los anteriores y los similares.

Entre los polisacáridos preferidos están los guars catiónicos, que incluyen poliacrilamidas sintéticas, polisacáridos tales como almidón, celulosa y los similares. El guar de hidroxipropilo catiónico es el guar actualmente preferido. En una modalidad preferida de guar de hidroxipropilo catiónico, al grado de sustitución (DS) catiónico es de aproximadamente 0.01 a apro imadamente 3. En otra modalidad de guar de hidroxipropilo catiónico, el DS catiónico es de aproximadamente 0.01 a 1.5. En una modalidad preferida de guar de hidroxipropilo catiónico, el DS catiónico es de aproximadamente 0.01 a 0.5. En una modalidad, el grado de hidroxipropilación, nivel de sustitución molecular (MS) es de aproximadamente 0.1 a 2, más típicamente de aproximadamente 0.1 a 1.

La cantidad de guar utilizada puede variar, sin embargo en modalidades preferidas la cantidad utilizada está entre 100 y 30, 000 partes de guar por millón (PPM) de musgo de turba, en peso, más de preferencia entre aproximadamente 500 y 10,000 PPM.

Los inventores han descubierto que la incorporación de polisacáridos en el musgo de turba significativamente disminuye el tiempo de humectación del agua en una prueba de tiempo de penetración de gotita de agua (WDPT) . Este beneficio humectante en el musgo de turba tratado persistió aun después de varios procesos de lavado. La incorporación de guar en el musgo de turba redujo la pérdida de sus componentes esenciales en el proceso de lavado. Por otra parte, el musgo de turba tratado tuvo capacidad de retención de agua aumentada.

El guar se puede incorporar en la turba por una variedad de métodos, por ejemplo al rociar o mezclar polvo de guar, solución, suspensión y/o premezcla de una concentración controlada sobre el sustrato de musgo de turba que involucra una o más etapas estacionarias o de mezclado. El musgo de turba resultante se podría secar o empaquetar como es tratado y luego transportar a una ubicación donde el musgo de turba va a ser aplicado. El guar también se puede aplicar in situ directamente en el sustrato de musgo de turba en la ubicación de aplicación.

La composición de musgo de turba-guar se puede utilizar como un sustrato o mezclar con otros componentes como un sustrato mezclado en aplicaciones tales como crecimiento de plantas, cultivación y los similares.

EJEMPLOS Los experimentos que demuestran la hidrofilización, anti-lixiviación, e incremento de capacidad de retención de agua ( HC) del musgo de turba al tratar con derivados de guar se condujeron utilizando los siguientes protocolos y procedimientos experimentales: A. Materiales : Musgo de turba: café estándar (Lambert Peat Moss, Inc®) ; Aditivo de guar (Rhodia 1, guar de hidroxipropilo modificado catiónico, maraca Jaguar) ; Controles de surfactante: EO-PO-EO, etoxilato de di-nonil fenol, agua des-ionizada (agua DI) .

B. Aparato: Charola (44"X24") ; Película de plástico ( rap Seal®); Embudo Buchner (diámetro: 5.5 cm) ; Dos mallas: tamaño de malla 25 y 55 µ??; Matraz de vacío (2 L) y adaptador; Medidor de vacío: Medidor de Bajo Vacío Ashcroft®, 30" H20 a 0 y 0 a 7.5 kPa; Vacío de Laboratorio o bomba de vacío ( Interdynamics VCP®-10 Bomba de Vacío Compacta de Acondicionamiento de Aire 0.8 CFM) ; Botella de rocío: Botella de Rocío Ajustable VWR®; Suministros de laboratorio estándares: espátula, vaso de laboratorio, matraz, frasquito, balanza (Denver Instrument®, 0-4000 gramos, precisión: 0.01 gramos), sincronizador; Cámara digital (opcional).

C. Procedimiento : Para el aditivo de guar, pesar 2.80 g y adicionar a 397.2 mL de agua DI. Agitar durante la noche. Almacenar la solución de madre en el refrigerador. Agitar bien antes del uso. Usar dentro de una semana; Para controles de surfactante, se preparó una solución madre al 1% al adicionar 2.0 gramos de surfactante en 198 mL de agua DI; Cubrir la bandeja con película de plástico; Pesar 100 gramos de musgo de turba, y rociarla uniformemente sobre la película de plástico para crear una capa en un espesor de aproximadamente 0.5 cm. ; Rociar una solución de prueba o control (volumen total de 200 mL) sobre el musgo de turba con una botella de rocío; manualmente mezclar el musgo de turba para asegurar la humectación homogénea; para 1% de tratamiento (otra dosificación ajustará la relación de dilución por consiguiente); Para el aditivo de guar, 142.9 mL de solución madre se diluyó a un volumen total de 200 mL. ; Para los controles de surfactante, 100 mL de solución de madre se diluyó a un volumen total de 200 mL. ; Permitir que la mezcla seque bajo condiciones ambientales.

D. Prueba de hidrofilización (prueba de elevación capilar): 2.0 gramos de musgo de turba (tratado y control) se cargó en un frasquito de 70 mL; Ligeramente sacudir el frasquito para asegurar un empaque estrecho; 30 mL de agua DI se adicionó a cada frasquito con la ayuda de una espátula para asegurar que el agua corra hacia abajo a lo largo de la pared del frasquito; Poner a funcionar el sincronizador o capturar imagen/video con una cámara. El tiempo para la humectación completa del musgo de turba se registró. El musgo de . turba húmedo y el liquido se guardaron para la siguiente prueba .

E. Prueba anti-lixiviación : Un embudo Buchner se equipó con 2 capas de mallas (la malla de tamaño más pequeña se colocó bajo la más grande) . El peso del embudo y las mallas se registró. 6 mL de agua se adicionó al embudo para humectar la malla. 2.0 gramos de musgo de turba completamente húmedo en 30 mL de agua DI (de la última etapa) se transfirió en el embudo. El filtrado se recolectó en un matraz de vacío equipado con un adaptador. 64 mL de agua DI se utilizó para enjuagar el frasquito. Volumen total de agua: 100 mL. Se aplicó bajo vacío (800 Pa) al sistema de filtración durante 3 minutos. El filtrado se combinó y se transfirió a un frasquito de 250 mL para examinar el color del líquido. El musgo de turba y el embudo se guardaron para la siguiente prueba .

F. Prueba WHC: Se aplicó un vacío (3000 Pa) al embudo anterior durante 3 min. El peso del musgo de turba húmedo y el embudo se registró. El agua retenida en la turba se calculó mediante substracción del peso del embudo y las mallas. Alternativamente, el musgo de turba húmedo resultante de la etapa 1 se transfirió y se secó en un horno a 105°C hasta que se logró un peso constante. WHC se calculó por consiguiente al medir la pérdida de peso durante el proceso de secado del musgo de turba.

G . Prueba de tiempo de penetración de gotita de agua (WDPT) : Adicionar el material de prueba a la caja Petri, agitar o suavemente sacudir la caja para asegurar una superficie lisa. Depositar una gotita de 30 microlitros de agua sobre la superficie y poner a funcionar el sincronizador simultáneo. Detener el sincronizador cuando la gotita de agua completamente entra al material de prueba. Registrar el tiempo. Repetir la etapa 3 y 4 para medir un total de 10 gotitas de agua. Tomar el tiempo promedio como el tiempo WDPT.

Ejemplo 1 - Humectación aumentada Prueba de desempeño del musgo de turba tratado con guar: Tiempo de penetración de gotita de agua (WDPT) * Guar 1 es guar de hidroxipropilo catiónico ** "Comercial" es un copolimero de bloque EO-PO-EO comeroralmente disponible con un MW de -1500 y relación de EO a PO 1:1.

Los resultados de esta prueba son ilustrados en la gráfica de la Fig. 1.

Ejemplo 2 - Tratamiento durable El musgo de turba tratado con guar mantuvo su humectabilidad después del lavado.

Prueba de desempeño: Tiempo de penetración gotita de agua (WDPT) Estos resultados se muestran gráficamente en la Fig. 2.

Ejemplo 3 - Desempeño anti-lixiviación (prueba detallada en el párrafo [0026) El musgo de turba tratado con guar redujo la lixiviación de materiales húmicos coloidales que dan un color oscuro al agua que es filtrada a través de la muestra.

Ejemplo 4 - Aumento de la capacidad de retención de agua (prueba WHC detallada en el párrafo [0027) El musgo de turba tratado con guar incrementó la capacidad de retención de agua como es ilustrado por la gráfica de la Fig. 4 que muestra los resultados de esta prueba .

La presente invención, por lo tanto, está bien adaptada para llevar a cabo los objetivos y alcanzar los fines y ventajas mencionados, asi como otros inherentes en la misma. Mientras que la invención se ha representado y descrito y se define por referencia a modalidades preferidas particulares de la invención, tales referencias no implican una limitación en la invención, y ninguna de tal limitación va a ser inferida. La invención es capaz de modificación considerable, alteración y equivalentes en forma y función, como se les ocurrirán a aquellos ordinariamente expertos en las técnicas pertinentes. Las modalidades preferidas representadas y descritas de la invención son ejemplares solamente y no son exhaustivas del alcance de la invención. Consecuentemente, la invención se propone que sea limitada solamente por el espíritu y alcance de las reivindicaciones adjuntas, que dan reconocimiento completo a los equivalentes en todos los aspectos.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Una composición, caracterizada porque comprende musgo de turba y uno o más polisacáridos .

2. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el polisacárido es un guar y/o derivados de guar.

3. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los guars y/o derivados de guar comprenden aproximadamente 100 a 30,000 partes por peso por millón (PPM) de partes en peso de musgo de turba en la composición.

4. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los guars y/o derivados de guar comprenden aproximadamente 500 a 10,000 partes por peso por millón (PPM) de partes en peso de musgo de turba en la composición.

5. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el polisacárido se selecciona del grupo que consiste de guar, goma guar no lavada, goma guar lavada, guar de carboximetilo (guar CM) , guar de hidroxietilo (guar HE) , guar de hidroxipropilo (guar HP) , guar de carboximetilhidroxipropilo (guar CMHP) , guar hidrofóbicamente modificado (guar HM) , guar de carboximetilo hidrofóbicamente modificado (guar HMCM) , guar de hidroxietilo hidrofóbicamente modificado (guar HMHE) , guar de hidroxipropilo hidrofóbicamente modificado (guar HMHP) , guar de hidroxipropilo hidrofóbicamente modificado catiónico (guar HMHP catiónico) , guar de carboximetilhidroxipropilo hidro-fóbicamente modificado (guar HMCMHP) , guar catiónico hidrofóbicamente modificado (guar catiónico HM) , cloruro de hidroxipropil trimonio de guar, cloruro de hidroxipropil trimonio de hidroxipropil guar y polisacáridos no de guar tales como almidón, maíz, trigo, arroz, papa, tapioca, maiz ceroso, sorgo, sorgo ceroso, sagú, dextrina, quitina, quitosán, composiciones de alginato, goma de xantano, goma de carragenano, goma acacia, goma de tamarindo, celulosa catiónica, poliacrilamida catiónica, almidón catiónico, goma karaya, goma arábiga, pectina, celulosa, hidroxicelulosa, hidroxialquil celulosa, hidroxietil celulosa, carboxi-metilhidroxietil celulosa, hidroxipropil celulosa, derivados de los mismos y combinaciones de los mismos.

6. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el polisacárido se selecciona del grupo que consiste de guar modificado catiónico, guar de hidroxipropilo, guar de alquilo y guar de hidroxipropilo modificado catiónico.

7. Un método para mejorar la capacidad de retención de agua del musgo de turba, caracterizado porque comprende incorporar en el musgo de turba uno o más polisacáridos.

8. Un método para mejorar la hidrofilicidad de resistencia a la lixiviación de nutrientes y/o pesticidas del musgo de turba, caracterizado porque comprende incorporar en el musgo de turba uno o más polisacáridos.

9. Un método para mejorar la resistencia a la lixiviación de nutrientes y/o pesticidas del musgo de turba, caracterizado porque comprende incorporar en el musgo de turba uno o más polisacáridos.

10. Un método para mejorar la capacidad de retención de agua de, hidrofilicidad de, resistencia a la lixiviación de nutrientes de, y/o resistencia a la lixiviación de pesticidas del musgo de turba, caracterizado porque comprende incorporar en el musgo de turba uno o más guars y/o derivados de guar.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque comprende rociar o mezclar polvo de guar, solución, suspensión y/o premezcla de una concentración controlada sobre o en un sustrato de musgo de turba.

12. Un método de cultivación de plantas, caracterizado porque comprende plantar una planta en un sustrato de musgo de turba que comprende uno o más guars y/o derivados de guar en el musgo de turba.