從米糠獲得的植物營養劑及其製備方法
2023-04-29 07:39:36
專利名稱：從米糠獲得的植物營養劑及其製備方法
技術領域：
本發明一般涉及農業生物技術領域。具體而言，本發明涉及高效植物營養劑以及從植物體的部分(如包括農作物在內的植物的種皮、殼(hull)、糠(husk)或種子覆皮(seedcover))來製造營養劑的方法。更具體而言,本發明涉及從稻獲得生物氧化娃(bio silica)的方法，這是因為所述生物氧化矽具有用作植物營養劑以及生產用於太陽能電池的高純度矽的潛力。本文公開的農業聚合物具有廣泛的工業應用，並且可用於淨化被金屬或離子汙染或弄髒的水溶液的水。本發明的背景和現有技術美國專利6958232中公開的農業聚合物提供了具有金屬結合活性位點的生物聚合物，其中由於製備方法的目的不是改變氧化矽含量，所以氧化矽的含量較高。已知氧化矽主要是由通過焚燒米糠所獲得的白灰所生產。而本發明的目的是在不焚燒米糠的情況下由 其生產生物氧化矽。因此，本發明的目的是生產農業聚合物，所述農業聚合物來源於廉價的、廣泛可得的植物材料，優選農業原料，例如農作物的種皮、殼、糠或種子覆皮。因此，本發明中公開的方法與美國專利6958232的不同之處在於本發明方法提供具有非常低的氧化矽含量的農業聚合物。發明目的本發明的主要目的是在不焚燒米糠的情況下提供來自米糠的植物營養劑。本發明的另一目的是提供具有5至20%溶解氧化矽(生物氧化矽)含量的富含溶解氧化矽的來自米糠的植物營養劑。本發明的又一目的是提供用於葉施用、土壤處理的植物營養劑。本發明的又一目的是提供其中包含(embedded)有10至45%氧化矽含量的富含氧化矽的米糠農業聚合物。本發明的又一目的是提供農業聚合物，其具有與樹脂一起作為粘合材料的應用以及用於填充土地以防止地下水和土壤免受工業或有毒金屬汙染的用途。
圖I和IA涉及得自米糠的植物營養劑的對比FTIR分析。
發明內容
為了滿足上述目的和其他目的，本發明涉及由稻農業聚合物生產生物氧化矽的新方法。本發明涉及植物營養劑的生產方法，其中使微粉化的植物材料接受鹼處理、過氧化氫處理或者過氧化氫鹼處理的組合。用於處理微粉化植物材料的鹼性溶液還提取米糠中存在的氧化矽。本發明可用於由稻農業聚合物生產方法的改進出發來開發生物氧化矽的生產。
具體實施例方式雖然本發明可具有多種修改方案和變化形式，但是其特定形式已經在示例性實施例中以舉例的方式示出並且將在下文詳細描述。然而，應當理解，不是意圖將本發明限制於所公開的具體形式，相反地，本發明也涵蓋所有的修改方案、等同方案和變化方案而不脫離由所附權利要求限定的本發明精神和範圍。在詳細描述實施方案之前，可以理解本發明的新穎性和創造性在於在不焚燒糠的情況下由米糠獲得高效植物營養劑，由此獲得具有5至20%溶解氧化矽含量的富含溶解氧化矽的提取物。注意，本領域的普通技術人員可以受本發明啟發，並且針對不同的作物修改所述提取物的應用。然而，這類修改應被視為落在本發明的範圍和精神內。相應地，實施例僅顯示與理解本發明方面有關的具體細節以使得細節公開內容清楚明白，本領域的普通技術人員將容易理解這些細節具有本說明書的益處。術語「包括」、「包含」或其變化形式涵蓋非排他性的包含，使得包括所列出的部件的裝備、裝置不僅包括所列出的部件，而且還可以包括未明確列出的或這些裝備或裝置所
固有的其他部件。換言之，在以「包括......」為開頭描述的方法或植物營養劑中的一種或
更多種要素並不(沒有更多的約束)排除在組合物或方法中存在其他要素或額外的要素。下文解釋關於包含米糠提取物的高效植物營養劑，所述米糠提取物包含10至24%的氧化矽，其中利用用於種子或幼苗處理的金屬矽酸鹽對含有或不含有鹼性溶液的所述提取物進行處理。所述金屬矽酸鹽的金屬選自諸如銅、鋅、鐵、錳、鑰及其混合物。相應地，本發明涉及包含米糠提取物的植物營養劑，所述米糠提取物包含5至20%的氧化矽。本發明的另一方面，其中用於製備得自米糠的植物營養劑的方法包括以下步驟a.將I : 3至I : 20w/v比例的米糠和鹼性溶液與水一起混合，加熱混合物以獲得其溶液，以及具有低於5%的低氧化娃含量的米糠的殘洛或餘留物(left over)b.通過以下方式獲得沉澱將步驟(a)的所述混合物酸化、將其過濾和獲得生物氧化矽沉澱，和c.將步驟(b)的所述生物氧化矽溶解在10至20%的鹼金屬矽酸鹽如矽酸鉀中，以及與其他植物營養劑一起或不一起使用。本發明的又一方面，其中將步驟(b)中獲得的提取物另外溶解在鹼性溶液中以用作葉營養劑。本發明的又一方面，其中所述鹼性溶液為5%至25%。本發明的又一方面，其中通過添加諸如此1或&504的酸將所述步驟(a)的混合物酸化至最高pH 2。本發明的又一方面，其中在步驟(b)中用5至25% H2O2處理由此獲得的餘留物以獲得具有低於5%的低氧化矽含量的米糠農業聚合物。本發明的又一方面，其中用金屬矽酸鹽進一步處理米糠的農業聚合物以獲得包含有5至45%氧化矽含量的富含氧化矽的農業聚合物。本發明的提取物可包括單寧酸、腐殖酸、全細胞生物質、甲殼素和甲殼素衍生物、金屬硫因(metallothionein)、微生物多糖、黑色素(melannin)、多酹類生物色素、細菌細胞壁聚合物、微生物產生的螯合劑(細菌嗜鐵素(siderophore))等。然而，上述物質可能是昂貴的且經常不能以足量獲得。本發明的另一些方面提供了來自稻農業聚合物生產方法改進的生物氧化矽。在一個優選實施方案中，利用氫氧化鈉或氫氧化鉀或碳酸鈉或者向反應混合物添加任何鹼性溶液和/或添加過氧化氫來進行米糠的鹼處理。過氧化氫(5-30%濃度的處理，以及1-10%w/w)產生稻農業聚合物。用較高濃度的鹼(11-20% w/w，含有或不含過氧化氫)處理米糠。鹼性溶液(NaOH或KOH或碳酸鈉或任意的鹼性溶液)從米糠中除去更多的氧化矽。用諸如HCl的酸將所得溶液酸化以沉澱氧化矽下面將詳細描述本發明以舉例說明和解釋本發明的多種突出特徵。實施例I在該實施例中，利用20% KOH溶液以及5-10升水處理I. OKg米糠，加熱混合物以獲得其溶液，將溶液保持6小時，其間伴隨規律的攪拌/振搖，隨後過濾。在過濾溶液之後，獲得米糠的提取物以及米糠提取物的殘渣或餘留物。米糠的提取物包含5-20%的主要量的氧化矽；用HCl或H2SO4將該提取物酸化至低於pH 2以獲得富含氧化矽(生物氧化矽)的沉澱，獲得約10至20%的乾物料重量。其中利用鹼將得自所述米糠提取物的生物氧化矽以多種濃度溶解，並以多種濃度用於葉營養劑，以及以2%葉噴霧使用時該產品將稻產量提高聞達15 % o實施例2其中利用鹼將所述米糠提取物以多種濃度進一步溶解，並且與其他營養劑如尿素一起以多種濃度用於葉營養劑，以及以2-3%葉噴霧使用時該產品將稻產量提高高達25%。實施例3用5-20% H2O2將米糠的餘留物依次處理兩到三次或者處理單次以獲得農業聚合物。在去除H2O2後，將所獲得的農業聚合物再次浸泡在飽和矽酸鉀中12小時，隨後酸化以獲得包含有高氧化矽含量[5-45% ]的農業聚合物。本發明的優點本發明的植物營養劑的主要優點是增強了作物的生長且增加了產量。本發明營養劑的另一優點是具有含5-25%的溶解氧化矽的性質。本發明植物營養劑的又一優點是可以與其他常規植物營養劑一起使用。本發明通過工作開發了本發明，使得可以以經濟、可行和容易的方式實現優點。雖然已經顯示並描述了優選的方面和示例性配置，但是應當理解，對於本領域的普通技術人員而言，多種其他修改方案和額外的配置將是明顯的。本文公開的具體實施方案和配置的意圖是對本發明的優選性質進行舉例說明，而不應被視為對本發明範圍的限制。
權利要求
1.包含米糠提取物的植物營養劑，其包含5至20%的氧化矽。
2.用於製備得自米糠的植物營養劑的方法，其包括以下步驟 d.將I: 3至I : 20w/v比例的米糠和鹼性溶液與水一起混合，加熱所述混合物以獲得其溶液，以及具有低於5%的低氧化矽含量的所述米糠的殘渣或餘留物 e.通過下述方式獲得沉澱將步驟(a)的所述混合物酸化、將其過濾和獲得生物氧化矽沉澱，和 f.將步驟(b)的所述生物氧化矽溶解在10至20%的鹼金屬矽酸鹽如矽酸鉀中，以及與其他植物營養劑一起或不一起使用。
3.根據權利要求2的方法，其中將在步驟(b)中獲得的提取物另外溶解在鹼性溶液中以用作葉營養劑。
4.根據權利要求3的方法，其中所述鹼性溶液為5%至25%。
5.根據權利要求I的方法，其中通過添加酸如HCl或H2SO4將步驟(a)的所述混合物酸化至最高pH 2。
6.根據權利要求I的方法，其中在步驟(b)中用5至25%H2O2處理由此獲得的餘留物以獲得具有低於5%的低氧化矽含量的米糠農業聚合物。
7.根據權利要求6的方法，其中用金屬矽酸鹽進一步處理所述米糠農業聚合物以獲得包含有5至45%氧化矽含量的富含氧化矽的農業聚合物。
全文摘要
本發明涉及一種包含米糠提取物的植物營養劑以及獲得其的方法，所述米糠提取物具有5至20％的溶解的氧化矽，其中通過向反應混合物添加過氧化氫對米糠進行鹼處理，從而產生具有低氧化矽的稻農業聚合物。
文檔編號C05D9/02GK102639468SQ201080050170
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月4日 優先權日2009年11月4日
發明者杜爾加·普拉薩德·揚達帕利 申請人:必研姆生物科技私人有限公司