CA2470765A1 - Methode de conditionnement de formulations microbiennes - Google Patents
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Abstract
Méthode de conditionnement de formulations microbiennes solides et non miscibles à l'eau. La méthode consiste à réunir les deux parties de l'invention, dont l'une compre nd la formulation à l'état solide et l'autre constitue l'essentiel du contenant devant recevoir la phase aqueuse devant permettre de re-suspendre les micro-organismes que contient ladite formulation. La méthode permet d'intégrer en un seul procédé de fabrication la fermentation (par multiplication cellulaire) et la formulation à l'état solide, ainsi que le conditionnement en flacon (contenant) verseur. Les cellules microbiennes, avantageusement de type bactérien, une fois produites en nombres suffisants peuvent être formulées au sein de leurs substrats carbonés particulaires et solide. Les trois étapes, fermentation, formulation et conditionnement, peuvent donc êtr e réalisés dans le cadre d'un même procédé et pour l'essentiel dans le même contenant, sans transvasements ou autres manipulations que celles nécessaires pour sceller sous vide ladite formulation une fois le procédé terminé, soit lorsque ladite formulation ait atteinte un titre cellulaire suffisamment élevé et/ou en un pourcentage d'humidité relative suffisamment faible, soit moins de 15% d'humidité relative. Cette méthode de conditionnement permet de rendre versablesdes d'inocula microbiens produits et formulés à l'état solide et avantageusement destinés aux cultures agronomiques, notamment les grandes cultures non-Leguminosea. Cette méthode, de part la nature bipartite de son mode de conditionnement, possède donc de nombreux avantages d'ordre pratiques ainsi qu'une simplicité de mise en oeuvre, source d'économies.</SD OAB>
Description
OESCRIPTtON
Introduction et problématique L'utilisation J'inocula microbiens en agriculture est prometteuse mais reste malgré tout aujourd'hui peu développée, surtout ert ce qui concerne la production de grandes cultures, et encore plus en ce qui concerne les grandes cultures non-Legumirrosea.
Pro~dés intégrés Les coûts relativement élevés associés à la fermentation, la forrwlation et le conditionnement J'inocula stables (WO 01195918 A1 ; WO 20041022031) ont beaucoup à voir avec cet état de fait.
En effet, de par sa nature la production des grandes cultures non-Leguminosea requiert des intrants dont le coût est suffisamment faible pour rendre économique leur utilisation dans ce contexte de production primaire, secteur où tes bénéfices nets et tes marges de production sont plutôt faibles par rapport aux secteurs secondaire (industriels) etlou tertiaire (services), ou encore le secteur biomédicale.
Pour favoriser ce développement il serait avantageux de contribuer à réduire les coûts de fermentation, de formulation et de conditionnement en combinant autant que possible ces étapes en un seul procédé de fabrication, la présente invention propose donc une méthode de conditionnement en deux parties amovibles et initialement indépendantes l'une de l'autre de façon a permettre dans un premier temps la production de la biomasse microbienne par voie de multiplication cellulaire et sa formulation à l'état solide. Cette notion de bic-réacteurs autonomes et constitués de parties amovibles afin de faciliter la manutention de micxo-organismes existe Méthode de conditionnement de formulations microorganismes (11 juin 2004) --(WO 97112029 A1 ) ; elle n'a jamais cependant été appliquée â la production industrielle d'un inocula dans le sens de la présente invention. L'étape de production-formulation a déjà été
décrite pour l'essentiel dans notre précédente demande de brevet déposée auprès de fOpic le 31 mai 2004 (Claude 2004). Dans un deuxiême temps l'invention permet de combiner à cette première partie de l'invention un contenant pour le conditionnement définitif de finoculum microbien. L'intégration de la production et de la formulation, ainsi que la possibilité de réutiliser le contenant pour le conditionnement définitif contribue à réduire d'auliant plus les coüts de production. Bien que la notion d'intégration de bio procédés comme rnesure d'économie n'est pas en soi nouvelle (US 5,047,332) elle n'a jamais été appliquée à la production J'inocula microbien destinés aux grandes cultures.
Pulvérisation liauide de formulah,;Q_ns non miscibles Dans une précédente demande de brevet (Claude 2004) nous avons décrit un procédé de fermentation et de formulation à l'état solide (FFES) de compositions pour la bactérisation d'engrais organiques (EO) granulés etlou d'engrais organo-minéraux (FOM) applicables en tant qu'engrais de démarrage. Or, il serait aussi avantageux de pulvériser les bactéries favorisant la croissance des plante, ou BFCP, que contiennent ces macula directement sur des résidus de cultures en les re-suspendant en phase liquide (aqueuse) ; la pré bouillie inoculante ainsi constituée peut par la suite être diluée et pulvérisée à t'aide d'un pulvérisateur agricole conventionnel. La présente invention propose un mode de conditionnement permettant la re-suspension et pulvérisation de cette formulation à l'état solide non miscible à l'eau (phase aqueuse).
En effet, et malgré les avantages que procure cette technologie FFES (Claude 2004), la formulation microbienne qui en résulte reste néanmoins non miscible à l'eau et donc ne peut en soi être pulvériséé en tant que liquide. Par exemple, elle contient des Cellules bactériennes favorisant la croissance des plantes, ou BFCP; qui doivent être préalablement resuspendues dans un volume limité d'eau non distillée mais potable et non bactéricide et par la suite versées dans un volume plus important pouvant, lui, être pulvérisé au champ. Ce faisant, les composantes non miscibles à l'eau propres à la FFES, notamment les substrats cellulosiques et les fines particules de sol, doivent être retenus dans un volume d'eau limité, une pré bouillie, afin de ne pas intertérer avec le mécanisme de pulvérisation une fois cette pré
bouillie combinée à
volume d'eau plus important, disons environ 2 à 300 t_ pour fin d'application au champ etlou sur les résidus de culture au sol. Pour ce faire nous avons donc conçu l'innovation technique suivante.
Domaine de l'invention Formulation et conditionnement de micro-organismes, notamment les bactéries favorisant la croissance des plantes (BFCP), destinée à la constitution J'inocula pour les cultures agronomiques, maraîchères et horticoles.
Définition générale de l'invention Méthode de conditionnement muttifonctionnelle et partiellement réutilisable pour formulations non miscibles à !'eau J'inocula microbiens destinés à fa production végétale.
Lesdits inocula sont retenus hors de la phase aqueuse à l'aide d'une membrane inerte et poreuse permettant cependant de re-suspendre dans la phase aqueuse qui lui est immédiate les micro-organismes ainsi produits et formulé à l'état solide.
But de l'invention Permettre le conditionnement et l'application au champ et par pulvérisation liquide d'une préparation microbienne inoculante formulée à l'état solide et pourtant pour l'essentiel non miscible à l'eau. A ce jour, les préparations de micro-organismes, destinées ou non à
Méthode de conditionnement de formulations microorganismes (11 juin 200b) -l'agriculture, sont soit formulées à (état liquide, ce qui pose des problémes liés aux délais limité
de conservation de ces préparations, soit formulées à l'étau solide par voie de lyophilisation (WO
01132835 A1 ), etlou par des procédés assimilés (US 4,647537 ; WO 20041022031 ; W0 01137656 A2). Ainsi; la production de ce type de formulation à fëtat solide pose de sérieux problèmes de coûts de fabrication lorsque lesdits inocula sont destinés à un usage agronomique.
En ce sens, nous avons déjà mis au point un procédé de fermentation et formulation à l'état solide (FFES ; Claude 2004) permettant de combiner les étapes de praduction et de formulation de biomasses microbiennes, avantageusement de type bactérien ; en principe, cette combinaison est source d'économies en terme de coûts de fabrication. La présente invention, elfe, permet de contenir ladite formulation non miscible à l'eau ainsi produite et formulée et de re-suspendre les micro-organismes qu'elle contient ; la formulation microbienne non miscible à
l'eau (phase tiqueuse) devient donc versable et est intimement pulvérisable.
Principale utilité
La pulvérisation aux champs de divers intrants à la production agricole tet que les herbicides et les fongicides est fréquemment utilisée. ll est avantageux de pouvoir faire de mëme avec des formulations microbiennes, notamment les formulatïons de bactéries favorisant ta croissance des plantes, ou BFCP (Claude et Filfion 2004). En effet, ia pulvérisation d'une phase aqueuse à
l'avantage de favoriser le contact intime entre lesdites cellules bactériennes et le ou les substrats qui leur sont destinées. Les préparations inoculantes versables et donc pulvérisables sont généralement formatées à l'état liquide, ce qui en facilite effectivement (utilisation, mais réduit ainsi considérablement leurs délais de conservation étant donné la présence d'eau favorable à
l'activité métabolique des micro-organismes: Les formulations à l'état solide obtenues par séchage etlou lyophilisation, bien que avantageuses en terme de délais de conservation, de miscibilité et de mânipulation (stockage) sont cependant hors de prix en ce qui concerne l'application de tais inocula au champs, notamment directement sur des résidus de cultures.
La principale utilité de l'invention consiste donc à permettre la re-suspension, te versement et éventuellement la pulvérisation liquide de ta formuttition non miscible à
l'eau de micro-organismes, formulation avantageusement produite par FFES (Claude 2004). Elle permet aussi de combiner partiellement les étapes de production (fermentation et formulation) et de conditionnement, contribuant ainsi à une certaine économie en termes de coûts de fabrication.
Le problème est donc que ces formulations praduites et formulées à l'état solide par FFES sont peu au pas miscibles à l'eau et ne peuvent être dissoutes pour fin de pulvérisation aqueuse.
Nous proposons donc de retenir à l'aide d'une membrane inerte poreuse et résistante tes constituants pailleux et telluriques (ct. Claude 2004) de cette formulation au moment de l'ajout d'une quantité d'eau suffisante pour permettre la re~suspension des cellules BFCF qu'ils abritent.
Deux variations de cette invention sont présentées ;
(1 ) retenir au sein d'un sachet, non fixé (fibre) à l'intérieur du contenant â ta façon du sachet de thé, les 300 g de formulation non miscible à l'eau - les 900 ml d'au potable non stérile étant ajoutés par après (Type 1 ; figure 1 ).
Introduction et problématique L'utilisation J'inocula microbiens en agriculture est prometteuse mais reste malgré tout aujourd'hui peu développée, surtout ert ce qui concerne la production de grandes cultures, et encore plus en ce qui concerne les grandes cultures non-Legumirrosea.
Pro~dés intégrés Les coûts relativement élevés associés à la fermentation, la forrwlation et le conditionnement J'inocula stables (WO 01195918 A1 ; WO 20041022031) ont beaucoup à voir avec cet état de fait.
En effet, de par sa nature la production des grandes cultures non-Leguminosea requiert des intrants dont le coût est suffisamment faible pour rendre économique leur utilisation dans ce contexte de production primaire, secteur où tes bénéfices nets et tes marges de production sont plutôt faibles par rapport aux secteurs secondaire (industriels) etlou tertiaire (services), ou encore le secteur biomédicale.
Pour favoriser ce développement il serait avantageux de contribuer à réduire les coûts de fermentation, de formulation et de conditionnement en combinant autant que possible ces étapes en un seul procédé de fabrication, la présente invention propose donc une méthode de conditionnement en deux parties amovibles et initialement indépendantes l'une de l'autre de façon a permettre dans un premier temps la production de la biomasse microbienne par voie de multiplication cellulaire et sa formulation à l'état solide. Cette notion de bic-réacteurs autonomes et constitués de parties amovibles afin de faciliter la manutention de micxo-organismes existe Méthode de conditionnement de formulations microorganismes (11 juin 2004) --(WO 97112029 A1 ) ; elle n'a jamais cependant été appliquée â la production industrielle d'un inocula dans le sens de la présente invention. L'étape de production-formulation a déjà été
décrite pour l'essentiel dans notre précédente demande de brevet déposée auprès de fOpic le 31 mai 2004 (Claude 2004). Dans un deuxiême temps l'invention permet de combiner à cette première partie de l'invention un contenant pour le conditionnement définitif de finoculum microbien. L'intégration de la production et de la formulation, ainsi que la possibilité de réutiliser le contenant pour le conditionnement définitif contribue à réduire d'auliant plus les coüts de production. Bien que la notion d'intégration de bio procédés comme rnesure d'économie n'est pas en soi nouvelle (US 5,047,332) elle n'a jamais été appliquée à la production J'inocula microbien destinés aux grandes cultures.
Pulvérisation liauide de formulah,;Q_ns non miscibles Dans une précédente demande de brevet (Claude 2004) nous avons décrit un procédé de fermentation et de formulation à l'état solide (FFES) de compositions pour la bactérisation d'engrais organiques (EO) granulés etlou d'engrais organo-minéraux (FOM) applicables en tant qu'engrais de démarrage. Or, il serait aussi avantageux de pulvériser les bactéries favorisant la croissance des plante, ou BFCP, que contiennent ces macula directement sur des résidus de cultures en les re-suspendant en phase liquide (aqueuse) ; la pré bouillie inoculante ainsi constituée peut par la suite être diluée et pulvérisée à t'aide d'un pulvérisateur agricole conventionnel. La présente invention propose un mode de conditionnement permettant la re-suspension et pulvérisation de cette formulation à l'état solide non miscible à l'eau (phase aqueuse).
En effet, et malgré les avantages que procure cette technologie FFES (Claude 2004), la formulation microbienne qui en résulte reste néanmoins non miscible à l'eau et donc ne peut en soi être pulvériséé en tant que liquide. Par exemple, elle contient des Cellules bactériennes favorisant la croissance des plantes, ou BFCP; qui doivent être préalablement resuspendues dans un volume limité d'eau non distillée mais potable et non bactéricide et par la suite versées dans un volume plus important pouvant, lui, être pulvérisé au champ. Ce faisant, les composantes non miscibles à l'eau propres à la FFES, notamment les substrats cellulosiques et les fines particules de sol, doivent être retenus dans un volume d'eau limité, une pré bouillie, afin de ne pas intertérer avec le mécanisme de pulvérisation une fois cette pré
bouillie combinée à
volume d'eau plus important, disons environ 2 à 300 t_ pour fin d'application au champ etlou sur les résidus de culture au sol. Pour ce faire nous avons donc conçu l'innovation technique suivante.
Domaine de l'invention Formulation et conditionnement de micro-organismes, notamment les bactéries favorisant la croissance des plantes (BFCP), destinée à la constitution J'inocula pour les cultures agronomiques, maraîchères et horticoles.
Définition générale de l'invention Méthode de conditionnement muttifonctionnelle et partiellement réutilisable pour formulations non miscibles à !'eau J'inocula microbiens destinés à fa production végétale.
Lesdits inocula sont retenus hors de la phase aqueuse à l'aide d'une membrane inerte et poreuse permettant cependant de re-suspendre dans la phase aqueuse qui lui est immédiate les micro-organismes ainsi produits et formulé à l'état solide.
But de l'invention Permettre le conditionnement et l'application au champ et par pulvérisation liquide d'une préparation microbienne inoculante formulée à l'état solide et pourtant pour l'essentiel non miscible à l'eau. A ce jour, les préparations de micro-organismes, destinées ou non à
Méthode de conditionnement de formulations microorganismes (11 juin 200b) -l'agriculture, sont soit formulées à (état liquide, ce qui pose des problémes liés aux délais limité
de conservation de ces préparations, soit formulées à l'étau solide par voie de lyophilisation (WO
01132835 A1 ), etlou par des procédés assimilés (US 4,647537 ; WO 20041022031 ; W0 01137656 A2). Ainsi; la production de ce type de formulation à fëtat solide pose de sérieux problèmes de coûts de fabrication lorsque lesdits inocula sont destinés à un usage agronomique.
En ce sens, nous avons déjà mis au point un procédé de fermentation et formulation à l'état solide (FFES ; Claude 2004) permettant de combiner les étapes de praduction et de formulation de biomasses microbiennes, avantageusement de type bactérien ; en principe, cette combinaison est source d'économies en terme de coûts de fabrication. La présente invention, elfe, permet de contenir ladite formulation non miscible à l'eau ainsi produite et formulée et de re-suspendre les micro-organismes qu'elle contient ; la formulation microbienne non miscible à
l'eau (phase tiqueuse) devient donc versable et est intimement pulvérisable.
Principale utilité
La pulvérisation aux champs de divers intrants à la production agricole tet que les herbicides et les fongicides est fréquemment utilisée. ll est avantageux de pouvoir faire de mëme avec des formulations microbiennes, notamment les formulatïons de bactéries favorisant ta croissance des plantes, ou BFCP (Claude et Filfion 2004). En effet, ia pulvérisation d'une phase aqueuse à
l'avantage de favoriser le contact intime entre lesdites cellules bactériennes et le ou les substrats qui leur sont destinées. Les préparations inoculantes versables et donc pulvérisables sont généralement formatées à l'état liquide, ce qui en facilite effectivement (utilisation, mais réduit ainsi considérablement leurs délais de conservation étant donné la présence d'eau favorable à
l'activité métabolique des micro-organismes: Les formulations à l'état solide obtenues par séchage etlou lyophilisation, bien que avantageuses en terme de délais de conservation, de miscibilité et de mânipulation (stockage) sont cependant hors de prix en ce qui concerne l'application de tais inocula au champs, notamment directement sur des résidus de cultures.
La principale utilité de l'invention consiste donc à permettre la re-suspension, te versement et éventuellement la pulvérisation liquide de ta formuttition non miscible à
l'eau de micro-organismes, formulation avantageusement produite par FFES (Claude 2004). Elle permet aussi de combiner partiellement les étapes de production (fermentation et formulation) et de conditionnement, contribuant ainsi à une certaine économie en termes de coûts de fabrication.
Le problème est donc que ces formulations praduites et formulées à l'état solide par FFES sont peu au pas miscibles à l'eau et ne peuvent être dissoutes pour fin de pulvérisation aqueuse.
Nous proposons donc de retenir à l'aide d'une membrane inerte poreuse et résistante tes constituants pailleux et telluriques (ct. Claude 2004) de cette formulation au moment de l'ajout d'une quantité d'eau suffisante pour permettre la re~suspension des cellules BFCF qu'ils abritent.
Deux variations de cette invention sont présentées ;
(1 ) retenir au sein d'un sachet, non fixé (fibre) à l'intérieur du contenant â ta façon du sachet de thé, les 300 g de formulation non miscible à l'eau - les 900 ml d'au potable non stérile étant ajoutés par après (Type 1 ; figure 1 ).
(2) retenir au fond d'un contenant les 300 g de formulation - les 900 mi d'eau potable non stérile sont ajoutés et te contenant agité pendant quelques minutes afin de permettre la re-suspension desdites cellules (Type 2 ; figure 2) ;
Comme de raison, le bec verseur et l'orifice qui fui est propre doivent dans ce ctis-ci être dimensionnés de façon à permettre far~ilement l'introduction dudit sacrhet.
Enfin, il est avantageux dans les deux cas de placer, au niveau du bec verseur du flacon, une membrane poreuse filtrante grossière afin de retenir d'éventuels débris.
Méthode de condüionnement de formulations microorganismes (11 juin 2004) -Prince et Design De part sa conception, l'invention permet d'intégrer au sein d'un seul :procédé de fabrication les étapes de (1 ) production des biomasses microbiennes par fermentation et multiplication cellulaire, (2) de formulation à l'état solide à màme les substrats carbonés et énergétiques et enfin, (3) de conditionnement définitive.
En ce sens, et d'un point de vue bio industriel il est avantageux de séparer le contenant en deux parties ; une partie serrant à la production et ta formulation, la FFES en d'autre mots, et l'autre partie servant pour le conditionnement définitif de finoculum.
Pour l'invention selon le Type 1, il s'agit de transférer la formulation produite par FFES (Claude 2004) vers un sachet fait d'une matière non biodégradable à court terme, le nylon par exemple, d'une maille suffisamment fine pour ne pas laisser passer librement les fines particules de sol.
Ce sachet devra être de dimension suffisamment importante pour laisser libre cours à l'inocula et son support solide, un peu comme peut le faire du thé dans un sachet de thé
conventionnel. II
faut sceller ce sachet, à l'aide d'un soudeur à matière plastique par exemple non exclusive, et y disposer si nécessaire un oeillet renforcé à l'une de ses extrémités ; ce sachet servira à infuser la bouillie inoculante à introduire dans le pulvérisateur peu avant le traitement plein champ des résidus de culture. Le sachet peut aussi être placê directement dans le pulvérisateur si aucun mécanisme d'agitation ne vient mettre en question son intégrité. Placer ce sachet dans une enveloppe de matière souple et étanche (plastique) et la sceller, avantageusement à !'aide d'un soudeur à matière plastique par exemple, sous vide ; ce sachet prêta l'emploi peut être conservé
ainsi plus de 6 mois, préférablement dans un endroit frais et sec; tout en assurant un titre cellulaire d'au moins 109 cellules (azoto)bactériennes par gramme J'inocula ainsi constitué.
Pour l'invention séton le Type 2, le contenant dans son ensemble est détachable de haut en bas.
La partie dite du haut; une fois fixées sur ceAe dite du bas, est conçue pour revoir ia phase aqueuse permettant de re-suspendre tes micro-organismes, avantageusement des bactéries favorisant la croissance des plantes ; cette partie est aussi réutilisable. La partie dite du bas est conçue pour permettre la production des biomasses microbiennes par voie de fermentation (multiplication cellulaire) et Leur formulation à l'état solide, avantageusement selon un procédé dit de fermentation et formulation à l'état soilcie, ou FFES, tel que décrit dans notre précédente de brevet canadien déposée auprès de l'Opïc le 31 mai 2004 ; cette partie, bien que recyclable, est conçue pour usage unique. Nous considérons que le Type 2 est le design le plus avantageux dans la plupart des cas envisagés.
Acüvité inventive, avantages par rapport à l'état de l'art, et traüs distinctifs L'activité inventive propre à l'invention repose sur quatre faits ;
v Intégration de la fermentation, ia formulation et le conditionnement des inocula microbiens destinés à l'agriculture. Cette intégration favorisera la réduction des coûts de production dans son ensemble.
o Possibilité de verser, dans te réservoir d'un pulvérisateur conventionnel par exemple, des cellules bactëriennes sans avoir à dissoudre préalablement un co-formulant inerte. Cette dissolution pourrait dans bien des cas provoquer chez les bactéries en question un choc osmolytique et un fort taux de mortalité.
o Ne pas avoir à recourir à la lyophilisation etJou à un quelconque séchage à
vide, procédés de déshydratations normalement associées à une certaine mortalité
cellulaire, souvent de l'ordre de plus 90~ des cellules initialement présentes.
o La FFES permet d'induire et d'assurer la compétence édaphique de cellules bactériennes favorisant la croissance des plantes, ou BFCP, isolées selon notre précédent brevet (FR 2 833 016). Elle combine donc production, et assurance et contrôle de la qualité (AQCQ) dans un seul procédé, d'où une certaine réduction des coûts de production dans son ensemble.
Méthode de conditionnement de formulations micraorganismes (11 juin 2004) -Le design bipartite de l'invention lui aussi confer certains avantages ;
o réduction des volumes nécessaires tant au niveau de la production (i.e.
pourquoi occuper une aire de production avec un volume à 8D% dédié à recevoir la phase aqueuse qu'ultimement introduite par !'utilisateur finale ;
a réduction des coûts de conditionnement puisque la partie servant qu'au conditionnement est en principe à usage multiple et recyclable directement par l'utilisateur final qui n'a pas à la racheter à chaque fois - la composante protection de l'environnement est en sens non négligeable ;
o il n'est plus nécessaire d'assurer la fixation de la membrane poreuse sur la paroi d'un contenant unique après y avoir introduit la formulation à l'état solide des microorganismes puisque celle-ci est intégrée soit à la partie du bas dédiée à
la FFES
(Type 2), soit constituée par le sachet immersible (Type 1 }.
En résumé, certains traits distinctifs de l'invention ;
a MSOL permet d'assurer l'essentiel de la multiplication cellulaire du produit inoculant déjà
sous sa forme quasi définitive dans le contenant même conçu pour son conditionnement.
Cela a pour avantage de réduire appréciablement les étapes pré conditionnement et post productions normalement prévues pour ce type de produit.
MSOL permet de reconstituer séparément une bouillie concentrée sans mortalité
appréciable des cellules BFCP par effet d'osmolyse, dans la mesure où le concentré ait introduit dans le réservoir du pulvérisateur en temps utile. Pour contribuer à
cette assurance anti-osmolyse, ü est avantageux d'introduire environ 10% plp de glycérol au moment du conditionnement.
o MSOL évite d'avoir à introduire un sachet perméable contenaint la formulation inoculante non miscible directement dans le réservoir du pulvérisateur, ce qui pratiquement s'avère impossible dans la plupart des cas étant donnée la taille de la dose hectare et les dimension dudit réservoir.
Description et commentaire des dessins La méthode de conditionnement comprend deux parties ; l'une, dite partie du bas (Type 2), ou sachet (Type 1 ), contenant l'inocula microbien produit et formulé à l'état solide, l'autre, dite partie du haut, contenant éventuellement et au moment de l'utilisation final de produit, la phase aqueuse, avantageusement de l'eau potable non bactéricide.
La partie comprenant l'inocula microbien formulé à l'état solide et non miscible dans l'eau ou toute autres phases aqueuses non bactéricides, peut ëtre de deux types ; (1 ) un sachet libre et non fixé introduit postérieurement un peu à la façon d'une sachet de thé dans une théière (Type 1 ; figure 1 ), ou (2) un compartiment vissable, dit K ~a partie du bas », à
la partie du haut devant servir à recevoir la phase aqueuse (Type 2 ; figure 2).
Nous considérons que ce dernier type (i.e. Type 2) est le plus avantageux dans la plupart des cas envisagés.
Afin de permettre d'actionner le mécanisme du pas de vis (figure 3a) d'ensemble des deux parties (figure 3b) doit impérativement ëtre circulaire et cylindrique (figure 3c). li est cependant avantageux de disposer le bec verseur de façon décentré (Figure 3c) pour faciliter le versement de la pré bouillie constituée une fois la phase aqueuse ajoutée et les micro-organismes resuspendus (figure 4 ; nb. les micro-organismes sont avantageusement du type bactériens, notamment des bactéries favorisant la croissance des plantes, ou BFCP): Comme de raison, fa phase aqueuse ne peut être ajoutée qu'une fois les deux parties réunies.
Méthode de conditionnement de formulations microorganismes (11 juin 2004) -.a..~..,._,.~ ~;. aa...n "zmaxaG: ~.xizw....~~.~~,...~..,.., n ,.,...-",~"..~..m~..~.. .cxuz~~.:~y~ ..m =....~.....,. ..~..",.__.._..~.~_ ._.......
_.._____.a.._,..,.,....,.., e ~~.. m.a~~-~e.~=:m La partie contenant la phase aqueuse est avantageusement conçue d'une matière inerte et plastifiée, non bactéricide et pouvant donc ètre réutilisée par l'utilisateur ultime ; la partie du bas, ou le sachet dans le cas du Type 1, contenant la formulation à l'état solide est en principe jetable après utilisation.
La partie contenant t'inocula microbien produit et formulé à l'état solide peut servir de bio réacteur pour la production de (inocula par voie de FFES (voir noire précédente demande de brevet canadien, déposée auprès de fOpic le 31 mai 2004). t_a membrane jaoreuse permettant de laisser filtrer les cellules microbiennes, avantageusement des SFCP, tout en retenant les substrats carbonés et énergétiques ainsi que l'essentiel des fines particules de sol, peut être fixer au sommet de cette partie du bas (figure 3b), combinant ainsi tes étapes de production et de formulation à l'état solide ; l'installation de la partis du haut devant cont~ir la phase aqueuse au dessus de cette partie du bas permet enfin de combiner l'étape de conditionnement à cet ensemble bipartite et trifoncüonnel.
Portée de l'invention Les formulations non miscibles sont, avantageusement, celles décxites dans notre précédente demande de brevet (Claude 2004). Les contenants peuvent être de différentes tailles, avantageusement de un à cinq litres, voire 10 L, préférablement en plastiques non bactéricides.
De cette façon, if est possible de produire, de formuler et de conditionner indépendamment ces quantités d'inocutum, une peu comme on le ferait pour certains types de fromages produits en caves ïndividuellement et en ce sens essentiellement pré conditionnés.
Les membranes poreuses doivent laisser passer les cellules bactériennes tant en retenant (essentiel des particules cellulosiques et de sol pouvant éventuellement nuire au fonctionnement du pulvérisateur, soit de tailles supérieures à 200 micromètres. L'eau servant à ta re-suspension doit être potable et non bactéricide. Les conditions de pulvérisation peuvent par la suite être canventionneHes. Une fois la re-suspension des cellules réalisée, il est avantageux de la verser et d'effectuer la pulvérisation liquide dans les plus brefs délais. II est avantageux de laisser la fermentation à fëtat solide se poursuivre jusqu'a (humidité relative de fa composition soit d'environ 10 à 15°~. Les sachets (figure 1 ) et la partie du bas (figure 3b) peuvent avantageusement âtre scellés sous vide afin de contribuer à optimiser 1e délais de conservation des préparations qu'ils contiennent. Enfin, il avantageux de concevoir les lots de production annuellement, des délais de conservations plus long étant souvent limitatifs.
Restrictions Les cellules microbiennes, notamment les cellules BFCP, doivent être re-suspendables ; une trop forte adhésion aux résidus de culture ou aux fines particules de sol nuira à
ta re-suspension.
Cela dit, des titres cellulaires post-production ~r une telle FFES rapportés dans notre précédente demande de brevet (Claude 2x04) furent effectivement déterminés par simple re-suspension aqueuse des bactéries ainsi produites ; or, ces titre cellulaires furent pour l'essentiel satisfaisant, laissant traire que lesdites cellules sont en effet détachables.
Enfin, comme de raison un trop grand délai entre la ce;suspension et 1a pulvérisation pourrait aussi provoquer une forte mortalité des cellules microbiennes.
Dessins (voir Figures 1, 2, 3 et 4) Méthode de conditionnement de formulations micraorganismes (11 juin 2004) -Page B
Liste des brevets pertinents WO 20041022031 A3 ; PCTlCA2003I001365 - 08 septembre 2003 (08.09.2003) :
COMPOSITIONS DE
MtCROSPMERES DE PROBIOTIQtJES STABLES ET PROCÉDÉS DE PRÉPARATION DE
CES COMPOSITIONS
WO 01137656 A2 ; PCTIUS00132261 - 22 novembre 2000 (22.11.2000) : FORMULATION
DE MÉLANGES
DE CONSERVATION CONTENANT DES PRODUITS BIøLOGft~UES SENSIBLES DEVANT
ETRE STABILISES POUR UN STOCKAGE A TEMPÉRATURE AMBIANTE PAR SÉCHAGE
WO 97112029 A1 ; PCTIUS96115525 - 27 septembre 1996 (27.09.1996) : INCUBATEUR
AUTONOME
DESTINE A LA CULTURE DE MICRO-ORGANISMES
WO 01132835 A1 ; PCTIGB00I04205 - 02 novembre 2000 (02.11.2000) : PROCÉDÉ
PERMETTANT DE
LYOPHILISER DIFFÉRENTS MICRO-ORGANISMES
US 5,047,332 : INTEGRATED PROCESS FOR THÉ PRODUCTION OF FOO~D, FEED AND FUEL
FROM
BIOMASS
WO 02137966 A1 ; PCTIES01100429 - 08 novembre 2001 (08.11.2001) : PESTICIDE
BIOLOGIQUE A
BASE DE CHITOSANE ET DE NÉMATODES ENTOMOPATHOGENES
US 4,647,537 : IMMOBILIZATION OF M1CROORGAN1SMS ANTAGONISTIC TO PLANT
PATHOGENIC
MICROORGANISMS
AU6915401 ; W00195918 (A1) ; FI20001402 (A) - 2001-12-24 : A PROCESS FOR
PRODUCING LACTIC
ACID BACTERiA TABLET8 REVENDICATIONS
l...l RÉFÉRENCES
Claude, P-P. 2001. Nouvelles biomasses bactériennes, leur protocole d'obtention, et leur utilisation pour bactérisation de sols et de résidus de cultures, Brevet français FR 2 833 016.
Claude, P-P. et L. Filtion. 2004. Effet de l'apport d'un inaculum bactérien aux résidus de culture de mais-grain au sol sur le rendement e# la qualité de blés d'hiver panifiables en France. Agrosol 15 (1 ) 23-29.
Claude, P-P. 2004. Compositions pour la bactérisation d'engrais organiques (EO) granulés et d'engrais organo-minéraux (EOM) destinés aux cultures agronomiques non-Leguminosea.
Demande de brevet canadien déposée auprès de fOpic le 31 mai 2004, no. de dép8t : _ _ _ _ _ Méthode de conditionnement de formuiatians microorganismes (11 pin 2004) -
Comme de raison, le bec verseur et l'orifice qui fui est propre doivent dans ce ctis-ci être dimensionnés de façon à permettre far~ilement l'introduction dudit sacrhet.
Enfin, il est avantageux dans les deux cas de placer, au niveau du bec verseur du flacon, une membrane poreuse filtrante grossière afin de retenir d'éventuels débris.
Méthode de condüionnement de formulations microorganismes (11 juin 2004) -Prince et Design De part sa conception, l'invention permet d'intégrer au sein d'un seul :procédé de fabrication les étapes de (1 ) production des biomasses microbiennes par fermentation et multiplication cellulaire, (2) de formulation à l'état solide à màme les substrats carbonés et énergétiques et enfin, (3) de conditionnement définitive.
En ce sens, et d'un point de vue bio industriel il est avantageux de séparer le contenant en deux parties ; une partie serrant à la production et ta formulation, la FFES en d'autre mots, et l'autre partie servant pour le conditionnement définitif de finoculum.
Pour l'invention selon le Type 1, il s'agit de transférer la formulation produite par FFES (Claude 2004) vers un sachet fait d'une matière non biodégradable à court terme, le nylon par exemple, d'une maille suffisamment fine pour ne pas laisser passer librement les fines particules de sol.
Ce sachet devra être de dimension suffisamment importante pour laisser libre cours à l'inocula et son support solide, un peu comme peut le faire du thé dans un sachet de thé
conventionnel. II
faut sceller ce sachet, à l'aide d'un soudeur à matière plastique par exemple non exclusive, et y disposer si nécessaire un oeillet renforcé à l'une de ses extrémités ; ce sachet servira à infuser la bouillie inoculante à introduire dans le pulvérisateur peu avant le traitement plein champ des résidus de culture. Le sachet peut aussi être placê directement dans le pulvérisateur si aucun mécanisme d'agitation ne vient mettre en question son intégrité. Placer ce sachet dans une enveloppe de matière souple et étanche (plastique) et la sceller, avantageusement à !'aide d'un soudeur à matière plastique par exemple, sous vide ; ce sachet prêta l'emploi peut être conservé
ainsi plus de 6 mois, préférablement dans un endroit frais et sec; tout en assurant un titre cellulaire d'au moins 109 cellules (azoto)bactériennes par gramme J'inocula ainsi constitué.
Pour l'invention séton le Type 2, le contenant dans son ensemble est détachable de haut en bas.
La partie dite du haut; une fois fixées sur ceAe dite du bas, est conçue pour revoir ia phase aqueuse permettant de re-suspendre tes micro-organismes, avantageusement des bactéries favorisant la croissance des plantes ; cette partie est aussi réutilisable. La partie dite du bas est conçue pour permettre la production des biomasses microbiennes par voie de fermentation (multiplication cellulaire) et Leur formulation à l'état solide, avantageusement selon un procédé dit de fermentation et formulation à l'état soilcie, ou FFES, tel que décrit dans notre précédente de brevet canadien déposée auprès de l'Opïc le 31 mai 2004 ; cette partie, bien que recyclable, est conçue pour usage unique. Nous considérons que le Type 2 est le design le plus avantageux dans la plupart des cas envisagés.
Acüvité inventive, avantages par rapport à l'état de l'art, et traüs distinctifs L'activité inventive propre à l'invention repose sur quatre faits ;
v Intégration de la fermentation, ia formulation et le conditionnement des inocula microbiens destinés à l'agriculture. Cette intégration favorisera la réduction des coûts de production dans son ensemble.
o Possibilité de verser, dans te réservoir d'un pulvérisateur conventionnel par exemple, des cellules bactëriennes sans avoir à dissoudre préalablement un co-formulant inerte. Cette dissolution pourrait dans bien des cas provoquer chez les bactéries en question un choc osmolytique et un fort taux de mortalité.
o Ne pas avoir à recourir à la lyophilisation etJou à un quelconque séchage à
vide, procédés de déshydratations normalement associées à une certaine mortalité
cellulaire, souvent de l'ordre de plus 90~ des cellules initialement présentes.
o La FFES permet d'induire et d'assurer la compétence édaphique de cellules bactériennes favorisant la croissance des plantes, ou BFCP, isolées selon notre précédent brevet (FR 2 833 016). Elle combine donc production, et assurance et contrôle de la qualité (AQCQ) dans un seul procédé, d'où une certaine réduction des coûts de production dans son ensemble.
Méthode de conditionnement de formulations micraorganismes (11 juin 2004) -Le design bipartite de l'invention lui aussi confer certains avantages ;
o réduction des volumes nécessaires tant au niveau de la production (i.e.
pourquoi occuper une aire de production avec un volume à 8D% dédié à recevoir la phase aqueuse qu'ultimement introduite par !'utilisateur finale ;
a réduction des coûts de conditionnement puisque la partie servant qu'au conditionnement est en principe à usage multiple et recyclable directement par l'utilisateur final qui n'a pas à la racheter à chaque fois - la composante protection de l'environnement est en sens non négligeable ;
o il n'est plus nécessaire d'assurer la fixation de la membrane poreuse sur la paroi d'un contenant unique après y avoir introduit la formulation à l'état solide des microorganismes puisque celle-ci est intégrée soit à la partie du bas dédiée à
la FFES
(Type 2), soit constituée par le sachet immersible (Type 1 }.
En résumé, certains traits distinctifs de l'invention ;
a MSOL permet d'assurer l'essentiel de la multiplication cellulaire du produit inoculant déjà
sous sa forme quasi définitive dans le contenant même conçu pour son conditionnement.
Cela a pour avantage de réduire appréciablement les étapes pré conditionnement et post productions normalement prévues pour ce type de produit.
MSOL permet de reconstituer séparément une bouillie concentrée sans mortalité
appréciable des cellules BFCP par effet d'osmolyse, dans la mesure où le concentré ait introduit dans le réservoir du pulvérisateur en temps utile. Pour contribuer à
cette assurance anti-osmolyse, ü est avantageux d'introduire environ 10% plp de glycérol au moment du conditionnement.
o MSOL évite d'avoir à introduire un sachet perméable contenaint la formulation inoculante non miscible directement dans le réservoir du pulvérisateur, ce qui pratiquement s'avère impossible dans la plupart des cas étant donnée la taille de la dose hectare et les dimension dudit réservoir.
Description et commentaire des dessins La méthode de conditionnement comprend deux parties ; l'une, dite partie du bas (Type 2), ou sachet (Type 1 ), contenant l'inocula microbien produit et formulé à l'état solide, l'autre, dite partie du haut, contenant éventuellement et au moment de l'utilisation final de produit, la phase aqueuse, avantageusement de l'eau potable non bactéricide.
La partie comprenant l'inocula microbien formulé à l'état solide et non miscible dans l'eau ou toute autres phases aqueuses non bactéricides, peut ëtre de deux types ; (1 ) un sachet libre et non fixé introduit postérieurement un peu à la façon d'une sachet de thé dans une théière (Type 1 ; figure 1 ), ou (2) un compartiment vissable, dit K ~a partie du bas », à
la partie du haut devant servir à recevoir la phase aqueuse (Type 2 ; figure 2).
Nous considérons que ce dernier type (i.e. Type 2) est le plus avantageux dans la plupart des cas envisagés.
Afin de permettre d'actionner le mécanisme du pas de vis (figure 3a) d'ensemble des deux parties (figure 3b) doit impérativement ëtre circulaire et cylindrique (figure 3c). li est cependant avantageux de disposer le bec verseur de façon décentré (Figure 3c) pour faciliter le versement de la pré bouillie constituée une fois la phase aqueuse ajoutée et les micro-organismes resuspendus (figure 4 ; nb. les micro-organismes sont avantageusement du type bactériens, notamment des bactéries favorisant la croissance des plantes, ou BFCP): Comme de raison, fa phase aqueuse ne peut être ajoutée qu'une fois les deux parties réunies.
Méthode de conditionnement de formulations microorganismes (11 juin 2004) -.a..~..,._,.~ ~;. aa...n "zmaxaG: ~.xizw....~~.~~,...~..,.., n ,.,...-",~"..~..m~..~.. .cxuz~~.:~y~ ..m =....~.....,. ..~..",.__.._..~.~_ ._.......
_.._____.a.._,..,.,....,.., e ~~.. m.a~~-~e.~=:m La partie contenant la phase aqueuse est avantageusement conçue d'une matière inerte et plastifiée, non bactéricide et pouvant donc ètre réutilisée par l'utilisateur ultime ; la partie du bas, ou le sachet dans le cas du Type 1, contenant la formulation à l'état solide est en principe jetable après utilisation.
La partie contenant t'inocula microbien produit et formulé à l'état solide peut servir de bio réacteur pour la production de (inocula par voie de FFES (voir noire précédente demande de brevet canadien, déposée auprès de fOpic le 31 mai 2004). t_a membrane jaoreuse permettant de laisser filtrer les cellules microbiennes, avantageusement des SFCP, tout en retenant les substrats carbonés et énergétiques ainsi que l'essentiel des fines particules de sol, peut être fixer au sommet de cette partie du bas (figure 3b), combinant ainsi tes étapes de production et de formulation à l'état solide ; l'installation de la partis du haut devant cont~ir la phase aqueuse au dessus de cette partie du bas permet enfin de combiner l'étape de conditionnement à cet ensemble bipartite et trifoncüonnel.
Portée de l'invention Les formulations non miscibles sont, avantageusement, celles décxites dans notre précédente demande de brevet (Claude 2004). Les contenants peuvent être de différentes tailles, avantageusement de un à cinq litres, voire 10 L, préférablement en plastiques non bactéricides.
De cette façon, if est possible de produire, de formuler et de conditionner indépendamment ces quantités d'inocutum, une peu comme on le ferait pour certains types de fromages produits en caves ïndividuellement et en ce sens essentiellement pré conditionnés.
Les membranes poreuses doivent laisser passer les cellules bactériennes tant en retenant (essentiel des particules cellulosiques et de sol pouvant éventuellement nuire au fonctionnement du pulvérisateur, soit de tailles supérieures à 200 micromètres. L'eau servant à ta re-suspension doit être potable et non bactéricide. Les conditions de pulvérisation peuvent par la suite être canventionneHes. Une fois la re-suspension des cellules réalisée, il est avantageux de la verser et d'effectuer la pulvérisation liquide dans les plus brefs délais. II est avantageux de laisser la fermentation à fëtat solide se poursuivre jusqu'a (humidité relative de fa composition soit d'environ 10 à 15°~. Les sachets (figure 1 ) et la partie du bas (figure 3b) peuvent avantageusement âtre scellés sous vide afin de contribuer à optimiser 1e délais de conservation des préparations qu'ils contiennent. Enfin, il avantageux de concevoir les lots de production annuellement, des délais de conservations plus long étant souvent limitatifs.
Restrictions Les cellules microbiennes, notamment les cellules BFCP, doivent être re-suspendables ; une trop forte adhésion aux résidus de culture ou aux fines particules de sol nuira à
ta re-suspension.
Cela dit, des titres cellulaires post-production ~r une telle FFES rapportés dans notre précédente demande de brevet (Claude 2x04) furent effectivement déterminés par simple re-suspension aqueuse des bactéries ainsi produites ; or, ces titre cellulaires furent pour l'essentiel satisfaisant, laissant traire que lesdites cellules sont en effet détachables.
Enfin, comme de raison un trop grand délai entre la ce;suspension et 1a pulvérisation pourrait aussi provoquer une forte mortalité des cellules microbiennes.
Dessins (voir Figures 1, 2, 3 et 4) Méthode de conditionnement de formulations micraorganismes (11 juin 2004) -Page B
Liste des brevets pertinents WO 20041022031 A3 ; PCTlCA2003I001365 - 08 septembre 2003 (08.09.2003) :
COMPOSITIONS DE
MtCROSPMERES DE PROBIOTIQtJES STABLES ET PROCÉDÉS DE PRÉPARATION DE
CES COMPOSITIONS
WO 01137656 A2 ; PCTIUS00132261 - 22 novembre 2000 (22.11.2000) : FORMULATION
DE MÉLANGES
DE CONSERVATION CONTENANT DES PRODUITS BIøLOGft~UES SENSIBLES DEVANT
ETRE STABILISES POUR UN STOCKAGE A TEMPÉRATURE AMBIANTE PAR SÉCHAGE
WO 97112029 A1 ; PCTIUS96115525 - 27 septembre 1996 (27.09.1996) : INCUBATEUR
AUTONOME
DESTINE A LA CULTURE DE MICRO-ORGANISMES
WO 01132835 A1 ; PCTIGB00I04205 - 02 novembre 2000 (02.11.2000) : PROCÉDÉ
PERMETTANT DE
LYOPHILISER DIFFÉRENTS MICRO-ORGANISMES
US 5,047,332 : INTEGRATED PROCESS FOR THÉ PRODUCTION OF FOO~D, FEED AND FUEL
FROM
BIOMASS
WO 02137966 A1 ; PCTIES01100429 - 08 novembre 2001 (08.11.2001) : PESTICIDE
BIOLOGIQUE A
BASE DE CHITOSANE ET DE NÉMATODES ENTOMOPATHOGENES
US 4,647,537 : IMMOBILIZATION OF M1CROORGAN1SMS ANTAGONISTIC TO PLANT
PATHOGENIC
MICROORGANISMS
AU6915401 ; W00195918 (A1) ; FI20001402 (A) - 2001-12-24 : A PROCESS FOR
PRODUCING LACTIC
ACID BACTERiA TABLET8 REVENDICATIONS
l...l RÉFÉRENCES
Claude, P-P. 2001. Nouvelles biomasses bactériennes, leur protocole d'obtention, et leur utilisation pour bactérisation de sols et de résidus de cultures, Brevet français FR 2 833 016.
Claude, P-P. et L. Filtion. 2004. Effet de l'apport d'un inaculum bactérien aux résidus de culture de mais-grain au sol sur le rendement e# la qualité de blés d'hiver panifiables en France. Agrosol 15 (1 ) 23-29.
Claude, P-P. 2004. Compositions pour la bactérisation d'engrais organiques (EO) granulés et d'engrais organo-minéraux (EOM) destinés aux cultures agronomiques non-Leguminosea.
Demande de brevet canadien déposée auprès de fOpic le 31 mai 2004, no. de dép8t : _ _ _ _ _ Méthode de conditionnement de formuiatians microorganismes (11 pin 2004) -
Claims (11)
1. Méthode de conditionnement de formulations microbiennes caractérisée en ce qu'elle comprend ; (a) une formulation (produite et) formulée à l'état solide et (b) une contenant devant recevoir la phase aqueuse permettant de re-suspendre les micro-organismes contenus dans ladite formulation.
2. Méthode de conditionnement selon la revendication 1 caractérisée en ce que la formulation à l'état soude est non - miscibie à l'eau.
3. Méthode de conditionnement selon l'une quelconque revendication 1 à 2 caractérisée en ce que la formulation est inorganique ou organique.
4. Méthode de conditionnement selon l'une quelconque revendication 1 à 3 caractérisée en ce que la co-formulation contient des fines particules de sols, ou leurs analogues.
5. Méthode de conditionnement selon la revendication 1 caractérisée en ce que le contenant comprend un volume suffisant pour permettre ladite re-suspension des micro-organismes, avantageusement de 1, 5 ou 10 L.
6. Méthode de conditionnement selon la revendication 5 caractérisée en ce que le contenant est soit fermé et intégrale, soit non - fermé et « vissable » sur la partie du bas contenant ladite.
7. Méthode de conditionnement selon l'une quelconque revendication 1 à 6 caractérisée en ce que le contenant fermé contient un sachet « infusable » constitué d'une membrane poreuse adéquate et renfermant ladite formulation microbienne non -miscible à l'eau.
8. Méthode de conditionnement selon l'une quelconque revendication 1 à 6 caractérisé
en ce que le contenant non - fermé est « vissable » sur la partie du bas contenant ladite formulation microbienne non - miscible à l'eau.
en ce que le contenant non - fermé est « vissable » sur la partie du bas contenant ladite formulation microbienne non - miscible à l'eau.
9. Contenant intégral contenant un sachet infusable permettant la re-suspension d'une formulation microbienne non - miscible à l'eau ou toute phase aqueuse non-bactéricide.
10. Contenant amovible, non - fermé et vissable sur la partie du bas contenant ladite formulation microbienne non - miscible à l'eau.
11. Méthode de conditionnement de formulation microbiennes permettant la pulvérisation liquide d'une pré - bouillie issue de la re-suspension aqueuse de micro-organismes co-formulés sur un support, substrat et/ou expédient non - miscible à l'eau et/ou toutes autres solutions pulvérisables et non - bactéricides.
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2004
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Discontinued |