RU2772640C1 - Способ получения концентрата водорастворимых биологически активных веществ из природного сапропеля - Google Patents

Способ получения концентрата водорастворимых биологически активных веществ из природного сапропеля Download PDF

Info

Publication number
RU2772640C1
RU2772640C1 RU2021113802A RU2021113802A RU2772640C1 RU 2772640 C1 RU2772640 C1 RU 2772640C1 RU 2021113802 A RU2021113802 A RU 2021113802A RU 2021113802 A RU2021113802 A RU 2021113802A RU 2772640 C1 RU2772640 C1 RU 2772640C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
concentrate
sapropel
temperature
biologically active
Prior art date
Application number
RU2021113802A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Анатольевич Чепуров
Анатолий Ильич Чепуров
Владимир Валерьевич Лин
Юрий Давыдович Фауст
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН)
Закрытое акционерное общество "Барабинский комбикормовый завод" (ЗАО "БККЗ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН), Закрытое акционерное общество "Барабинский комбикормовый завод" (ЗАО "БККЗ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2772640C1 publication Critical patent/RU2772640C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к растениеводству и предназначено для получения водных концентратов, извлекаемых из природного сапропеля для использования их в качестве стимуляторов роста растений. Для получения концентрата природный сапропель предварительно высушивают при температуре 10-30°С до влажности 50-60%, дробят до размера отдельных фрагментов 1-10 см, высушивают до влажности не более 15% и механоактивируют до размера микрочастиц 0,01-5 мкм. Затем в порошок добавляют воду в соотношении от 1:20 до 1:100, термостатируют при температуре 85-90°С в течение 30-60 мин, снижают температуру в течение 24-48 ч до 40°С. Полученный после отстаивания раствор концентрируют одно-двукратным замораживанием до образования 70-95% льда от объема исходного раствора. Отделяют концентрат в виде незамерзшей части раствора, добавляют растворимые в воде соли калия, фосфора в количестве 3-5%. Техническим результатом является обеспечение технологичности производства водного раствора концентрата биологически активных веществ из природного сапропеля с сохранением наиболее ценных, необходимых для роста растений веществ. 2 пр., 1 табл.

Description

Изобретение относится к растениеводству и предназначено для получения водных концентратов, извлекаемых из природного (нативного) сапропеля, для использования их в качестве стимуляторов роста растений.
Известно, что озерные илы - сапропели состоят из двух основных компонентов: органической и неорганической (минеральной) частей. Органическая часть сапропеля содержит водорастворимые биологически активные вещества (БАВ). В состав биологически активных веществ входят: белки, углеводы, гуминовые кислоты, витамины, микроэлементы, антиоксиданты и т.д. Широкое применение гуминовые препараты находят при проращивании семян, выращивании рассады и опрыскивании различных культур при их росте, что в оптимальных дозах заметно стимулирует прорастание семян, улучшает питание растений, ускоряет их рост и увеличивает биомассу.
Экстракцию водорастворимых БАВ проводят различными способами: путем термохимической экстракции, с использованием физико-химических методов воздействия, например, магнитных, электромагнитных, кавитационных, обработкой ультразвуком или с использованием комбинированных методов воздействия на исходные материалы.
При экстракции используют органические растворители, щелочи и различные их модификации. Так, например, в способе получения БАВ из сапропелей материковых озер обезвоженный нативный сапропель обрабатывают в 96%-ом этиловом спирте с подогревом до 35-40°С и подвергают стерилизации в газообразной углекислоте под давлением 66 атм. [РФ 2066187, A61K 35/10, 10.01.1996]. В патенте [РФ 2007376, C05F 11/00, 15.02.1994] для получения стимулятора роста растений обработку гуматсодержащего сырья проводят щелочными растворами КОН, NH4OH, NaOH, содой с последующим выделением жидкой, суспендированной или кашеобразной среды, обработкой полученной фракции азотосодержащими солями (в том числе карбамида, сульфата аммония, аммофоса или других солей) с последующим выпариванием. Масляный раствор полярных лиридов выделяют из сапропелевых грязей посредством экстракции смесью хлороформа и этанола с очисткой гексаном [РФ 2084228, A61K 35/10, 20.07.1997]. Для получения органоминерального гуминового продукта, осуществляют механохимический гидролиз измельченного до крупности не более 5 мкм сырья в водной, водно-щелочной или водно-кислотной или водно-аммиачной среде [РФ 2209230, C10F 7/00, 27.07.2003], из гексановой фракции нативного сапропеля получают витамин последовательным извлечением водорастворимых биологически активных веществ 96%-ным этанолом, экстракцией гексаном, центрифугированием, концентрированием гексанового экстракта и последовательным хроматографированием в системах: гексан и гексан-этилацетат [РФ 2139710, A61K 31/355, 20.10.1999]. Для получения БАВ на основе сапропеля в качестве экстрагента используют 1,2-пропиленгликоль или его водные растворы [РФ 2214254, A61K 35/10, 20.10.2003]. Органические минеральные удобрения с гуминовой кислотой получают добавлением к влажному сапропелю водного раствора пирофосфата калия, нагреванием до 80°С, добавлением минерализированной воды при гомогенном перемешивании и фильтрации. [CN 108314582 -A, C05G 3/04, 27.07.2018].
Основными недостатками получения БАВ данными способами является: необходимость отделения сложных по составу, вредных и взрывоопасных растворителей. Допускается окисление БАВ и потери порошка исходного вещества.
Существуют различные физико-химические способы, которые позволяют повысить концентрацию БАВ в растворах. Так например, для получения концентрата сапропеля легкоотделяемые водорастворимые компоненты нативного сапропеля отделяют центрифугированием [патент РФ 2533249, A61K 35/10, 20.11.2014]. Используют вакуумный выпарной аппарат, внутри которого создают разряжение, разогревают сапропель, в процессе разогрева на него воздействуют ультразвуком [патент РФ 2543358, A61K 35/10, 27.02.2015]. При обработке влажного сапропеля водным раствором пирофосфата калия используют ультразвук с частотой 22-23 кГц и мощностью излучения 50-160 Вт/дм3 [патент РФ 2246469, C05F 11/02, 02.20.2005], или осуществляют вибромагнитную экстракцию гуминовых кислот [В.А. Коршиков и др., Химия растительного сырья, 2017. №4, с. 195-202]. В известном способе [патент РФ 2720308, A61K 35/10, C05F 11/02, 28.04.2020] гуминосодержащее сырье измельчают до фракции 0,1-199 мкм, смешивают с водой, полученную смесь обрабатывают ультразвуком с частотой 20-40 кГц при температуре 30-80°С и давлении 0,05-0,8 МПа, затем полученный экстракт охлаждают до комнатной температуры и получают физиологически безопасный гуминовый экстракт с повышенной биологической активностью. К основным недостаткам данных методов относится также необходимость отделения сложных по составу растворителей, возникает ряд аппаратурных и технологических сложностей при практическом использовании.
Наиболее щадящими методами извлечения ценных биолически-активных веществ из сапропелей являются низкотемпературные способы экстракции.
В известном способе производства жидких или пастообразных препаратов, содержащих гуминовые вещества [ЕР 3300498, C05F 11/02, 04.04.2018], используют смесь по меньшей мере двух или более групп каустобиолитов, сапропеля, торфа, битуминозный уголь, бурый уголь, горючие сланцы и/или лигнин, сырье очищается, а затем механически измельчается до размера от 2 до 200 микрометров, сухие вещества смешиваются с водой и хранятся в закрытых контейнерах, гомогенизируются, а затем каждая фракция по отдельности или в сочетании с другими фракциями с помощью насоса или отрицательного давления в термовакуумном контейнере подается в мешалку, в которой проходит через уже известную щелочную экстракцию до образования водорастворимых солей гуминовой кислоты, при этом используется термохимическая, физическая и или механическая водная экстракция, основанная на использовании магнитных вихрей, диспергирование ультразвуком или с использованием комбинированных процессов, основанных на методе щелочной экстракции.
Применение опасных реактивов ограничивает использование получаемых препаратов при производстве экологически чистых сельхозпродуктов. Недостатком является сложность и трудоемкость производства с привлечением разнообразного, в том числе сложного оборудования, длительность процесса.
Кроме того, получают жидкие или пастообразные препараты. В практике предпочтительно использование концентрированных БАВ в водных растворах без разрушения и потери полезных компонентов.
Задачей изобретения является обеспечение технологичного производства получения водного раствора концентрата биологически активных веществ с сохранением наиболее ценных необходимых для роста растений веществ из природного сапропеля.
Данная задача решается тем, что для получения концентрата водорастворимых биологически активных веществ природный сапропель предварительно высушивают при температуре 10-30°С до влажности 50-60%, дробят до размера отдельных фрагментов 1-10 см, высушивают до влажности не более 15% и механоактивируют до размера микрочастиц 0,01-5 мкм. Затем в порошок добавляют воду в соотношении от 1:20 до 1:100, термостатируют при температуре 85-90°С в течение 30-60 минут, снижают температуру в течение 24-48 часов до 40°С, полученный после отстаивания раствор концентрируют одно-двукратным замораживанием до образования 70-95% льда от объема исходного раствора, отделяют концентрат в виде незамерзшей части раствора, добавляют растворимые в воде соли калия, фосфора в количестве 3-5%. Механоактивация поверхности мелких частиц, существенно усиливающая эффект водной экстракции БАВ, сочетание режимов сушки, нагрева, настаивания сапропеля в водном растворителе с последующим концентрированием БАВ многократным замораживанием обеспечивает сохранение наиболее ценных необходимых для роста растений веществ при их извлечении из природного сапропеля. Полученный концентрат хранят при температуре 0 - 5°С в закрытой емкости без доступа света или замораживают при минусовой температуре для длительного хранения. Нерастворимый остаток пригоден для использования в качестве удобрения.
Микроанализы жидкой фазы полученных экстрактов приведены в таблице 1.
При использовании раствора в зависимости от цели применения его разбавляют водой в соотношениии от 1:10 до 1:1000. Можно добавлять краситель в раствор (исходно имеющий коричневую окраску) для более удобного практического использования (определение концентрации по цвету).
Примеры конкретного выполнения способа
Пример 1. Свежедобытый озерный ил - сопропель из оз. Минзелинское (Новосибирская обл.) в количестве 100 кг. предварительно высушивают при температуре 10°С до влажности 60%». Далее сапропель дробят до размера отдельных фрагментов не более 10 см и затем высушивают до влажности не более 15%. Высушенный сапропель механоактивируют путем истирания в молотковой мельнице до размера частиц менее 5 мкм. Затем в полученный порошок в количестве 14,5 кг, добавляют воду в соотношении 1:20, термостатируют в посуде из нержавеющей стали при температуре 85°С в течение 30 минут, снижают температуру в течение 24 часов до 40°С, полученный после отстаивания раствор концентрируют двукратным замораживанием до образования 95% льда от объема исходного раствора, отделяют концентрат в виде незамерзшей части раствора добавляют растворимые в воде соли калия, фосфора в количестве 5%. Раствор (около 15 литров) хранят температуре 0°С в закрытой емкости без доступа света. Таким образом получают целевой продукт - водный концентрат БАВ. При использовании полученный концентрат разбавляют водой в зависимости от цели применения его. При замачивании семян перцев раствором концентрата, разведенным водой в пропорции 1:100 всхожесть их увеличилась в 1,5 раза и сократился срок прорастания семян на 60%, по сравнению с контрольными.
Пример 2. Сапропель из оз. Минзелинское (Новосибирская обл.) в количестве 100 кг. предварительно высушивают при температуре 30°С до влажности 50%, дробят до размера отдельных фрагментов не более 1 см и высушивают до влажности не более 15%. Высушенный сапропель механоактивируют путем истирания в молотковой мельнице до размера частиц 0,01 мкм. Затем в полученный порошок в количестве 14,5 кг, добавляют воду в соотношении 1:100, термостатируют в посуде из нержавеющей стали при температуре 90°С в течение 60 минут, снижают температуру в течение 48 часов до 40°С, полученный после отстаивания раствор концентрируют замораживанием до образования 70% льда от объема исходного раствора, отделяют концентрат в виде незамерзшей части раствора добавляют растворимые в воде соли калия, фосфора в количестве 3%. Раствор (около 15 литров) хранят температуре 5°С в закрытой емкости без доступа света. Таким образом получают целевой продукт - водный концентрат БАВ. При использовании полученный концентрат разбавляют водой в зависимости от цели применения его. При поливе рассады помидор раствором концентрата, разведенным водой в пропорции 1:200 скорость их роста увеличилась на 40%, уменьшилось число заражений грибком на 20% по сравнению с контрольными.
Figure 00000001
Совокупность отличий предлагаемого способа позволяет достигнуть следующих технических результатов. Технологический процесс экстракции БАВ из сапропеля является экономически малозатратным с использованием простого и дешевого оборудования. Способ позволяет полноценно использовать сапропелевое сырье, т.е. после извлечения водорастворимых БАВ, отходы пригодны для других применений, например, в качестве удобрений, добавок в почвогрунты, изготовления сорбентов и др. Полученный концентрат водорастворимых БАВ применяют при проращивании семян, при выращивании рассады и опрыскивании растений для повышения всхожести, ускорения роста, укрепления растений, предотвращает появление плесени.

Claims (1)

  1. Способ получения концентрата водорастворимых биологически активных веществ из природного сапропеля, включающий измельчение сапропеля до микрочастиц, смешение с водой, термостатирование и концентрирование биологически активных компонентов, отличающийся тем, что сапропель предварительно высушивают при температуре 10-30°С до влажности 50-60%, дробят до размера отдельных фрагментов 1-10 см, высушивают до влажности не более 15% и механоактивируют до размера микрочастиц 0,01-5 мкм, добавляют воду в соотношении от 1:20 до 1:100, термостатируют при температуре 85-90°С в течение 30-60 мин, снижают температуру в течение 24-48 ч до 40°С, полученный после отстаивания раствор концентрируют одно-двукратным замораживанием до образования 70-95% льда от объема исходного раствора, отделяют концентрат в виде незамерзшей части раствора и добавляют растворимые в воде соли калия, фосфора в количестве 3-5%.
RU2021113802A 2021-05-14 Способ получения концентрата водорастворимых биологически активных веществ из природного сапропеля RU2772640C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2772640C1 true RU2772640C1 (ru) 2022-05-23

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2049084C1 (ru) * 1994-03-29 1995-11-27 Акционерное общество закрытого типа "АГРЭ" Способ получения биостимулятора роста из сапропеля и/или торфа
RU2245309C2 (ru) * 2001-11-09 2005-01-27 Заньков Борис Иванович Способ получения удобрения из сапропеля
CN105377794A (zh) * 2013-05-23 2016-03-02 埃克赛乐公司 由生物质生产燃料和生物肥料
RU2611816C1 (ru) * 2015-12-14 2017-03-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Способ получения органо-минерального полимера на основе сапропеля
WO2019078806A1 (en) * 2017-10-17 2019-04-25 Osypenko Serhii METHOD FOR OBTAINING LIQUID ORGANIC BIOFERTIZER FOR SOIL AND / OR PLANTS, BIOFERTILIZER AND METHODS OF USE THEREOF

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2049084C1 (ru) * 1994-03-29 1995-11-27 Акционерное общество закрытого типа "АГРЭ" Способ получения биостимулятора роста из сапропеля и/или торфа
RU2245309C2 (ru) * 2001-11-09 2005-01-27 Заньков Борис Иванович Способ получения удобрения из сапропеля
CN105377794A (zh) * 2013-05-23 2016-03-02 埃克赛乐公司 由生物质生产燃料和生物肥料
RU2611816C1 (ru) * 2015-12-14 2017-03-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Способ получения органо-минерального полимера на основе сапропеля
WO2019078806A1 (en) * 2017-10-17 2019-04-25 Osypenko Serhii METHOD FOR OBTAINING LIQUID ORGANIC BIOFERTIZER FOR SOIL AND / OR PLANTS, BIOFERTILIZER AND METHODS OF USE THEREOF

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101492324A (zh) 一种生物多效肥料
CN1919876A (zh) 一种海藻农用产品及岩藻多糖的生产方法
CN102131916A (zh) 获取藻类提取物的方法和这些提取物的用途
CN107162835A (zh) 一种植物营养液
CN109503256A (zh) 一种提高作物抗逆性和肥料吸收能力的增效剂
CN103694205B (zh) 一种提取沙棘中Vc的方法
Arun et al. Integrated biorefinery development for pomegranate peel: Prospects for the production of fuel, chemicals and bioactive molecules
RU2253641C2 (ru) Способ получения биостимулятора роста и развития растений из гумусосодержащих веществ
CN108402088A (zh) 一种调节植物生长的配制剂的制备方法
RU2772640C1 (ru) Способ получения концентрата водорастворимых биологически активных веществ из природного сапропеля
ES2329750B1 (es) Procedimiento para obtener un producto fertilizante a partir de los residuos de la fabricacion de la cerveza.
CN106854107A (zh) 含海藻提取物的肥料及其制备方法
RU2213452C2 (ru) Способ получения стимулятора роста растений
RU2112763C1 (ru) Способ получения жидкого биостимулятора роста и развития растений из гумусосодержащих веществ
CN108293762A (zh) 一种提高旱藕品质的栽培方法
KR20210054624A (ko) 수용성 게르마늄과 각종 추출물을 포함하는 액상 비료를 이용한 인삼 재배 방법
KR20030015662A (ko) 불가사리 추출물을 포함하는 식물영양제 및 유기질 비료및 이들의 제조방법
JP2020117429A (ja) 天然ミネラル及び腐植質含有液肥の製造方法、天然ミネラル及び腐植質含有粉体肥料の製造方法及び天然ミネラル及び腐植質含有粉体肥料
CN105028939A (zh) 一种富硒富锌饲料的制备方法
Darini et al. Combination of cow manure rate and different sources of nitrogen humite on the nutritional content and yield of Aloe vera L. plant in sandy soil
CN108353938A (zh) 促进桃树结果的调节剂
RU2770882C1 (ru) Способ получения хлорофиллсодержащего продукта в качестве пищевого красителя
RU2600748C1 (ru) Способ получения жидкого стимулятора роста и развития растений из гумусосодержащих веществ
CN109912356A (zh) 一种抗盐碱组合物及其制备方法
KR20200078017A (ko) 사포닌을 함유한 액상 첨가제의 제조방법