Agrohydrogel based on biopolymers for agricultural applications
The result's identifiers
Result code in IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F70883521%3A28610%2F22%3A63551518" target="_blank" >RIV/70883521:28610/22:63551518 - isvavai.cz</a>
Result on the web
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternative languages
Result language
čeština
Original language name
Agrohydrogel na bázi biopolymerů pro zemědělské aplikace
Original language description
Funkční vzorek představuje biopolymerní absorpční materiál se schopností reverzibilně poutat a uvolňovat vodu s cílem zvýšit retenci vody v půdě. Svým složením může zároveň přispět k obohacení půdy o živiny. Vyvinutý agrohydrogel se vyznačuje vysokou schopností pojmout mnohonásobné množství srážkové/závlahové vody a postupně ji uvolňovat v půdě v období sucha. Díky obsahu přírodních a biopolymerních surovin je agrohydrogel plně rozložitelný a nezatěžuje životní prostředí. Základní vstupní surovinou hydrogelu je vedlejší produkt mlékárenské výroby-kyselá syrovátka, která je v současnosti obtížně dále využitelná. Díky vysokému obsahu živin může syrovátka sloužit jako zdroj cenných nutrientů pro rostliny. Další komponenty hydrogelu tvoří kombinace derivátů celulózy a přírodní síťovací činidlo kyselina citronová. Pro zvýšení stability a prodloužení doby působení v půdním prostředí je do hydrogelu přidán biopolymer polyvinylalkohol, který podporuje stabilitu hydrogelu a postupné uvolňování vody/živin do půdy.
Czech name
Agrohydrogel na bázi biopolymerů pro zemědělské aplikace
Czech description
Funkční vzorek představuje biopolymerní absorpční materiál se schopností reverzibilně poutat a uvolňovat vodu s cílem zvýšit retenci vody v půdě. Svým složením může zároveň přispět k obohacení půdy o živiny. Vyvinutý agrohydrogel se vyznačuje vysokou schopností pojmout mnohonásobné množství srážkové/závlahové vody a postupně ji uvolňovat v půdě v období sucha. Díky obsahu přírodních a biopolymerních surovin je agrohydrogel plně rozložitelný a nezatěžuje životní prostředí. Základní vstupní surovinou hydrogelu je vedlejší produkt mlékárenské výroby-kyselá syrovátka, která je v současnosti obtížně dále využitelná. Díky vysokému obsahu živin může syrovátka sloužit jako zdroj cenných nutrientů pro rostliny. Další komponenty hydrogelu tvoří kombinace derivátů celulózy a přírodní síťovací činidlo kyselina citronová. Pro zvýšení stability a prodloužení doby působení v půdním prostředí je do hydrogelu přidán biopolymer polyvinylalkohol, který podporuje stabilitu hydrogelu a postupné uvolňování vody/živin do půdy.
Classification
Type
G<sub>funk</sub> - Functional sample
CEP classification
—
OECD FORD branch
10404 - Polymer science
Result continuities
Project
<a href="/en/project/QK1910392" target="_blank" >QK1910392: Environmentally friendly soil conservation materials for the crop production intensification based on renewable resource</a><br>
Continuities
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Others
Publication year
2022
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data specific for result type
Internal product ID
Centrum polymerních systémů
Numerical identification
7/2022
Technical parameters
Byl připraven polymerní roztok rozpuštěním polyvinyl akoholu (Mowiol 10-98, Mw ⁓61 000 Da) o koncentraci 1, 2,5 a 5 % hm polymeru v kyselé syrovátce při 70 ℃ a přidáním sodné soli karboxymetylcelulózy a 2-hydroxyetylcelulózy v poměru 3:1 o výsledné koncentraci 3 % hm. Roztok byl míchán při pokojové teplotě (22-24 °C) po dobu 4 hodin, dokud nedošlo ke kompletnímu rozpuštění všech složek za vzniku silně viskózního gelu. K vytvoření stabilní sítě hydrogelu byla do gelu přidána kyselina citrónová o koncentraci 15 % hm. polymeru. Ta prostřednictvím esterifikační reakce s karboxylovými skupinami vytváří stabilní trojrozměrnou strukturu hydrogelu zajišťující reversibilní schopnost absorpce vody. Vzorky gelů byly vysušeny na xerogely v sušárně při 60 °C do konstantního úbytku hmotnosti (± 24 h).
Economical parameters
Hydrogel svým složením přispěje k ekologicky šetrnému a udržitelnému zemědělství. Hydrogel pomůže k navýšení retenční kapacity půdy, čímž se s níží nároky na zavlažování v období sucha. Díky obsahu PVA je hydrogel schopen navýšení jeho absorpční kapacity o desítky procent s předpokladem navýšení retenčních schopností půdy až o 40 %. Výhodou bude také prodloužení biodegradace hydrogelu v půdě o několik týdnů déle. Zároveň dojde ke zvýšení podílu organické hmoty v půdě, čímž přispěje ke zvýšení kvality půdy a pěstovaných plodin. Hydrogel umožňuje postupně uvolňovat živiny ze syrovátky nebo přidané organické látky či agro-hnojiva po delší čas. Hydrogel se dále vyznačuje tím, že obsahuje pouze přírodní a rozložitelné suroviny s nízkými náklady na výrobní proces ve srovnání s běžnými komerčně dostupnými hydrogely na bázi polyakrylátu, čímž se výrazně sníží náklady na výrobu a následnou nízkou tržní cenu. Kyselá syrovátka je obtížně využitelným vedlejším produktem mlékárenského průmyslu.
Application category by cost
—
Owner IČO
70883521
Owner name
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Owner country
CZ - CZECH REPUBLIC
Usage type
A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence
Licence fee requirement
A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek
Web page
—