BRPI0621384B1 - agente de tratamento agronômico, processo para obter agente de tratamento agronômico, material de planta, processo de tratamento agronômico - Google Patents

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AGENTE DE TRATAMENTO AGRONÔMICO, PROCESSO PARA OBTER AGENTE DE TRATAMENTO AGRONÔMICO, MATERIAL DE PLANTA, PROCESSO DE

TRATAMENTO AGRONÔMICO A presente invenção refere-se em geral ao tratamento agronômico de plantas, para diferentes finalidades, seja para estimular a germinação das sementes, promover o crescimento das plantas ou protegê-las de vários patógenos ou parasitas. A invenção refere-se mais especificamente ao tratamento agronômico não-aéreo, isto é, tratamento utilizando substrato úmido, por exemplo, utilizando um solo, onde a planta em questão viva ou seja cultivada. A titulo de exemplo, a presente invenção será explicada e descrita com referência ao tratamento de sementes, por exemplo, de espécies especialmente de variedades de horta, jardim e agricultura em larga escala ou, alternativamente, de sementes de árvores e arbustos.

Para fins de tratamento de plantas, em especial sementes, por exemplo, utilizando um solo úmido, é prática conhecida obter, produzir e fornecer o agente de tratamento em forma sólida e dividida, isto é, compreendendo partículas sólidas contendo as espécies ativas individuais ou combinadas para o 'tratamento, seja, por exemplo, um nutriente para plantas, aumentando os microorganismos ou produtos para a desinfecção do ambiente de sementes e plantas.

Duas modalidades principais de tal agente de tratamento são propostas ou descritas na prática.

Segundo uma primeira modalidade, cada partícula compreende um grão constituído por um material sólido mineral ou sintético que adsorve e/ou absorve as espécies ativas; cf. por exemplo, bactérias em um substrato de turfa.

Esta modalidade não permite, por um lado, controlar a liberação das espécies ativas no substrato úmido, e, por outro, proteger essas espécies o máximo possível contra a umidade existente no referido substrato ou fornecida ao mesmo, por exemplo, durante qualquer hidrataçâo temporária antes da fase de ação das espécies ativas.

De acordo com uma segunda modalidade, cada partícula consiste em uma cápsula, microcápsula ou nanocápsula, compreendendo uma membrana, por exemplo, obtida com um polímero de origem natural que encapsula espécie ativa individuais ou combinadas; como, por exemplo, óleos essenciais microencapsulados.

Esta modalidade não apresenta força mecânica suficiente que permita às cápsulas suportar ou um pós-tratamento que gera atrito, por exemplo, durante o revestimento ou tratamento com película em uma fase úmida, ou uma deposição direta no substrato, por exemplo, como uma mistura com sementes em uma máquina de semear.

Para fins de obtenção de um tratamento agronômico, em forma sólida e dividida, que seja direta ou indiretamente adequado para incorporação em contato com e em um substrato, por exemplo, um solo, que por natureza é úmido ou passível de ser hidratado, um objeto da presente invenção é um sistema para condicionar ou formar as espécies ativas do tratamento agronômico, permitindo, simultaneamente, por um lado, boa força mecânica, em especial no que diz respeito a esmagamento ou à pressão, bem como boa resistência à hidratação temporária durante a preparação do final produto a ser utilizado, e, por outro, um período de liberação controlada ou controlável das espécies ativas, justamente por meio da umidade ou água disponível ou fornecida ao substrato. - - ' De acordo com a presente invenção, cada partícula compreende: - um núcleo constituído por um grão de um material sólido inerte, isto é, no que diz respeito ao substrato, compreendendo uma superfície interna desenvolvida maior do que a sua superfície aparente, que é em especial porosa (inter e/ou intraporosidade) , e, neste sentido, adequado para adsorção e/ou absorção apenas das espécies ativas, ou suportado por uma fase líquida, por exemplo, - as espécies ativas do tratamento agronômico, conforme definidas anteriormente, absorvidas no grão e/ou adsorvidas na superfície do grão ou de suas partículas constituintes, - uma membrana que encapsula o núcleo, compreendendo a espécie ativa, ela própria absorvida e/ou adsorvida no referido núcleo conforme indicado anteriormente, sendo essa membrana constituída por pelo menos um polímero hidrofílico, que é externamente permeável no que diz respeito à espécie ativa, quando o mesmo está em contado direto ou indireto com o substrato úmido.

Duas modalidades devem ser consideradas.

De acordo com uma primeira modalidade da invenção, o agente de tratamento definido antes é utilizado diretamente no substrato e, por exemplo, fornecido em um solo, juntamente com e como uma mistura com sementes.

De acordo com esta primeira modalidade, o sistema definido anteriormente possibilita, por meio de uma escolha apropriada do(s) polímero(s) hidrofílico(s) constituinte(s) da membrana, que é(são) mais ou menos solúvel(eis) e/ou hidratável (eis) em fase aquosa, e da sua espessura, modificar a permeabilidade externa da membrana no que diz respeito à espécie ativa, em especial sob o efeito da umidade, e, como um todo, liberar as espécies ativas, localmente {in sítu) para dentro do substrato, de acordo com qualquer planejamento temporal adequado como, por exemplo, imediatamente, em alguns dias ou em algumas semanas.

Caso se pretenda fornecer uma planta com diferentes espécies ativas diferentes, que sejam mutuamente incompatíveis ou que neutralizem uma à outra, o sistema de acordo com a presente invenção permite obter agentes de tratamento que sejam respectivamente diferentes, com liberações respectivamente coordenadas ao longo do tempo, mas fornecidos juntos no solo, por exemplo na área da raiz da planta. 0 sistema de condicionamento ou formação de acordo com a presente invenção constitui uma alternativa eficaz e eficiente para a aplicação extemporânea das espécies ativas para o tratamento agronômico.

Este sistema permite em especial evitar qualquer perda de espécies ativas, não apenas durante o armazenamento do agente de tratamento, por oxidação, evaporação, etc., mas também durante a aplicação, por reumidificação temporária, etc. 0 sistema de condicionamento de acordo com a invenção também permite obter um agente de tratamento, em forma sólida e dividida, e em estado seco, o qual é compatível com as técnicas atuais de deposição em um solo, em plantas ou em sementes como, por exemplo, em termos de tamanho das partículas, fluxo, higroscopicidade e durabilidade.

De acordo com uma segunda modalidade da invenção, que é particularmente preferida, cada partícula do agente de tratamento definido anteriormente compreende também outra membrana, encapsulando o núcleo compreendendo a espécie ativa, esta mesma já encapsulada pela membrana definida anteriormente, isto é constituído por pelo menos um polímero hidrofílico, sendo essa outra membrana constituída por pelo menos um polímero hidrofóbico que pode ser quebrado em contato com o substrato úmido.

Devido à outra membrana, é possível proteger o agentes de tratamento de qualquer hidratação temporária que, de outro modo, podería provavelmente causar a liberação ou soltura da espécie ativa. Esta proteção é particularmente importante quando o agente de tratamento é revestido ou tratado com película, por exemplo, em torno de sementes, com um material degradável, do tipo cola, fornecido na fase úmida, e posteriormente seco. 0 agente de tratamento de acordo com a invenção então suporta, isto é praticamente preserva todas as suas propriedades para a liberação da espécie ativa, uma vez no substrato úmido. 0 sistema de condicionamento de acordo com a presente invenção também permite oreservar a atividade da espécie ativa (como a viabilidade de um microorganismo), durante o armazenamento do agente de tratamento, até o momento em que é liberado ou solto, mas também durante o revestimento ou tratamento com película do referido agente.

Essa proteção temporária também possui uma vantagem no substrato, ao permitir a liberação da espécie ativa, não no momento de colocar a semente no solo, mas, por exemplo, uma vez que essa semente tenha sido colocada em meio hidratado ou mesmo em solo hidratado.

Em suma, o sistema de condicionamento de acordo com a invenção permite que a espécie ativa aja, quando isto for necessário, e, se preciso, na região da semente durante germinação, e posteriormente na área de desenvolvimento das ramificações da raiz da planta, ou de sua copa, e somente depois da aplicação.

Em especial, em virtude da invenção, o agente de tratamento pode ser aplicado às próprias sementes e armazenado de forma operativa nas mesmas, relativamente às suas condições de armazenamento antes da semeadura.

Através de uma escolha adequada dos polímeros hidrofílicos e hidrofóbicos, respectivamente, por um lado, e do material sólido inerte, por outro, o sistema de condicionamento de acordo com a invenção é degradável e sem risco ao ambiente. 0 termo "inerte" significa a propriedade pela qual o material em consideração não apresenta risco ao ambiente e/ou à planta cultivada. 0 termo "desintegrável" significa a propriedade pela qual o material em consideração se desintegra, perdendo assim toda a coesão, por meio de dissolução, passando para suspensão, intumescimento, hidrólise química ou enzimática, degradação química ou biológica, biodegradação, bioassimilaçâo, etc. A presente invenção apresenta as seguintes variantes de implementação, as quais podem ser consideradas individualmente ou em combinação. 0 diâmetro médio das partículas sólidas do agente de tratamento agronômico de acordo com a invenção fica entre 5 e 500 μιη, preferivelmente entre 5 e 50 pm e, por exemplo, em torno de 13 pm, dependendo do processo de aplicação selecionado. O polímero hidrcfílico, que vem a ser o único ou principal constituinte da membrana das partículas sólidas, é, por natureza, formador de película e/ou emulsificante. Ele é escolhido, por exemplo, do grupo constituído por polivinilpirrolidona (PVP), álcoois polivinílicos (PVA), ceras, alginatos, quitosana, poliósidos modificados ou não modificados, incluindo polissacarídeos, amidos modificados ou não modificados, celuloses, dextrinas, maltodextrinas, goma arábica, goma guar, goma de acácia, gelatinas e proteínas (soja, trigo). O material sólido das partículas do agente de tratamento de acordo com a invenção é inerte no sentido de que a sua introdução no substrato, por exemplo, um solo, não apresenta praticamente qualquer feito adverso, como toxicidade, não apenas no que diz respeito ao referido substrato, mas também à planta durante o cultivo. Ele é preferivelmente um material mineral escolhido do grupo formado por zeólitos, montemorilonitas, carbonato de cálcio, sílicas, terras diatomáceas, incluindo terra infusória ou kieselguhr, e pedras-pomes. A título de exemplo, o material mineral é uma terra diatomácea modificada obtida por reação hidrotérmica entre uma diatomácea silicosa, cal hidratada e água.

No entanto, em alguns casos, o material sólido inerte das partículas é um material nâo-mineral, por exemplo, um material orgânico, escolhido a partir do grupo formado por polímeros orgânicos sintéticos, incluindo poliestirenos macroporosos, poliacrilatos, matrizes de estireno microporoso e polímeros termocontráteis (por exemplo poliacrilamidas).

De acordo com a presente invenção, o termo "material sólido" significa qualquer material que apresente estabilidade de tamanho sob as condições de uso do agente de tratamento agronômico, em especial no que diz respeito a temperatura e umidade relativa.

Preferivelmente, o grão do material sólido inerte, constituindo o núcleo das partículas do agente de tratamento de acordo com a invenção, possui a forma de uma microesfera. Esta forma pode ser obtida em especial por uma etapa de esferonização, de acordo com o processo de produção descrito abaixo.

Este grão possui preferivelmente estrutura macroporosa, sendo esta porosidade igualmente inter ou intraporosidade, por exemplo, no caso das terras diatomáceas ilustradas adiante. A titulo de exemplo, a área de superfície específica (BET) relativa à área do material sólido inerte poroso, equivale a pelo menos 50, preferivelmente entre 50 e 200, e, por exemplo, a cerca de 140 m2/g.

De acordo com as aplicações ou usos, que dependem da natureza das espécies ativas utilizadas, a proporção de peso das referidas espécies ativas quanto aos de material sólido inerte equivale a pelo menos 10“9, preferivelmente entre 10~6 e 1, e, por exemplo, a cerca de 0,40. O polímero hidrofílico pode ser escolhido para tornar-se insolúvel em água a uma temperatura ou acima de uma temperatura de pelo menos 30°C, por exemplo a 45°C ou mais, por exemplo, a hidroxipropilcelulose comercializada sob a marca Klucel®, ou a 70°C ou mais, por exemplo, poliacrilamidas (HDC). Ele também pode ser um alginato colocado em contato com íons de cálcio.

Essa propriedade é vantajosa quando, conforme descrito adiante, outra membrana de natureza hidrofóbíca é colocada na partícula, utilizando-se uma fase aquosa a temperatura relativamente elevada, per exemplo por coalescência; neste caso, a membrana de polímero hidrofílico é assim preservada.

De acordo com a presente invenção, todos os tipos de espécies ativas podem, desta forma, ser condicionados ou formados, dependendo do tratamento agronômico empregado.

Eles podem ser primeiramente produtos que estimulem a germinação de sementes, isto é, moléculas fisiologicamente ativas na germinação.

As espécies ativas podem ser um produto gue promova o crescimento de plantas, por exemplo, hormônios, ou que aumente sua resistência a estresses ambientais, por exemplo, estimuladores de defesa, ou que estabilize o pH do substrato e suas cercanias imediatas, ou, alternativamente, um nutriente.

Também pode ser um produto de proteção contra agentes que se mostrem desfavoráveis ao crescimento de plantas jovens, aqui incluídos vírus e micro-organismos patogênicos, por exemplo, um produto fungicida, bactericida, hematicida, inseticida ou herbicida, que atue por contato, ingestão ou difusão gasosa; it is, por exemplo, qualquer óleo essencial adequado, por exemplo, extrato de tomilho. Todos esses produtos reforçam as reações de resistência da planta, e/ou desinfetam ou regulam o ambiente da mesma.

As espécies ativas podem ser um material biológico vivo, por exemplo, um microorganismo não-patogênico, por exemplo, pelo menos um fungo, ou uma bactéria, ou um vírus, se necessário, com um meio que garanta a sua viabilidade; e este microorganismo, por exemplo, do tipo pseudomonas, bacillus, trichoderma, clonostachys, fusarium, rhizoctonia, etc., estimula o crescimento da planta, ou a protege contra os patógenos definidos anteriormente. '■ Quando o agente de tratamento agronômico de acordo com a invenção compreende outra membrana, isto é, duas membranas, a primeira encapsulando o núcleo compreendendo as espécies ativas, e a segunda revestindo a primeira membrana, ela mesma constituída por um polímero hidrofóbico desintegrável, as variantes de implementação a seguir devem ser consideradas: - o polímero hidrofóbico é escolhido do grupo formado por polímeros sintéticos, como poli(-3-hidroxioctanoato) (THO), polihidroxialcanoato (THA), ácidos poliláticos de diferentes pesos moleculares (PLA), poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidrovalerato) (PHVA), poli-e-caprolactona (PCL), estireno/acrilato de butila, polietileno tereftalato (PET), copolimeros glicol-láticos, resinas alquida, amidos modificados, alginatos, quitosanas e polissacarídeos; - preferivelmente, o polímero hidrofóbico é um ácido polilático com massa molar entre 5000 e 100 000 ou uma resina de alquida. A invenção também se refere a um processo para obter um agente agronômico com, por exemplo, a estrutura e/ou morfclogia definidas anteriormente.

De acordo com este processo: a) material inerte, em forma sólida e dividida, é fornecido, b) as espécies ativas selecionadas para o tratamento agronômico, em fase liquida, são fornecidas, c) um polímero hidrofílico em fase aquosa é fornecido, d) o material inerte sólido em forma dividida, compreendendo uma área de superfície desenvolvida interna maior do que a sua área de superfície aparente, por exemplo, um material poroso, é impregnado com as espécies ativas em fase líquida para obter um material intermediário que ainda está sólido e em forma dividida, compreendendo as espécies ativas, e) este material intermediário é revestido com o polímero hidrofílico em fase aquosa, para obter glóbulos, ■f) a água é removida dos glóbulos, para obter um pó que pode constituir o agente de tratamento agronômico desejado.

Preferivelmente, durante a etapa (f), a água é removida especialmente em um leito fluidizado com ar ou por secagem por nebulização. A título de exemplo, etapas (e) e (f) são realizadas simultaneamente, ao se fluidizar o material intermediário e aspergir sobre o mesmo o polímero hidrofílico em fase aquosa, tudo em uma corrente de ar, por exemplo, uma corrente de ar quente, a fim de coalescer tal polímero. As condições de secagem, especialmente a taxa de secagem e a temperatura do ar, são adaptadas para obter uma membrana satisfatória.

Durante a etapa (d) definida anteriormente, as condições de impregnação são predeterminadas para carregar o material inerte, em forma sólida e dividida, com uma quantidade de massa das espécies ativas em fase liquida de cerca de 20% e 200%, preferivelmente entre 30% e 50%, e, por exemplo, equivalente a cerca de 43% da massa inicial das espécies ativas em fase liquida.

Alternativamente, de preferência, o polímero hidrofílico da fase aquosa representa pelo menos 1% e, preferivelmente, de 5% a 10% por peso da referida fase aquosa, para obter uma viscosidade adequada para impregnar o material intermediário. A título de exemplo, quando o polímero hidrofílico é HPC, este polímero é dissolvido em água a uma taxa de 1% a 10% (m/m) da fase aquosa, e, após a impregnação de acordo com etapa (e) na superfície do material intermediário com a solução aquosa, seguida por secagem de acordo com etapa (f) , o polímero seco representa de 5% a 50% (m/m) do referido material intermediário.

Quando o mesmo é um agente de tratamento agronômico, cujos grãos compreendem uma membrana dupla, hidrofílica e hidrofóbica, respectivamente, o pó obtido ao final do processo definido anteriormente pode ser usado para etapas adicionais de acordo com as quais: - este pó é, portanto, fornecido, - e um polímero hidrofóbico desintegrável em fase aquosa é fornecido, e: g) o pó é revestido com o polímero hidrofóbico em fase aquosa, para obter glóbulos, h) a água é removida dos glóbulos, para obter o agente de tratamento agronômico desejado.

Preferivelmente: - o polímero hidrofóbico em fase aquosa is a látex ou uma microsuspensão ou nanosuspensão do referido polímero em água, - as etapas (g) e (h) definidas anteriormente são realizadas simultaneamente ao se fluidizar o pó e aspergir sobre o mesmo o polímero hidrofóbico em fase aquosa, tudo em uma corrente de ar.

Por exemplo, a suspensão compreende 10% (m/m) do polímero hidrofóbico relativo à fase aquosa, e, após a secagem do mesmo polímero hidrofóbico, em forma seca, representa de 10% a 50% (m/m) do pó sujeito às etapas (g) e (h) .

Caso seja necessário, o processo descrito anteriormente pode compreender uma etapa de esferonização do agente de tratamento, depois de qualquer etapa de remoção de água. 0 agente de tratamento agronômico de acordo com a invenção pode ser utilizado ao se colocá-lo diretamente em um substrato, por exemplo, um solo, ou ser combinado com material de planta para reprodução ou multiplicação de uma espécie de planta, especialmente uma variedade de planta, em forma dividida, por exemplo, sementes, material este que é então colocado no substrato de alimentação. No último caso, cada componente separado do supracitado material de planta, por exemplo, sementes, é revestido ou tratado com uma película com uma matriz de um material degradável permeável a água e, opcionalmente, que incorpore o agente de tratamento de acordo com a invenção, distribuído na referida matriz.

Esse material consiste, por exemplo, de uma semente de uma espécie, especialmente de uma horta, um jardim ou variedade de plantio em larga escala, ou, alternativamente, sementes de árvores ou arbustos.

Conforme indicado anteriormente, quando um revestimento ou tratamento com película operação é realizado com um material degradável, em forma úmida ou em uma fase aquosa, a segunda membrana, ou outra membrana, das partículas do agente de tratamento agronômico permite suportar a hidratação temporária assim realizada, até a completa secagem do material de planta revestido ou tratado com película, realizando isto enquanto preserva a estrutura e atividade do agente de tratamento agronômico.

Em suma, a presente invenção refere-se a qualquer tratamento agronômico, de acordo com o quê o material de planta para reprodução ou multiplicação de uma espécie, especialmente a variedade de planta, por exemplo sementes, é fornecido em um substrato úmido ou hidratado, por exemplo, um solo, de acordo com o quê um agente de tratamento conforme definido anteriormente é colocado no mesmo substrato, de modo que a espécie ativa do tratamento agronômico é solta ou liberada nas cercanias das imediatas da semente ou na área de enraizamento ou da copa da espécie de planta em consideração, passando por desenvolvimento ou crescimento.

Duas variantes desse processo podem ser consideradas: - de acordo com uma primeira variante, por exemplo, extemporaneamente, o agente de tratamento agronômico é misturado com um material de planta para reprodução ou multiplicação, ele mesmo em forma sólida e dividida, e a mistura então obtida, ainda em forma sólida e dividida, é colocada no substrato úmido, - de acordo com uma segunda variante, antes de colocado no substrato úmido, o agente de tratamento agronômico é ou se torna combinado, integralmente, com um material de planta para reprodução ou multiplicação, em forma sólida e dividida, por exemplo, por revestimento ou tratamento com película conforme descrito anteriormente.

Os exemplos que se seguem ilustram a presente invenção.

Exemple 1: Produção de material intermediário, em forma sólida e dividida, a partir de um material poroso mineral em forma sólida e dividida e de uma espécie ativa em fase liquida De acordo com este exemplo, as espécies ativas para o tratamento agronômico consiste em um óleo essencial com sabidamente uma ação desinfetante e protetora contra patógenos em um solo. Este óleo essencial é, por exemplo, óleo essencial de tomilho, fabricado e comercializado pela empresa Flore de Saintonge, sob a marca Hethyt 600R. Este óleo essencial será doravante denominado como HE.

De acordo com este exemplo, o material poroso mineral em forma sólida e dividida é uma terra diatomácea modificada, isto é, por reação entre a diatomácea silicosa, cal hidratada e água, por exemplo, o produto sólido da empresa World Minerais sob a marca Calflo C®. Os grãos deste material são irregulares e angulosos, cuja morfologia oferece intraporosidade e interporosidade, com área de superfície especifica total de 140 m2 g-1 (ponto BET) relativa ao ar. O diâmetro dos grãos varia de 5 a 50 pm, com tamanho médio de 13 pm. O protocolo experimental a seguir é realizado. Antes da impregnação, o Calflo C é lavado com água destilada, a fim de remover as impurezas, e colocado em forno sob vácuo a uma temperatura de 80°C por um dia. O seguinte protocolo experimental é então realizado: 1. O Calflo C, doravante denominado TdD, é separado; 2. O TdD é impregnado, conforme descrito adiante, para obter vários teores de massa de impregnação com HE (massa de HE relativa â massa total de TdD + HE), respectivamente, de 20%, 33%, 43% e 50% m/m; para tanto, basta variar a duração da impregnação descrita abaixo. 3. Em seguida, as cinéticas de liberação/soltura do HE, por difusão gasosa, são medidas por monitoramento da perda de peso ao longo do tempo.

Quanto à impregnação, o HE e o TdD são introduzidos em um frasco de pílulas de 100 ml, com contas de ágata para que o HE seja distribuído uniformemente no TdD, e para que os locais intersticiais do TdD sejam acessíveis. O frasco de pílulas é agitado por 20 minutos em um misturador de rolo. Após esta operação, o TdD se torna uniformemente impregnado com HE. Imagens de microscópio de varredura (SEM), antes e depois da mistura, mostram que a mistura no misturador não afeta o tamanho dos grãos de TdD. A quantidade de HE retida no TdD e que o impregna é medida de acordo com o seguinte protocolo operacional: - extração do HE com diclorometano (CHrCl?); - ensaio do HE no diclorometano na faixa ultravioleta, a 273 nm.

Para conferir ao material intermediário a forma de um pó seco, é escolhido um grau de impregnação (massa de HE relativa à massa total de TdD e HE) de 43%.

As cinéticas de liberação ao ar livre são monitoradas por simples pesagem, ou análise termogravimétrica (TGA).

Duas sucessivas etapas de liberação são observadas, por dessorção: - uma primeira etapa de rápida dessorção, que pode corresponder à perda das multicamadas de HE, cobrindo a superfície fractal do TdD; - e uma segunda etapa de dessorção mais lenta, que pode corresponder à perda de HE retido nas porosidades inter e intra-grão do TdD.

Praticamente todo o HE retido no TdD pode então ser liberado de maneira relativamente rápida.

Exemplo 2: Encapsulamento do material intermediário obtido de acordo com Exemplo 1 com um polimero hidrofilico, para obter um pó 0 material intermediário, doravante denominado Mi, obtido de acordo com Exemplo 1, e, consequentemente, sob a forma de microgrãos, é fornecido.

Ele é escolhido para cobrir esses grãos com um polimero hidrofilico em fase aquosa. 0 polimero hidrofilico selecionado é degradável.

No laboratório, o supracitado material intermediário é encapsulado de acordo com o protocolo de emulsão seca abaixo: 1. uma solução aquosa do polimero hidrofilico é fornecida; 2. o Mi é disperso nesta solução aquosa para obter uma dispersão; 3. a dispersão aquosa é espalhada em placas de vidro, sendo a água evaporada de maneira controlada para que precipite por coalescência cu coacervaçâo o polimero hidrofilico em torno dos grãos do Mi, e obtenha um pó.

Dois polímeros hidrofílicos foram selecionados e testados, a saber: - um amido modificado, por exemplo, o produto comercializado pela empresa Roquette sob a marca Cleargum , correspondendo à fórmula química dada na Figura 1; - uma hidroxipropilcelulose, por exemplo, o produto comercializado pela empresa Aqualon sob a marca Klucel , correspondendo à fórmula química mostrada na Figura 2.

No que diz respeito ao Klucel®, cabe notar que o mesmo é insolúvel em água a partir dos 45°C, o que permite, conforme mostrado abaixo no Exemplo 4, revestir posteriormente o pó obtido de acordo com o presente exemplo com um polímero hidrofóbico (ácido polilático ou resina de alquida) em fase aquosa e sob condições de calor, sem qualquer risco de dissolver ou causar o inchamento da membrana (ou primeira membrana) do polímero hidrofílico.

Na faixa Klucel foram utilizados vários graus, conhecidos como J e M, que diferem um do outro por seu peso molecular, isto é, respectivamente, 140 000 e 850 000. O protocolo experimental a seguir é utilizado: 1. um Mi obtido de acordo com o Exemplo 1, contendo 43% (m/m) de HE, é utilizado como matéria-prima; 2. uma solução aquosa de um polímero hidrofílico escolhido conforme indicado anteriormente, a 1% ou 2% por peso do referido polímero relativamente ao peso da água, é fornecida; 3. utilizando-se uma pá de desfloculação girando a 1000 rpm, à temperatura ambiente, a solução aquosa de (2) é agitada, e Mi é adicionado para se obter uma dispersão aquosa de Mi, agitada por 1 minuto, sendo que Mi representa, em todos os testes relatados a seguir, 20% por peso da dispersão aquosa, isto é, do peso total de Mi mais solução polimérica aquosa; a etapa de dispersão é realizada enquanto se mantém a massa de Mi constanre, enquanto se varia a massa do polímero hidrofílico que encapsula os grãos do Mi, e a do polímero hidrofílico que encapsula os grãos do Mi; no entanto, ele é escolhido para aplicar uma quantidade mínima de polímero hidrofílico em torno dos grãos do Mi. 4. de acordo com o mesmo protocolo de emulsão seca que o descrito no Exemplo 1, a dispersão obtida é depositada e espalhada sobre várias placas de vidro, em finas camadas, 5. as placas são então colocadas ao ar livre, sob uma caixa ventilada de 1 a 2 horas; a umidade superficial diminui rapidamente; quando o grau de umidade atinge de 7% a 23%, a membrana de encapsulamento obtida is semipermeável, isto é, permite a difusão de água, embora ao mesmo tempo retenha ou retarde a difusão dos compostos do HE, 6. uma vez secas as cápsulas, são recobertas e separadas, se necessário, por moagem muito leve, a fim de se obter um pó, 7. utilizando-se o pó assim obtido, o rendimento da impregnação do HE é calculado medindo-se a quantidade de HE retido no pó, conforme indicado anteriormente; e as cinéticas de difusão do HE ao ar livre são observadas ao se monitorar a perda de peso do pó, sendo 1 g desse pó colocado em um cadinho sob uma caixa ventilada.

Os resultados dos testes de encapsulamento são indicados na Tabela I.

Os rendimentos de HE encapsulado no pó obtido são corretos. 0 rendimento aumenta quando a concentração do polímero hidrofilico na água aumenta. Quando o encapsulamento é realizado sob condições de calor (65°C), o rendimento cai.

Quanto à liberação, são feitas as observações a seguir: - uma parede de membrana mais espessa retarda a difusão do HE; - a assimptota obliqua, no entanto, é alcançada mais lentamente para os grãos de Mi encapsulados com HPC do que para o amido modificado (por exemplo, Cleargum). Além disso, a assimptota se torna mais horizontal, e, em tempo de retenção mais prolongados, quanto maior a massa molar do HPC, maior a quantidade depositada em torno dos grãos de Mi.

Portanto, ao se variar a faixa de Klucel , pode-se determinar se a viscosidade, a massa ou a quantidade de polímero hidrofilico influencia a liberação de HE.

Durante o encapsulamento, a massa molar do HPC, portanto, varia. 0 procedimento é o mesmo que o anterior. 0 rendimento do encapsulamento é calculado como anteriormente.

Os resultados constam da Tabela II a seguir: Com base nesta tabela é possível traçar as seguintes observações: • Os rendimentos obtidos são satisfatórios e superiores a 66%. • Para a mesma massa molar, quando a quantidade de polímero e a viscosidade aumentam, os rendimentos de encapsulamento melhoram. • Para a mesma quantidade de polímero hidrofílico depositada e à mesma concentração de polímero na solução (e aproximadamente o mesmo tempo de secagem), os rendimentos obtidos com hidroxipropilcelulose de grande massa molar (850 000 g.mol-1) são superiores aos resultantes dos encapsulamentos com hidroxipropilcelulose de baixa massa molar (140 000 g.mol-1). Δ maior viscosidade desta solução explica essas observações. • Como um todo, independentemente da massa molar do HPC, a difusão é retardada quando a quantidade de polímero hidrofílico aumenta. • Quanto à cinética, todas as curvas de liberação têm a mesma forma: uma elevação relativamente rápida corresponde ou a grãos com revestimento insuficiente ou a uma parede de membrana mais ou menos fissurada (são observados efeitos de "ruptura" na maioria das difusões), seguida por uma elevação até uma assímptota horizontal proporcionalmente mais lenta do que a membrana mais espessa. ·, ·, Exemplo 3:Encapsulamento do pó obtido de acordo com Exemplo 2 com um polímero hidrofóbico para obter um agente de tratamento agronômico em forma sólida e dividida De modo general, de acordo com este exemplo, é fornecido um pó que se obtém de acordo com Exemplo 2, utilizando-se um polímero hidrofóbico, dotado de bom efeito de barreira à água, e uma taxa relativamente rápida de degradação no solo, sendo formada uma dispersão aquosa do referido polímero. Em seguida, o pó é revestido com o polímero hidrofóbico a fim de obter glóbulos, sendo removida a água desses glóbulos para obter o agente de tratamento desejado. 0 polímero hidrofóbico utilizado é um ácido polilático ou PLA, sob a forma de nanopartí cuias dispersas em água, sendo o PLA particularmente vantajoso devido à sua natureza de formação de película, e sua possível degradação por hidrólise controlada de acordo com sua massa molar. 0 polímero hidrofóbico utilizado também é uma resina de alquida formadora de película, dispersa em água sob a forma de nanopartícuias, e em geral correspondendo à fórmula química de acordo com a Figure 3; por exemplo, a resina Uradil AZ 554-Z50, fabricada e comercializada pela empresa DSM, que requer um agente de secagem para a sua ligação cruzada, a saber, Nuodex Combi AQ, que também é comercializado pela empresa DSM. A formação de película desta resina is obtida primeiro por coalescência, depois por força de secagem.

Duas baterias de testes, realizadas com diferentes PLAs, foram realizadas, respectívamente, sob condições de laboratório, por emulsão seca em uma placa, e sob condições industriais, mediante aplicação em leito fluidizado com ar, porém de acordo com a técnica de emulsão seca. Várias suspensões aquosas redispersíveis de PLA como nanopartícuias coloidais foram obtidas e testadas, preliminarmente, para revestir grânulos de fertilizante, a fim de determinar a aplicação ótima e as condições operacionais da formação de película (formação de uma membrana).

Tendo-se estabelecido essas condições operacionais, foram testados dois PLAs diferentes, um de baixa massa molar, isto é, 7000, com Tg de 45°C, e outro de maior massa molar, isto é, 35 000, com Tg de 55°C.

Segue-se, portanto, o protocolo operacional abaixo. 1. um pó (micropartícuias) obtido de acordo com Exemplo 2 é fornecido. Dois tipos de pó foram testados: - o primeiro, cujas micropartícuias contêm núcleo de TdD + HE (HE representando por peso 43% do peso total de TdD + HE), e uma membrana de HPC com peso molecular de 80 000, representando a membrana 5% ou 50% (m/m) do núcleo (TdD + HE) , - o segundo, cujas micropartículas contêm núcleo de TdD + HE (HE representando por peso 43% do peso total de TdD + HE) , e uma membrana de HPC membrana com peso molecular de 850 000, representando a membrana 5% ou 50% (m/m) do núcleo (TdD + HE). 2. um látex de PLA em uma base aquosa é fornecido, sendo que o PLA representa 15% (m/v) da fase aquosa; os dois PLAs de diferente peso molecular identificados acima foram testados, 3. o pó é disperso no látex, com uma pá de desfloculação girando a 800 rpm, por um minuto, a 45°, a fim de obter uma dispersão aquosa, 4. de acordo com a técnica de emulsão seca, a dispersão aquosa é espalhada sobre placas de vidro, que depois são secas em forno a 58°C por 30 a 45 minutos, sendo as partículas assim obtidas recuperadas, opcionalmente após a separação em uma argamassa, 5. três determinações são realizadas nessas partículas: - o rendimento do HE encapsulado pela membrana dupla é calculado, de acordo com o método descrito anteriormente, - a cinética de difusão ao ar livre é determinada ao se monitorar a perda de peso das partículas, - a cinética de difusão é determinada ao se misturarem e incorporarem as partículas em areia, e ao se determinar a quantidade residual de HE nas partículas, de acordo com o mesmo método.

Os resultados de teste obtidos, por emulsão seca no laboratório, constam da Tabela III abaixo: 0 termo "rendimento do segundo encapsulamento" significa a quantidade de HE presente nas partículas, após o encapsulamento com o polímero hidrofóbico, relativamente à quantidade de HE inicialmente presente no pó. 0 termo "rendimento geral" significa a quantidade de HE remanescente nas partículas, após o encapsulamento com o polímero hidrofóbico, relativamente à quantidade inicial de HE utilizada para impregnar o TdD.

Desta forma, são efetuadas as observações a seguir: • o rendimento para o segundo encapsulamento, por emulsão seca, varia de 41% a 73%; durante esta etapa, o HPC protege o HE contra a difusão, • o rendimento geral não muda com a massa de PLA depositada no pó, • a difusão ao ar livre é apreciavelmente retardada ao se aumentar a quantidade de PLA aplicada durante o segundo encapsulamento, • a difusão em areia mostra que se pode obter uma liberação retardada por 30 dias, por exemplo, pela aplicação do tipo, tal como sementes em um substrato úmido.

Quanto aos testes de tipo industrial, estes foram realizados sob condições industriais de emulsão seca, com leito fluidizado utilizado com uma máquina "Mini-Glatt", fabricada e comercializada pela empresa Glatt.

Com esta machine, o pó obtido de acordo com Exemplo 2 é ■ fluidizado para se obter um leito fluidizado, e o polímero hidrofóbico como dispersão aquosa é aspergido no pó então fluidizado, ocorrendo tudo em uma corrente de ar quente, através da qual, como no laboratório, o pó é revestido com o polímero hidrofóbico para obter gotículas em suspensão gasosa, e a água é removida destas para se obter o agente de tratamento desejado.

Para os testes relatados em seguida, a supracitada máquina é utilizada da seguinte maneira: - o ar de processo é aplicado e controlado a uma temperatura de 80°C e pressão de 0,8 bar, - 20 g do pó são introduzidos no tanque de produto, - a dispersão de polímero hidrofóbico compreende 10% de extrato seco, e é borrifada a uma vazão de 2-3 ml/minuto e a pressão de borrifo de 0,8 bar, - a temperatura interna no cone de borrifo é mantida em 50°C.

Os resultados dos testes do segundo encapsulamento de tipo de emulsão seca em leito fluidizado são descritos na Tabela IV abaixo: As observações a seguir poderão ser feitas: • melhores rendimentos são obtidos em leito fluidizado do que sob condições de laboratório, • a cinética de difusão ao ar livre mostra que a liberação ao ar livre é mais bem controlada por um segundo encapsulamento realizado em leito fluidizado com ar.

Ainda sob condições de leito fluidizado industrial, com a mesma máquina que a definida anteriormente, com a resina de alquida identificada anteriormente, foram obtidos os seguintes resultados, que se encontram reunidos na Tabela V. A partir desta tabela e da cinética de difusão ao ar livre, observa-se a interrupção de uma difusão ao ar livre após uma primeira degasificação.

Além disso, a partir das difusões em areia, observa-se que, após a deposição em um substrato úmido, a difusão só é iniciada após uma demora de quinze dias.

Exemplo 4:Testes de encapsulamento de agentes biológicos Quanto a espécies ativas de tratamento agronômico, do tipo de microorganismo, foram realizados testes de microencapsulação de bactérias com Pseudomonas fluorescens, de acordo com o protocolo experimental descrito abaixo, de tipo de emulsão seca em laboratório. Neste caso, o objetivo agronômico é obter uma liberação rápida dessa bactéria após a semeadura. A suspensão de bactérias em meio padrão, escolhida para promover a sobrevivência durante a desidratação e o segundo crescimento bacteriológico dos microorganismos, com centrifugação, é preparada até se obter uma suspensão de 5,86 x IO10 CFU/ml. A TdD é impregnada ao máximo com a suspensão obtida anteriormente: 87 ml de suspensão por 1,7 g de TdD, mantidos por 15 minutos com agitação. 0 liquido excedente é removido para obter um material intermediário sólido e dividido. Este material intermediário é microencapsulado ao se acrescentarem 2 g de Klucel (peso molecular de 140 000) sob a forma da solução diluída em 10% em água por 1 g de material intermediário "inoculado", isto é 100 g de solução por 100 g de pó. Tudo é agitado por 15 minutos.

As partículas ou os glóbulos assim obtidos são secos ao ar livre por 2 horas e 30 minutos a 25°C e depois por 5 minutos a 35°C. Não há segundo encapsulamento. A população bacteriana durante o armazenamento em forma encapsulada, a 6°C, é monitorada. Para tanto, para cada teste, 0,22 g de pó é disperso em 20 cm3 de água: suspensão inicial 5,86 x IO10 CFU/ml 30 minutos após o encapsulamento = 4,6 x 108 CFU/ml 24 horas após o encapsulamento = 1,9 x 108 CFU/ml 10 dias após o encapsulamento = 1,35 x 108 CFU/ml 29 dias após o encapsulamento = 8,3 x 106 CFU/ml Visto ser particularmente difícil de conservar Pseudomonas, considera-se que o sistema de acordo com a invenção permite conservar e distribuir esse microorganismo em forma desidratada (35% a 60% de umidade relativa em equilíbrio).

REIVINDICAÇÕES

Claims (25)

1. Agente para o tratamento agronômico de uma planta viva suportada por um substrato úmido, o qual é um solo, dito agente estando na forma sólida e dividida e compreendendo partículas sólidas que compreendem uma ou mais espécies ativas para o tratamento agronômico, caracterizado pelo fato de que cada partícula compreende: - um núcleo constituído por um grão de um material sólido que é inerte no que diz respeito ao substrato, compreendendo uma superfície desenvolvida interna que é maior do que sua superfície aparente e, por conseguinte, apropriada para a adsorção ou a absorção, - as espécies ativas do tratamento agronômico absorvidas no grão ou fixadas na superfície do grão, - uma primeira membrana encapsulando o núcleo compreendendo espécie ativa, aquela sendo constituída por um polímero hidrofílico que é permeável externamente no que diz respeito às espécies ativas, quando a mesma está em contato direto ou indireto com o substrato úmido, - uma segunda membrana, dita segunda membrana consistindo em um polímero hidrofóbico que pode ser desintegrado em contato com o substrato e dita segunda membrana revestindo a primeira membrana.

2. Agente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o diâmetro médio das partículas sólidas está entre 5 e 500 pm.

3. Agente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero hidrofílico é escolhido a partir do grupo consistindo em polivinilpirrolidona (PVP), álcoois polivinílicos (PVA), alginatos, quitosano, poliosídeos modificados ou não modificados, incluindo polissacarídeos, amidos modificados ou não modificados, celuloses, dextrinas, maltodextrinas, goma arábica, goma guar, goma acácia, gelatinas e proteínas (soja, soro).

4. Agente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material sólido inerte é um material mineral escolhido do grupo consistindo em zeólitos, montmorillonitas, carbonato de cálcio, sílicas, terras diatomáceas, incluindo terra infusora ou kieselguhr, e pedra pomes.

5. Agente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material sólido inerte é um não mineral escolhido do grupo consistindo em poliestirenos macroporosos, poliacrilatos, matrizes de estireno microporosas e poliacrilamidas.

6. Agente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o grão tem a forma de uma microesfera.

7. Agente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o grão tem uma estrutura macroporosa.

8. Agente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a área de superfície específica (BET) relativa à área de superfície do material sólido inerte é igual a ou maior do que 50.

9. Agente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a relação de peso da espécie ativa de tratamento agronômico relativa aos grãos do material sólido inerte é igual a ou maior do que 10”9.

10. Agente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero hidrofílico é insolúvel na água a partir de uma temperatura igual ou maior do que 30 °C.

11. Agente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero hidrofóbico é escolhido do grupo consistindo em polímeros sintéticos, incluindo poli(3-hidroxioctanoato) (THO) , polihidróxi-alcanoato (THA), ácidos poliacéticos de pesos moleculares diferentes (PLA), poli(3-hidróxi-butirato-co-3-hidrovalerato) (PHVA), poli-s-caprolactona (PCL), butil estirenoacrilato, polietileno tereftalato (PET), copolímeros glicol-láctico, resinas alquídicas, amidos modificados, alginatos, quitosanos e polissacarídeos.

12. Agente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero hidrofóbico é um ácido poliláctico com uma massa molar dentre 5000 e 100 000, ou uma resina alquídica.

13. Método para obter agente de tratamento agronômico conforme descrito em qualquer uma das reivindicações de 1 a 12, com o qual: a) o material inerte, em formas sólida e dividida, é fornecido, b) a espécie ativa para o tratamento agronômico, na fase líquida, é fornecida, c) um polímero hidrofílico, na fase aquosa, é fornecido, d) um polímero hidrofóbico, o qual pode ser desintegrado em fase aquosa, é fornecido, o método caracterizado pelo fato de que: e) o material inerte sólido na forma dividida, compreendendo uma área de superfície desenvolvida interna que é maior do que sua área de superfície aparente, é impregnado com a espécie ativa na fase líquida para obter um material intermediário que é sólido e na forma dividida, compreendendo a espécie ativa, f) o material intermediário que é sólido e na forma dividida é revestido com o polímero hidrofílico na fase aquosa para obter glóbulos, g) a água é removida dos glóbulos para obter um pó que constitui o agente de tratamento, h) o pó é revestido com o polímero hidrofóbico na fase aquosa para obter glóbulos, i) a água é removida dos glóbulos para obter o agente de tratamento.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que, durante a etapa g), a água é removida de acordo com a técnica do leito de ar fluidificado ou com a técnica de secagem-nebulização.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as condições de impregnação são predeterminadas para alterar o material inerte com uma quantidade de massa da espécie ativa em fase líquida, dentre 20% e 200% da massa inicial da espécie ativa na fase líquida.

16. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as etapas (e) e (f) são realizadas simultaneamente, fluidificando o material intermediário, e pulverizando depois o polímero hidrofílico na fase aquosa, o todo em uma corrente de ar.

17. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o polímero da fase aquosa representa 1% em peso da dita fase aquosa.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o polímero hidrofóbico na fase aquosa é um látex ou uma microssuspensão ou nanossuspensão na água.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que as etapas (g) e (h) são realizadas simultaneamente ao se fluidificar o pó e pulverizar sobre ele o polímero hidrofóbico em fase aquosa, tudo em uma corrente de ar.

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 13 a 19, caracterizado pelo fato de que a mesma compreende uma etapa de esferonização do agente de tratamento, após uma etapa de remover a água.

21. Material de reprodução ou multiplicação de vegetal de espécies vegetais, na forma dividida, as quais são sementes, compreendendo elementos distintos, o material caracterizado pelo fato de que cada elemento distinto compreende um revestimento ou revestimento por pelicula com uma matriz de desintegração de um material que incorpora um agente de tratamento conforme qualquer uma das reivindicações de 1 a 16.

22. Material, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que consiste em uma semente de uma espécie de vegetal, floral ou de variedade de colheita em campo ou consiste em uma semente de uma árvore ou arbusto.

23. Método para tratamento agronômico no qual é disposto, em um substrato úmido, o qual é um solo, um material vegetal de reprodução ou multiplicação de uma espécie, o método caracterizado pelo fato de que é disposto, no mesmo substrato, um agente de tratamento agronômico conforme descrito em qualquer uma das reivindicações de 1 a 16, de modo que a espécie ativa para tratamento agronômico é liberada dentro da zona de enraizamento ou de coroa das espécies vegetais em desenvolvimento.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o agente de tratamento agronômico é misturado com o material vegetal de reprodução ou multiplicação, em formato sólido e dividido, e que a mistura assim obtida em formato sólido e dividido é disposta no substrato úmido.

25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que antes de ser colocado no substrato úmido o agente de tratamento agronômico é adicionado, de maneira segura, ao material vegetal de reprodução ou multiplicação, nas formas sólida e dividida.