Biopolymery pro agrochemické aplikace BioAGRO

Cílem projektu je vyvinout biopolymerní, v půdě plně biodegradabilní materiál optimalizovaný pro povlakování hnojiv za účelem výroby dusíkatého „slow-release“ případně „controlled-release“ hnojiva. Tyto biopolymerní povlaky budou navrženy tak, aby splňovaly legislativní požadavky dané zejména nařízením EU o hnojivých výrobcích 2019/1009 (Fertilizing Products Regulation, FPR) a aby je bylo možné vyrábět převážně z obnovitelných, a navíc odpadních surovin, nikoliv z primárního řetězce potravin či fosilních zdrojů. Měla by tak být zajištěna cirkularita řešení s pozitivním dopadem na životní prostředí, což bude doloženo LCA analýzou. Řešení má nahradit stávající varianty povlakovaných hnojiv, kde jsou využity polymery s nedostatečnou rychlostí biodegradability v půdě. Výstupem projektu budou dvě ověřené technologie – výroby bio-etyllaktátu z odpadních obnovitelných zdrojů a výroby povlakovaného dusíkatého hnojiva. Výstupní produkt bude popsán ve funkčním vzoru vlastního hnojiva s biopolymerním povlakem a se „slow-release“ efektem a bude podána přihláška užitného vzoru řešení „slow-release“ hnojiva.

Řešitelé:

• Alena Krejčová
• Jiří Reiss

Strategická výzkumná agenda:

• analýzy reálné aktuální situace na trhu s tzv. „slow-release“ povlakovanými hnojivy, komunikace s potenciálními aplikačními partnery a diseminace výsledků projektu
• sledování a soulad se stávající a připravovanou legislativu ČR a EU, monitoring trendů a strategických záměrů EU a komunikace s relevantními subjekty státní správy, průmyslu apod.

Předmět:

• biopolymery pro agrochemické aplikace

Cílová skupina:

• členové SCHP ČR – výrobci polymerů (10)
• členové SCHP ČR – zpracovatelé polymerů (5)
• členové SCHP ČR – výzkumná pracoviště (10)
• členové SCHP ČR – inženýrské kanceláře (5)
• členové SCHP ČR – ostatní (100)
• recipienti „Newsletter“ (tiskové zprávy, podcasty, 500 měsíčně)
• odborná veřejnost
• laická veřejnost
• žáci, studenti.

Nástroje:

• web projektu – sdílení informací
• web SCHP ČR, LinkedIn, Newsletter
• mediální partneři, zejména: Průmyslová ekologie, Pro Energy, Chemagazín
• akce pro státní správu: např. Senát/ PS.

Rozsah činnosti:

• součinnost s VUT a ostatními řešiteli projektu
• poskytování služeb v transferu technologií.

Shrnutí dílčího projektu (DP012) za období 6-12/2023

Fyzikální zavedení močovinových granulí  do vhodného potahového materiálu je jednou z technik, která produkuje potaženou močovinu s řízeným uvolňováním (CRCU). Vývoj CRCU je  zelená technologie, která nejen snižuje ztráty dusíku způsobené těkáním a vyluhováním, ale také mění kinetiku uvolňování dusíku, což zase poskytuje  živiny rostlinám  tempem, které je více kompatibilní s jejich metabolickými potřebami. Tento projekt se zabývá výzkumem fyzikálního potahování močovinových granulí přírodními biopolymerními biodegradabilními materiály na bázi polyhydroxyalkanoátů (PHA), (zejména poly(3-hydroxybutyrátu)- PHB),  které jsou v souladu s legislativou EU a akceptovatelné pro aplikaci do půdy a  nahradí tak polymerní povlaky, které nejsou biodegradabilní v půdě a které tak znečišťují životní prostředí mikroplasty.

Aktuální výstupy projektu:

• Byl navržen koncept moderní technologie výroby etyllaktátu z 2G surovin a izolace kyseliny mléčné z takto vzniklé zápary. Zainteresovaný průmyslový partner bude testovat  elektrodializační procesy izolace kyseliny mléčné.  
• Byla otestována a optimalizována technologie výroby etyllaktátu v laboratoři a bude nyní přenesena na poloprovozní skleněnou aparaturu.
• Byl modifikován dosavadní laboratorní systém pro povlakování v rotačním bubnu a rozšířen o funkční systém regenerace rozpouštědla.
• V rotačním bubnu se úspěšně podařilo povlakovat komerční kulovité granule dusíkatého hnojiva a takto připravené hnojivo splňuje z pohledu kinetiky uvolňování látek standardy slow-release.
• Povlak se podařilo připravit i na sférických granulích dusíkatého hnojiva.
• Byla úspěšně otestována technologie povlakování komerčních granulí dusíkatého hnojiva  ve fluidním reaktoru. Test byl úspěšný jak z roztoku P3HB v dioxolanu, tak z roztoku P3HB v etyllaktátu. Oba procesy poskytly hladce povlakované granule, jejichž vlastnosti se budou nyní testovat.

Projekt je zatím řešen až na zanedbatelné odchylky dle plánu.