FR3089972A1 - Utilisation d’une composition d’origine renouvelable pour l’enrobage de particules - Google Patents
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Abstract
UTILISATION D’UNE COMPOSITION D’ORIGINE RENOUVELABLE POUR L’ENROBAGE DE PARTICULES La présente invention concerne l’utilisation d’une formulation de gel comprenant une huile d’origine renouvelable et un agent de formation de gel pour enrober un matériau granulaire, ladite formulation de gel comprenant au moins : ● une huile d’origine renouvelable, et ● un agent de formation de gel qui forme un gel à des températures inférieures à 50 °C avec l’huile d’origine renouvelable. La présente invention concerne en outre le matériau granulaire enrobé avec ladite formulation de gel. FIG. : aucune
Description
Description
Titre de l’invention : UTILISATION D’UNE COMPOSITION D’ORIGINE RENOUVELABLE POUR L’ENROBAGE DE PARTICULES
[0001] La présente invention concerne le domaine des compositions d’enrobage appliquées sur des matériaux granulaires, tels que des engrais granulaires, afin d’améliorer leur qualité et obtenir une conservation plus aisée, plus longue et plus sûre
[0002] Selon l’invention, un matériau granulaire est une particule solide discrète qui peut être produite par de nombreux processus chimiques ou mécaniques différents dans lesquels un ou plusieurs composants sont consolidés.
[0003] Les engrais sont des matériaux qui fournissent un ou plusieurs des nutriments qui sont nécessaires pour le développement et la croissance corrects de plantes. Ceux-ci peuvent être, par exemple, des engrais chimiques ou minéraux, du fumier ou des résidus végétaux. Les engrais sont généralement sous la forme de matériaux granulaires, étant donné que cela facilite leur stockage, leur transport et leur utilisation dans les champs. Il existe de nombreux procédés connus pour préparer des engrais sous la forme d’un matériau granulaire, tels que la granulation, la cristallisation, le concassage, le broyage, le grelonage et le compactage, entre autres.
[0004] Cependant, les engrais sous forme granulaire ont souvent tendance à s’agglomérer et peuvent former des agrégats ou des agglomérats qui empêchent l’écoulement des granules individuels. Cela rend leur transport et leur utilisation beaucoup plus difficiles, voire impossibles. De plus, les engrais sous forme granulaire peuvent également produire des quantités modérées à élevées de poussière lorsqu’ils sont transportés, déchargés ou transférés. Des atmosphères avec des quantités de poussière fine peuvent être dangereuses et génèrent très souvent des problèmes graves de sécurité et de santé.
[0005] L’agglomération et la génération de poussière par des engrais sous forme granulaire peuvent généralement être réduites et même évitées selon des procédés déjà connus, par exemple lorsque les granules sont enrobés. De tels enrobages sont généralement pulvérisés sur les granules d’engrais à la fin de leur processus de production. Les engrais enrobés sont ensuite conservés pendant un certain temps ou transportés à un autre site où ils sont stockés ou appliqués. Ces enrobages sont généralement basés sur des composants à base de pétrole, par exemple des huiles minérales et des cires qui peuvent contenir d’autres composants, tels que des tensioactifs, pour améliorer leurs performances.
[0006] Bien que les performances de tels enrobages soient bien connues dans l’industrie, étant donné qu’ils sont actuellement utilisés pour résoudre le problème de génération de poussière et d’agglomération, l’effet réel de ces composants à base de pétrole sur les sols où les engrais sont appliqués doit être pris en compte. En effet, les huiles minérales et les cires provenant de sources pétrochimiques peuvent avoir une certaine toxicité si elles ne sont pas correctement purifiées ou traitées. De plus, elles sont généralement considérées comme étant non biodégradables, ce qui signifie qu’elles peuvent s’accumuler au cours des années dans les sols, ce qui conduit à des effets négatifs sur la croissance des cultures.
[0007] L’idée du remplacement des huiles minérales et des cires dans les enrobages d’engrais a déjà été envisagée dans le passé afin de réduire la poussière générée par les engrais et diminuer l’effet d’agglomération pendant la conservation.
[0008] Par exemple, US6355083 revendique un procédé de réduction de la poussière provenant d’engrais au moyen d’une composition qui comprend une huile végétale oxydée. L’invention s’avère être plus efficace qu’une huile végétale par elle-même, mais nécessite la modification chimique de l’huile végétale par oxydation avec de l’air à haute température.
[0009] EPI390322 décrit une composition agricole qui comprend une cire et une huile qui peuvent être d’origine animale, de poisson ou végétale, une résine et un polymère. Il est revendiqué qu’elle protège un engrais à base de nitrate contre l’agglomération et la formation de poussière. Les enrobages décrits dans ce document montrent que des quantités élevées de cire minérale sont nécessaires, ainsi qu’une résine et facultativement un polymère synthétique pour obtenir la protection de l’engrais souhaitée.
[0010] La demande publiée US20060040049 revendique qu’une composition d’enrobage comprenant un sel métallique d’un acide gras aliphatique combiné avec des esters méthyliques et éthyliques d’acides gras ou une huile végétale peut être utile dans la réduction de l’agglomération et de la formation de poussière dans des engrais. Il est mentionné que les esters d’alkyle sont utilisés en tant que diluant. Dans un exemple, cependant, de l’oxyde de calcium est utilisé pour produire un sel in situ à partir d’esters méthyliques d’acides gras de tallôl afin d’augmenter la viscosité de la composition.
[0011] US8163059 revendique l’utilisation d’un sous-produit d’un processus de fabrication de biodiesel pour réduire la quantité de poussière générée pendant la conservation d’engrais. Le sous-produit comprend en outre des esters d’alkyle d’acides gras et leurs sels avec des composants inorganiques tels que le sodium ou le calcium.
[0012] Dans US8480782, un enrobage d’engrais essentiellement composé d’acide oléique et d’une huile végétale partiellement ou complètement hydrogénée est revendiqué. Dans les exemples, les enrobages doivent être à une température supérieure à la température usuelle (> 112 °C) pour pouvoir pulvériser la composition en raison de son point de fusion relativement élevé (71 °C).
[0013] Dans un grand nombre de ces exemples, les huiles d’origine végétale ou animale ne sont presque jamais utilisées telles quelles mais, dans la plupart des cas, sont chimiquement modifiées afin d’être utiles en tant qu’enrobage d’engrais. Dans certains autres cas, il n’y a pas de modification chimique mais de grandes quantités d’un autre composant, tel que des cires, des sels spécifiques, des résines ou des polymères, sont nécessaires pour obtenir l’effet souhaité.
[0014] Le problème technique réel devant être résolu est que les huiles d’origine renouvelable ne confèrent pas toutes une formation d’enrobage satisfaisante à bonne ou même très bonne à des engrais. La plupart des huiles végétales ont une viscosité relativement faible pour présenter de bonnes performances par elles-mêmes et risquent d’être absorbées dans le granule d’engrais poreux. Comme décrit dans l’art antérieur, elles doivent généralement avoir subi une réaction chimique (réticulation, polymérisation), être mélangées avec des produits de viscosité élevée ou formulées avec de grandes quantités de cire ou similaire afin de solidifier la formulation à température ambiante.
[0015] Par conséquent, il est d’un intérêt pratique de trouver des méthodes alternatives pour éviter les inconvénients des techniques connues mentionnées ci-dessus, tout en produisant des enrobages d’huile d’origine renouvelable pour des matériaux granulaires afin de réduire efficacement leur tendance à l’agglomération et à la formation de poussière.
[0016] Un autre objectif de la présente invention propose d’utiliser des composants qui permettent, à des doses relativement faibles, une préparation aisée de formulations avec différentes huiles d’origine renouvelable qui peuvent être utilisées en tant qu’enrobages de matériaux granulaires.
[0017] Selon un autre objectif supplémentaire de l’invention, les formulations de la présente invention sont utilisées et sont efficaces dans les mêmes conditions de conservation et d’application que les enrobages d’engrais actuellement connus.
[0018] La présente invention n’est pas limitée à l’enrobage d’engrais, mais est également adaptée pour un autre milieu devant être enrobé, tel que des minéraux, des céréales, des farines, des médicaments, des céramiques, des agrégats minéraux de carrières et tout autre produit particulaire qui présente une tendance à s’agglomérer et/ou générer de la poussière.
[0019] Il a désormais été découvert que ces objectifs sont atteints, en totalité ou au moins en partie, avec une formulation spécifique à base d’huiles d’origine renouvelable, ladite formulation étant sous la forme d’un gel. Un gel (également appelé « organogel ») désigne une entité dans laquelle un liquide, dans ce cas l’huile d’origine renouvelable, est piégé avec un réseau thermoréversible, tridimensionnel. Le réseau de gel autoassemblé est généralement formé par un composant à une concentration relativement faible. De telles formulations de gel sont décrites, par exemple, dans Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5e édition, VCH, New York, (1994) vol. A24, page 224.
[0020] Tous les objectifs mentionnés ci-dessus, ainsi que d’autres, apparaîtront dans la description faite ci-dessous de la présente invention.
[0021] Par conséquent, un premier objet de la présente invention est T utilisation d’une formulation de gels, par exemple des gels thermoréversibles ou des organogels, à base d’huiles d’origine renouvelable, dans des compositions pour enrober des matériaux granulaires, tels que des engrais, ladite utilisation étant spécifiquement destinée à prévenir l’agglomération et la génération de poussière.
[0022] Plus spécifiquement, le premier objet de cette invention est T utilisation d’une formulation de gel comprenant une huile d’origine renouvelable et un agent de formation de gel pour enrober un matériau granulaire.
[0023] Un « agent de formation de gel », dans le contexte de la présente invention, est un composé ou un mélange de composés quelconque, bien connu de l’homme du métier et qui peut former un gel à des températures inférieures à 50 °C avec l’huile d’origine renouvelable.
[0024] Plus spécifiquement, la présente invention concerne l’utilisation d’une formulation de gel comprenant une huile d’origine renouvelable et un agent de formation de gel pour enrober un matériau granulaire, ladite formulation de gel comprenant au moins : • une huile d’origine renouvelable, et • un agent de formation de gel qui forme un gel à des températures inférieures à 50 °C avec l’huile d’origine renouvelable.
[0025] Dans le contexte de l’invention, une « huile d’origine renouvelable » désigne une huile d’origine renouvelable, par opposition à une origine fossile, et de préférence de sources végétales ou animales. L’huile d’origine renouvelable peut provenir d’une extraction directe, d’une étape intermédiaire d’un tel processus d’extraction, ainsi que d’un produit secondaire, tel qu’un distillât, ou un sous-produit dans le processus d’obtention de l’huile à partir d’une source donnée, et similaire. Elle peut également être un mélange de plusieurs de telles huiles. L’huile et les mélanges d’huiles sont simplement désignés par « huile » dans la présente description.
[0026] De préférence, l’huile d’origine renouvelable pour utilisation dans la présente invention est une huile provenant de sources végétales. Plus préférablement, l’huile d’origine renouvelable est liquide à des températures supérieures à 40 °C. Encore plus préférablement, la viscosité de l’huile d’origine renouvelable à 40 °C est comprise entre 2 mPa.s et 1500 mPa.s, limites incluses, telle que mesurée au moyen d’un rhéomètre à cisaillement dynamique avec une géométrie à plaques parallèles à un taux de cisaillement de 80 s1. Encore plus préférablement, l’huile d’origine renouvelable présente un indice d’iode compris entre 70 et 150 tel que mesuré par des procédés de titrage, comme décrit dans l’ASTM D5768-02.
[0027] L’huile d’origine renouvelable peut être utilisée telle quelle ou sous une forme modifiée, par exemple, sous sa forme partiellement ou totalement hydrogénée. Des mélanges d’huiles d’origine renouvelable peuvent également être utilisés dans la présente invention.
[0028] Des exemples préférés d’huiles d’origine renouvelable comprennent l’huile d’amande, l’huile d’avocat, l’huile de coton, l’huile de noix de cajou, l’huile de pépins de raisin, l’huile de noisette, l’huile de son de riz, l’huile de lin, l’huile d’arachide, l’huile de colza, l’huile de sésame, l’huile de tournesol, l’huile de noix de coco, l’huile de palmier, l’huile de palmiste, l’huile de maïs, l’huile de canola, l’huile de soja, l’huile de soya, l’huile d’olive et une huile dérivée de processus de fabrication de papier, telle que le tallol. Les huiles mentionnées peuvent être sous forme brute, par exemple peuvent provenir d’étapes d’extraction mécanique ou par solvant, d’une étape de séparation ou de raffinage intermédiaire, d’une étape de modification chimique ou d’un processus de raffinage final.
[0029] L’agent de formation de gel de la présente invention peut être un composé, une molécule ou un polymère ou un prépolymère quelconque, qui est capable de former un gel avec une huile d’origine renouvelable telle que définie ci-dessus, à pression ambiante et à température ambiante. Des mélanges de deux ou plus de deux de ces agents de formation de gel peuvent également être utilisés dans toutes les proportions.
[0030] La formation du gel est connue dans l’art, par exemple dans Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5e édition, VCH, New York, (1994) vol. A24, page 224, comme précédemment indiqué présentement, et peut, par exemple, résulter du mélange conjointement de l’huile d’origine renouvelable et de l’agent de formation de gel, qui peuvent être précédemment fondus, si nécessaire, jusqu’à ce qu’un mélange homogène soit obtenu, ledit mélange homogène formant un gel après refroidissement à température et pression ambiantes (assemblage de gel).
[0031] La formation et les caractéristiques des gels hydrophobes sont généralement décrites dans J.M. Guenet, « Organogels », Springer Brief Materials, (2016). Par conséquent, un « gel », dans le contexte de la présente invention, est un système comprenant au moins deux composants, généralement un solide dispersé de façon colloïdale dans un agent de dispersion liquide. Les particules dispersées forment des réseaux spatiaux dans l’agent de dispersion qui sont stabilisés au moyen de forces de van der Waals, de sorte que l’agent de dispersion agisse comme une enveloppe de solvatation. Dans la présente invention, l’agent de formation de gel est le solide qui est dispersé de façon colloïdale et l’huile d’origine renouvelable est l’agent de dispersion.
[0032] De préférence, l’agent de formation de gel est présent dans un rapport en poids de
0,01 à 0,18, limites incluses, par rapport à l’huile d’origine renouvelable, plus préférablement dans un rapport en poids de 0,02 à 0,12, limites incluses, par rapport à l’huile d’origine renouvelable, et encore plus préférablement dans un rapport en poids de 0,03 à 0,07, limites incluses, par rapport à l’huile d’origine renouvelable.
[0033] Dans un mode de réalisation de la présente invention, l’agent de formation de gel comprend des agents édulcorants colloïdaux, choisis parmi ceux connus de l’homme du métier et, par exemple, qui peuvent être choisis parmi des sources minérales, telles que la fumée de silice ou des argiles, telles que les bentonites.
[0034] Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, l’agent de formation de gel comprend un composé ou un prépolymère ou un polymère comportant au moins une fonction hydroxyle (-OH) et au moins une fonction acide carboxylique (-COOH) ou une fonction ester d’acide carboxylique (-COOR). Selon un autre mode de réalisation préféré, l’agent de formation de gel comporte au moins une fonction -OH et au moins une fonction -COOH fonction, et encore plus préférablement, l’agent de formation de gel comporte une fonction -OH et une fonction -COOH.
[0035] En conséquence, et selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, l’agent de formation de gel comprend au moins un composé de formule (1) :
(R*-CH(OH)-R2-COO)n-A (1) dans laquelle • R1 représente une chaîne hydrocarbonée en Ci-Cio, de préférence en Ci-C6, linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, contenant facultativement au moins un cycle aromatique, de préférence R1 est une chaîne hydrocarbonée en Ci-C6 saturée, • R2 représente une chaîne hydrocarbonée en C4-C34, de préférence en C5-C30, plus préférablement en C6-C2o, linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, contenant facultativement au moins un cycle aromatique, de préférence R2 est une chaîne hydrocarbonée en C6-Ci2 saturée, • n est un entier entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, limites incluses, plus préférablement entre 1 et 6 , encore plus préférablement n représente 1, 2, 3, 4 ou 5, avantageusement n est 1, 2 ou 3, • A est choisi parmi un atome d’hydrogène, et un radical hydrocarboné, comportant n radicaux (R'-CH(OH)-R2-COO)-, ledit radical hydrocarboné étant une chaîne hydrocarbonée linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, de préférence en CrC4o, plus préférablement en CrC3o, contenant facultativement au moins un cycle aromatique, contenant facultativement au moins un groupe éther ou ester, à condition que A puisse représenter hydrogène uniquement lorsque n est égal à 1.
[0036] Selon un mode de réalisation préféré, le composé de formule (1) est le produit de réaction de n moles d’acide de formule (R'-CH(OH)-R2-COO)-H, avec un alcool de formule A-(OH)n, où R1, R2 et n sont tels que définis ci-dessus, selon des conditions de réaction bien connues de l’homme du métier.
[0037] Des exemples d’alcools de formule A-(OH)n comprennent, de façon non limitative, des alcanols, des polyols, des sucres, et plus spécifiquement des mono- ou polyalcools en C1-C24, de préférence en CrC12, plus préférablement en Ci-C6, par exemple le glycérol (ou le 1,2,3 propanetriol). Des exemples non limitatifs de tels alcools comprennent les éthylène glycol, glycérol, érythritol, xylitol, thréitol, mannitol, sorbitol, galactitol, fucitol, iditol, inositol, volémitol, isomalt, maltitol, lactitol, maltotriitol, maltotétraitol, dextrine, dextrose, disaccharides, fructose, saccharose, galactose, lactose, maltose, maltodextrine, mannose, saccharose, saccharose, xylose, ainsi que des sucres d’origine naturelle, par exemple, le sucre de canne, le caramel, le sucre semoule, le sirop de glucose et la mélasse, et similaire, ainsi que des mélanges de ceux-ci.
[0038] Selon un mode de réalisation particulièrement préférée, l’agent de formation de gel comprend un composé de formule (1) choisi parmi l’acide hydrostéarique, l’acide ricinoléique, l’huile de ricin partiellement hydrogénée et l’huile de ricin complètement hydrogénée, et des mélanges de ceux-ci. D’autres exemples de tels composés de formule (1) utiles en tant qu’agents de formation de gel peuvent être trouvés dans l’article de Barbosa Rocha, J. C., «Food Research International», 50 , (2013), 318-323, tels que, par exemple, des triacylglycérols, des dyacylglycérols, des monoacylglycérols, des acides gras, des alcools gras, des esters cireux, des esters de stérol, le monostéarate de sorbitane, la lécithine, des phytostérols, des cires naturelles telles que la cire d’abeille, la cire de candelilla, la cire de canne à sucre et la cire de carnauba, et similaire, ainsi que des mélanges de ceux-ci.
[0039] La formulation de gel de la présente invention peut comprendre en outre un ou plusieurs autres composants, tels que, par exemple, l’un ou plusieurs de ceux-ci, tels que des additifs, des charges et similaire, et qui sont couramment utilisés dans l’art, de tels composants étant éventuellement et avantageusement choisis parmi :
• Des agents antiagglomérants, et de préférence des tensioactifs antiagglomérants tel que des alkylamines, des acides gras, des esters phosphoriques d’alkyle, des esters phosphoriques d’éther d’alkyle, des alcools d’alkyle linéaire, des sulfates d’alkyle alcoxylés, des sulfates d’éther d’alkyle, et des combinaisons de ceux-ci, de préférence des sels d’alkylamines avec des esters phosphoriques d’alkyle, • Des modificateurs de rhéologie tels que des polymères biodégradables ou non biodégradables, des cires, de préférence des cires de sources minérales, renouvelables, ou des cires synthétiques, telles que des cires de Fischer-Tropsch, des résines, telles que des acides rosiniques, ou des acides rosiniques modifiés, le brai de tallol, le brai de goudron de pin, des colophanes de pin, des colophanes de tallol, des amidoamides, des alkylamidoamides, • des agents hydrophobants tels que des alcools d’alkyle linéaire ou des cires macro- cristallines, • des agents de dispersion tels que des huiles de sources minérales, • des colorants, des traceurs UV, des pigments, • des micronutriments minéraux et/ou organiques et des oligo-éléments, qui peuvent être, mais sont de préférence, finement dispersés et/ou compatibilisés, par exemple des complexes métalliques, • des biostimulants, tels que des substances et matériaux minéraux ou organiques qui sont ajoutés pour améliorer ou maintenir les fonctions biologiques de sols, d’animaux et de plantes, • des pesticides, tels que des insecticides, des herbicides, des fongicides, des nématocides et similaire, • bactéries, levure, champignons, virus, • des antioxydants, par exemple la tert-butylhydroquinone (également appelée TBHQ), des conservateurs, des agents anti-UV, • des agents de masquage d’odeur, des anti-odorants, des arômes, des parfums, • ainsi que des mélanges de deux ou plus des composants énumérés ci-dessus.
[0040] De préférence, l’agent de formation de gel est un solide à température ambiante et plus préférablement, l’agent de formation de gel a un point de fusion compris entre 40 C et 95 C, limites incluses.
[0041] De préférence, l’agent de formation de gel, qui forme un gel avec l’huile d’origine renouvelable, est utilisé à des doses comprises entre 1 % en poids et 15 % en poids, plus préférablement entre 1 % en poids et 10 % en poids, encore plus préférablement entre 2 % en poids et 10 % en poids, et encore plus préférablement entre 2 % en poids et 6 % en poids, avantageusement entre 3 % en poids et 6 % en poids, limites incluses, par rapport à l’huile d’origine renouvelable.
[0042] La formulation de gel pour utilisation dans la présente invention peut comprendre une ou plusieurs huile(s) d’origine renouvelable, et un ou plusieurs agent(s) de formation de gel, tels que décrits précédemment.
[0043] Des formulations de gel préférées de la présente invention comprennent au moins un antioxydant.
[0044] De préférence, le gel est un gel thermoréversible, ce qui signifie qu’il peut être fondu par chauffage et reformé après refroidissement, comme souhaité. Ce processus de fusion et de reformation est parfaitement réversible étant donné que la formation et la fusion du gel se produisent par l’intermédiaire de transitions de premier ordre. De préférence, le gel thermoréversible formé fond à des températures supérieures à 40 °C, encore plus préférablement supérieures à 50 °C. Le gel formé peut lui-même être soluble dans d’autres liquides de dispersion, tels que les mêmes huiles d’origine renouvelable ou d’autres huiles d’origine renouvelable.
[0045] De préférence, le gel dans la présente invention est une substance qui a une valeur de module de conservation complexe G’ plus élevée que son module de dissipation visqueuse complexe G”, tels que mesuré dans un rhéomètre à cisaillement dynamique, entre deux plaques parallèles à une fréquence de 1 Hz et une amplitude de déformation de 0,1 %, à une température inférieure à 40 C.
[0046] La formulation de gel obtenue peut être utilisée dans plusieurs domaines d’application différents, et présente une utilisation particulièrement efficace en tant qu’enrobage pour des granules d’engrais, ou d’autres produits minéraux, afin de réduire et même éviter la poussière générée pendant le transport. La formulation de gel de la présente invention peut également être très utile pour ses propriétés antiagglomérantes, en particulier lorsqu’elle est utilisée en tant qu’enrobage pour des granules d’engrais, ou d’autres produits minéraux.
[0047] Par conséquent, et comme indiqué ci-dessus, la présente invention concerne l’utilisation de la formulation de gel décrite ci-dessus pour enrober un matériau granulaire, où le matériau granulaire peut être un matériau granulaire quelconque connu dans l’art, tel que ceux choisis parmi, en tant qu’exemples non limitatifs, des engrais, du charbon, des minerais de minéraux, des agrégats de minéraux, du soufre, des copeaux de bois, de la boue, des déchets granulés, des médicaments, des céréales, des aliments granulés pour animaux, et similaire, et plus préférablement, le matériau granulaire est un engrais.
[0048] «Engrais», dans le contexte de l’invention, est une particule de matière inorganique et/ou organique qui fournit au sol et/ou aux cultures des nutriments minéraux et/ou organiques ou d’autres substances qui améliorent leur croissance. Les particules d’engrais peuvent provenir d’un processus quelconque connu pour produire des engrais tel que la granulation, le broyage, le mélange ou la formulation, le compactage ou le grelonage.
[0049] De préférence, les particules d’engrais comprennent des nitrates, tels que des nitrates d’ammonium, des nitrophosphates, le phosphate-sulfate d’ammonium, le sulfate d’ammonium, des nitrates de calcium-ammonium, le nitrate de calcium, le phosphate de di-ammonium, le chlorure de potassium, le phosphate de mono-ammonium, le muriate de potasse, le sulfate de potasse, le sulfate de potasse-magnésie, le superphosphate simple, le superphosphate triple, l’urée, le soufre, la polyhalite et d’autres engrais complexes ou composites qui contiennent plusieurs éléments, et, par exemple, ceux connus sous l’acronyme NPK.
[0050] La composition de la présente invention peut être appliquée en utilisant un procédé d’enrobage quelconque connu de l’homme du métier, ou selon des procédés courants similaires utilisés pour enrober des particules, tels que ceux utilisés pour des engrais granulés, tels que, par exemple, selon des techniques d’enrobage par pulvérisation connues. Cela peut être effectué en utilisant un procédé discontinu ou continu. Par exemple, l’engrais granulé peut être introduit dans un cylindre d’enrobage rotatif tandis que l’enrobage est appliqué par l’intermédiaire d’une ou plusieurs buses sous pression. L’enrobage peut également être pulvérisé tandis que l’engrais granulé tourne sur un tambour de granulation incliné ou est à l’intérieur d’une chambre à lit fluidisé.
[0051] L’étape d’enrobage avec la formulation de gel de la présente invention peut être effectuée avant, et/ou simultanément avec, et/ou après le(s) enrobage(s) d’un autre matériau, tel(s) que, par exemple l’enrobage de nutriments ou fonctions biologiques supplémentaires qui sont utiles pour les sols ou les animaux ou les plantes, l’enrobage d’agents antiagglomérants, tels que, par exemple, des argiles (par exemple, un kaolin), le talc, et similaire.
[0052] Une fois appliquée sur la surface d’un matériau granulaire, la quantité de formulation de gel enduite sur le matériau granulaire peut varier dans des proportions élevées et, avantageusement et de préférence, dans des quantités comprises entre 0,01 % en poids et 10 % en poids, plus préférablement entre 0,02 % en poids et 2 % en poids, limites incluses, par rapport à la masse totale du matériau granulaire enduit.
[0053] La présente invention concerne en outre le matériau granulaire enrobé avec la formulation de gel de la présente invention. Une fois appliquée sur la surface d’un matériau granulaire (par exemple et de préférence, un granule d’engrais), il est démontré que la formulation de gel de la présente invention est efficace pour atteindre un ou plusieurs des objectifs suivants :
[0054] · réduire ou éviter la libération de poussière à partir des particules enrobées, • réduire ou éviter l’agglomération des particules enrobées, • réduire ou éviter l’absorption d’humidité dans les particules enrobées, • lier d’autres particules minérales ou organiques à la particule enrobée.
[0055] Selon un mode de réalisation préféré, la présente invention concerne un granule d’engrais enrobé avec une formulation de gel de la présente invention. Dans un mode de réalisation préféré, la quantité de formulation de gel enduite sur le granule d’engrais est comprise entre 0,01 % en poids et 10 % en poids, plus préférablement entre 0,02 % en poids et 2 % en poids, avantageusement entre 0,1 % en poids et 1 % en poids, limites incluses, par rapport à la masse totale du granule d’engrais enrobé.
[0056] La formulation de gel de la présente invention permet l’obtention de particules enrobées, et de préférence d’engrais présentant un ou plusieurs des avantages ci-après, parmi lesquels il peut être mentionné :
[0057] · aucune réaction chimique ne se produit entre le gel et la particule enrobée, • le changement de viscosité (gel) est réversible en fonction de la température, • l’enrobage de gel n’est pas un polymère (un changement de la législation européenne est en cours pour réduire/supprimer l’utilisation de polymères dans les engrais), • l’agent de formation de gel est utilisé à des concentrations très faibles (l’huile d’origine renouvelable est alors le composant majeur et plus économique de la formulation de gel), • compatibilité avec plusieurs types d’huiles d’origine renouvelable, tels que des huiles raffinées, brutes ou des résidus de distillation, • le procédé d’enrobage est le même que les procédés actuels connus dans l’art pour enrober des particules (même équipement de pulvérisation/enrobage, mêmes températures de pulvérisation).
[0058] La formulation de gel de la présente invention peut être utilisée dans différents autres domaines d’application et est particulièrement adaptée pour l’enrobage de particules, qui présentent une tendance à générer de la poussière et/ou à s’agglomérer, telles que des céréales, des farines, des médicaments, des céramiques, des agrégats minéraux de carrières, et similaire.
[0059] Elle est compatible avec d’autres composants d’enrobages d’engrais couramment utilisés tels que des tensioactifs, des alcools, des cires, etc.
[0060] L’invention est illustrée plus avant ci-après par les exemples suivants, qui sont présentés en tant que modes de réalisation de l’invention uniquement, sans induire une limitation quelconque de la portée de protection telle que définie par les revendications annexées.
EXEMPLES
Exemple 1
[0061] La composition A selon l’invention est préparée par mélange de 48,5 g d’huile de soja dégommée de Cefetra. Le dégommage est un procédé de raffinage bien connu, dans lequel les impuretés de l’huile de soja, en particulier les phosphatides ou les gommes, sont éliminées de l’huile végétale brute. L’huile dégommée est précédemment chauffée à 90 °C avec 1,5 g d’acide 12-hydrostéarique (de Mosselman) sous agitation. Une fois que le deuxième composant est complètement fondu et incorporé, la composition est refroidie à température ambiante. Une fois refroidie, la composition A est limpide et forme un gel.
[0062] Une autre composition, composition B, selon l’invention, est préparée par mélange de 47,5 g d’huile d’olive précédemment chauffée à 90 °C et 2,5 g d’huile de ricin hydrogénée (de Mosselman) sous agitation. Une fois que le deuxième composant est complètement fondu et incorporé, la composition est refroidie à température ambiante. Une fois refroidie, la composition B forme également un gel.
[0063] Une troisième composition, composition C, en tant qu’exemple comparatif et ne faisant pas partie de cette invention, est préparée par mélange de 47,5 g d’huile de soja (dégommée, comme décrit ci-dessus), et précédemment chauffée à 90 °C, avec 2,5 g d’une cire minérale microcristalline (point de figeage > 65 °C, de Lotos Company) sous agitation.
[0064] Une fois que le deuxième composant est complètement fondu et incorporé, la composition est refroidie à température ambiante. Une fois refroidie, la composition C est trouble et reste un liquide visqueux. Les modules complexes des compositions préparées sont mesurés au moyen d’un rhéomètre à cisaillement dynamique Anton Paar MCR301 en utilisant une géométrie à plaques parallèles de 50 mm à 40 °C à 1 Hz et une amplitude de déformation de 0,1 %. Les résultats obtenus pour les modules d’élasticité (G’) et de pertes (G”) sont présentés dans le tableau 1 ci-dessous.
[0065] [Tableaux 1]
| G’ (Pa) | G” (Pa) | |
| Composition A (invention) | 2951 | 828 |
| Composition B (invention) | 18739 | 4842 |
| Composition C (comparative) | 0,69 | 0,89 |
- Modules complexes de compositions à 40 °C -
[0066] Comme on peut l’observer, non seulement les valeurs de la composition A et la composition B sont supérieures de plusieurs ordres de grandeur à celles de la composition comparative C, mais en outre, dans les deux cas (composition A et composition B), le module de conservation G’ est supérieur d’au moins un ordre de grandeur au module de pertes G”.
[0067] Au contraire, une cire minérale (composition C), même à 5 % en poids, qui est la dose minimale généralement utilisée dans des compositions d’engrais, ne conduit pas à un changement de rhéologie similaire. De plus, le module G” est supérieur à G’, ce qui indique que la composition s’écoule, c’est-à-dire qu’elle n’est pas sous la forme d’un gel, et donc, n’est pas utilisable dans la présente invention.
Exemple 2
[0068] Les essais suivants sont conduits afin d’évaluer la quantité de poussière libérée par un échantillon NPK enrobé pendant le transport. Les essais sont conduits au moyen d’un appareil de mesure de poussière optique Microtrack. Un échantillon de 300 g d’engrais enrobé est introduit dans l’appareil et la poussière générée par le dépôt (due à l’impact après la chute) est enregistrée par des procédés optiques pendant 60 secondes. La quantité de poussière générée est proportionnelle à l’intégrale du signal optique mesuré (unités arbitraires) en fonction du temps de mesure.
[0069] La valeur de l’intégrale permet de faire une comparaison entre des enrobages, le meilleur enrobage étant celui ayant la valeur la plus faible. 500 g de granules de NPK
20-16-3 sont chauffés à 40 °C pendant 4 heures avant d’être mélangés dans un cylindre d’enrobage de laboratoire à extrémité ouverte et pulvérisés avec 1 g d’échantillon de formulation d’enrobage, à 90 °C. Les granules enrobés sont maintenus dans un récipient fermé à 40 °C pendant 7 jours avant d’être soumis à essai pour la formation de poussière.
[0070] La composition A, de l’exemple 1, (selon l’invention) est utilisée en tant qu’enrobage sur les granules NPK et soumise à un essai de poussière. De manière similaire, de l’huile de soja (dégommée, comme décrit ci-dessus), une huile minérale (commercialisée sous le nom OS 100 par Osilub) et une composition D, préparée de manière similaire à celle décrite dans l’exemple 1, contenant 15 % de cire minérale (point de figeage > 65 °C, de Lotos Company) et de l’huile de soja (dégommée, comme décrit ci-dessus), sont également soumises à essai pour la formation de poussière à titre d’exemple comparatif. Le tableau 2 présente les valeurs intégrales de l’essai de poussière pour chaque enrobage (intégrale des valeurs de signal optique).
[0071] [Tableaux2]
| Composition | Poussière générée |
| Composition A (invention) | 2,04 |
| Huile de soja (comparative) | 7,74 |
| Huile minérale (comparative) | 9,24 |
| Composition D (comparative) | 3 |
| Non traité | 110 |
- Poussière générée par des engrais enrobés -
[0072] Bien que toutes les solutions évaluées produisent un certain degré de protection contre la poussière, la composition A selon la présente invention présente les meilleures valeurs de protection contre la poussière (plus faible taux de poussière générée après stockage simulé). La valeur est significativement meilleure que la même huile de soja par elle-même, une huile minérale et même une formulation qui contient une quantité beaucoup plus élevée de cire minérale (composition D).
Claims (1)
-
Revendications [Revendication 1] Utilisation d’une formulation de gel comprenant une huile d’origine renouvelable et un agent de formation de gel pour enrober un matériau granulaire, ladite formulation de gel comprenant au moins : • une huile d’origine renouvelable, et • un agent de formation de gel qui forme un gel à des températures inférieures à 50 °C avec l’huile d’origine renouvelable. [Revendication 2] Utilisation selon la revendication 1, dans laquelle la viscosité de l’huile d’origine renouvelable à 40 °C est comprise entre 2 mPa.s et 1500 mPa.s, limites incluses, telle que mesurée au moyen d’un rhéomètre à cisaillement dynamique avec une géométrie à plaques parallèles à un taux de cisaillement de 80 s *. [Revendication 3] Utilisation selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle l’huile d’origine renouvelable est choisie parmi l’huile d’amande, l’huile d’avocat, l’huile de coton, l’huile de noix de cajou, l’huile de pépins de raisin, l’huile de noisette, l’huile de son de riz, l’huile de lin, l’huile d’arachide, l’huile de colza, l’huile de sésame, l’huile de tournesol, l’huile de noix de coco, l’huile de palmier, l’huile de palmiste, l’huile de maïs, l’huile de canola, l’huile de soja, l’huile de soya, l’huile d’olive et une huile dérivée de processus de fabrication de papier, telle que le tallol. [Revendication 4] Utilisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle l’agent de formation de gel est présent dans un rapport en poids de 0,01 à 0,18, limites incluses, par rapport à l’huile d’origine renouvelable, plus préférablement dans un rapport en poids de 0,02 à 0,12, limites incluses, par rapport à l’huile d’origine renouvelable, et encore plus préférablement dans un rapport en poids de 0,03 à 0,07, limites incluses, par rapport à l’huile d’origine renouvelable. [Revendication 5] Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’agent de formation de gel comprend un composé ou un prépolymère ou un polymère comportant au moins une fonction hydroxyle (-OH) et au moins une fonction acide carboxylique (-COOH) ou une fonction ester d’acide carboxylique (-COOR). [Revendication 6] Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’agent de formation de gel comprend au moins un composé de formule (1) : (RLCHCOHj-R^COOjn-A (1) dans laquelle • R1 représente une chaîne hydrocarbonée en CrCio, de préférence en C rC6, linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, contenant facultativement au moins un cycle aromatique, de préférence R1 est une chaîne hydrocarbonée en Ci-C6 saturée, • R2 représente une chaîne hydrocarbonée en C4-C34, de préférence en C 5-C30, plus préférablement en C6-C2o, linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, contenant facultativement au moins un cycle aromatique, de préférence R2 est une chaîne hydrocarbonée en C6-Ci2 saturée, • n est un entier entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, limites incluses, plus préférablement entre 1 et 6, encore plus préférablement n représente 1, 2, 3, 4 ou 5, avantageusement n est 1, 2 ou 3, • A est choisi parmi un atome d’hydrogène, et un radical hydrocarboné, comportant n radicaux (R'-CH(OH)-R2-COO)-, ledit radical hydrocarboné étant une chaîne hydrocarbonée linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, de préférence en Ci-C40, plus préférablement en Ci-C30, contenant facultativement au moins un cycle aromatique, contenant facultativement au moins un groupe éther ou ester, à condition que A puisse représenter hydrogène uniquement lorsque n est égal à 1. [Revendication 7] Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’agent de formation de gel comprend un composé de formule (1) choisi parmi l’acide hydrostéarique, l’acide ricinoléique, l’huile de ricin partiellement hydrogénée, et l’huile de ricin complètement hydrogénée, des triacylglycérols, des dyacylglycérols, des monoacylglycérols, des acides gras, des alcools gras, des esters cireux, des esters de stérol, le monostéarate de sorbitane, la lécithine, des phytostérols, des cires naturelles telles que la cire d’abeille, la cire de candelilla, la cire de canne à sucre et la cire de carnauba, et similaire, ainsi que des mélanges de ceux-ci. [Revendication 8] Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’agent de formation de gel, qui forme un gel avec l’huile d’origine renouvelable, est utilisé à des doses comprises entre 1 % en poids et 15 % en poids, plus préférablement entre 1 % en poids et 10 % en poids, encore plus préférablement entre 2 % en poids et 10 % en poids, et encore plus préférablement entre 2 % en poids et 6 % en poids, avantageusement entre 3 % en poids et 6 % en poids, limites incluses, par rapport à l’huile d’origine renouvelable. [Revendication 9] Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit matériau granulaire peut être un matériau granulaire quelconque connu dans l’art, tel que ceux choisis parmi, en tant qu’exemples non limitatifs, des engrais, du charbon, des minerais de minéraux, des agrégats de minéraux, du soufre, des copeaux de bois, de la boue, des déchets granulés, des médicaments, des céréales, des aliments granulés pour animaux, et similaire, et plus préférablement, le matériau granulaire est un engrais. [Revendication 10] Utilisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit matériau granulaire est un engrais choisi parmi des nitrates, tels que des nitrates d’ammonium, des nitrophosphates, le phosphate-sulfate d’ammonium, le sulfate d’ammonium, des nitrates de calcium-ammonium, le nitrate de calcium, le phosphate de diammonium, le chlorure de potassium, le phosphate de monoammonium, le muriate de potasse, le sulfate de potasse, le sulfate de potasse-magnésie, le superphosphate simple, le superphosphate triple, l’urée, le soufre, la polyhalite et d’autres engrais complexes ou composites qui contiennent plusieurs éléments, et ceux connus sous l’acronyme NPK. [Revendication 11] Matériau granulaire enrobé avec la formulation de gel comprenant au moins : • une huile d’origine renouvelable, et • un agent de formation de gel qui forme un gel à des températures inférieures à 50 °C avec l’huile d’origine renouvelable, telle que définie dans l’une quelconque des revendications 1 à 8. [Revendication 12] Matériau granulaire selon la revendication 11, dans lequel la quantité de formulation de gel enrobée sur ledit matériau granulaire est comprise entre 0,01 % en poids et 10 % en poids, plus préférablement entre 0,02 % en poids et 2 % en poids, limites incluses, par rapport à la masse totale du matériau granulaire enrobé. [Revendication 13] Matériau granulaire selon la revendication 11 ou la revendication 12, le matériau granulaire étant un granule d’engrais. RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
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