BR112021009417A2 - entrega de moléculas bioativas em revestimentos ou camadas superficiais de fertilizantes inorgânicos aprimorados organicamente - Google Patents

Abstract

ENTREGA DE MOLÉCULAS BIOATIVAS EM REVESTIMENTOS OU CAMADAS SUPERFICIAIS DE FERTILIZANTES INORGÂNICOS APRIMORADOS ORGANICAMENTE. A presente invenção é direcionada a grânulos de fertilizante revestidos e métodos para a fabricação de grânulos e uso de grânulos de fertilizante inorgânico organicamente aprimorados, que incorporam um revestimento de uma ou mais camadas concêntricas sobre um núcleo, de modo que o revestimento contenha um agente bioativo, como um herbicida, pesticida, regulador de crescimento da planta, microrganismo ou elemento benéfico. A aplicação do revestimento ao grânulo de fertilizante envolve preferencialmente a ligação do agente bioativo à superfície do grânulo ou aos componentes orgânicos dentro do grânulo. A liberação do agente bioativo do revestimento e/ou da superfície do grânulo resulta preferencialmente em uma liberação em duas fases, uma primeira liberação rápida e uma segunda liberação prolongada ou lenta do agente bioativo no solo medindo a biodisponibilidade do agente bioativo para o crescimento ou proteção da cultura e/ou para o controle de vegetação ou pragas indesejadas.

Description

“ENTREGA DE MOLÉCULAS BIOATIVAS EM REVESTIMENTOS OU CAMADAS SUPERFICIAIS DE APRIMORADOS” Referência aos pedidos relacionados

[0001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido Norte-Americano No. 62/767,172, depositado em 14 de novembro de 2018, cuja totalidade é incorporada por referência. Antecedentes da Invenção

1. Campo da invenção

[0002] Essa invenção se refere a fertilizantes inorgânicos contendo componentes orgânicos e, em particular, à incorporação de substâncias bioativas como, por exemplo, herbicidas e pesticidas nas camadas de fertilizantes ou revestimentos, de tal forma que o fertilizante tratado possa ser usado como um inibidor eficaz ou agente mortífero para plantas ou pragas indesejadas, ou para fornecer nutrientes ou outros elementos benéficos às culturas. O fertilizante complexo inorgânico contendo componentes orgânicos pode incluir sais de potássio, amônio, fosfato e sulfato, ou combinações dos mesmos.

2. Descrição dos antecedentes da invenção

[0003] A maioria dos fertilizantes, como os que consistem ou compreendem sulfato de amônio, ureia, fosfato diamônio, fosfato monoamônio ou fosfato de cálcio, não são fabricados especificamente para ter camadas concêntricas. No entanto, alguns grânulos de fertilizantes são feitos com revestimentos específicos. Esses revestimentos podem ajudar a controlar a taxa de liberação de nutrientes para o solo tratado e ajudar a evitar o polvilhamento do granulo em si. Por exemplo, a patente Norte-Americana No. 6,165,550 se refere à produção de grânulos de fertilizante simétricos revestidos com poliureia-uretano para retardar a lixiviação dos nutrientes do grânulo no solo. Outros grânulos, como os encontrados nas Patentes Norte-Americanas Nos. 5,679,129, 6,176,891 e 5,993,505, se referem a uma resina sintética ou filme polimérico sobre a superfície do grânulo para controlar a liberação dos nutrientes vegetais do interior do grânulo. De modo semelhante, a Patente Norte-Americana No. 6,187,074 se refere a um revestimento de copolímero de etileno com carboxila para conter fertilizantes inorgânicos ou orgânicos, de forma que seja liberado lentamente ao longo do tempo para as culturas-alvo.

[0004] Esses revestimentos podem ser caros como matérias-primas, e caros e estar envolvidos na aplicação do material fertilizante. Além disso, após a aplicação nas culturas, os revestimentos desses fertilizantes granulares podem introduzir substâncias nocivas ou indesejadas no solo. São necessários um produto fertilizante e um método de produção que não resulte na entrada de substâncias nocivas ou indesejadas no solo. Sumário da invenção

[0005] A presente invenção supera os problemas e desvantagens associados às estratégias e projetos atuais e fornece novos fertilizantes e métodos de preparação de fertilizantes e, em particular, de revestimento dos grânulos de fertilizantes.

[0006] Uma concretização da invenção é direcionada aos métodos de revestimento de grânulos de fertilizantes que compreendem: fornecer grânulos de fertilizante que compreendem material orgânico; colocar os grânulos de fertilizantes em contato com um agente bioativo que reage quimicamente com as superfícies dos grânulos de fertilizante; e secar os grânulos de fertilizante, formando grânulos de fertilizante secos. Preferencialmente, o material orgânico é à base de sulfato e/ou à base de fosfato, e os grânulos entram em contato com um agente de revestimento que compreende resina do pinheiro (também chamada de rosina líquida ou talol), látex, um composto hidrocarboneto ligado à amida, uretano ou poliuretanos, acrílicos ou poliacrílicos) ou ceras de parafina cristalina ou não cristalina. Preferencialmente, os grânulos de fertilizante contêm uma ou mais moléculas de sulfato ou fosfato, moléculas orgânicas ou moléculas de ferro ou alumínio, que se ligam ao agente. Preferencialmente, o agente bioativo compreende um herbicida, um pesticida, um micróbio, um regulador do desenvolvimento vegetal como, por exemplo, agentes bioativos, que são aniônicos, catiônicos, não iônicos e/ou lipofílicos. Preferencialmente, os grânulos de fertilizante revestidos contêm ainda um revestimento de cera de parafina refinada e contêm, adicionalmente, um tensoativo que facilita a adesão do revestimento e do agente ativo ao grânulo. Preferencialmente, o revestimento compreende de cerca de 5 a cerca de 40 libras (cerca de ~2,3 a (cerca de 18,1 kg) por tonelada de grânulos de fertilizante secos, ou de cerca de 10 a cerca de 25 libras (cerca de ~4,5 a cerca de ~11,3 kg) por tonelada de grânulos de fertilizante secos. Preferencialmente, os grânulos de fertilizante secos compreendem de cerca de 92% a cerca de 100% de sólidos, de cerca de 96% a cerca de 99% de sólidos ou de cerca de 98% a cerca de 99% de sólidos. Preferencialmente, os grânulos de fertilizante secos têm uma dureza e/ou resistência à compressão aumentada em comparação com os grânulos de fertilizante que não entraram em contato com o agente, formação de pó reduzida em comparação com os grânulos de fertilizante que não entraram em contato com o agente, são menos absorventes, em comparação com os grânulos de fertilizante que não entraram em contato com o agente, odor reduzido, em comparação com os grânulos de fertilizante que não entraram em contato com o agente e/ou um perfil de liberação lenta de nutrientes.

[0007] Outra concretização da invenção é direcionada aos grânulos de fertilizante secos contendo os revestimentos e/ou agentes bioativos divulgados e descritos na presente invenção que são feitos pelos métodos revelados e descritos na presente invenção.

[0008] Outra concretização da invenção é direcionada ao sistema de fabricação de grânulos de fertilizante que compreendem um granulador e um revestidor para formar grânulos de fertilizante, tal como é revelado e descrito na presente invenção.

[0009] Outras concretizações e vantagens da invenção são definidas em parte na descrição a seguir, e em parte, podem ser óbvias a partir desta descrição, ou podem ser aprendidas a partir da prática da invenção. Descrição das figuras

[0010] Figura 1A. Representação esquemática de uma porção de um grânulo de fertilizante com moléculas bioativas (X) distribuídas ao redor de um núcleo.

[0011] Figura 1B. Representação esquemática de uma porção de um grânulo de fertilizante com microrganismos viáveis (M) distribuídos ao redor de um núcleo.

[0012] Figura 1C. Representação esquemática de uma porção de um grânulo de fertilizante com moléculas bioativas (X) e microrganismos viáveis (M) distribuídos ao redor de um núcleo.

[0013] Figura 1D. Representação esquemática de uma porção de um grânulo de fertilizante com moléculas bioativas (X) e microrganismos viáveis (M) distribuídos ao redor de um núcleo com um revestimento externo protetor (O).

[0014] Figura 2. Reação básica entre amina secundária em uma molécula bioativa e uma molécula de bissulfato presente em ou sobre uma superfície de fertilizante.

[0015] Figura 3. Diagrama de um pesticida ou um exemplo de regulador do desenvolvimento vegetal – o herbicida (Atrazina) ligado a um grupo bissulfato sobre a superfície de um grânulo de fertilizante.

[0016] Figura 4. Diagrama do herbicida (dinitroanilina) de amina primária ligando-se à matriz orgânica contida na zona externa do grânulo de fertilizante de sulfato de amônio organicamente aprimorado.

[0017] Figura 5. A atrazina ligada ionicamente à superfície de bissulfato do grânulo reage com cloreto de cálcio ou outro sal catiônico para formar a atrazina livre e um precipitado ou um sal de bicarbonato sobre a superfície do grânulo.

[0018] Figura 6. Gráfico mostrando a liberação de moléculas bioativas, nitrogênio e sulfato de amônio dos fertilizantes preparados conforme descrito na presente invenção, durante um período de dias após a aplicação ao solo. Descrição da invenção

[0019] Os fertilizantes são e têm sido utilizados em todo o mundo há muitos anos, e são aplicados às culturas rotineiramente. Muitas vezes, uma cultura específica exigirá herbicidas ou pesticidas para controlar ervas daninhas ou pragas indesejadas, requerendo aplicações adicionais à cultura. Além disso, os fertilizantes têm forma tipicamente granular e, assim, geram quantidade significativa de pó que reduz a quantidade de fertilizante que alcança o alvo pretendido – a planta. Há fertilizantes revestidos disponíveis, mas esses revestimentos introduzem substâncias nocivas ou indesejadas no solo.

[0020] Um fertilizante revestido foi surpreendentemente descoberto, o qual não resulta em substâncias nocivas ou indesejadas que entram no solo, e que fornece múltiplas vantagens. Tal como é divulgado e descrito na presente invenção, os métodos de revestimento de grânulos de fertilizante e os próprios grânulos revestidos incorporam agentes bioativos. Esses agentes são preferencialmente incorporados em um revestimento ou contêm grupos químicos reativos que interagem com os grânulos de fertilizante, de tal forma que os compostos bioativos se ligam a componentes do revestimento e/ou se difundem dentro do núcleo do grânulo do fertilizante. Preferencialmente, o agente bioativo empregado no revestimento apresenta uma combinação de características funcionais químicas, como ser aniônico ou catiônico, ou solubilidade adequada no revestimento orgânico e na matriz orgânica do grânulo. Os fertilizantes revestidos, conforme descritos na presente invenção, proporcionam benefícios diretos e/ou indiretos às plantas que incluem matar, inibir e/ou controlar vegetação indesejada, pragas como insetos ou parasitas, e prevenir ou controlar doenças (por exemplo, como pode ser causado por infecções bacterianas ou fúngicas, ou outros microrganismos). Também são divulgados e descritos na presente invenção métodos para a produção e uso de fertilizantes granulares revestidos e a incorporação de agentes bioativos dentro dos revestimentos.

[0021] A fabricação de fertilizantes é bem conhecida, e a maioria dos fertilizantes sólidos é fabricada sob a forma de grânulos. Embora quaisquer grânulos de fertilizante possam ser revestidos conforme é descrito na presente invenção, os grânulos de fertilizante preferidos para revestimento incluem fertilizantes feitos a partir de materiais orgânicos, como fertilizantes inorgânicos organicamente aprimorados (por exemplo, consulte as Patentes Norte-Americanas Nos. 7,513,927; 7,662,205; 7,662,206; 7,947,104; 8,105,413; 8,557,013; 8,992,654 e 9,856,178). Muitos procedimentos desejáveis para a geração do núcleo do fertilizante envolvem aquecimento a altas temperaturas, que mata os organismos (consulte, por exemplo, as Patentes Norte-Americanas Nos. 6,841,515, 8,992,654 e 9,856,178). Por exemplo, muitos materiais orgânicos podem ser aquecidos a uma alta temperatura para atingir o padrão Classe A da USEPA para tratamento de patógenos e, em seguida, ser resfriados. Os agentes bioativos podem ser incorporados dentro e/ou sobre os grânulos durante o processo de fabricação e, preferencialmente, após a aplicação de altas temperaturas que, de outra forma, destruiria ou danificaria o agente bioativo.

[0022] Uma concretização da invenção é direcionada para grânulos de fertilizante revestidos, em que o revestimento do grânulo de fertilizante contém um ou mais agentes bioativos. Os agentes de revestimento podem ser aplicados como líquidos ou sólidos (por exemplo, como revestimentos em pó), e incluem, por exemplo, agentes à base de óleo, agentes de base alcoólica, ceras, polímeros, uretanos incluindo poliuretanos, parafinas cristalinas e não cristalinas, resina do pinheiro (também chamada de rosina líquida ou talol), compostos contendo cálcio,

compostos contendo enxofre, compostos contendo fosfato, compostos contendo silício, compostos contendo metal (por exemplo, ferro ferroso ou férrico, sais de boro, magnésio ou manganês), compostos de látex, ácidos graxos, lipídios, proteínas, sacarídeos e polissacarídeos, e combinações dos mesmos. Os revestimentos podem formar superfícies duras, ou serem superfícies porosas ou não porosas. Vários revestimentos, métodos e sistemas de revestimento que podem ser empregados incluem, por exemplo, aqueles revelados na Patente Norte- Americana No. 10,266,620 (concedida em 23 de abril de 2019), na Patente Norte-Americana No. 10,207,284 (concedida em 19 de fevereiro de 2019), na Patente Norte-Americana No. 9,844,793 (concedida em 19 de dezembro de 2017), na Patente Norte- Americana No. 9,539,371 (concedida em 10 de janeiro de 2017), e na Patente Norte-Americana No. 9,267,052 (concedida em 23 de fevereiro de 2016). Os agentes de revestimento podem ser misturados com agentes bioativos e aplicados em conjunto a grânulos ou aplicados individualmente, porém separadamente. Quando são aplicados separadamente, geralmente o agente bioativo seria aplicado aos grânulos e, em seguida, ao agente de revestimento, abrangendo dessa forma o agente bioativo e o grânulo.

[0023] Os agentes bioativos podem ser fluidos, líquidos ou sólidos, como pó seco (por exemplo, material liofilizado). Preferencialmente, um agente bioativo líquido é misturado com um agente que adere aos grânulos de fertilizante durante o processamento, ou um agente bioativo sólido é misturado com um agente de adesão líquida e é aplicado aos grânulos de fertilizante. Preferencialmente, a incorporação envolve os revestimentos à base de amida e/ou à base de cera que são aplicados ao fertilizante, incluindo a utilização de tensoativos específicos, quando necessário. Um agente bioativo também pode servir como parte de todo um agente de revestimento.

[0024] Os agentes bioativos incluem, como por exemplo, substâncias (produtos químicos sintéticos ou naturais, compostos, construções químicas, enzimas e/ou micróbios) que beneficiam direta ou indiretamente o solo ou a fauna onde o fertilizante deve ser aplicado. Exemplos de agentes que são diretamente benéficos incluem, por exemplo, nutrientes e reguladores do crescimento da planta (como por exemplo, hormônios vegetais). Os reguladores do desenvolvimento vegetal são substâncias químicas que influenciam o crescimento e/ou a diferenciação de células vegetais, tecidos e órgãos. Os reguladores do crescimento da planta funcionam como mensageiros químicos para a comunicação intercelular na planta. Os reguladores do crescimento da planta incluem, por exemplo, auxinas, giberelinas, citocininas, ácido abscísico e derivados e variações dos mesmos. Os agentes bioativos que proporcionam benefícios indiretos incluem, por exemplo, herbicidas, inseticidas e fungicidas que matam ou controlam o crescimento de plantas invasoras ou organismos infecciosos. Outros agentes bioativos incluem microrganismos, como microrganismos que fixam nitrogênio do ar e outras fontes que trazem benefícios às plantas, ou microrganismos benéficos que matam ou controlam de outra forma a proliferação de organismos ou outros micróbios nocivos. Além disso, os agentes bioativos preferenciais são: (a) aniônicos; (b) catiônicos; ou (c) não iônicos ou lipofílicos, que são aplicados através da mediação de um tensoativo contido no revestimento do fertilizante.

[0025] Exemplos de herbicidas que podem ser revestimentos efetivamente contidos são membros das classes herbicidas de triazinas, glifosatos, compostos de ariloxifenóxi, imidazolinonas, isoxazolidinonas, sulfonilureias, triazolpiramidinas, dinitroanilinas e herbicidas de ácido benzoico, entre outros. Um exemplo de um pesticida para esses revestimentos é o fenilpirazol (fipronila) com sua alta solubilidade em materiais de cera e sua amina que se liga ao grânulo de fertilizante. Exemplos deles são as auxinas, giberelinas, citocininas e ácido abscísico, bem como inibidores de crescimento, retardadores de crescimento e estimuladores de crescimento. Várias substâncias químicas que podem ser usadas para revestir os grânulos de fertilizantes são, por exemplo, descritas na Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, publicada por Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (2002), particularmente nos capítulos que discutem a granulação dos fertilizantes. Os agentes bioativos podem compreender detergentes (por exemplo, iônicos ou não iônicos), enzimas e/ou produtos naturais (como por exemplo, terra diatomácea).

[0026] Os revestimentos do fertilizante podem conter o agente bioativo ou englobar o agente bioativo de tal forma que nenhum ou substancialmente nenhum agente bioativo esteja presente nas superfícies do grânulo. Os agentes de revestimento incluem, por exemplo, um látex, uma parafina (por exemplo, parafina cristalina ou não cristalina), uma acrilamida (por exemplo, poliacrilamida), um uretano (por exemplo, poliuretano), uma resina do pinheiro, um composto contendo cálcio, um composto contendo silício ou uma combinação dos mesmos.

[0027] Preferencialmente, o núcleo do grânulo do fertilizante contém uma matriz composta por moléculas orgânicas (por exemplo, biomassa), e especialmente moléculas anfotéricas. As cargas positivas e negativas das moléculas se ligam aos componentes nutrientes inorgânicos, como o íon amônio ou íon sulfato, como no caso de um fertilizante de sulfato de amônio. As zonas externas desta matriz com suas cargas anfotéricas podem ser um mecanismo de ligação para o agente bioativo, como um micróbio, pesticida ou regulador do desenvolvimento vegetal. Uma camada ou material de revestimento é processado a) para formar uma barreira à dissolução rápida dos componentes do grânulo, incluindo o agente bioativo incorporado, b) para ligar nutrientes e micronutrientes, conforme necessário, e c) para proteger o grânulo da umidade e manipulação, e reduzir a formação de pó. Os grânulos de fertilizante revestidos contêm substancialmente nenhum ou nenhum agente bioativo nas superfícies do grânulo. A ligação molecular do agente bioativo ao grânulo pode ser aos grupos de sulfato ou fosfato que estão expostos dentro e/ou na superfície dos grânulos, especialmente na zona externa do núcleo ou na superfície do núcleo. O agente bioativo ligado aos grupos de sulfato e fosfato pode ser de natureza iônica (consulte a Figura 2). Da mesma forma, a ligação desses agentes aos componentes orgânicos ou à matriz orgânica pode ser uma ligação eletrostática/iônica. Quando o agente bioativo se liga à ligação de amida contida no material de revestimento, ele também tem natureza iônica.

[0028] A liberação do agente bioativo do grânulo de fertilizante pode ocorrer em uma, duas ou mais fases. Uma primeira fase de liberação pode ser a qualquer momento desde uma liberação imediata até a liberação ao longo de um período de aproximadamente duas semanas após a aplicação do fertilizante. As taxas de liberação podem depender da taxa de dissolução do agente biológico ligado, que pode estar na forma de um sal (por exemplo, como sais de amônio ou sulfato dos grânulos). A liberação retardada do agente bioativo pode ocorrer como um bolus em várias fases, ou gradualmente ao longo do tempo. Por exemplo, os agentes bioativos podem se ligar a moléculas orgânicas anfotéricas nas regiões externas dos grânulos de fertilizantes do núcleo e serem lentamente liberados no solo, dependendo da quantidade de umidade no solo, ou quando a umidade é aplicada no solo. Alternativamente, os agentes bioativos podem ser aplicados como uma camada e/ou uma camada concentricamente construída sobre um grânulo de fertilizante, de tal forma que haja pelo menos dois componentes no grânulo, incluindo um núcleo com uma camada circundante ou um núcleo com uma ou mais camadas externas concêntricas que são distinguíveis do núcleo em relação ao conteúdo de nutrientes, densidade, dureza, solubilidade, composição, conteúdo microbiano e/ou permeabilidade, ou uma combinação dos mesmos. O exterior dessas camadas é o revestimento do fertilizante que pode ocupar, até o exterior, aproximadamente 200 μm da estrutura do grânulo, tal como é visto quando o grânulo é cortado transversalmente e observado sob um microscópio. O agente bioativo pode estar contido em uma ou mais dessas camadas concêntricas ou revestimentos de grânulos de fertilizante (consulte as figuras 1A a 1D).

[0029] Os revestimentos podem ser à base de amida, como hidrocarbonetos ligados à amida, ou podem ser de cera ou à base de cera, e esses revestimentos podem ser utilizados com tensoativos para auxiliar na capacidade de propagação e de ligação por ponte do revestimento e do herbicida contido com os componentes externos do grânulo. Os tensoativos de praticamente qualquer classe podem ser usados. Uma vantagem de um tensoativo é que os tensoativos podem ser utilizados sem levar em conta suas propriedades físicas. No entanto, os benefícios podem ser percebidos quando os tensoativos escolhidos são fornecidos como líquidos à temperatura ambiente. Um exemplo de um tensoativo é o N-oleil-1,3-diaminopropano.

Herbicidas e pesticidas são frequentemente disponíveis/dissolvidos como solventes, pois são dispersos em solventes ligeiramente polares, como em essências minerais. Estes são absorvidos no revestimento e no grânulo, mas quando o(s) tensoativo(s) é/são utilizado(s), eles podem ajudar especialmente na ligação do agente ativo aos elementos orgânicos e à matriz orgânica presente nos fertilizantes inorgânicos organicamente aprimorados.

[0030] O material de revestimento dos grânulos de fertilizante revestidos compreende de cerca de 5 a cerca de 30 libras (cerca de ~2,3 a cerca de ~13,6 kg) por tonelada de massa seca do grânulo de fertilizante. Preferencialmente, a composição de revestimento representa, preferencialmente, pelo menos cerca de 8 a cerca de 10 libras (cerca de ~3,6 a cerca de ~4,5 kg)por tonelada, e ainda mais preferencialmente, pelo menos cerca de 15 a cerca de 20 libras (cerca de ~6,8 a cerca de ~9,1 kg) por tonelada em relação ao peso seco total do grânulo.

[0031] Um fertilizante revestido particularmente vantajoso compreende um núcleo de fertilizante revestido com um material, como um polímero, que se liga ou contém um ou mais microrganismos selecionados para um determinado uso final no beneficiamento da cultura vegetal-alvo, ou que é usado em uma estratégia de biorremediação para melhorar o solo.

[0032] Em uma etapa de fabricação, uma ou mais camadas de material, como polímero, precursores de polímero,

partículas de argila menores, biossólidos ou outros materiais orgânicos, podem ser aplicadas à partícula de núcleo. Uma ampla variedade de materiais e métodos de uso dos mesmos é adequada para formar uma camada. As concretizações da invenção incluem, adicionalmente, a adição de um revestimento quimicamente durável (revestimento polimérico ou químico) ou mecanicamente durável (por fixação coloidal e similares) ao núcleo que, de modo variável, pode incorporar um ou mais tipos de bactérias no revestimento para agregar valor como material ou instrumento de biorremediação, e um material ou instrumento de manejo de pesticidas ou outro uso, onde uma bactéria com nutrientes pode ser desejavelmente distribuída, como uma fazenda ou um depósito de resíduos. Em concretizações vantajosas, moléculas bioativas e/ou um microrganismo em um revestimento podem ser combinados com um micronutriente vegetal, como magnésio, boro, manganês e/ou zinco; e aplicadas sobre um núcleo de grânulo.

[0033] Os revestimentos aplicados a um grânulo de fertilizante promovem a manutenção de boas condições físicas, como a fluidez, durante o armazenamento e a manipulação. Aglutinação é a aglomeração de partículas de fertilizantes por adesão em seu ponto de contato para formar uma massa compacta que é difícil de quebrar. A aglutinação exerce uma influência negativa sobre a fluidez de um fertilizante e, portanto, o revestimento minimiza ou elimina a aglutinação mediante o armazenamento.

[0034] Os fertilizantes revestidos aqui descritos fornecem composições para fertilizantes contendo orgânicos que podem ser usados para a remediação do solo, pastagem e/ou fertilização de culturas.

O revestimento de um núcleo de fertilizante com uma ou mais camadas externas, conforme descrito na presente invenção, agrega valor significativo mediante o fornecimento de várias vantagens em relação aos fertilizantes não revestidos.

Uma vantagem é que o fertilizante em camadas carrega fisicamente o agente bioativo com o fertilizante, o que pode reduzir o número de aplicações necessárias para uma determinada cultura.

Uma segunda vantagem é que a camada ou o revestimento pode controlar ou limitar a liberação de moléculas ativas da superfície do fertilizante e/ou da estrutura do revestimento em si.

Uma terceira vantagem é que as moléculas bioativas podem se ligar aos grânulos como o revestimento ou a moléculas orgânicas, porções ou matrizes do núcleo de fertilizante.

Os agentes bioativos podem penetrar no núcleo até uma profundidade de cerca de 50 a cerca de 1.000 μm, podem penetrar em todo o grânulo ou penetrar em diferentes camadas que são aplicadas durante a fabricação.

Preferencialmente, os agentes bioativos penetram dentro de cerca de 50 μm da superfície do grânulo, dentro de cerca de 100 μm da superfície do grânulo, dentro de cerca de 200 μm da superfície do grânulo, dentro de cerca de 300 μm da superfície do grânulo, dentro de cerca de 400 μm da superfície do grânulo ou dentro de cerca de 500 μm da superfície do grânulo.

A profundidade de penetração pode ser usada para proporcionar a liberação controlada do agente bioativo, como a liberação retardada durante cerca de 2 a cerca de 15 semanas, de preferência, de cerca de 3 a cerca de 12 semanas, e com mais preferência, de cerca de 3 a cerca de 8 semanas.

Essa liberação do agente bioativo é uma vantagem para o cultivador, pelo fato de que o arraste do agente bioativo na aplicação é eliminado ou, pelo menos, minimizado.

Uma quarta vantagem é que agentes sensíveis à temperatura (sensíveis ao calor ou sensíveis ao frio) podem ser adicionados ao revestimento ou às regiões externas do grânulo após a formação do núcleo de fertilizante na fabricação, protegendo dessa forma os agentes das temperaturas altas ou baixas (por exemplo, temperaturas mais altas do que cerca de 150 °C (302 °F) ou mais baixas do que 0 °C (32 °F)) que podem existir no local, ou durante a fabricação ou transporte.

Uma quinta vantagem é que o agente bioativo dentro do revestimento está protegido contra a fotodegradação.

Uma sexta vantagem é que deslocamentos adicionais da aplicação pelos campos de cultivo são eliminados, economizando custo e energia.

Uma sétima vantagem é que a exposição ao agente ativo que pode ser prejudicial a animais ou pessoas é limitada durante a aplicação pelo revestimento.

Uma oitava vantagem é que a inserção do agente bioativo diretamente com o grânulo de fertilizante proporciona um aprimoramento adicional da cultura-alvo dependente da propriedade beneficiária dos agentes inseridos, como os microrganismos. Por exemplo, os micróbios serão beneficiados por serem transportados em núcleos de grânulos inorgânicos (à base de enxofre ou fosfato) organicamente aprimorados, em vez de estarem em núcleos inorgânicos tradicionais, sem nutrientes microbianos.

[0035] Os fertilizantes revestidos, conforme descrito na presente invenção, podem proporcionar o controle de nutrientes e/ou microrganismos para atender às necessidades das culturas de forma eficaz e econômica, aumentando assim os rendimentos e os custos dos fertilizantes (como em múltiplas aplicações), de modo a aumentar os lucros para o agricultor. A quantidade de revestimento a ser aplicada na estrutura do núcleo de fertilizante varia de cerca de 5 libras (~2,3 kg) por tonelada a cerca de 100 libras (~45,3 kg) por tonelada de fertilizante, preferencialmente, de cerca de 15 libras (~6,8 kg) a cerca de 75 libras (~34,0 kg) por tonelada, preferencialmente, de cerca de 25 libras (~11,3 kg) a cerca de 50 libras (~22,7 kg) por tonelada, e preferencialmente, de cerca de 15 libras (~6,8 kg) a cerca de 40 libras (~18,1 kg) por tonelada. Partículas de fertilizantes previamente aquecidas ou esterilizadas podem ser posteriormente revestidas com revestimentos que contenham organismos viáveis. Tais organismos viáveis podem estar latentes ou podem ser fisicamente preservados de forma viável, como por meio de tecnologias de liofilização.

[0036] Os grânulos de fertilizante revestidos podem ter uma, duas, três ou mais camadas concêntricas, e um núcleo central. O núcleo contém, preferencialmente, componentes orgânicos que são ligados aos inorgânicos, tal como é descrito na Patente Norte-Americana No. 8,992,654 (por exemplo, moléculas de sulfato de amônio ligadas a componentes orgânicos obtidos a partir de resíduos municipais, como biossólidos, resíduos alimentares digeridos ou não digeridos e/ou estrume animal digerido ou não digerido). Da mesma forma, o fertilizante pode ser à base de fosfato de amônio, como fosfato diamônio ou fosfato monoamônio, com os componentes orgânicos similarmente ligados com as moléculas carregadas com amônio ou fosfato.

[0037] Um fertilizante revestido pode conter microrganismos em uma região externa do núcleo do grânulo em uma ou mais camadas concêntricas aplicadas a um núcleo. Os microrganismos que podem ser incluídos no revestimento incluem bactérias, algas, leveduras, fungos e/ou combinações dos mesmos (por exemplo, como misturas de microrganismos presentes e isolados da flora natural, solo, água e dentro ou em outros organismos e microrganismos geneticamente manipulados). Preferencialmente, os microrganismos incorporados metabolizam componentes químicos ou compostos tóxicos, repõem a microflora do solo empobrecido e/ou aumentam a transferência de nutrientes para uma cultura-alvo. Exemplos de microrganismos que podem ser incorporados incluem, mas não se limitam, a Pseudomonas stutzeri, cepa KC, Nocardia salmonicolor, Nocardia globerula, Nocardia paraffinae, Nocardia poaca, Pseudomonas putida, Pseudomonas oleovorans, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluoroscens, Mycobacterium phlei, Mycobac terium lacticola, Mycobacterium paraffinicum, Aerobacter aerogenes, Bacillus subtilis, Bacillus lichiniformis, Bacillus circulans, Bacillus polymyxa, Bacillus coagulans, Bacillus macerans, Bacillus azotofixans, Sacharomyces cereviseae, Bacterium acidipropionci, Bacterium aliphaticium liquifaciens, Arthrobacter paraffinens, Rhodococcus rhodochrous, Acinetobacter calcoaceticus, Clostridium cellulolytican, Clostridium aerotolerans, Clostridium acetobutylican, Clostridium pasturianum, as várias Azotobacter sp., Bacillis sp., Clostridium sp., Fusarium sp., Candida sp., Flavobacterium sp., Corynebacterium sp., Achromobacter sp., Acinetobacter sp., Rhodococcus sp., Pseudomonas sp., Mycobacterium, Nocardia sp., Rhodot orula sp., fungos filamentosos, como Penicillium sp. e Phycomyces sp., e Apergillus sp. e Streptomyces griseus, entre outros. Os microrganismos geneticamente modificados são, preferencialmente, projetados para causar o aprimoramento do crescimento da cultura-alvo e da produção de frutos, ou para melhorar a capacidade do microrganismo de metabolizar componentes químicos e compostos tóxicos presentes no solo ao qual o fertilizante é aplicado.

[0038] Os revestimentos de grânulos de fertilizante revestidos podem conter micronutrientes benéficos à viabilidade e à atividade fisiológica dos microrganismos, especialmente quando eles são reativados mediante a aplicação aos solos. Os micronutrientes e/ou os microrganismos podem estar em uma ou mais das regiões externas dos grânulos, e/ou em uma ou mais camadas ao redor do grânulo do núcleo. Preferencialmente, os grânulos contendo microrganismos são revestidos em uma etapa de fabricação posterior ao aquecimento para evitar a destruição térmica dos microrganismos. Nesses grânulos, a liberação dos microrganismos pode ser preferencialmente estimulada sob condições ambientais predeterminadas que ativariam ou dissolveriam a camada protetora externa do grânulo. Após sua liberação, os microrganismos são capazes de utilizar nutrientes estimulantes do crescimento derivados de outros componentes do grânulo organicamente aprimorado.

[0039] Outra concretização da invenção é direcionada ao método de contato dos agentes bioativos com fertilizantes. Preferencialmente, o fertilizante contém material orgânico e é inicialmente preparado como descrito nas Patentes Norte-Americanas Nos. 7,947,104, 8,557,013 ou 8,992,654. Durante ou após o processo de granulação, o agente bioativo entra em contato com os grânulos revestidos que formam o fertilizante. O agente bioativo pode ser combinado com um agente que adere aos grânulos de fertilizante, formando um revestimento. O contato pode ser realizado pela pulverização do agente bioativo como um líquido sobre as superfícies dos grânulos, ou imergindo os grânulos em um fluido. Revestimentos adicionais podem ser aplicados contendo os agentes bioativos iguais ou diferentes, ou combinações de agentes. Preferencialmente, o revestimento final produz uma superfície lisa nos grânulos. Os grânulos de fertilizante agora revestidos são secos até o nível desejado de secura e dimensionados para fins de triagem e eventual transporte. Como os grânulos são revestidos, a exposição a produtos químicos nocivos e outras substâncias dentro dos grânulos é reduzida ou eliminada.

[0040] Nos processos convencionais de revestimento, a inclusão e as reações iônicas entre a substância adicionada e as moléculas de revestimento são realizadas antes da aplicação do revestimento ao grânulo de fertilizante. Em um método preferencial de revestimento, materiais como, por exemplo, hidrocarbonetos ou ceras ligadas a amida (por exemplo, parafina) são sólidos a temperatura ambiente. As reações interativas entre o agente bioativo e o material de revestimento ocorrem a temperaturas entre cerca de 49 °C (120 °F) e 66 °C (150 °F) durante um período de pelo menos uma hora, mais preferencialmente, de pelo menos 12 horas, e ainda mais preferencialmente, de pelo menos 24 horas. Não há limite superior necessário, pois o agente bioativo pode ser armazenado com o revestimento por vários meses antes de ser efetivamente aplicado ao núcleo de fertilizante.

[0041] Os métodos para a aplicação dos grânulos de fertilizante revestidos incluem a remediação in situ, que proporciona um tratamento de baixo custo para ambientes contaminados com resíduos perigosos.

Os ambientes que podem ser tratados incluem áreas de terra contaminadas (por exemplo, Aterros sanitários, campos contaminados e pastagens) e áreas que possuem contaminantes de hidrocarboneto indesejados.

O uso de fertilizantes contendo microrganismos que podem digerir contaminantes indesejados proporcionam um meio de tratar materiais perigosos sem a necessidade de extração ou evacuação dos materiais contaminados.

Além disso, a biorremediação, tanto por bioestimulação quanto por bioadição, requer a introdução periódica ou contínua de nutrientes ou tampões para sustentar as populações ativas de bactérias, que são capazes de degradar resíduos perigosos in situ.

Para o tratamento de muitos locais, a liberação dos nutrientes ou de outros modificadores ambientais pode ser necessária durante períodos prolongados de tempo.

Os grânulos de fertilizante revestidos descritos na presente invenção proporcionam um meio barato de fornecer micronutrientes (por exemplo, níveis controlados de nutrientes para manter as populações de microrganismos ativos), microrganismos ou reagentes químicos para efetuar a degradação durante longos períodos de tempo.

Isso é feito através da liberação de um grânulo de fertilizante de fase sólida capaz de fornecer, através da dissolução, os nutrientes, modificadores ambientais microbianos e/ou reagentes capazes de remediar biologicamente um ambiente contaminado com materiais perigosos. Além disso, o revestimento dos grânulos de fertilizante de liberação lenta ou de liberação retardada possibilitam o controle adicional da liberação de nutrientes em um período de crescimento.

[0042] Os exemplos a seguir ilustram concretizações da invenção, mas não devem ser interpretados como limitantes do escopo da invenção.

EXEMPLOS Exemplo 1.

[0043] Para um revestimento à base de amida, o material é uma amida composta por um ácido graxo esterificado para uma estearilamina C18. O ácido graxo pode ser de diferentes comprimentos de carbono, sendo os comprimentos preferenciais de C12 ou C14 carbonos, e mais preferencialmente, de C16 ou C18 carbonos. Essa amida é sólida em temperaturas ambientes inferiores a 52 °C (125 °F). Em uma concretização que usa este composto de amida, o revestimento permitirá certo grau de ligação da amida com o grupo ativo na molécula bioativa. A ligação primária ocorre entre a molécula bioativa e os componentes de sulfato tanto na superfície quanto dentro dos 100 μm externos do grânulo. A substância bioativa (por exemplo, herbicida e/ou pesticida) também se liga com os componentes orgânicos ou com a matriz contendo cargas negativas que estão no núcleo de grânulo à medida que o herbicida ou pesticida migra do revestimento para a superfície do grânulo e para a estrutura do núcleo. A molécula bioativa também se liga com as moléculas de ferro e alumínio, que também estão na superfície do grânulo e na estrutura do núcleo.

[0044] Os revestimentos podem compreender um óleo ou cera de parafina com um ponto de fusão de 49 °C (120 °F) a 63 °C (145 °F), e preferencialmente, entre 52 °C (125 °F) e 57 °C (135 °F). O revestimento de cera é usado para conter e aplicar a molécula bioativa ao núcleo de grânulo de fertilizante. A cera é sólida em temperatura ambiente e a temperaturas abaixo de 54 °C (130 °F). Para facilitar a distribuição e adesão da substância bioativa às moléculas de revestimento, um tensoativo é misturado com a cera derretida antes da aplicação ao fertilizante granular. O surfactante é o N-oleil 1-1,3, diaminopropano, e a extremidade do hidrocarboneto interage com a cera e permite uma ligação com um herbicida ou pesticida. O tensoativo de diamina pode servir como uma ponte entre o ácido carboxílico e a superfície do grânulo, ancorando o herbicida à superfície do grânulo até que o fertilizante seja dissolvido e o herbicida seja liberado no solo.

[0045] O procedimento para a adição da substância bioativa ao revestimento é aquecer a formulação de revestimento de cera e o tensoativo a uma temperatura de 60 °C (140 °F) e adicionar a quantidade correta de herbicida aquecido a este revestimento líquido quente. Preferencialmente, o recipiente de mistura é aquecido e isolado para evitar a solidificação do revestimento durante a adição do agente bioativo e/ou durante o armazenamento antes do transporte ou uso. A quantidade de agente bioativo a ser adicionada ao revestimento varia conforme as recomendações para o herbicida específico a ser aplicado. Como o revestimento é aplicado entre 2# e 30# por tonelada da massa seca ao fertilizante, ele deve conter herbicida, pesticida, agente de desenvolvimento vegetal ou micróbios em quantidade suficiente, de tal forma que as taxas de aplicação agronômicas do fertilizante produzam herbicida ou pesticida suficiente no solo tratado para inibir ou matar a vegetação indesejada, ou permitir uma ação efetiva. Substâncias bioativas, como um herbicida (por exemplo, atrazina) podem ser adicionadas em uma etapa de revestimento separada, como em uma pulverização, a ser aplicada antes do revestimento final de amida ou cera, de tal forma que o herbicida possa, então, residir aproximadamente nos 100 μm externos da estrutura do grânulo abaixo do revestimento externo.

[0046] Conforme é descrito nas Patentes Norte- Americanas Nos. 8,992,654 e 9,856,178, alguns dos herbicidas ou pesticidas se ligam diretamente aos grupos de sulfato na superfície do grânulo, pois o fertilizante é um sulfato de amônio organicamente aprimorado. Ao aplicar o fertilizante ao solo da cultura-alvo, de acordo com as taxas agronômicas, o herbicida ou pesticida será lentamente liberado na dissolução do fertilizante granular como um sal, por exemplo, um sal de sulfato, e estará disponível no solo para inibir a vegetação indesejada, como por exemplo, ervas daninhas ou pragas. Da mesma forma, a liberação dos micróbios contidos ocorrerá na dissolução dos componentes do fertilizante granular.

[0047] As quantidades médias de aplicação para os fertilizantes referenciados desta invenção, como, por exemplo, é estabelecido nas Patentes Norte-Americanas Nos. 8,992,654 e 9,856,178, são de 1 a 2 libras (~0,4 a ~0,9 kg) de teor de nitrogênio por 100 metros quadrados de grama e, em média, de 150 a 400 libras (~68,0 a ~181,4 kg) de produto por acre para as culturas perenes, como milho, algodão, arroz e trigo. Quando o fertilizante contendo as moléculas bioativas é aplicado nas culturas-alvo, o herbicida ou pesticida é liberado como uma molécula livre, deixando um sal (por exemplo, sal de cálcio ou bicarbonato) como um precipitado sobre a superfície do grânulo de fertilizante. Este mecanismo de liberação é muito vantajoso para controlar a vegetação indesejada, na qual a liberação ocorre em duas fases, após a liberação dos nutrientes (por exemplo, nitrogênio) do grânulo. A maioria das moléculas bioativas será liberada nas duas primeiras semanas após a aplicação do fertilizante (consulte a figura 6), sendo o restante liberado lentamente durante as próximas três a doze semanas e, com mais preferência, sendo liberado lentamente durante o período de três semanas a 8 semanas. Exemplo 2.

[0048] Resíduos orgânicos comunitários úmidos, que compreendem alimentos digeridos digeridos e estrume (também chamados de biossólidos) são recebidos em uma instalação de fabricação de fertilizantes com um porcentual de sólidos de cerca de 17,0%. A instalação é configurada para operar a uma taxa de processamento de componentes orgânicos de 220 toneladas úmidas por dia.

Neste exemplo, o material é misturado com materiais orgânicos previamente secos para produzir uma porcentagem de sólidos preferencial de cerca de 20% a 26%, ou mais preferencialmente, de cerca de 22% a 24% de sólidos.

Essa mistura orgânica condicionada é bombeada para o primeiro frasco, para ser hidrolisada.

No orifício do primeiro recipiente, a mistura orgânica condicionada é adicionalmente misturada com ácido sulfúrico a 93% em uma quantidade pré- calculada para produzir um grau de hidratação de cerca de 110 °C (230 °F) e um total de cerca de 17% de enxofre no fertilizante acabado.

O conteúdo do recipiente é misturado vigorosamente a uma velocidade de 360 RPM (~37,7 rad/s) por entre cerca de 30 segundos e dez minutos ou, preferencialmente, entre cerca de dois minutos e seis minutos.

No recipiente, a mistura acidificada é gradualmente forçada em direção ao quarto superior do recipiente, onde ela é descarregada após a reação.

Neste primeiro recipiente, as proteínas dos componentes orgânicos são hidrolisadas em vários comprimentos de polipeptídeos ou, preferencialmente, em aminoácidos monoméricos.

Outros compostos macro-orgânicos que estão presentes também são hidrolisados para formas moleculares menores.

A hidrólise aumenta a fluidez do conteúdo do recipiente, preferencialmente para menos de 1.000 Cp (1 (N·s)/m²). Esta mistura acidificada, agora fluidificada, é a seguir transferida sob pressão para o orifício inferior de um segundo recipiente de pressão para amoniação, onde ela é misturada com amônia anidro vaporizada suficiente para elevar a temperatura da mistura até mais de 150 °F (65 ºC) (ou, alternativamente, mais de 300 °F (149 °C)). A pressão interna do segundo recipiente pode ser igual ou ser maior em 35 psi (~2,4×105 Pa), e ser suficiente para fazer com que a concentração de nitrogênio (N) na formulação final do fertilizante resultante fique entre cerca de 16% e 17% de nitrogênio por peso seco do produto acabado.

A mistura amonizada é mantida no segundo recipiente de pressão durante seis minutos de tempo reacional antes de ser descarregada através de um orifício para o granulador.

A mistura descarregada (também chamada de fundido) tem viscosidade ligeiramente maior em comparação com a descarga do primeiro recipiente de pressão, mas ela tem, preferencialmente, uma viscosidade inferior a cerca de 1.200 cP (1,2 (N·s)/m²). Este material fundido descarregado está sob pressão e, portanto, entra no granulador para ser pulverizado sobre um leito receptor de grânulos de fertilizante reciclados (por exemplo, material fertilizante esmagado, material fertilizante subdimensionado ou material fertilizante em pó coletado dos vários coletores de pó contidos no sistema de tratamento de ar de processo). O spray reveste os grânulos de fertilizantes receptores e acumula, gradualmente, uma série de revestimentos ou material aglomerado, de modo que um fertilizante granular é produzido no qual a maior parte do material é do tamanho desejado do produto.

Os tamanhos desejados podem ser, por exemplo, grânulos de diâmetro de cerca de 1,7 mm a 3,5 mm (170 sgn a 350 sgn; “número de tamanho guia”), adequados para uso na agricultura comercial.

Posterior ou simultaneamente com a aplicação do revestimento pulverizado, uma quantidade de um endurecedor é aplicada aos grânulos no granulador.

Preferencialmente, a quantidade de endurecedor é suficiente para que a dureza dos grânulos acabados atinja uma faixa de resistência à compressão de cerca de 5 libras a 8 libras.

Este material é, em seguida, seco até cerca de 98% ou mais de sólidos, como por exemplo, em uma secadora de tambor rotativo, e em seguida, é triado para um dos três tamanhos comerciais de cerca de 1,7 mm a 1,9 mm, de cerca de 1,2 mm a 1,4 mm e de cerca de 2,6 mm a 3,5 mm.

O material menor é devolvido ao granulador, como parte do leito de reciclagem.

Todo o material maior é esmagado em um moinho de corrente e também retorna para o granulador, como parte do leito de reciclagem.

Uma parte do produto de tamanho adequado, preferencialmente de cerca de 2,4 mm a 3,0 mm para o tamanho do produto comercial, também pode ser devolvida ao leito de reciclagem para manter o equilíbrio de massa do processo de produção.

As etapas desse processo foram realizadas sob pressão negativa para minimizar a formação de pó e evitar a liberação de odores para o ambiente de fabricação.

O ar do processo foi tratado através de um robusto sistema de controle de odor, de tal forma que nenhum odor nocivo foi notado nos limites da propriedade fabril.

Os nutrientes lixiviados, como íon de amônio, neste exemplo,

sulfato de amônio, retornaram para um tanque de água de processo, no qual eles foram adicionados ao primeiro misturador para ajudar a controlar o teor de sólidos e a fluidez da mistura condicionada entrando no primeiro recipiente de pressão.

Isso maximiza a eficiência do processo de fabricação para que as únicas descargas do processo de fabricação do fertilizante sejam tratadas com água condensada (do material orgânico municipal e de qualquer água de refrigeração que possa precisar ser descarregada do sistema de resfriamento) juntamente com o ar do processo tratado.

No fertilizante fabricado neste exemplo, a porcentagem de nitrogênio liberado de forma lenta foi de cerca de 30% do nitrogênio total do produto.

Este nitrogênio de liberação lenta está na forma de uma matriz orgânica na qual o íon de amônio carregado positivamente é eletroesticamente ligado a uma carga negativa nos compostos orgânicos, como polipeptídeos e aminoácidos que compreendem o núcleo da matriz.

Após sair do tambor rotativo, o produto passa através de um refrigerador de produto para reduzir a temperatura do produto até entre cerca de 115 ºF (46 °C) e 160 °F (71°C), e mais preferencialmente, entre cerca de 130 ºF (54°C) e 150 °F (65 °C). Este produto refrigerado é revestido com 5 a 10 libras (~2,3 a ~4,5 kg) por tonelada de um revestimento de hidrocarboneto de amida inicialmente a uma temperatura média do granulo de 135 ºF (57 °C) com a temperatura de revestimento definida para 160 °F (71 °C). O produto, em seguida, é transportado para o armazém de embarque pendente.

Quando o transporte é programado, o produto é revestido uma segunda vez com mais 10 a 20 libras (~4,5 a ~9,1 kg) por tonelada de produto.

O herbicida estará contido neste revestimento ou poderá ser aplicado como spray antes da aplicação da camada final de revestimento, como em um revestimento de transporte.

Neste exemplo, a atrazina é usada (consulte as figuras 3, 4 e 5). A atrazina é um herbicida da classe das triazinas.

A atrazina é usada para prevenir ervas daninhas de folhas largas antes e após a emergência em culturas como as de milho e cana-de-açúcar, e em grama, como em campos de golfe e gramados residenciais.

Ela é um dos herbicidas mais usados na agricultura dos EUA e da Austrália.

A atrazina é adicionada ao revestimento de amida como uma mistura lipossolúvel.

Ao ser aplicada ao grânulo de fertilizante, o revestimento com atrazina se solidifica e forma um revestimento de superfície resistente à manipulação e muito resistente a pó.

A atrazina localizada na interface com o revestimento se ligará aos ânions de bissulfato expostos no exterior, de aproximadamente 100 μm da estrutura do grânulo (consulte as figuras 1 e 3). A atrazina que é transportada no corpo do revestimento de amida solidificado migrará lentamente e se ligará a mais moléculas de bissulfato.

A atrazina está contida no fertilizante de sulfato de amônio organicamente aprimorado, de tal forma que a massa seca do herbicida esteja entre 0,25% e 0,75% da massa do produto.

Isso significa que entre 5# e 15# de herbicida precisa ser incluído em uma tonelada do revestimento derretido antes da aplicação nos grânulos.

Esta quantidade pode exigir uma concretização separada, na qual a atrazina ou outro herbicida a ser adicionado em uma etapa de revestimento separada seja aplicada antes da camada final de amida ou de cera, de tal forma que o herbicida pudesse, então, permanecer no exterior, aproximadamente 100 μm da estrutura do grânulo sob o revestimento de amida ou revestimento de cera externo.

[0049] O resultado é a formação de um fertilizante granular revestido liso com proteção aprimorada contra formação de pó e manipulação no armazenamento em armazéns e para transporte e manipulação pelo distribuidor intermediário de fertilizantes e, por fim, pelo usuário final — o agricultor cultivador. O produto deste exemplo continha um fertilizante granular seco a 98% com uma formulação de nutrientes de 16-1- 0-20-1-16 (N-P-K-S-Fe-orgânico) por peso seco dos grânulos acabados contendo atrazina suficiente (0,5% a 1,5% p/p) para inibir a vegetação indesejada. Exemplo 3.

[0050] Nos grânulos formados como nos exemplos 1 e 2, é aplicado um revestimento contendo o herbicida 2,4-D, aplicado como um herbicida solúvel lipídico em uma cera de parafina refinada que tem um ponto de fusão de cerca de 131 ºF (55 °C). Novamente, são usados entre 5 e 30 libras (~2,3 e ~13,6 kg) de revestimento por tonelada de produto. O 2,4-D liga-se novamente ao enxofre e às moléculas orgânicas na superfície do grânulo, e nos 100 μm externos do grânulo. Essa ligação aumenta com o tempo à medida que o 2,4-D no revestimento de cera solidificada migra para a superfície do grânulo e encontra mais sulfato para se ligar ionicamente. A concentração de 2,4-D no fertilizante acabado é geralmente entre 0,05% e 0,5%, com base nas recomendações do agronomista. Exemplo 4.

[0051] Nos grânulos de fertilizante formados como nos exemplos 1 e 2, um revestimento de cera refinado contendo um tensoativo é aplicado a 25# por tonelada, e esse revestimento contém um herbicida da classe das sulfonilureias. Esta é uma classe de herbicida eficaz que mata ervas daninhas de folhas largas e algumas gramíneas anuais. Uma de suas formas ativas é vendida como metsulfuron-metílico, que é um composto sistêmico com atividade foliar e no solo que inibe a divisão celular em brotos e raízes que apresenta excelente compatibilidade com um revestimento de cera de parafina com seus anéis aromáticos, e se liga bem ao sulfato e moléculas orgânicas nos 100 μm externos do fertilizante, em um pH de fertilizante entre 4,5 e 6,0. Essa ligação aumenta a estabilidade do herbicida, tornando-se uma vantagem em relação aos outros métodos de aplicação. Exemplo 5.

[0052] Nos grânulos de fertilizante fabricados de forma semelhante ao método do Exemplo 1, no entanto, com a diferença de que foi fabricado um fertilizante à base de fosfato diamônio. Este fertilizante foi revestido com 25 libras (~11,3 kg) de uma cera de parafina refinada. A formulação de nutrientes deste fertilizante é 16-34-0-7-1-12 (N-P-K-S-Fe- orgânico, em peso seco). Um herbicida da classe da dinitroanilina foi adicionado ao revestimento de hidrocarboneto de amida. Este herbicida tem excelente compatibilidade com o revestimento de cera devido à sua natureza lipofílica, e se liga bem aos componentes de fosfato e orgânicos, especialmente à matriz orgânica neste fertilizante, na faixa externa do núcleo de grânulo e da área superficial. A ligação orgânica forte exibida pela nitroanilina contribui para a liberação lenta deste herbicida no campo, aumentando o tempo do controle de ervas daninhas. Exemplo 6.

[0053] Nos grânulos de fertilizante fabricados de forma semelhante ao método dos Exemplos 1 e 2, com a diferença de que foi fabricado um núcleo de fertilizante à base de fosfato diamônio. A formulação de nutrientes deste fertilizante é 14- 24-0-10-1-10 (N-P-K-S-Fe-orgânico, em peso seco). O primeiro revestimento sobre o núcleo de fertilizante fabricado é um revestimento à base de óleo mineral leve que contém uma suspensão de 12 libras (~5,4 kg) de revestimento congelado por tonelada de núcleo. Após a secagem, este núcleo mais o primeiro revestimento são, então, revestidos com uma camada protetora de 20 libras (~9,1 kg) por tonelada de uma cera de parafina aquecida ou 20 libras (~9,1 kg) de um revestimento de amida à base de óleo aquecido, sendo ambos sólidos a cerca de 75 °F (24 °C). Exemplo 7.

[0054] Nos grânulos de fertilizante fabricados de forma semelhante ao método dos Exemplos 1 e 2, com a diferença de que foi fabricado um núcleo de fertilizante à base de fosfato diamônio.

A formulação de nutrientes deste fertilizante é 14- 24-0-10-1-12 (N-P-K-S-Fe-orgânico, em peso seco). O primeiro revestimento sobre o núcleo de fertilizante fabricado é um revestimento à base de resina do pinheiro modificado, que contém uma ligação amida no meio de uma cadeia de hidrocarboneto longa para ajudar na ligação à região externa do núcleo de grânulo.

Este primeiro revestimento é aplicado aos núcleos de grânulo quentes (de cerca de 130 °F a cerca de 160 °F; ou de cerca de 55 °C a cerca de 71 °C) durante a fabricação a uma taxa de 10 libras (~4,5 kg) de revestimento por tonelada de núcleo.

Após a secagem, este núcleo mais o primeiro revestimento são, então, adicionalmente revestidos, muitas vezes no momento do transporte, com uma camada protetora de 22 libras (~10,0 kg) por tonelada de um revestimento de resina do pinheiro similar contendo 3% de imidacloprida 2F ativa por massa de revestimento.

Este é um bom agente ativo para fertilizantes que contêm componentes orgânicos em sua estrutura, uma vez que a imidacloprida se liga aos componentes orgânicos, possibilitando que o inseticida seja liberado lentamente ao longo do tempo após a aplicação.

A imidacloprida funciona bem a uma aplicação por acre de 0,1 libra (~0,04 kg) por acre de composto ativo.

Se o fertilizante deste exemplo for aplicado a uma aplicação típica de 300 libras (~136,1 kg) por acre, cada acre seria tratado com 0,1 libra(~0,04 kg) de imidacloprida 2F ativa.

Essa concentração seria bem adequada para um protocolo de aplicação de 3 vezes por ano, pois as regulamentações limitam a quantidade máxima de imidacloprida 2F a menos de 0,4 libra (~0,2 kg) de composto ativo por acre. Esta é uma inclusão particularmente útil, pois a imidacloprida é um inseticida sistêmico que age como uma neurotoxina em insetos e pertence a uma classe de produtos químicos chamados neonicotinoides. A imidacloprida é amplamente utilizada para o controle de pragas na agricultura. Exemplo 8.

[0055] Grânulos de fertilizantes são preparados basicamente como descrito na Patente Norte-Americana No. 8,992,654, em que o fertilizante líquido é pulverizado sobre materiais fertilizantes reciclados, formando grânulos. O spray também contém uma quantidade de herbicida que, juntos, revestem os grânulos de fertilizante. Um segundo líquido é introduzido nos grânulos de fertilizante através de um bocal igual ou diferente, e novamente através de pulverização, contendo nutrientes vegetais além de uma quantidade de um endurecedor. Preferencialmente, a quantidade de endurecedor é suficiente para que a dureza dos grânulos acabados atinja uma faixa de resistência à compressão de cerca de 5 libras a 8 libras. Este material é, em seguida, seco até cerca de 98% ou mais de sólidos em uma secadora de tambor rotativo. O produto fertilizante resultado é um fertilizante granular revestido liso com proteção aprimorada contra formação de pó e manipulação no armazenamento em armazéns e para transporte e manipulação pelo distribuidor intermediário de fertilizantes e, por fim, pelo usuário final — o agricultor cultivador. O produto contém múltiplas camadas de revestimento com atrazina suficiente (0,5%

a 1,5% p/p) para inibir a vegetação indesejada e nutrientes suficientes para promover o crescimento e desenvolvimento vegetal.

[0056] Outras concretizações e usos da invenção serão evidentes para as pessoas versadas na técnica a partir da análise do relatório descritivo e da prática da presente invenção revelada neste documento. Todas as referências aqui citadas, incluindo todas as publicações, patentes e pedidos de patente Norte-Americanos e estrangeiros, e especificamente a referência Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, publicada por Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co., KGaA (2002), são especificamente e inteiramente incorporadas por referência. Pretende-se que o relatório descritivo e os exemplos sejam considerados apenas como exemplares, com o verdadeiro escopo e espírito da invenção sendo indicados pelas reivindicações a seguir. Além disso, o termo “compreendendo em” inclui os termos “consistindo em” e “consistindo essencialmente em”.

Claims (30)

REIVINDICAÇÕES

1. Método de revestimento de grânulos de fertilizante caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer grânulos de fertilizantes compreendidos de material orgânico; colocar os grânulos de fertilizante em contato com um agente de revestimento e um agente bioativo que reage quimicamente com moléculas orgânicas das superfícies e/ou porções internas dos grânulos de fertilizante carregadas que formam um revestimento; e secar os grânulos de fertilizante formando grânulos de fertilizante secos e revestidos.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material orgânico é à base de sulfato e/ou à base de fosfato.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente de revestimento compreende um agente à base de óleo, agentes à base de álcool, ceras, polímeros, uretanos, incluindo poliuretanos, parafinas cristalinas e não cristalinas, tall oil, compostos contendo cálcio, compostos contendo enxofre, compostos contendo fosfato, compostos contendo silício, compostos contendo metal (por exemplo, ferro ferroso ou férrico, sais de boro, magnésio ou manganês), compostos de látex e combinações dos mesmos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os grânulos de fertilizante contêm uma ou mais moléculas de sulfato ou fosfato, moléculas orgânicas, moléculas de ferro ou moléculas de alumínio, que se ligam ao agente de revestimento.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento se difunde dentro dos 200 µm externos dos núcleos dos grânulos de fertilizante.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento se forma nos núcleos dos grânulos de fertilizante.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente bioativo compreende um herbicida, um pesticida, um regulador de crescimento de plantas, uma enzima, um produto natural, um agente microbiano e/ou um microrganismo.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o herbicida ou pesticida é aniônico, catiônico, não iônico e/ou lipofílico.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o contato inclui ainda um tensoativo que facilita a aderência do revestimento e do agente ativo ao grânulo de fertilizante.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento compreende de cerca de 5 libras (~2,27 kg) a cerca de 100 libras (~45,36 kg) por tonelada de grânulos de fertilizante secos.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento compreende preferencialmente de cerca de 10 (~4,54 kg) a cerca de 40 libras (~18,14 kg) por tonelada de grânulos de fertilizante secos.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os grânulos de fertilizante revestidos e secos compreendem de cerca de 95% a cerca de 100% de sólidos.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os grânulos de fertilizante revestidos e secos têm uma dureza e/ou resistência ao esmagamento aumentadas em comparação com os grânulos de fertilizante que não entraram em contato com o agente de revestimento.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os grânulos de fertilizante revestidos e secos têm formação de poeira reduzida em comparação com os grânulos de fertilizante que não entraram em contato com o agente de revestimento.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os grânulos de fertilizante revestidos e secos são menos absorventes de umidade em comparação com os grânulos de fertilizante que não entraram em contato com o agente de revestimento.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os grânulos de fertilizante revestidos e secos têm um perfil de nutrientes de liberação de duas fases, compreendendo uma liberação rápida ao longo das primeiras duas semanas após a aplicação ao solo seguida por uma segunda fase de liberação lenta.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente bioativo compreende um ou mais microrganismos.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que um ou mais microrganismos beneficiam uma cultura alvo ao reabastecer a microflora de solo esgotada, aumentar a transferência de um ou mais nutrientes para uma cultura alvo e/ou aumentar o crescimento ou produção de plantas.

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que um ou mais microrganismos metabolizam um composto ou produto químico tóxico e/ou realizam biorremediação.

20. Grânulos de fertilizantes revestidos caracterizados pelo fato de que compreendem materiais orgânicos e um agente bioativo e um agente de revestimento.

21. Grânulos, de acordo com a reivindicação 20, caracterizados pelo fato de que o material orgânico é à base de sulfato e/ou à base de fosfato.

22. Grânulos, de acordo com a reivindicação 20, caracterizados pelo fato de que compreendem ainda um composto de hidrocarboneto ligado a amida ou uma cera de parafina.

23. Grânulos, de acordo com a reivindicação 20, caracterizados pelo fato de que o agente bioativo está presente ou dentro dos 200 µm externos dos núcleos dos grânulos de fertilizante revestidos.

24. Grânulos, de acordo com a reivindicação 20, caracterizados pelo fato de que o agente bioativo compreende um herbicida, um pesticida, um regulador de crescimento de plantas, uma enzima, um produto natural, um agente microbiano e/ou um microrganismo.

25. Grânulos, de acordo com a reivindicação 20, caracterizados pelo fato de que o agente bioativo é aniônico, catiônico, não iônico e/ou lipofílico.

26. Grânulos, de acordo com a reivindicação 20, caracterizados pelo fato de que o agente bioativo não está presente na superfície externa dos grânulos.

27. Grânulos revestidos de fertilizante caracterizados pelo fato de que contêm um agente bioativo dentro de revestimentos.

28. Grânulos, de acordo com a reivindicação 27, caracterizados pelo fato de que o fertilizante compreende material orgânico.

29. Grânulos, de acordo com a reivindicação 27, caracterizados pelo fato de que o agente bioativo compreende um herbicida, um pesticida, um regulador de crescimento de plantas, uma enzima, um produto natural, um agente microbiano e/ou um microrganismo.

30. Grânulos, de acordo com a reivindicação 27, caracterizados pelo fato de que não contêm substancialmente nenhum agente bioativo nas superfícies dos grânulos.