© 2020 Organic Amino Fertilizantes

НАУЧНАЯ, ТЕХНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОСНОВА
ОБОГАЩЕНИЯ ЦЕОЛИТОВ АМИНОКИСЛОТАМИ ИНАГРОСА

Физико-химические характеристики цеолитов и их свойства не позволяют широко использовать их в сельском хозяйстве и животноводстве из-за низкого содержания макроэлементов NPK (N 0%, P2O5 0,10-0,20%, K2O 1,00- 1,30%), но, с другой стороны, они имеют высокую скорость катионного обмена и другие интересные свойства, дающие большой потенциал для их использования в сельском хозяйстве.

Их кристаллическая, открытая и тетраэдрическая структура дает им большую способность включать и переносить воду и катионы, без существенных изменений в их физической структуре, а при дегитратации они создают пористую структуру с минимальным диаметром пор от 3 до 10 ангстрем, хотя в некоторых они достигают до 18 ºA.

При дегитратации они образуют полости, занятые крупными ионами и молекулами воды с большой свободой передвижения, что делает ионный обмен и дегитратацию обратимыми.

Этот факт стал отправной точкой для проведения в INAGROSA глубокого исследования их связи с аминокислотами, производимыми INAGROSA, из-за особых характеристик последних , о которых будет сказано далее.
Тенденция к микропористости и структурные характеристики этих материалов (1) позволяет переносить вещества между внутрикристаллическим пространством и окружающей средой; этот перенос обусловлен диаметром пор, так что только те молекулы, размеры которых ниже некоторого критического значения, которое варьируется от одного цеолита к другому (Demuth,Th. et al.2000),могут участвовать в этом переносе.

(2) Обмен ионов в цеолитах зависит от нескольких факторов, среди которых можно выделить следующие (Sherry,H.S. 2003):

  • Характер катионных видов, главным образом их заряд.
  • Температура.
  • Концентрация катионных частиц в растворе.
  • Размер иона и его заряда.
  • Анионный вид, связанный с катионом в растворе.
  • Растворитель (большинство обменов производится в водном растворе,или же реже в органических растворителях).
  • Структурные характеристики цеолита в частности.

(3) Селективность цеолита для определенных ионов основана на выделении тепла при гидратации катионов, участвующих в процессе ионного обмена. Чабазит,клиноптилолит и морденит, которые имеют высокое соотношение Si / Al, могут выборочно обменивать свои катионы на крупные катионами, такими как Cs+,Rb+,K+,NH4+,Na+,Ba2+ или Sr2+.

Характеристики размеров пор цеолита очень важны, а закономерность его структуры используется для просеивания молекул, улавливания соединений и поглощения газов (Pavelic K.,Hadzija M., 2003). При ионном обмене можно изменять размер каналов, через которые циркулируют молекулы, и фиксировать металлы со специфическими химическими свойствами в некоторых из этих положений.

Цеолиты, в отличие от других тектосиликатов (d = 2,6-2,7 г/см3 ), имеют открытые структуры (d = 2,1-2,2 г/см3 ) ; объем пустых пространств может достигать 50%.

Каждый цеолит имеет характерную структуру и, следовательно, специфические физические и химические свойства.

Механизм действия низкомолекулярных и биологически активных аминокислот (AA) INAGROSA, адсорбированных цеолитами

Экспериментально изучен механизм действия аминокислот, полученных INAGROSA в процессе клеточного биосинтеза, адсорбированных цеолитами, на основе обширных знаний химико-физических свойств цеолитов, произведенных в течение последних 20 лет, исследовательскими группами по всему миру.

В то же время исследования, проведенные и опубликованные за последние 30 лет с аминокислотами, произведенными INAGROSA, и многочисленными испытаниями и экспериментальными работами, дают нам надежную основу для понимания их поведения, когда они адсорбируются цеолитами и результатами их применения в качестве нового удобрения: цеолиты + АА, особенно в качестве экологических питательных веществ для сельскохозяйственных культур.

Во-первых, следует отметить, что остальные аминокислоты, существующие на рынке, и которые были получены любым из следующих процессов: химический синтез, кислотный или ферментативный гидролиз,методом трансаминаз или путем ферментации с использованием природных микроорганизмов или ГМО (генетически модифицированный организм).

Не участвуют в описанном механизме взаимодействия с цеолитами, так как размер их молекулы больше, чем размер пор кристаллической структуры цеолитов, и они не проникают внутрь этих пор, и единственное, что происходит, это так называемый эффект «молекулярного сита», как описано ниже.

Однако аминокислоты, полученные в соответствии с процессом INAGROSA, поскольку размер их молекул равен или меньше 10 ангстрем, с низким молекулярным весом и интенсивной биологической активностью (COO-, NH3+), легко проникают в микроскопические поры и активно участвуют в электро-ионных процессах цеолитов, как это наблюдалось экспериментально и в лаборатории.

В настоящее время наиболее важные исследования и испытания проводятся во многих странах.

Основной механизм, который возникает при взаимодействии цеолитов и аминокислот (AA), производимых INAGROSA, заключается в следующем:
А) Со стороны АА INAGROSA

Биологически активные аминокислоты INAGROSA характеризуются следующим:

i. Низкий молекулярный вес (полученный методом INAGROSA, составляет менее 500 Да) и очень небольшой размер молекулы. В настоящее время с использованием техники нанотехнологий «Self Assembly down-top» размер молекулы NOMAR уменьшается до менее 3 ангстрем.

ii. Растворимость в воде.

iii. Аминокислоты в форме «цвиттерион» в водном растворе покрывают широкий диапазон значений рН.

Поэтому Н2 группы СООН легко переходит в небольшую гидратированную группу, где молекулы воды являются последовательностями, добавленными и индуцированными в Н2N-R-COOH <-----> + H3N-R-CO2_

iv. В хроматографе с использованием растворителя бутиловый спирт-уксусная кислота-вода с соотношением в системе 4: 1: 5 коэффициент распределения Rf составляет около 0,45.

v. В электрофоретическом поле 1500 об. при рН 3,8 , ионной силой 0,1 и плотностью 1,2 мА / см эти компоненты движутся к аноду (+4 см).

vi. Диализ можно сделать через проницаемую мембрану.

Когда мы ссылаемся на свойства Основных Кислот аминокислот, эти компоненты получают деноминацию: Zwitterion.

Цвиттерион является биполярным ионом, который способен одновременно переносить как положительные, так и отрицательные заряды, лучшим примером которых являются аминокислоты, которые имеют основную группу NH2 и кислотную группу СООН. Обычно происходит, что Н группы СООН (карбоновая кислота) мигрирует в группу NH2, и это событие известно как биполярный момент.

Если мы свяжем вышеизложенное с

В) Свойства цеолитов

В основном для тех, которые указаны в разных пунктах этого отчета.

Если объединить свойства А) и В), и когда их активация обусловлена высоким коэффициентом катионного обмена цеолитов, который индуцируется при применении комбинации цеолит + АА с почвой, по разности потенциалов, которая существует в ближней зоне около корневой системы растений, легко выводится последовательность высвобождения, которая образуется из микропор цеолита + АА, нагруженного ионами N,P,K и микроэлементов, которые транспортируют АА, являясь отличными транспортерами этих ионов, вплоть до зоны микроворсинок корневой системы, обеспечивая таким образом питание растения тогда, когда оно его требует, с максимальной эффективностью.

Кроме того, можно сделать вывод, что эффективность питания максимальна, поскольку используются 100% присутствующих макро- и микроэлементов, в отличие от химических удобрений, когда она используется лишь от 30%- 35% макро и микроэлементов и негативными последствиями в долгосрочной перспективе.

Основная точка эффективности, продемонстрированная цеолитами, обогащенными аминокислотами, заключается в размере молекулы, активном материале , который прекрасно адаптируется к размерам микропор цеолитов, а также сродством к биполярным цвиттерионам, как мы объясняли выше.

Размер молекулы аминокислот должен быть от 2 до 15 ангстрем, для увеличения до 500-кратной скорости адсорбции биоудобрений растениями, со средним временем от 5 до 10 минут, чтобы адаптировать их к требованиям высокоточного земледелия.

При этом минимальном размере частиц эффективность обогащения цеолитов аминокислотами является максимальной, что может быть достигнуто.

(4) В дополнение к адсорции по размеру, происходит адсорбция путем дипольной аффинности из-за распределения зарядов в каналах сухого цеолита; Адаптационная форма аминокислот в водном растворе как Цвиттерион и его дипольное сродство дополнительно облегчает его адсорбцию цеолитами.

(5) Катионный обмен является одним из основных свойств, присущих цеолитам: обменные катионы слабо связаны с тетраэдрической структурой и могут быть легко удалены путем промывки более сильным катионным раствором.

Обменная способность многих цеолитов достигает 2 или 3 мэкв / г, что примерно вдвое больше,чем у бентонитовых глин; это свойство является фукцией степени замещения Si4 + на Al3+ в структуре; то есть, чем выше этот показатель, тем выше дефицит положительных зарядов, и больше количество щелочных или щелочноземельных катионов, необходимых для нейтрализации суммарного заряда.

Исследование с использованием нанотехнологий, проведенное в INAGROSA с активным материалом NOMAR для уменьшения размера его молекулы до 2 ангстрем, было направлено на получение разрешения NOMAR, в JCR (Объединенный исследовательский центр), образованный 7-ю Институтами из 5 стран-членов ЕС (Европейского Союза), для использования в продуктах нанотехнологий, зарегистрированных и утвержденных ЕС.
Фазы, которые были проведены с активным материалом NOMAR для достижения этой цели, приведены в:

  • Наноматериалы Оценка Безопасности и Качества Продукции (NANO SAFETYAND TESTING)
  • Разработка, адаптация и оптимизация.
  • Поддержка науки:
* Методы испытаний наноматериалов (NM)
* Современные методы определения NM
* Интеграция подходов к тестированию
*Автоматизация Анализа для Высокой Пропускной Способности (HTS)
* Молекулярная и Клеточная Визуализация для расширенного тестирования

Понимание биологической реакции:

** Размер и форма распределения
** Состояние дисперсии: Агломерация/ Агрегирование
**Площадь Поверхности и пористость
** Свойства поверхности:

+ Состав поверхности
+ Каталитические свойства
+ Поверхностный заряд
+ Реактивность
+ Поглощение / десорбция молекулы
+ Липофильность / гидрофильность
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА / ИСПЫТАНИЯ:

DLS, ТЕМ, ВЕТ, для обеспечения физико-химических свойств полученных продуктов.
ВЕТ = Метод Brunauer Emmet Teller
DLS = динамическое рассеяние света (фотонная корреляционная спектроскопия-PCS)
STEM / ТЕМ = Сканирование / Просвечивающая Электронная Микроскопия
Для чувствительности, диапазон размера 0,2 нм до 2,5 нм
SMPS (Сканирование подвижности частиц / размер)
DMA (Дифференциальный Анализатор Мобильности)
FFF (Фракционирование Потока)
SEМ (Сканирующая Электронная Микроскопия)
SТМ (Сканирующая Туннельная Микроскопия)
ICP-МS (Индуктивно Пара Плазменная Масс-Спектроскопия)
Метод, рекомендованный ЕС: VSSA, чтобы квалифицировать в качестве материала Нано-Материал (NM)
VSSA = Объемная Удельная Площадь Поверхности, предложенная недавно ЕС в качестве критерия для идентификации Наноматериалов.

(Kreylings и др. указали, что VSSA равна или превышает 60 м2 / г, чтобы квалифицировать материал как наноматериал-NM), вместо того, чтобы указывать, что размер будет ниже 50 нм , чтобы быть квалифицированным как Наноматериал. Молекула NOMAR измеряется VSSA больше, чем 200, или 0,2 нм.





OUR COMPANY
Bring Your Ideas to Life
Everything that you dreamed of can be brought to life exactly at the moment when you decide to win.