Способ изготовления биоконтейнера для выращивания растений Российский патент 2025 года по МПК A01G9/29 

Изобретение относится к области растениеводства и может быть использовано для выращивания рассады различных растений, например, в парниках, теплицах, и ее высадки в открытый грунт при интенсивных технологиях.

Известен способ приготовления контейнеров для рассады, в состав которых входят табачная пыль, опилки, навоз крупного рогатого скота, речной песок, вода, минеральные удобрения (RU 2379880, МПК A01G 9/10, опубл. 27.01.2010).

Недостатком известной смеси являются ограничение по использованию табачной пыли и дополнительное использование минеральных удобрений.

Известна масса для изготовления контейнера для выращивания рассады, содержащая материал, разлагающийся под воздействием влаги, связующее, минеральное калийное удобрение. В качестве материала, разлагающегося под действием влаги, включает распушенную бумагу, а в качестве связующего - клей ПВА (RU 2499382, МПК A01G 9/10, опубл. 27.11.2013).

Недостатком известной массы является использование в качестве связующего клей ПВА и отсутствие ростостимулирующего и фунгицидного эффекта.

Известен способ изготовления биоразлагаемого контейнера для выращивания растений включающий перемешивание растительных остатков с водой, и связующим, после перемешивания ингредиентов проводят повторное добавление воды, обеспечивающее влажность смеси 55…60% после чего смесь помещают в пресс-форму, проводят холодную подпрессовку, а затем сушат (RU 27808037, 04.10.2022).

Недостатком данного способа является слабая прочность контейнера из-за малой скорости полимеризации смеси идущей при низких положительных температурах.

Известен способ изготовления биоконтейнера для выращивания растений включающий первоначальное перемешивание смеси компонентов (RU 2423036, 10.07.2011). Недостатком данного биоконтейнера является

Наиболее близким по своей технической сущности является способ изготовления биоконтейнера контейнера для выращивания растений включающий первоначальное перемешивание смеси компонентов (RU 2423036, в состав которых входят измельченная лузга гречихи, крахмал, глицерин, лимонная кислотой и повторное перемешивание с добавлением дистиллированной воды до влажности смеси 55-60%, нагрев смеси до температуры 90…95°С, с последующим охлаждением до комнатной температуры, формирование контейнера в пресс-форме, извлечение контейнера, и сушку (RU 2801105, 01.08.2023).

Недостатком данного способа является то, что контейнеры с растениями быстро отдают поливную влагу и требуют частого полива, что влечет за собой дополнительные трудовые затраты.

Задачей настоящего изобретения является изготовление контейнера с повышенным межполивным сроком, т.е. контейнера способного длительное время удерживать в себе влагу, используемую высаженными в него растениями.

Техническая сущность заключается в возможности фосфогипса накапливать определенное количество влаги и выделять ее в почвенную среду при достижения разности во влажности между контейнером и почвой.

Задача решается тем, что в способе изготовления биоконтейнера для выращивания рассады, включающем первоначальное смешивание компонен- тов представляющих измельченную лузгу гречихи, крахмал, глицерин, лимонную кислоту и повторное перемешивание с добавлением дистиллированной воды до влажности смеси 55-60%, нагрев смеси до температуры 90…95°С, с последующим охлаждением до комнатной температуры, формирование контейнера в пресс-форме, извлечение контейнера, и сушку, в смесь на стадии первоначального смешивания дополнительно включают фосфогипс, при их следующем соотношении компонентов мас. %:

Лузга гречихи - это отходы, которые остаются после переработки гречневой крупы на специальных заводах. Темно-коричневая ароматная практически невесомая органическая масса нашла достаточно широкое применение на садовых участках.

Лузга гречихи богата минеральными веществами. Наличие в ней таких элементов как фосфор, кальций, калий, железо, магний делает шелуху ценнейшим удобрением.

Прошедшая термическую обработку, гречневая лузга, безопасна для растений.

Лузга применяется как эффективное органическое удобрение. Вносится непосредственно в почву перед посадкой или вводится в приствольный круг кустарников вместе с перегноем или компостом.

Биоразлагаемый контейнер изготавливается следующим образом.

Гречневая лузга измельчается на молотковой дробилке с проходными отверстиями сита диаметром 1 мм. Измельченный материал в сухом состоянии загружается в котел с мешалкой, где смешивается с картофельным (кукурузным) крахмалом и фосфогипсом. В отдельной таре смешивается раствор дистиллированной воды, глицерина и борной кислоты. Далее раствор добавляют в котел к смеси измельченной лузги с крахмалом, доведя до определенной влажности. Смесь интенсивно перемешивается и подогревается до температуры 90-95°С. После достижения заданной температуры нагрев котла прекращают. Смесь остужают до комнатной температуры. Ее помещают в пресс-форму, прессуют, затем извлекают и сушат при комнатной температуре (15-25°С и относительной влажности воздуха 60-70%) в течение 36 часов. Возможна сушка в сушильном шкафу при температуре 40°С и относительной влажности воздуха 70-75%, в течение 10 часов.

Уменьшение содержания лузги гречихи ниже 45% нецелесообразно так как приводит к усложнению технологии, из-за увеличения подвижности биомассы. Контейнер в этом случае формируется хорошо, но он очень мягкий и плохо извлекается из пресс-формы, долго сохнет и возникает его большая усушка.

Увеличение процентного содержания лузги гречихи более 55% усложняет процесс прессования и оказывает влияние на качество получаемых контейнеров.

Содержание глицерина зависит от количества крахмала и содержания гречневой муки.

Как видно из состава, из которого приготавливают контейнеры, такой компонент как гречневая мука в формуле изобретения отсутствует. Однако лузга гречихи содержит неразрушенные зерна гречихи, вследствие чего при ее измельчении содержание крахмала и других компонентов может изменяться.

Количество неразрушенных зерен гречихи можно увидеть при измельчении лузги. Если измельченная масса белого цвета, с коричневым оттенком и темно-коричневыми вкраплениями лузги значит муки много. В этом случае крахмала берется 4%.

Если измельченная масса темно-коричневого цвета с белесым оттенком и вкраплениями измельченных элементов гречихи значит муки мало. В этом случае берется 7% картофельного крахмала.

Лимонная кислота является катализатором для протекания реакции по выработке гуминовых кислот, которые служат стимуляторами роста растений в контейнере. Содержание лимонной кислоты так же зависит от содержания гречневой муки и при ее минимальном содержании в смеси берется по верхнему пределу 4. Дальнейшее увеличение процентного содержания лимонной кислоты оказывает угнетающее влияние на растущие в контейнерах растения.

При максимальном содержании гречневой муки в измельченной смеси лимонная кислота берется по нижнему пределу 2%.

Фосфогипс - это материал, получаемый при переработке фосфоритов и апатитов. Фосфогипс - белое, твердое вещество, состоящее в основном из сульфата кальция, а также рядом примесей, которые зависят от технологии обработки фосфоритного сырья и условий хранения. Кроме кальция, необходимые для полноценного развития растений элементы: фосфор, сера, кремний и даже цинк.

Фосфогипс выступает в роли впитывающего элемента при поливе растений и после испарения влаги из почвы и достижения равновесия влажности почвы и массы из которой изготовлен контейнер, передает влагу почве выступая в роли растворителя удобрения.

Так как фосфогипс хорошо удерживает воду и также хорошо ее отдает, то это позволяет при использовании его в биоразлагаемых контейнерах увеличить межполивные сроки содержания или выращивания растений.

Фосфогипс является побочным продуктом при производстве фосфорной кислоты в процессе обработки фосфатной руды (апатита) серной кислотой по следующей реакции:

где X может включать ОН, F, Cl или Вг.

Глицерин - в данной смеси является пластификатором. Его содержание также зависит от количества гречневой муки в измельченной лузге. При малом содержании муки в измельченной лузге глицерин берется по ее верхнему пределу 3%. Дальнейшее увеличение ведет к его перерасходу и увеличению пластичности контейнера, в результате чего контейнер дольше сохнет. Уменьшение глицерина менее 1% усложняет процесс извлечения контейнера из прессформы.

Нагрев смеси перед прессованием до температуры ниже 90°С увеличивает время полимеризации смеси, а при нагреве выше 95°С, начинается ее подгорание.

В результате проведенных испытаний выявлено, что добавление более 10% фосфогипса к общему объему биомассы приводит к значительному уплотнению структура контейнера. Это отрицательно сказывается на прорастании растений. Включение в состав массы менее 5% фосфогипса приводит к тому, что контейнер по сравнению с прототипом не удерживает достаточного количества влаги и при сравнительном взвешивании увеличивает массу лишь на 2-5%, что находится в пределах ошибки.

Наиболее оптимальным вариантом следует признать включение в состав биомассы для изготовления контейнеров фосфогипса в объеме 7…8% от всей массы. При этом контейнер становится прочным, в меру плотным, не разрушается в период полива растений до высадки в грунт.

Изобретение относится к растениеводству и может быть использовано для выращивания рассады различных растений, например, в парниках, теплицах и ее высадки в открытый грунт. Способ изготовления биоконтейнера для выращивания растений включает первоначальное смешивание компонентов, представляющих измельченную лузгу гречихи, картофельный или кукурузный крахмал, глицерин, лимонную кислоту и фосфогипс, повторное перемешивание с добавлением воды до влажности смеси 55-60%, формирование контейнера в пресс-форме, извлечение контейнера, а затем сушку. Перед формированием контейнера в пресс-форме проводят нагрев смеси до температуры 90…95°С с последующим охлаждением до комнатной температуры. Техническим результатом является изготовление биоконтейнера, способного длительное время удерживать в себе влагу, используемую высаженными в него растениями.

Способ изготовления биоконтейнера для выращивания растений, характеризующийся тем, что осуществляют первоначальное смешивание компонентов, представляющих измельченную лузгу гречихи, картофельный или кукурузный крахмал, глицерин, лимонную кислоту и фосфогипс, повторно перемешивают с добавлением дистиллированной воды до влажности 55-60%, нагревают смесь до температуры 90…95°С с последующим охлаждением до комнатной температуры, формируют биоконтейнер в пресс-форме, извлекают и сушат при следующем соотношении компонентов, мас. %:

измельченная лузга гречихи 40…50 крахмал картофельный или кукурузный 4…7 глицерин 1…3 лимонная кислота 2…4 фосфогипс 5…10 дистиллированная вода остальное