Agrohydrogel na bázi biopolymerů pro zemědělské aplikace

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Agrohydrogel na bázi biopolymerů pro zemědělské aplikace

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

Agrohydrogel based on biopolymers for agricultural applications

Popis výsledku anglicky

The functional sample represents a biopolymer absorbent material with the ability to reversibly bind water and release it to the soil which can helps to increase water retention capacity of the soil. Agrohydrogel is fully degradable and does not burden the environment. The basic input raw material of the hydrogel is a by-product of dairy production - acid whey, which is currently difficult to further use. The valuable content of nutrients presented in the whey can enhance the soil quality and supply the nutrients to plants during their growth. The agrohydrogel is characterized by a high ability to absorb of high quantity rainfall/irrigation water and gradually release it in the soil during the dry season. Other components of the hydrogel are a combination of cellulose derivatives and the natural cross-linking agent citric acid. The biopolymer polyvinyl alcohol is added to the hydrogel in order to enhance stability and extend the time of action of the hydrogel in the soil environment, which supports the gradual release of water/nutrients into the soil for longer.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

10404 - Polymer science

Projekt

<a href="/cs/project/QK1910392" target="_blank" >QK1910392: Ekologicky šetrné materiály pro intenzifikaci rostlinné výroby s půdoochrannými vlastnostmi na bázi obnovitelných zdrojů</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2022

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

Centrum polymerních systémů

Číselná identifikace

7/2022

Technické parametry

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).

Ekonomické parametry

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.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

70883521

Název vlastníka

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—