BRPI0804760B1 - Processo de obtenção de uma formulação de fertilizante composto de acetato de zinco e formulação de fertilizante produzida pelo dito processo - Google Patents

Abstract

formulação, processo de obtenção e processo de preparo de aplicação de fertilizante composto de acetato de zinco. representado por uma solução inventiva onde a solução formada é usada per si como fertilizante liquido pela aplicação de zinco e outros nutrientes, para o solo ou folhar ou ainda ser utilizada como aditivo concentrado para incorporar zinco solúvel e compactível em outros fertilizantes como água amônia e uréia nitrato de amônio solução e varia grades de fertilizantes de misturas n-p-k e ainda com adição de vários micros nutrientes solúveis e outros aditivos, sendo utilizado para melhorar o sistema radicular , dar energia e vigor aumentando a resistência e produtividade de uma cultura agrícola.

Description

“PROCESSO DE OBTENÇÃO DE UMA FORMULAÇÃO DE FERTILIZANTE COMPOSTO DE ACETATO DE ZINCO E FORMULAÇÃO DE FERTILIZANTE PRODUZIDA PELO DITO PROCESSO” [001] O presente pedido de patente de invenção trata de uma solução inventiva no campo de aplicação ditado por setores de química e agronomia para a produção de fertilizante cujo objetivo converge para a obtenção de um efeito de melhoraria acentuada do sistema radicular de uma planta, proporcionando à mesma ganho de energia e consequente maior vigor, aumentando consequentemente a resistência desta planta, que por sua vez traduz em visível ganho de produtividade quando do cultivo de uma cultura agrícola. Este inédito fertilizante pode ser usado em diferentes formas de aplicações como: Aplicação no solo, aplicação foliar, solução de transplante e impregnação de fertilizantes secos.

[002] Para que tais predicados sejam factíveis, o inédito fertilizante foi desenvolvido para ser apresentado na forma líquida, sendo um fertilizante composto de zinco, notadamente na forma de acetato de zinco, solúvel em quantidades variáveis de nitrogênio amoniacal, na forma de amônia, contendo de 5 a 20% em peso de zinco.

[003] Fica evidente que este fertilizante foi idealizado para que o mesmo seja utilizado como uma fonte de zinco e nitrogênio amoniacal, onde alternativamente pode ser utilizado conjuntamente com outras formulações de fertilizantes solúveis.

[004] Dentro deste contexto, tem-se que o inédito fertilizante composto de acetato de zinco pode ser misturado em diferentes proporções com fertilizantes solúveis cuja composição contem N-P-K e outros micros nutrientes e ainda outros produtos auxiliares, para enfim a solução resultante ser devidamente aplicada ao solo ou foliares.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[005] Os fertilizantes têm sido utilizados para suprir a necessidade de nutrição das plantas, já há muito tempo, onde estes são adicionados no solo, junto às raízes das plantas e em alguns casos podem ser aplicados nas folhas das plantas.

[006] Dezessete elementos são conhecidos para serem essenciais para a saúde e crescimento das plantas, onde desses três são considerados os macros elementos mais importantes, quais sejam: nitrogênio, fósforo e potássio.

[007] Com o aumento do conhecimento do papel que cada nutriente desempenha no desenvolvimento da planta, se evidencia a necessidade de fornecer um dado nutriente no estágio apropriado da fenomenologia, onde para acompanhar esse desenvolvimento, rápidas mudanças nas formulações e processos de aplicação tem sido necessário.

[008] Outro fator tem influenciado a mudança das formulações e processos de obtenção de fertilizantes, tal como a busca de maior eficiência no aproveitamento de sua absorção pelas plantas, e ainda a busca pela otimização da quantidade de fertilizante aplicado ao solo, visando essencialmente chegar à menor quantidade de fertilizante, sendo que esta premissa traz em seu bojo um indicador ecológico favorável, vindo de encontro com a atual conjuntura de se obter cada vez mais uma maior proteção ao meio ambiente, entre outros.

[009] Dentro deste contexto é fato comprovado que o Zinco é um elemento essencial na nutrição das plantas, e uma deficiência dele no solo é uma causa comum de um crescimento pobre das plantas. Fertilizantes líquidos, como líquidos completamente solúveis ou suspensões são usados com vantagens como veículos para aplicação do zinco no solo para remediar a deficiência de zinco.

[010] O estado da técnica para fertilizantes solúveis, ensina que no sistema sulfato de zinco, amônia e água, aumentando-se a proporção de amônia, reduz-se a solubilidade do sulfato de zinco amina, onde esta condição é revelada e antecipada em documento de patente americana US 3.130.034 que cita ainda que a continuada adição de amônia tira quase todo o zinco de solução. Este fato inviabiliza a produção de uma solução concentrada de NFta/sulfato de zinco amina por causa da precipitação da espécie sólida ZnSO44NH32H2O.

[011] Surpreendentemente, uma solução de acetato de zinco pode ser infinitamente diluída a temperatura ambiente com amônia anidra para dar soluções com o propósito de ser utilizado como fertilizante. Isto representa uma distinta e inesperada vantagem em usar uma composição líquida de amônia - alcanoato de zinco por causa da grande solubilidade do zinco acetato em amônia aquosa, quando comparada com zinco sulfato.

[012] O óxido de zinco, um sólido substancialmente insolúvel na água é a fonte de zinco mais econômica para propósitos agrícolas. Entretanto, como ele é insolúvel em “aqua-amônia” e “amônia anidra” e tem somente limitada solubilidade ou forma sais de zinco amônia em água com fertilizantes líquidos de fosfato ácido de amônio. Em razão disso não tem sido possível utilizar esta fonte de baixo custo (ZnO) em uma solução líquida de nutrientes para as plantas.

[013] De acordo com informação publicada pela Tennessee Valley Authority, o óxido de zinco é solúvel somente numa extensão de 0,05% em peso numa solução de fertilizante contendo amônia e ácido ortofosfórico 8-24-0 (N-P-K) o que é geralmente insuficiente para propósitos agrícolas. Já em fertilizantes com alto teor como 10-34-0 e 11 -37-0 o óxido de zinco é solúvel numa extensão de 2,25 e 3,0% em peso.

[014] O aumento da solubilidade do óxido de zinco em fertilizantes de alto teor é aparentemente devido ao efeito de “quelatização” do metal do íon polifosfato presente em solução. Com a obtenção de quantidades práticas de zinco em solução, via óxido de zinco em fertilizantes com altos teores, se verifica que essas soluções são instáveis ou incompatíveis, com formação de precipitados, quando diluídas ou misturadas com outros ingredientes fertilizantes líquidos. Consequentemente fertilizantes com alto teor, contendo zinco são somente adequados para aplicações direta no solo e não como uma solução de estoque para incorporar zinco em outros tipos de fertilizantes líquidos como aqua-amônia, soluções de ureia nitrato de amônio, soluções defosfato de amônio de baixos teores ou em líquido fertilizante N-P-K ou suspensões contendo cloreto de potássio como fonte de potássio.

[015] Como consequência do acima exposto a indústria de fertilizantes tem tido que usar materiais mais custosos contendo zinco, como zinco sulfato ou quelatos orgânicos de zinco e técnicas para incorporar zinco em fertilizantes líquidos, especialmente contendo fosfatos.

[016] Embora muitos sais de zinco, tanto orgânicos como inorgânicos sejam solúveis em água, eles são inadequados para serem utilizados em fertilizantes líquidos contendo fosfatos pela formação de amônio zinco fosfato, insolúvel, que precipita, que por sua vez causa problemas operacionais.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[017] Em razão do exposto no tópico de antecedentes da invenção fica evidenciado que existe a necessidade de se obter um fertilizante contendo zinco que seja solúvel e compatível com todos os tipos de fertilizantes líquidos, do tipo N-P-K. Esse objetivo é alcançado pela utilização do acetato de zinco como produto básico que é compatível com todos os tipos de fertilizantes líquidos N-P-K.

[018] Foi revelado que sais de zinco de ácidos alcanóicos com formula RCOOH onde R é hidrogênio, ou alquil, preferencialmente C1-5 alquil e preferencialmente C1 alquil pode ser usada efetivamente como fonte de zinco em fertilizantes líquidos.

[019] Da composição do novo fertilizante: a composição desse fertilizante líquido pode conter até 20% de zinco e consiste essencialmente de uma solução iônica amoniacal de um carboxilato de zinco, contendo no mínimo 4 (preferivelmente 6 ou mais) rnols de amônia por mol de zinco e cerca de 10% em peso de água.

[020] Do processo de obtenção do novo fertilizante: a preparação pode preferencialmente ser efetuada pela dissolução de carboxilato de zinco em amônia aquosa (contendo no mínimo 4 rnols de amônia por mol de zinco) ou alternativamente pela reação de óxido de zinco com solução de amônia de um amônio carboxilato (contendo no mínimo 2 rnols de ânion alconoato e no mínimo 4 rnols de amônia por mol de zinco).

[021] Comentário pertinente: o termo usado “carboxilato de zinco, refere-se para sais de zinco de ácido fórmico ou insusbstituído saturado ácido alifático monocarboxílico que é capaz de reagir com amônia e se torna solúvel em água amônia.

[022] Já os sais de zinco de ácidos fórmico, acético propiônico, butanóico pentanóico e hexanóico são adequados para a formação da composição do fertilizante ora inovado, onde o Zinco acetato é especialmente preferido pela facilidade de formação a partir de óxido de zinco e ácido acético.

[023] É necessário entender que carboxilato de zinco não existe por si em solução amoniacal mas como espécie iônica, onde a solução reivindicada é uma solução homogênea de fase simples de um complexo iônico em água de zinco e íons amônio carboxilato, contendo de cerca de 10 para 20% em peso de zinco tem baixo pressão de vapor e pode ser manuseais da temperatura ambiente sem a necessidade de usar equipamento pressurizado..

[024] Adicionalmente o termo aquoso NPK fertilizante líquido refere-se a um fertilizante líquido completamente solúvel ou em suspensão contendo variáveis quantidade de nitrogênio, fósforo e potássio, como “aqua amônia”, solução aquosa de ureia nitrato de amônio e várias grades de fertilizante aquoso contendo nitrogênio, fósforo e com ou sem potássio.

[025] Do preparo da solução de aplicação: a solução contendo 5 a 15% de zinco em peso (cerca de 0,07 a 0,23 rnols) de zinco e uma relação molar NH3/Zn de 6 a 9 é especialmente usada como aditivo concentrado para incorporar um zinco solúvel e compatível em outros fertilizantes líquidos como “aqua amônia”, e solução de ureia nitrato de amônio e várias grades de fertilizantes N-P-K líquidos, solúveis ou suspensão.

[026] Das condições favoráveis de preparo da solução de aplicação: a solução contem cerca de 5 a 20% em peso de zinco como solução de estoque para se ter uma solução estável e compatível de zinco em fertilizantes líquidos, evitando a necessidade de se fabricar e manufaturar e estocar fertilizante líquido contendo zinco no local de sua aplicação.

[027] Do processo de preparo para aplicação: sua mistura no local de aplicação, no campo propriamente dito, de cada solução de estoque com os fertilizantes líquidos para obter a desejável quantidade de zinco na ocasião de aplicação é satisfatoriamente obtida.

[028] Em complemento o ácido alcanóico presente nesta inédita formulação tem a formula RCOOH onde R é alquil. Esses ácidos contem preferivelmente 2 a 6 carbonos e podem ser acético, propanóico, butanóico e hexanóico; sendo que o acético é o preferido. O ânion alcanoato derivado desses ácidos são também adequados para uso na pratica dessa invenção O ânion alconoato pode ser usado na forma de um sal de amônio ou um sal metálico, onde o metal é qualquer um agriculturalmente aceitável. O metal é selecionado dos grupos IA-IIIA, IB, IIIB, VIIB e VIII da tabela periódica.

[029] No caso de um amônio alconoato, o íon amônio do sal serve como uma fonte menor de nitrogênio disponível. Essa invenção entretanto envolve a descoberta que a concentração do íon alconoato pode ser ajustada para melhorar o efeito de uma fonte de nitrogênio disponível de um modo que não pode ser explicado pela mera presença de um cátion de amônio associado, como uma fonte menor de adição de nitrogênio.

[030] Similarmente, entretanto o metal do alconoato metálico pode funcionar em si mesmo como um nutriente, revelando que a concentração do alconoato pode ser ajustada independentemente da concentração metálica para melhorar o efeito da fonte de nitrogênio na promoção do crescimento da planta e produtividade.

[031] A fonte de nitrogênio disponível empregada nessa invenção pode ser qualquer material que é capaz de fornecer nitrogênio no solo ou foliar de um modo que pode ser utilizado para o crescimento da planta. É desejável que a fonte de nitrogênio seja selecionada do grupo consistindo de amônia, nitrato de amônio, sulfato de amônio, nitrato de sódio, nitrato de cálcio, cálcio cianamida, ureia, fosfato de amônio poli fosfato e mistura deles. O ácido alcanóico ou íon alcanoato dessa invenção é utilizado como uma menor quantidade relativa de nitrogênio disponível, o qual é efetiva para promover planta crescimento e produtividade [032] Quando a fonte de nitrogênio é selecionada do grupo consistindo de amônia, nitrato de amônio, sulfato de amônio, nitrato de sódio, nitrato de cálcio, cianamida de cálcio, ureia, fosfato de amônio polifosfatos e uma mistura deles, a relação molar entre o nitrogênio suprido por essas fontes em relação ao ácido alcanóico ou íon alcanóico, é desejável que esteja entre 900 a 20000. A fonte de nitrogênio disponível e sal alcanoato pode ser aplicado ao solo juntos ou separados . Preferencialmente esses materiais são misturados e simultaneamente aplicados ao solo.

[033] A solução formada é usada per si como fertilizante líquido pela aplicação de zinco e outros nutrientes, para o solo ou foliar ou ainda ser utilizada como aditivo concentrado para incorporar zinco solúvel e compatível em outros fertilizantes, como água amônia e ureia nitrato de amônio solução e varia grades de fertilizantes de misturas N-P-K e ainda com adição de vários micros nutrientes solúveis e outros aditivos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO INVENTO

[034] De acordo com os comentários apresentados em que se coloca a deficiência e demandas dos fertilizantes em geral, é objeto de a presente invenção apresentar uma inédita formulação que compreende um fertilizante 12-0-3 mais micronutrientes com aditivos.

[035] O fertilizante é apresentado na forma líquida sendo de fase simples, homogêneo contendo acetato de zinco amoniacal, sendo solução básica de complexo iônico de água, amônio, zinco e íons carboxilato, sendo 5 a 20% de zinco em peso, e ao menos 4 rnols de amônia por mol de zinco e ao menos 10% em peso de água, onde o ácido carboxílico é selecionado do grupo consistindo de ácidos fórmico, acético e ácido propiônico, sendo preferencialmente um ácido acético.

[036] Já a solução deve conter de 5 a 20% em zinco em peso e de 6 a 9 rnols de amônia por mol de zinco.

[037] Da formulação do fertilizante: para que dito fertilizante seja factível e agregue os predicados anteriormente listados, o mesmo foi idealizado considerando a seguinte formulação: -Nitrogênio 12,0% - Óxido de Potássio 3,0% -Boro 0,03% - Cobalto 0,02% -Cobre 0,15% -Ferro 0,10% -Manganês 0,10% - Molibdênio 0,007% - Zinco 3,50% - Acetato 25,0% [038] Nesta formulação o fertilizante idealizado apresenta pH na faixa de 5 a 6 e densidade 1,172 g/cm3. Γ0391 Do processo de obtenção do fertilizante: para o preparo do fertilizante é definido um inédito processo, balizado na adição, no interior de um reator sequencial com agitação e controle de temperatura dos seguintes componentes: Água 26,53% Ácido acético glacial (96,5% de pureza) 26,10% Óxido de Zinco (99% de pureza) 4,40% Hidróxido de amônio (24% de NH3) 12,00% Hidróxido de potássio em escamas (75% de K2O) 1,40% Ácido bórico (1 7 % d e B) 0,18% Molibdato de sódio (39% de Mo) 0,02% Cloreto de Potássio (61% de K2O) 3,20% Ureia (45% de N) 21,40% Sulfato de manganês monohidratado (31%de Mn) 0,37% Quelato de cobre EDTA solução com 6,5% de Cu 2,30% Sulfato de cobalto heptahidratado (20% de Co) 0,10% Ferro EDTA 5,0 % de Fe 2,00% [040] Neste processo, 0 sal de zinco mais adequado é 0 acetato de zinco.

REIVINDICAÇÃO

Claims (3)

1. Processo de obtenção de uma formulação de fertilizante CARACTERIZADO pela adição, no interior de um reator sequencial com agitação e controle de temperatura de modo a manter uma solução homogênea de fase simples, dos seguintes componentes: 26,53% em peso de água; 26,10% em peso de ácido acético glacial (96,5% em peso de pureza); 4,40% em peso de óxido de zinco (99% em peso de pureza); 12,00% em peso de hidróxido de amônio (24% em peso de NH3); 1,40% em peso de hidróxido de potássio em escamas (75% em peso de K2O); 0,18% em peso de ácido bórico (17% em peso de B); 0,02% em peso de molibdato de sódio (39% em peso de Mo); 3,20% em peso de cloreto de potássio (61% em peso de K2O); 21,40% em peso de ureia (45% em peso de N); 0,37% em peso de sulfato de manganês monohidratado (31% em peso de Mn); 2,30% em peso de solução de quelato de cobre EDTA com 6,5% em peso de Cu; 0,10% em peso de sulfato de cobalto heptahidratado (20% em peso de Co) e 2,00% em peso de ferro EDTA (5,0% em peso de Fe).

2. Formulação de fertilizante composto de acetato de zinco produzida pelo processo como definido na reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que 0 fertilizante se apresenta em uma forma líquida de fase simples homogênea, contendo acetato de zinco amoniacal, sendo solução básica de complexo iônico de água, amônio, zinco e íons acetato, sendo de 5 a 20% de zinco em peso, e pelo menos 4 rnols de amônia por mol de zinco e ao menos 10% em peso de água, sendo sua formulação completa composta por nitrogênio (12,0%), óxido de potássio (3,0%), boro (0,03%), cobalto (0,02%), cobre (0,15%), ferro (0,10%), manganês (0,10%), molibdênio (0,007%), zinco (3,50%) e acetato (25,0%).

3. Formulação de fertilizante composto de acetato de zinco, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que a solução contém de 5 a 20% em peso de zinco e de 6 a 9 rnols de amônia por mol de zinco.