Prostriedok na odstraňovanie usadenín predovšetkým minerálnej povahy

Číslo patentu: U 2709

Dátum: 07.11.2000

Autor: Teren Ján

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

PROSTRIEDOK NA ODSTRAŇOVANIE USADENÍN PREDOVŠETKÝM MINERÁLNEJ POVAHYRiešenie sa týka koncentrátu, ktorý je určený na odtraňovanie usadenín, najmä minerálnej povahy, inhibíciu ich tvorby a regeneráciu pestovatelských substrátov predovšetkým vo vodných systémoch používaných na zavlažovanie a hnojivú zálievku rastlín. Uplatnenie riešenia je zvlášť výhodné v systémoch bezpôdneho tzv. hydroponického pestovania rastlín a v súvislosti s využívaním kvapkového zavlažovania a výživy pestovaných rastlín.Pri bezpôdnom , tzv. hydroponickom pestovaní rastlín, ale tiež pri zavlažovaní a výžive pestovaných rastlín rôzne moditíkovanými systémami kvapkovej závlahy sa hlavne v letnom období a pri vyššom obsahu solí obsiahnutých vo vode, resp. v apiikovaných živných roztokoch pomerne často stáva, že časti aplikačného systému(kvapkače, ventilové sedlá, hadičkové rozvody menšej svetlosti a pod.) sa v dôsledku vylučovania a usadzovania soli stávajú čiastočne, alebo i úplne nepnechodnýmLZ hľadiska tvorby inkrustov predmetného typu sa obvykle jedná o vápenaté, horečnaté,železnaté a manganaté zlúčeniny, ktorých zdrojom je jednak používaná voda, látky slúžiace na výživu pestovaných rastlín a tiež používané konštrukčné materiály. Následkom toho potom dochádza k narušeníu funkcie systému a v konečnom dôsledku aj k poruchám plnohodnotného rozvoja pestovaných rastlín.Prakticky sa tiež jednoznačne preukázala, že pri dlhodobom používaní substrátov,hlavne v bezpôdnych - hydroponických systémoch pestovania, postupne dochádza k znižovaniu výnosov pestovaných rastlín. Tento jav sa zvykne označovať ako tzv. starnutie substrátu. Príčinou tohoto starnutia je akumulácia solí na povrchu substrátov. Táto má svoj pôvod v procese výmeny a preskupovania iónov v sústave rasüina - substrát - živný roztok. JERMAKOV, E.l. (1975) a tiež i ďalší preukázali, žev substráte pri jeho dlhodobom používaní dochádza k postupnému rozrušovaniu jeho kremičitých zložiek za súčasného uvolňovania a vylučovania rozmanitých zlúčenín kremíka a horčíka. Amorfná kyselina kremičitá uvoľnená v priebehu tohoto procesu a jemne dispergované čiastočky zlúčenín vápnika, horčíka, hliníka a železa sa usadzujú na povrchu koreňov a potláčajú rast rastlín. Rovnako v procese dlhodobého používania substrátu sa na jeho povrchu hromadia soli dávkovaných mineraálnych živín, t.j. dochádza k postupnému zasoľovaniu substrátu. Stupeň zasoľovania substrátu ovplyvňuje používaná koncentrácia živného roztoku, tvrdosť používanej vody, priemer častíc a poréznost používaného substrátu, obsah prachových častíc v substráte, doba využívania substrátu, ale aj teplotný a vlhkostný režim skleníkov. Zistilo sa tiež, že povrchové vrstvy substrátov sa zasolujú intenzívnejšie, než podpovrchové vrstvy. Soli obsiahnuté v používaných živných roztokoch sa odparujú , vyzrážavajú a akumulujú sa na povrchu častíc tvoriacich substrát aj v dôsledku veľkého odparovania vody z jeho povrchu . Tento proces je zvlášť intenzívny počas teplých letných dní. kedy teplota vzduchu v sklenníkoch bežne dosahuje 30 až 35 °C. Rovnako nevyhnutná účinná ventilácia vzduchu v tomto období ešte viac urýchľuje proces zasoľovania substrátov. Soli akumulované na povrchu substrátu často zapríčiňujú praskanie a následné zahnívanie koreňových krčkov pestovaných rastlínvylučovanie minerálnych látok je obvykle spojené s tvorbou usadenln organického charakteru (riasy, slizy, huby a pod.), v dôsledku čoho sa procesy zanášania a zasoľovania systémov ešte viac urýchľujú a stupňujú sa ich negatívne dôsledky pre pestovateľskú prax.Z uvedených dôvodov, v prípade pestovania rastlín na starých substrátoch, ak sa neberie ohľad na úroveň ich zasolenia, často dochádza k nerovnomernému čerpaniu rastlinných živín, čo potom obvykle vedie k rôznym poruchám v metabolizme pestovaných rastlín. V prípade používania zasoleného substrátu sú pletivá rastlín i pri používaní vyvážených živných roztokov veľmi presýtené iónmi vápnika, na úkor ostatných katiónov. Napríklad výsledky výskumov publikovaných ALlJEVOM.E.A.(1977) jednoznačne preukázali, že napríklad pri pestovaní uhoriek na starých zasolených substrátoch i pri použití roztoku s nízkou koncentráciou vápnika, bol jeho obsah v listoch neprimerane vysoký, čo viedlo až k predčasnému starnutiu rastlín. Naviac, v dôsledku vo všeobecnosti dostatočne známeho antagonizmu medzi iónmi vápnika, horčíka a draslíka, sa potom výrazne zhoršuje tiež príjem draslíka a horčíka rastlinami.Zasoľovaniu substrátu sa predchádza obvykle jeho premývanim okyslenou vodou,jeho každoročnou dezinfekciou formalínom s následným premývanim vodou,prípadne ošetrením oxidačnýmí činídlami v intervale 3 - 4 rokov. Pri premývaní substrátov slabo okyslenou vodou ( obvykle voda s prídavkom kyseliny dusičnej ) sa zo substrátov odstraňujú hlavne dusičnany a soli draslíka, sodíka a horčíka. Fosforečnany vápenaté, železnaté a hlinite sa týmto spôsobom odstraňujú len nedostatočne.Aby sa znížilo zasoľovanie substrátov, v praxi sa často uplatňujú i niektoré jednoduché, avšak relatívne účinné opatrenia. Napríklad ku konci vegetácie, asi 2-3 týždne pred likvidáciou porastu, sa významnejšie zníži koncentrácia biogénnych prvkov v živnom roztoku. V dôsledku toho rastliny svojou koreňovou sústavou začnú využívat i zásoby živín, ktoré sú vyzrážané a akumulované na substráte.V súčasnosti sa na odstraňovanie nánosov používajú mechanické a chemické spôsoby, resp. ich kombinácia, pričom takéto čistenie si vyžaduje vylúčenie celého systému, alebo aspoň jej čistenej časti z prevádzky. Z chemických látok používaných na odstraňovanie inkrustov a usadenln sa obvykle používajú vodou zriedené kyseliny(obvykle kyselina dusičná, vodný roztok chlóru - kyselina chlórna, menej často kyselina trihydrogénfosforečná, alebo ich kombinácia), ktorými sa systém po jeho odpojení a často i nevyhnutnej aspoň čiastočnej demontáži premyje. ošetrovanie substrátov zriedenými kyselinami, najmä kyselinou dusičnou a chlórnou spôsobuje koróziu a tiež predčasné stárnutie plastov, z ktorých sú obvykle zhotovené potrubia,distribučné rozvody a čerpadlá. Na odsoľovanie sa tiež používajú rôzne alkáli, hlavne hydroxid draselný, chlórnany sodný, draselný a vápenatý, tzv. chlórové vápno. Po regenerácii substrátu chlórnanmi je nvyhnutné povrch substrátu nasýtiť fosforom ( obvykle použitím cca 2 -ného vodného roztoku trihydrogénfosforečnej kyseliny ). Hlavne pri regenerácii substrátov hydroxidmi sa na povrchu substrátu vytvára vrstvička vodorozpustného metakremičitanu, ktorý sa potom zo systému vyplavujevodou ( substrát sa po dobu 1-2 dni premýva najprv čistou vodou a potom vodou okyslenou kyselinou fosforečnou ).Nevyhodou takéhoto spôsobu, popri jeho značnej pracnosti, je tiež skutočnosť, že i po dôkladnom odstránení inkrustov a usadenín, ich tvorba po obnovení závlahy samozrejme opäť pokračuje.V poslednom období sa pri riešení naznačených problémov inkrustácie začaliuplatňovať rôzne aditíva pridávané do vody aplikovanej na závlahu, ktoré majú schopnosť čiastočne, alebo i úplne eliminovať tvorbu usadenín, alebo ktoré by boli schopné už vzniknuté usadeniny zo systému postupne odstraňovať. Podstatnou zložkou aditívou tohoto typu sú vodorozpustné chelátotvorné látky. V súčasnosti známe prostriedky uvedeného typu sú vždy i zdrojom sodikového katiónu. Koncentrácie sodikového katiónu v živných roztokoch je však bud obmedzená, alebo v prípade niektorých zvlášť citlivých rastlín je prakticky úplne neprípustná ( MASON,J. Commercial Hydroponics, Kangaroo Press, Australia 1998, DONNAN,R. HYDROPONIC - Questions - Answers , Casper Publications Pty Ltd, Narrabeen,NSW,Australia).Podstata technického riešeniaTeraz sa zistilo, že uvedené problémy možno účinne riešiť použitím prostriedkov podla tohoto riešenia. Prostriedky v zmysle riešenia sú určené na dstraňovanie usadenín predovšetkýmminerálnej povahy, inhibiciu ich tvorby a tiež na regeneráciu pestovateľskýchsubstrátov, predovšetkým vo vodných systémoch používaných na zavlažovanie a/alebo výživu rastlín, hlavne v súvislosti s využívaním kvapkových závlah a bezpôdneho tzv. hydroponického pestovania rastlín. Prostriedky podľa riešenia sa vyznačujú tým, že obsahujú5 až 65 hmot. aspoň jedného zo skupiny Iineárne (l) a/alebo cyklicky (II) kondenzovaných fosforečnanov, ktorých zloženie možno vyjadriť sumárnymi vzorcamiProstriedky v zmysle riešenia sa môžu používať tak preventívne, ako i kuratívne. Môžu sa do pestovateľských systémov pridávať neprerušovane a to aj počas vegetačného obdobia, alebo tiež formou jednorazovej dávky pri príprave živného roztoku, prípadne spolu s vodou používanou na zálievku rastlín.Ako zdroj kondenzovaných fosforečnanov môžu byť použité rôzne produkty molekulárnej termickej dehydratácie kyseliny trihydrogénfosforečnejalebo jej solítrihydrogénfosforečnanov, tzv. ortofosforečnanov ( P 043 ). Ak sa trihydrogénfosforečná kyselina tzv. termická (vyrábaná na báze elementárneho fosforu), alebo tzv. extrakčná (zlskavaná reakcíami rôznych minerálnych kyselín s fosfátmi) termicky zahusťuje tak, že produkt dehydratácie obsahuje viac ako 69-70 P 205, mení sa postupne i charakter fosforečnanov a produkt, ktorý sa takto získa sa označuje akopolyfosforečná. alebo i superfosforečná kyselina ( lll ) obsahuje už popri mono (orto)fosforečnanov i kondenzované fosforečnany.Il Il ll HO-Ť-O-T- o-T-oHNeutralizáciou polyfosforečných kyselín možno pripravovať zmesné produkty srozmanitou distribúciou Iinearne a pri vyššej koncentrácii fosforečnej zložky i cyklickyLineárne i cyklicky kondenzované fosforečnany možno tiež pripravovať termickou dehydratáciou rôznych zmesí trihydrogénfosforečnanov. Terrnickú dehydratáciu možno viesť bez, ale tiež v prítomnosti vhodných dehydratačných činidiel (ich účinkom sa prehlbuje termická dehydratácia a obvykle sa tiež podstatne znižuje pracovná teplota).Fyzikálno-chemické vlastnosti kondenzovaných fosforečnanov sa líšia od vlastností bežných ortofosforečnanov. Kondenzované fosforečnany sa vyznačujú maskovacou, tzv. sekvestračnou schopnosťou voči mnohým katiónom, pričom práve táto ich vlastnosť sa využíva v pripade prostriedkov podľa tohoto riešenia. Obdobne ako ortofosforečnany sú zrdojom fosforu dobre asimilovateľného rastlinami. Vo väčšine prípadov je pre ne charakteristická vysoká rozpustnosť vo vode.Vzhladom na uvedené je na prípravu prostriedkov podľa tohoto riešenia osobitne výhodné použiť niektorý z kondenzovaných fosforečnanov draselných alalebo amónnych, s výhodou trojfosforečnan pentadraselný, tzv. tripolyfosforečnan draselný KąPaom. Vhodné sú tiež tzv. metafosforečnanové draselné sklá, ktorých podstatou sú zmesi cyklicky kondenzovaných fosforečnanov draselných, alebo produkty termického spracovania fosforečnanov amónnych, S cieľom prehlbiť sekvestračnú účinnosť kondenzovaných fosforečnanov a tiež v záujme úpravy chemickej reakcie finálneho prípravku - kvapalného koncentrátu je vhodné, ak prostriedky podľa riešenia obsahujú aspoň jednu z karboxylových kyselín. Ukázalo sa ako dostatočné ak obsah karboxylových kyselín vo ñnálnom kvapalnom koncentráte nie je väčší ako 25 hmot. , obvykle postačuje ak tvorí 5 až 8 hmot..V prípade použitia polyfosforečnej kyseliny a polyfosforečnanov amónnych nie je prítomnosť karboxylových kyselín v príravkoch podľa riešenia potrebná.Ako osobitne vhodné sa na uvedený účel ukázali hydroxykarboxylové kyseliny( napr. kyselina 2-hydroxy-1,2,3-propantriová, tzv.citrónová, kyselina 2,3-dihydroxybutandiová, tzv. vínna a pod.), ale tiež jednoduché alifatické karboxylové kyseliny (napr. kyselina metánová, tzv. mravčia a pod.).Príklady uskutočnenia Príklad 1V záujme prípravy kvapalného koncentrátu určeného na regeneráciu pestovateľských substrátov, odstraňovanie usadenín minerálnej povahy a inhibíciu

MPK / Značky

MPK: C02F 5/04

Značky: odstraňovanie, usadenín, prostriedok, povahy, predovšetkým, minerálnej

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/8-u2709-prostriedok-na-odstranovanie-usadenin-predovsetkym-mineralnej-povahy.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Prostriedok na odstraňovanie usadenín predovšetkým minerálnej povahy</a>

Podobne patenty