RO131497A2 - Biocompozite cu structura colagenică şi biomasă verde, utilizate în agricultură - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a unui compozit cu acţiune fertilizantă. Procedeul conform invenţiei constă în hidroliza alcalină a unor deşeuri de piei de la cenuşărirea pieilor în flota de 200% apă industrială, în care se adaugă 3...7% KPOşi 18...30% biomasă verde, la temperatura de 80...95°C, timp de 4...6 h, după care se adaugă 0,5...1% amidon de porumb şi 0,3...1% acid boric, rezultând un biocompozit care se amestecă apoi cu 50...150% sol uscat, rezultând un biocompost verde, care se utilizează ca suport nutritiv.

Description

BIOCOMPOZITE CU STRUCTURA COLAGENICA SI BIOMASA VERDE UTILIZATE IN AGRICULTURA

Invenția prezintă un procedeu inovativ de obținere de biocompozite din hidrolizate de colagen cu biomasa verde cu acțiune fertilizanta in timp. Partea proteica a biocompozitelor a fost obtinuta prin hidrolizâ deșeurilor de piei gelatina rezultate din procesul de prelucrare a pieilor din tabacarii.

Ca biomasa verde s-au utilizat cojile de semințe de floarea soarelui care se prezintă sub forma de peleti rezultați de la decorticarea semințelor de floarea soarelui din fabricile de ulei.

Pe plan mondial se remarca tendința crescânda pentru, producerea fertilizantilor ce au in compoziție substanțe naturale sau de sinteza din categoria biostimulatorilor, ca de exemplu: heteroauxina, acid betaindoilacetic, acidul triiodbenzoic, giberelina si derivații săi, aminoacizii, vitamine, peptide, ureide, fosfoproteine, hidrolizate proteice, extracte din alge, precum si acizi fulvici/humici.

Aceste substanțe in concentrații reduse, uneori chiar de ordinul ppm-urilor, conduc la creșterea atat a sistemului radicular, a suprafeței foliare, a noilor formațiuni vegetale, la dezvoltarea florilor si fructelor, la protecția acestora in condiții de stres climatic si/sau tehnologic, dar si la dezvoltarea activitatilor microbiologice in zona rizosferei plantelor.

De asemenea, se menționează utilizarea proteinelor hidrolizate în amestec cu polifosfații de potasiu pentru creșterea producției agricole, prin mărirea absorbției fosforului și potasiului (Patent US 4491464/1985).

Este bine cunoscut faptul că utilizarea microelementelor ca fier, cupru, zinc, calciu, magneziu și mangan chelatate cu proteine hidrolizate sunt mai ușor absorbite atât de plante cât și de organismele animale (Patent US 4169717/1979; Patent US 0062181/2009).

Polipeptidele din hidrolizatul de colagen formează complecși chelatici cu ionii metalici, în special Fe, Ca, Mg, Cu, Zn prin intermediul grupelor reactive carboxilice, hirodxilice și azotofore de tipul NH-pirolidinic și legăturii peptidice -CO-NH-. Chelații formați sunt cu atât mai stabili cu cât greutatea moleculară medie a hidrolizatului este mai mică sau concentrația ionilor metalici este mai redusă (Patent US 0062181/2009). Cel mai remarcabil avantaj al utilizării biocompozitelor colagenice verzi este impactul pozitiv in dezvoltarea si starea de sanatate a plantei precum si rezistenta la factori de stres - seceta, săruri si pesticide - datorate biomasei verzi si microelementelor existente in hidrolizatele de colagen.

In aceasta invenție s-a urmărit obținerea unor produse noi biocompozite de ultima generație cu misiunea de a potenta transportul elementelor nutritive obținute cu ajutorul biostimulatorului proteic către planta si fruct avand ca efect stimularea metabolismului, grăbirea fazei productive, stimularea sistemului de autoaparare a plantei si optimizarea mecanismelor responsabile cu sanatatea fructului.

Spre deosebire de alti fertilizatori pe baza de colagen(se folosește colagen medicinal) in prezenta invenție se utilizează hidrolizat de colagen din deșeuri de piei.

Noutatea acestei invenții este obținerea de biocompozite proteice din deșeuri de piei gelatina cu biomasa verde - biocompost, cu aplicații in pedologie ca amelioratori ai compoziției si însușirilor fizico-chimice ale solurilor degradate.

Compoziția unor fertilizanți obținuți din biocompozite colagenice verzi trebuie selectata astfel incat sa ofere necesarul de macro, mezo si microelemente atat ca fertilizare suplimentara cat si a echilibra si trata situațiile de stres determinate de creșterea consumului de substanțe nutritive in timpul fazelor de dezvoltare intensiva a plantelor (vârfurile de sarcina), condițiile nefavorabile determinate de temperatura sau factorii tehnici agrofond. In aces context componenta fertilizantului este determinanta in realizarea parametrilor cantitativ si calitativ ai recoltei in special in cazul culturilor intensive de câmp, in sere si solare.

Aplicarea biocompozitului colagenic verde poate sa corecteze deficientele de bor, previne si corectează legarea slaba a fructelor si malformația frunzelor, deasemenea mărește semnificativ asimilarea fosforului imbunatateste dezvoltarea vegetativa si formarea pereților celulari mărind fertilitatea polenului si rezistenta plantelor la temperaturi joase.

In procesul de hidroiiza a deșeurilor de piei gelatina se adauga magneziu astfel biocompozitul colagenic verde va fi utilizat ia începutul dezvoltării plantei si inducerea normala a înfloririi.

WIUUL ut; STAT PENTRU INVENȚII Șl MARC Cerere de brevet de invenție

Nr. &.(Μ...£>0323...

Data depozit 'f fl·· î i r / '</ \\

A ‘

0<- Ζ ο 1 £- - 0 0 3 2 3 0 7 -05- 2015

Prezenta invenției se refera la obținerea unui biocompost colagenic verde obtinut prin amestecul sinergetic a doua parti: o parte colagenica si o parte de biomasa verde.

Partea colagenica se obține prin hidroliza alcalina a deșeurilor de piei rezultate de la cenusarirea pieilor adica de la operația de deparare a pieilor pentru fabricarea de încălțăminte, haine si marochinarie. Deseurile de piei utilizate pentru obținerea biocompozitului provin de la cenusarirea pieilor bovine cu greutatea de 35 kg din tabacaria Pielorex Jilava, Județ Ilfov.

In tabelul de mai jos este redata compoziția chimica a deșeurilor de piei utilizate la obținerea de biocompozite colagenice verzi.

Nr. crt.	Caracteristici, UM	Deșeuri de piele gelatină decalcificată	Deșeuri de piele gelatină sămăluită
1.	Umiditate, %	61,73*	74,97*
2.	Cenușa, %	2,31-6,04*	1,40-5,58*
3.	Substanțe grase totale, %	0,52-1,36	0,68-2,71*
4.	Acizi grași liberi, %	0,41-1.07	0,27-1,08*
5.	Azot total, %	6,91-18,06'	4,19-16,74*
6.	Azot amoniacal, %	0,53-1,39*	0,10-0,39*
7.	Substanța dermică, %	35,86-93,70*	22,99-91,83*
8.	Clorură de sodiu, %	lipsa	0,61-2,47*
9.	Oxid de calciu, %	0,87-2,27*	0,35-1,40*
10.	Substanțe solubile totale, %	6,21-16,23'	0,13-0,52*
11.	Substanțe solubile minerale, %	2,07-5,41'	0,05-0,20*
12.	Substanțe solubile organice, %	4,14-10,82'	0,08-0,32*
13.	pH-ul extract apos	7,02'	6,5'

* Valorile sunt raportate la pielea libera de umiditate

Ca biomasa verde s-au utilizat coji de semințe de floarea soarelui un deseu care apare in procesul tehnologic de prelucrare a semințelor in vederea obținerii uleiului, in urma operației de decorticare. Compoziția chimica elemetara a cojilor de semințe de floarea soarelui:

Nr. crt.	Caracteristici	Unitati	Valori determinate
1	Fibre	% s.u	50,8
2	Lignina	% s.u	22,2
3	Zaharuri	% s.u	1,5
4	Azot	% s.u	0,48
5	Carbon	% s.u	51
6	Hidrogen	% s.u	5,9
7	Calciu	g/kg s.u	4,4
	Fosfor	g/kg s.u	1,3
9	Potasiu	g/kg s.u	11,9
10	Magneziu	g/kg s.u	2.6
! J	Mangan	mg/kg s u	16
î )	Znic	mg/kg s u	23
13	Cupru	mg/kg s u	1Q
:.i	;·; i i'	mg/kg s.u	I j/

0<-1 ο 1 ξ- - 0 0 3 2 3 0 7 -05- 2015

în urma testărilor agrochimice efectuate în vase de vegetație și loturi experimentale, s-a constatat că adăugarea hidrolizatelor proteice într-o matrice minerală complexă, la culturile de porumb și floarea soarelui, duce la creșterea conținutului de fosfor în plante precum și la o recoltă semnificativ mai mare comparativ cu varianta ce nu conține hidrolizatul de colagen.

Exemplu 1.

Se cântăresc 3-6 kg de deșeuri de piei de la cenusarirea pieilor (piei gelatina, carne de var stutuitura) se spala se decalcifica cu 4-6% (NH₄)₂SO4 in flota de 200% apa industriala.

Aceste deșeuri au fost maruntite cu ajutorul unei mașini de tocat utilizata in industria alimentara de prelucrare a cărnii.

Apoi deșeurile de piei tocate au fost supuse unei hidrolize alcalina in flota de 150% apa industriala intr-o autoclava de 50 I cu dubla manta si agitator, adaugandu-se 3-5% K₂HPO₄,1-3% MgO si 0,3-1% acid boric la temperatura 80-95 C timp de 4-6 h . Apoi hidrolizatul se scoate in butoaie din plastic adaugandu-se 0,20,5% H₂SO₄ pentru corectarea pH pana la 7-7,5.

In hidrolizatul de colagen astfel obtinut ( cu o concentrație de 5-10% substanța uscata) se pot imersa suporturi nutritive (ghivece de flori din carton) utilizate pentru răsaduri de semințe.

Aceste hidrolizate de colagen obținute astfel, se utilizează fie in cultura mare la araturile de toamna fie ca fertilizator de tip foliar (extraradicular). Utilizarea foliara contribuie la micșorarea potențialului de poluare a plantelor legumicole si a apelor freatice si/de suprafața cu nitrati .

Exemplu 2

4-5 kg deșeuri de piei se maruntesc cu mașina de tocat carne si se introduc intr-o autoclava cu agitat:;, turnindu-se apa industriala, in flota de 200%. Apoi se adauga 3-7% K₂HPO₄ si 18-30% biomasa verde peleti de coji de floarea soarelui. Hidroliza dureaza 3-4h la temperatura de 80-90°C. Apoi se adauga 0,51% amidon de porumb raportat la substanța uscata si 0,3-1% acid boric.

Acest biocompozit se amesteca cu 50-150% sol uscat rezultind un biocompost verde care apoi se ambaleaza in saci de polietilena.

Acest biocompost colagenic cu biomasa verde este recomandat pentru a fi utilizat ca suport nutritiv pentru imbunatatirea solurilor in special din sere, solarii si terenurile de sport (gazon).

Claims (2)

REVENDICĂRI

1. Procedeul conform invenției cuprinde o etapa de obținere a biocompozitului utilizat ca fertilizator foliar, caracterizat prin aceea ca, prin hidroliza a 3-6 kg de deșeuri de piei de la cenusarirea pieilor, care se spala, se decalcifica cu 4-6% (NH₄)₂SO₄ in flota de 200% apa industriala, si apoi maruntesc cu ajutorul unei mașini de tocat carne, apoi aceste deșeuri sunt supuse unei hidrolizei propriu-zise in flota de 150% apa industriala intr-o autoclava de 50 I cu dubla manta si agitator, adaugandu-se 3-5% K₂HPO₄, 1-3% MgO si 0,3-1% acid boric la temperatura 80-95°C timp de 4-6 h, apoi biocompozitul se scoate in butoaie din plastic adaugandu-se 0,2-0,5% H₂SO₄ pentru corectarea pH pana la 7-7,5, si se utilizează in special ca fertilizator de tip foliar sau in cultura mare;

2. Procedeul de obținere a biocompostului fertilizator, caracterizat prin aceea ca, prin hidroliza a 4-5 kg deșeuri de piei care se maruntesc cu mașina de tocat, se introduc in autoclava cu flota 200% apa industriala,apoi se adauga 3-7% K₂HPO₄si 18-30% biomasa verde - peleti de coji de floarea soarelui si hidroliza dureaza 3-4h la temperatura de 80-90°C, apoi se adauga 0,5-1% amidon de porumb raportat la substanța uscata si 0,3-1% acid boric, acest biocompozit se amesteca cu 50-150% sol uscat rezultând un biocompost verde care apoi se ambaleaza in saci de polietilena si este recomandat pentru a fi utilizat ca suport nutritiv pentru imbunatatirea solurilor in special din sere, solarii si terenurile de sport (gazon).