BRPI1007446B1 - Composição de fertilizante sólida e seca, solução estoque de fertilizante, processo para preparar as mesmas, e processo para distribuição de nutrientes em solução às plantas - Google Patents
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Abstract
formulações de fertilizante solúvel em água de dissolução rápida e métodos e usos das mesmas composições de fertilizantes sólidas, solúveis em água (fsa) e melhoradas que compreendem pelo menos um componente de fertilizante ácido (opcionalmente nutritivo) e pelo menos um componente de fertilizante básico são apresentadas. em uma ou mais modalidades da presente invenção, as composições de fsa demonstram solubilidade melhorada de um ou mais nutrientes ou aditivos em solução, não necessitam de auxiliares de dissolução ou agentes antiempedramento adicionais, demonstram tempos rápidos de dissolução, produzem soluções livres de precipitados, são facilmente compostas sem etapas intermediárias de umedecimento ou secagem, não geram gás de demonstram estabilidade melhorada em condições típicas de uso. finalmente, as composições de fsa podem ser usadas e processos melhorados para a criação de soluções estoques, opcionalmente com água fria e/ou distribuição de nutrientes para as plantas.
Description
[001]Um ou mais aspectos da presente invenção dizem respeito às composições melhoradas de fertilizantes solúveis em água ("FSA"). Mais particularmente, eles se relacionam com composições de fertilizante sólidas tendo rápidos tempos de dissolução e alta solubilidade em água, em que as composições de FSA também fornecem soluções de alimentação e estoque livres de precipitado e estáveis, e excelentes características de armazenamento a seco. Um ou mais aspectos da presente invenção também se relacionam com métodos para uso das composições melhoradas de FSA.
[002]O carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo, potássio e enxofre são os principais elementos essenciais para toda a vida. Os solos contêm todos estes elementos, além de outros macro e micronutrientes que são necessários para o crescimento das plantas. Tipicamente, tais elementos não estão presentes no solo em quantidade suficiente ou em formas que possam suportar o crescimento e o rendimento máximo das plantas. Para superar estas deficiências, os fertilizantes tendo constituintes químicos específicos em quantidades específicas são muitas vezes adicionados ao solo, desse modo, enriquecendo o meio de crescimento. Os fertilizantes podem ser suplementados com determinados elementos de traço como cobre, ferro, manganês, zinco, cobalto, molibdênio (tipicamente como um molibdato) e boro (tipicamente como um borato), como óxidos ou sais.
[003]As composições de fertilizantes podem ser fornecidas em muitas formas, incluindo composições de fluxo livre ou granuladas secas destinadas para a dispersão ou para a dissolução em solução aquosa antes da distribuição para as plantas ou culturas. Vantajosamente, as composições de fertilizante seco proporcionam a liberação rápida (alta solubilidade em água), quando a produção da solução estoque é desejada. Em outros contextos, as composições de fertilizante seco são vantajosas quando elas proporcionam a liberação lenta (como por baixo de solubilidade em água ou por encapsulamento), tal como quando a distribuição estável ou controlada de nutrientes ao longo do tempo é desejada.
[004]Em estufas, viveiros e outros ambientes de horticultura intensiva, os melhores resultados de crescimento das plantas são obtidos quando macro e micronutrientes são cuidadosamente e completamente distribuídos para o crescimento das plantas. Muitos produtores agrícolas e de plantas optam por utilizar fertilizantes solúveis em água para obter este resultado. Tipicamente, tais fertilizantes são formulados como sólidos que podem ser dissolvidos pelo usuário para preparar soluções estoques concentradas que são subsequentemente diluídas em água de irrigação empregando dosadores ou dispositivos de injeção, desse modo, formando as chamadas "soluções de alimentação".
[005]Os fertilizantes agrícolas geralmente contêm um número seleto de macronutrientes. Os fertilizantes agrícolas são tipicamente destinados a serem aplicados com pouca frequência e, normalmente, antes ou junto com a semeadura. Exemplos de fertilizantes agrícolas são o superfosfato triplo granular, cloreto de potássio, ureia, sulfato de amônio e amônia anidra. Em comparação, os fertilizantes para horticultura ou especiais, por outro lado, são formulados a partir de muitos dos mesmos compostos como fertilizantes agrícolas e alguns outros para produzir fertilizantes bem balanceados, que também contêm micronutrientes.
[006]As típicas composições secas de FSA são feitas pela mistura de diferentes nutrientes contendo pós e/ou grânulos. Em geral, o pH da solução final pulverizada ou aplicada por irrigação é em torno de 6 - 6,5. Para a água leve como a maioria da água da chuva, a composição de FSA deve render um pH próximo ao pH desejado após a dissolução e diluição. Para água dura, as composições de FSA tendem a ser mais ácidas para neutralizar o pH mais elevado da água. Portanto, para a água leve e produtos de uso geral, os ingredientes consistem de um grupo de nutrientes "neutros". Estes ingredientes dão um pH perto do neutro em uma faixa de concentração de cerca de 1 - 10%. Para os produtos água dura, um componente ácido como fosfato de ureia pode ser adicionado.
[007]É importante formular estas composições de fertilizantes de alta análise, de modo que elas se dissolvam rapidamente e completamente sem precipitação. Solubilidades de cerca de 200 gramas/L são consideradas elevadas e são vantajosas. Além disso, essas composições de fertilizantes devem fornecer boa estabilidade em longo prazo tanto na forma seca quanto em soluções estoques. Por exemplo, as composições que formam massa empedrada, crosta, aglomerado, ou se decompõem diminuem a adequação da composição de fertilizante.
[008]Uma desvantagem de muitos fertilizantes "solúveis em água" do estado da técnica é que eles tendem a "empedrar". O empedramento (caking) interfere com a sua manipulação em massa pelo produtor e pelo usuário final e pode interferir com a velocidade de dissolução do fertilizante na água. Acredita-se que o empedramento do fertilizante é causado por diversos fatores, por exemplo, a formação de pontes cristalinas com as quais as conexões sólidas são formadas nos pontos de contato entre os grânulos. Alternativamente, pode haver adesão capilar ou ligação entre os grânulos com força significativa, muitas vezes sendo necessário quebrar esta adesão ou ligação. As forças coesivas irão variar dependendo das condições de armazenamento e outras variáveis tais como a natureza da composição. A natureza higroscópica de muitos fertilizantes pode também resultar no empedramento indesejável. Além disso, os compostos higroscópicos proporcionam um meio - por meio de absorção de água - pelo qual as reações químicas indesejáveis podem ocorrer. Em todos os casos, no entanto, o empedramento causa um sério problema para o qual uma solução completamente satisfatória tem sido inexistente. Os aditivos são adicionados frequentemente para tentar inibir o empedramento. Por exemplo, a Patente US 5.286.272 descreve uma composição de fertilizantes inorgânicos que flui livremente e resiste ao empedramento compreendendo um agente benéfico e um agente antiempedramento separado (fosfato tripotássico).
[009]Outros métodos do estado da técnica que propõem diminuir o empedramento de fertilizantes também envolvem o uso de aditivos na composição de fertilizante. Os aditivos típicos incluem o uso de pós finamente divididos que devem cobrir o fertilizante substancialmente uniformemente, tal como, por exemplo, talco, caulim, e terra diatomácea. Os surfactantes também podem ser usados. Aditivos adicionais incluem compostos que também tendem a formar um filme hidrofóbico em torno dos grânulos do fertilizante, tais como cera de parafina, cera de poliolefina e óleos minerais. Estas formulações, que podem demonstrar algumas características de armazenamento melhoradas, muitas vezes não são adequadas para a preparação das soluções de alimentação ou estoques, porque elas podem resultar em suspensões em solução contendo esses agentes. Os particulados não dissolvidos podem resultar no entupimento indesejado da linha de alimentação, dosador, ou pulverizador.
[0010] Assim, as composições vantajosas de FSA devem ser facilmente solúveis em soluções aquosas, fornecendo uma solução completamente ou substancialmente completamente dissolvida logo após a mistura, desse modo, permitindo o rápido uso da solução de alimentação ou estoque. Novamente, uma vez dissolvido em solução, os precipitados (ou compostos não dissolvidos) nas soluções estoques podem causar o entupimento dos dosadores e das linhas de irrigação. Portanto, as composições de FSA também devem permanecer dissolvidas uma vez em solução em concentrações variáveis (de concentradas, tal como em uma solução estoque para diluídas, tal como em uma solução de alimentação). Além disso, as composições de fertilizantes solúveis em água que liberam quantidades não triviais de gás geralmente não são adequadas para uso em tanques, contêineres, em grandes escalas agrícolas, ou para uso em pulverizadores, gotejadores e linhas de irrigação. Assim, as composições de fertilizantes solúveis em água não devem liberar gases significativamente durante a dissolução: preferencialmente, devem liberar pouco ou nenhum gás.
[0011]Um requisito adicional funcional para as composições de fertilizantes vantajosas é a capacidade de armazenar grandes quantidades de fertilizantes em contêineres tais como sacos sem decomposição ou produção de gás. Além disso, as formulações que podem ser fabricadas pela simples mistura de um ou mais dos ingredientes sem estágios de umidificação ou secagem intermediários também são ideais.
[0012]Estes requisitos funcionais para as composições de fertilizantes solúveis em água desta variedade têm apresentado problemas contínuos para os produtores e desenvolvedores de tais produtos e estes problemas não foram totalmente resolvidos pelas composições de fertilizantes disponíveis anteriormente. As referências do estado da técnica tentam resolver esta questão através de modificações dos dosadores ou pulverizadores. Por exemplo, a Patente US 6.866.780 descreve um dispositivo para tratamento ultrassônico aquecido compreendendo um reservatório através do qual o líquido contendo material em suspensão passa, um aquecedor com temperatura controlável e um vibrador ultrassônico disposto no reservatório que funciona para "pulverizar" a matéria em suspensão após o aquecimento/vibração. Outras tentativas de soluções incluem a Patente US 6.200.928, que descreve "preparações efervescentes" para plantas compreendendo geralmente carbonatos não nutritivos, ácidos solúveis em água não nutritivos, e vários nutrientes, tais como metionina. A desvantagem de composições efervescentes é que apesar da produção de gás e da agitação resultante aumentarem a velocidade de dissolução, estas também criam um perigo quando usadas em contêineres fechados ou sem ventilação. Além disso, há um número limitado de carbonato nutritivo ou de fertilizantes que produzem gás adequado para a criação de formulações efervescentes e as fontes de carbonato não nutritivas efetivamente diluem o conteúdo nutritivo da composição.
[0013]A Patente US 6.312.493 descreve composições de fertilizantes solúveis em água contendo ácidos orgânicos livres de fosfato para auxiliar a solubilidade e um ou mais componentes de fertilizantes. Uma outra composição de fertilizantes solúveis é descrita no Pedido de Patente n°. 2006/0243012. A composição de fertilizantes solúveis compreende fosfatos de cálcio e/ou de magnésio. Na tentativa de superar as propriedades físicas pobres dos fertilizantes de fosfato de cálcio monobásico (MCP) e fosfato de magnésio monobásico (MMgP) (fraca solubilidade em água), os inventores modificam estes compostos pela reação química para fornecer formulações de fertilizantes compreendendo 1) fosfato de cálcio ou fosfato de magnésio, 2) pelo menos um fosfato de metal alcalino, tal como fosfato monopotássico, e 3) ácido fosfórico (PA). Ao formular essas composições, certas modalidades descrevem a mistura de ácido fosfórico, fosfato monopotássico, e vários hidróxidos alcalinos em água; reação dos componentes, e subsequente secagem para formar uma composição final tendo um pH ácido. A solubilidade melhorada é obtida pela modificação dos constituintes químicos iniciais nos compostos com características de solubilidade melhorada.
[0014]Uma outra composição de fertilizante solúvel exemplar que tenta fornecer características de solubilidade melhorada está na Patente US 6.826.866. Esta patente descreve o uso de composições aquosas de fertilizantes solúveis em água, diluídas, contendo um sistema de surfactante compreendendo surfactante não iônico solúvel em água e alquil poliglicosídeo em uma razão de peso de 2:1 a 1:1.
[0015]Uma composição clássica de fertilizantes solúveis em água é descrita na Patente US 4.175.943, onde uma composição de fertilizantes mistos solúveis em água na forma sólida e um método para produção da composição de fertilizantes são descritos. O fertilizante compreende uma mistura de ureia, ácido fosfórico e, pelo menos, um sal de potássio selecionado da classe que compreende sulfato de potássio, nitrato de potássio e cloreto de potássio. Os sais de amônio selecionados a partir da classe compreendendo nitrato de amônio e sulfato de amônio também podem, opcionalmente, ser adicionados à mistura.
[0016]Outras formulações típicas do estado da técnica que pretendem melhorar a solubilidade de certos compostos, tais como metais de traço, também podem utilizar agentes quelantes ou de ajuste da composição final para um pH ácido quando em solução.
[0017]As formulações do estado da técnica acima sofrem de uma ou mais propriedades desfavoráveis, incluindo: (1) pobre solubilidade de um ou mais nutrientes ou aditivos em solução, (2) necessidade de aditivos indesejáveis para auxiliar a dissolução ou para dar propriedades antiempedramento; (3) tempos lentos de dissolução; (4) precipitação de nutrientes ou aditivos da solução (resultando no entupimento ou outros maus funcionamentos de, por exemplo, um dosador de nutrientes); (5) etapas de composição prolongadas, difíceis, ou caras; (6) evolução de gás, e/ou (7) segurança química e problemas de estabilidade incluindo a decomposição da mistura de fertilizante dissolvido ou seco. Assim, ainda há uma necessidade muito grande de composições que corrijam as deficiências das composições de fertilizantes do estado da técnica.
[0018]Em vista da grande necessidade sentida pelos produtores de horticulturas e agricultores de terem composições de fertilizantes eficazes, que não sofram de uma ou mais das desvantagens acima, é um objeto da presente invenção fornecer nutrientes para plantas em uma composição de fertilizantes que torna esses nutrientes prontamente disponíveis às plantas por meio da irrigação, por linha de gotejamento, pulverização, ou outros sistemas de distribuição em que um fertilizante sólido seco é diluído com água e alimentado a uma planta. Por exemplo, em uma ou mais modalidades, pelo menos um ácido (opcionalmente, um fertilizante), que é sólido à temperatura ambiente e pelo menos uma base (opcionalmente uma base fraca e, preferencialmente um fertilizante e também sólida à temperatura ambiente) produz uma composição combinada que é estável na forma seca, substancialmente não efervescente mediante dispersão de, por exemplo, 1, 10, 50, 100 ou mais gramas da composição em 1000 gramas de água à temperatura ambiente, e essencialmente livre de precipitados após a dissolução completa de, por exemplo, 1, 10, 50, 100 ou mais gramas da composição em 1000 gramas de água à temperatura ambiente. Os componentes ácidos e básicos são mais preferencialmente presentes, cada um, em pelo menos 5% em peso da composição total e reagem em solução aquosa para gerar uma exoterma que, pelo menos em parte, auxilia na velocidade de dissolução dos componentes. Note-se que, em modalidades alternativas, o ácido pode ser um ácido fraco e a base não é uma base fraca. Em modalidades adicionais, tanto o ácido quanto a base são fracos.
[0019]É ainda um objeto da presente invenção fornecer composições de fertilizantes em que os nutrientes presentes não precipitam. É ainda um objeto da presente invenção fornecer composições de fertilizantes secos, que são estáveis mediante condições de armazenamento e uso normal. É também um objeto da presente invenção fornecer composições de fertilizantes que são rapidamente e facilmente solúveis em água. Um ou mais dos objetos antecedentes e outros objetos da invenção são surpreendentemente obtidos pelo fornecimento de uma composição de fertilizante sólido compreendendo pelo menos um componente ácido (opcionalmente nutritivo) e pelo menos um componente de fertilizante básico.
[0020]Inesperadamente, os inventores verificaram que apesar da reatividade bem conhecida de ácidos com bases, mesmo quando combinados em sua forma seca, e do efeito higroscópico indesejável de muitos compostos de ácido ou base, as composições de FSA compreendendo tanto ácidos quanto bases podem ser feitas. Em particular, os inventores identificaram composições de fertilizantes altamente solúveis em água, secos, que compreendem tanto componentes de fertilizantes ácidos quanto básicos que sinergicamente fornecem características de armazenamento e dissolução melhoradas. Em um ou mais aspectos da invenção, as composições compreendem ácidos (ou ácidos fortes) e bases fracas. Em outros aspectos da invenção, as composições compreendem bases (ou bases fortes) e ácidos fracos.
[0021]Mais especificamente, a composições de fertilizantes de acordo com a presente invenção são composições sólidas solúveis em água contendo, por exemplo, fosfato de ureia como um fertilizante ácido sólido em combinação com um componente de fertilizante básico, tal como pirofosfato de tetra- potássio (TKPP), opcionalmente e preferencialmente em combinação com um ou mais componentes de fertilizantes neutros, tal como nitrato de amônio. Mais preferencialmente, o componente de fertilizante básico (quando equilibrado com um ácido) é um fertilizante fracamente básico. Em algumas modalidades alternativas, a composição pode compreender um fertilizante básico e é, portanto, combinada com um fertilizante fracamente ácido. Alguns materiais de fertilizantes adequados para inclusão nas composições de fertilizante incluem macronutrientes primários, nutrientes secundários, micronutrientes e misturas dos mesmos. Os macronutrientes primários incluem o fósforo, nitrogênio e potássio contendo macronutrientes. Preferencialmente, os macronutrientes contendo fósforo estão presentes na forma de fosfatos. Exemplos de algumas das vantagens resultantes do uso das composições de fertilizantes da presente invenção são os seguintes:
[0022](1) A capacidade de preparar e aplicar uma solução nutritiva completa com apenas uma solução estoque, feita a partir de uma composição de fertilizantes da presente invenção, e um dosador.
[0023](2) A capacidade de rapidamente se dissolver as composições de fertilizantes sem evolução de gás, em água com temperaturas diferentes (incluindo água fria) e melhorar a solubilidade global em água das composições de fertilizantes.
[0024](3) As composições de fertilizantes contendo fertilizante acídico ou ácido sólido (e fertilizante básico ou de base sólido) são significativamente menos perigosos para o usuário final do que as composições de fertilizantes líquidos à base de, por exemplo, soluções aquosas ou ácidas contendo fósforo compreendendo hidróxido de potássio.
[0025](4) A capacidade de rapidamente preparar soluções de alimentação livre de precipitado a partir das soluções estoques feitas a partir da composição de fertilizantes da presente invenção e a água de diferentes alcalinidade, dureza, ou suavidade.
[0026](5) A capacidade de armazenar a mistura de fertilizantes secos durante longos períodos de tempo em condições normais sem decomposição, empedramento ou perigo significativo.
[0027](6) A capacidade de compor facilmente e rapidamente formulações de uma ou mais modalidades da presente invenção, sem etapas de secagem e dissolução intermediárias.
[0028]Certos termos da técnica são usados no relatório descritivo. Eles são de acordo com o seu significado geralmente aceito dentro da técnica relevante; em particular, os seguintes termos bem compreendidos são descritos mais completamente neste documento. Deve-se notar que o pH é determinado pela medição de uma solução aquosa a temperatura ambiente (água destilada), compreendendo 1% (p/p) do(s) componente(s) de referência, salvo indicado de outra forma.
[0029]Os seguintes valores na Tabela 1 descrevem as faixas de pH para diferentes composições e/ou componentes.
[0030]TABELA 1
[0031]Um composto que tem uma solubilidade de pelo menos 200 g/L em água à temperatura ambiente é entendido como sendo altamente solúvel em água, enquanto que um composto que tem uma solubilidade de 100 a 200 gramas/L em água à temperatura ambiente é moderadamente solúvel em água, e um composto que tem uma solubilidade de 10 - 100 gramas/L na água em temperatura ambiente é geralmente considerado solúvel em água, e um composto que tem uma solubilidade inferior a 10 gramas/L é moderadamente solúvel em água.
[0032]A maioria dos fertilizantes secos são entendidos como sendo (1) sólidos com fluxo de particulados, (2) pós, (3) composições granuladas, (4) matrizes, ou outras massas sólidas ou substancialmente sólidas (5) compreendendo um ou mais ingredientes tendo um teor livre de água de menos que cerca de 10% em peso da composição total. Os hidratos não são considerados livres de água. Os fertilizantes são entendidos como composições que fornecem um ou mais ingredientes que, individualmente ou em combinação com outros ingredientes presentes na composição, fornecem nutrientes e/ou agem como um alimento para as plantas.
[0033]Os termos "temperatura ambiente" e "temperatura da vizinhança" são equivalentes e indicam uma temperatura de operação padrão. A temperatura ambiente e temperatura da vizinhança estão entre 20 a 25 graus Celsius. Algumas temperaturas ambientes ou temperaturas de vizinhança típicas incluem 20, 20,5, 21, 21,5, 22, 22,5, 23 e 23,5, 24, 24,5 e 25 graus Celsius. Preferencialmente, estas temperaturas são tomadas como 20 graus Celsius a menos que seja definido de outra forma. A água fria é a água a uma temperatura de menos de 20 graus Celsius a menos que seja definido de outra forma. As concentrações em termos percentuais são em peso a menos que definidas de outra forma. A umidade relativa é de 60% a menos que seja definida de outra forma e as pressões atmosféricas são usadas a menos que seja definido de outra forma.
[0034]Nos fertilizantes solúveis em água da presente invenção, a composição do FSA compreende pelo menos um ácido e pelo menos uma base, em que ambos são sólidos a temperatura ambiente. O pelo menos um ácido é, opcionalmente, um fertilizante. A pelo menos uma base compreende pelo menos um fertilizante. Ao relatar as percentagens de nutrientes, o percentual é em relação ao peso total da composição do FSA. Da mesma forma, no relato das quantidades de ácidos ou bases, as percentagens são em relação ao peso total da composição do FSA. Ao relatar uma percentagem de um componente, tal como um componente ácido, um componente básico, ou um componente neutro, as percentagens são em relação à proporção desse componente especificado com relação ao peso total da composição do FSA. Além disso, os componentes de fertilizantes ácidos, básicos ou neutros são espécies de componentes básicos, ácidos ou neutros. Assim, a referência a um "componente básico", por exemplo, não exclui necessariamente parte ou a totalidade do componente de funcionar como um fertilizante. A menos que especificamente excluído, um componente ácido, básico ou neutro pode compreender qualquer proporção de fertilizantes agindo como um componente acídico, básico ou neutro.
[0035]Uma composição é não efervescente mediante a dispersão em água, quando mediante a dissolução existe (a) nenhuma efervescência observável, espumação, colisão ou produção de bolhas (b) que atingem a superfície (c) que são o resultado de uma reação química (d) entre dois componentes na composição. A liberação de gases aprisionados em uma composição seca ou a liberação de gases introduzidos por causa da agitação não é considerada efervescência. Além disso, a liberação de gases já presentes na água ou a decomposição de um composto aprisionado na água (tal como o ácido carbônico), seja causada por uma reação química ou física com a composição ou não, não torna a composição efervescente.
[0036]Deve-se notar que há uma distinção entre uma composição efervescente e a observância de efervescência. Uma composição é apenas efervescente se a reação química de apenas seus componentes e água mediante a dissolução resulta na produção de bolhas alcançando a interface ar-água em temperatura ambiente e pressão atmosférica. Uma composição é substancialmente não efervescente quando menos de 0,5% da composição libera gás mediante reação com uma fonte de próton ou um ácido de Lewis em água. Uma fonte de prótons típica é o íon hidrônio (H3O+) e um ácido de Lewis típico é PCl5 ou H+.
[0037]Finalmente, é preciso reconhecer que uma composição de fertilizantes de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção pode, mediante a dissolução em uma solução aquosa em temperatura ambiente, resultará em uma solução acídica, básica ou neutra. Dita composição de fertilizantes - seja com produção de uma solução acídica, básica ou neutra - pode compreender um ou mais componentes acídicos, um ou mais componentes básicos, ou um ou mais componentes neutros.
[0038]A figura 1 ilustra a mudança da condutividade e temperatura da solução ao longo do tempo após a dissolução de uma modalidade dos fertilizantes solúveis em água da presente invenção e uma composição de fertilizante de referência.
[0039]A invenção fornece, em uma ou mais modalidades, uma composição de fertilizante sólida e solúvel em água, compreendendo um ou mais componentes de fertilizantes acídicos, tais como o fosfato ácido de ureia, referido ácido sendo sólido em temperatura ambiente, e um ou mais componentes de fertilizantes básicos, tais como o fosfato tripotássico. Opcionalmente, a composição inclui adicionalmente um ou mais componentes de fertilizantes neutros, tal como nitrato de amônio. Os materiais fertilizantes adicionais incluem macronutrientes primários, nutrientes secundários e/ou micronutrientes.
[0040]As composições de fertilizantes de uma ou mais modalidades da invenção podem ser formuladas pela mistura de um ou mais componentes do fertilizante. As referidas composições podem então ser empacotadas ou as soluções estoques são preparadas por adição de água.
[0041]As composições de fertilizantes de uma ou mais modalidades da invenção são materiais sólidos, secos. Elas são sólidos que fluem, particulados, tendo um teor livre de água de menos que cerca de 10% em peso da composição total e podem conter outros aditivos para condicionar o fertilizante, dependendo da necessidade. Um teor livre de água de menos que 5% é o preferido, e um teor livre de água de 0 a 1% é altamente preferido. A presente invenção pode compreender composições ou artigos tendo (a) ácidos e bases fracas; ou (b) bases e ácidos fracos. Quando uma base fraca é combinada com um ácido, o ácido pode ser meramente acídico ou fortemente acídico. Da mesma forma, quando um ácido fraco é combinado com uma base, a base pode ser meramente básica ou fortemente básica.
[0042]Em modalidades preferidas da invenção, a composição de fertilizantes solúveis em água que apresentam um pH de 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0 ou maior mediante a dissolução de um ou mais gramas em 1000 gramas de água à temperatura ambiente. Mais preferencialmente, a composição de FSA apresenta um pH de 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0 ou maior mediante a dissolução de um ou mais gramas em 1000 gramas de água à temperatura ambiente. Mais preferencialmente, a composição de FSA apresenta um pH neutro mediante a dissolução de um ou mais gramas em 1000 gramas de água à temperatura ambiente. Em outras modalidades preferidas, a composição de FSA apresenta um pH neutro mediante a dissolução de 1 - 100 gramas, 1 - 10 gramas, 5 gramas, ou 10 gramas em 1000 gramas de água à temperatura ambiente.
[0043]Em um aspecto da invenção, os componentes básicos da composição, pelo menos alguns dos quais sendo fertilizantes, estão presentes em algum percentual X e os componentes ácidos, alguns dos quais podendo ser fertilizantes, estão presentes em algum percentual Y, em que a soma de X e Y é pelo menos 10% e não mais que 100%. Os valores individuais exemplares de X e Y podem ser 0, 1, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 99 e 100. Preferencialmente, os valores individuais de X e Y são, cada um, maior que 5 e menos que 100.
[0044]Em uma ou mais modalidades da presente invenção, as composições de fertilizantes compreendem um ou mais ingredientes incluindo compostos acídicos, compostos neutros, e/ou compostos básicos. Esses compostos podem, entre outras coisas, funcionar individualmente ou em combinação como reguladores de pH, ajustadores de pH, reagentes, tampões, fertilizantes, cargas, estabilizantes, inibidores de empedramento, auxiliadores de solubilidade e/ou condicionadores. Por exemplo, um ou mais componentes acídicos sólidos incluem o ácido malônico (ácido dicarboxílico), ácido DL-málico (ácido (+/-)-2-hidroxisuccínico), ácido maleico (ácido cis-butenodióico), ácido succínico (ácido butanodioico), ácido itacônico (ácido metilenosuccínico), ácido glutárico (ácido 1,5-pentanodioico), ácido glicólico (ácido hidroxiacético), ácido tricarbalílico (ácido 1,2,3-propanotricarboxílico), ácido adípico (ácido hexanodioico), ácido pimélico (ácido heptanodioico), ácido cítrico (ácido 2 - hidróxi- 1,2,3-propanotricarboxílico), anidrido maleico (2,5-furanodiona) e/ou anidrido succínico.
[0045]Exemplos de componentes básicos sólidos incluem os vários carbonatos de potássio, sódio e magnésio, óxidos metálicos, tais como óxido de magnésio, vários hidróxidos, tais como hidróxido de potássio, e as bases orgânicas. No entanto, os carbonatos ou outras espécies que estão sujeitas à decomposição em solução aquosa ou reação com ácido para formar gases, tal como dióxido de carbono, não são os preferidos. Assim, é preferível que bases nutritivas que causam pouca ou nenhuma efervescência como compostas quando colocadas em solução sejam usadas. As bases conjugadas de vários ácidos orgânicos e inorgânicos também podem ser usadas, incluindo pirofosfato tetrapotássico, fosfato tripotássico, ou citrato de sódio (também conhecido como citrato trissódico). Preferencialmente, em uma modalidade, os componentes básicos são fracamente básicos. Em outras modalidades, os componentes acídicos são fracamente acídicos. A adição de bases fortes, tais como KOH (quando um ácido forte é usado) não é a preferida.
[0046]Vantajosamente, as misturas de ácido forte/base forte compreendendo componentes de base forte e ácido forte significativos são evitadas a menos que esses componentes sejam mantidos separados ou demonstrem atividade reduzida com relação ao outro. Na maioria das modalidades, é altamente preferível que os componentes de fertilizantes acídicos e básicos correspondentes compreendam uma fonte significativa de nutrientes. Por exemplo, as composições preferidas compreendem cerca de pelo menos 5% ou mais em peso de um componente básico fornecendo uma fonte de nutrientes e cerca de pelo menos 5% ou mais de um componente acídico que opcionalmente fornece uma fonte de nutrientes. Assim, as composições em uma ou mais modalidades da presente invenção, compreendem pelo menos 5% de um ácido (que pode ou não ser um fertilizante) e pelo menos 5% de uma base (da qual existe pelo menos 5% de fertilizante básico com respeito à composição total).
[0047]Os componentes que liberam gás mediante a neutralização ou outra reação mediante a adição à água não são os preferidos. A efervescência ou a produção de gás não é desejável em composições de fertilizantes solúveis em água por causa, por exemplo, do potencial para o acúmulo perigoso de gás. Assim, em um ou mais aspectos da presente invenção, a composição de fertilizantes solúveis em água não efervesce ou libera gás em mais quantidades do que as triviais. Em modalidades altamente preferidas, a composição não efervesce ou libera gás em qualquer quantidade observável.
[0048]A Tabela 2 ilustra alguns componentes de fertilizantes acídicos, básicos e neutros comuns, e suas solubilidades que podem ser usadas para formular as composições de uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0049]TABELA 2
1 Solubilidade (gramas) em 100 gramas de água à temperatura ambiente (~20 - ~ 25°C) 2 * pH de uma solução a 1% em água à temperatura ambiente
[0050]O componente ácido da composição está preferencialmente presente em uma quantidade de cerca de 3 a cerca de 90%, e mais preferencialmente cerca de 5 a cerca de 60%, em peso da composição. A quantidade de ácido sólido para ser adicionada depende de uma série de fatores, incluindo (1) dureza e/ou alcalinidade da água a ser aplicada; (2) quantidade de fosfatos no produto; (3) efeito da basificação dos componentes básicos, e (4) efeito acidificante do ácido sólido. Da mesma forma, as mesmas considerações são úteis na determinação da quantidade de base sólida a ser adicionada. As formulações da presente invenção podem, em uma ou mais modalidades, ser adaptadas para a dissolução em água de tipos variados de dureza de acordo com os métodos conhecidos no estado da técnica. Ver, por exemplo, Patente US 6.312.493.
[0051]Com relação aos macronutrientes primários para uso nas composições da presente invenção, eles incluem macronutrientes contendo nitrogênio, fósforo e/ou potássio.
[0052]Os macronutrientes contendo nitrogênio preferidos incluem nitratos, sais de amônio e derivados de ureia. Os macronutrientes contendo potássio preferidos incluem sais de potássio. Os macronutrientes contendo fósforo preferidos incluem fosfatos. Os macronutrientes primários estão preferencialmente presentes na composição e mais preferencialmente estão dentro de 1 a 99% em peso da composição.
[0053]Os nutrientes secundários preferidos para uso nas composições da presente invenção incluem elementos não quelantes consistindo em cálcio, magnésio e sais de sulfato. Os nutrientes secundários estão preferencialmente presentes na composição em uma quantidade de cerca de 0 a cerca de 99% em peso da composição e mais preferencialmente estão presentes desde cerca de 0,1% a 99% em peso. Deve ser observado que os macronutrientes (e micronutrientes) são opcionais. Esses componentes já podem estar presentes em solução ou simplesmente podem não ser necessários. Quando elementos de traço são adicionados, é preferível que eles sejam quelantes.
[0054]Os micronutrientes preferidos para uso nas composições incluem os elementos que consistem em sulfatos e nitratos de ferro, molibdênio, manganês, cobre, zinco e cobalto, ácido bórico, boratos e molibdatos. Estes elementos podem estar presentes na forma de quelatos. Os micronutrientes estão preferencialmente presentes nas composições em uma quantidade de cerca de 0 a cerca de 50% em peso da composição e mais preferencialmente de cerca de 0,1% a cerca de 50% em peso.
[0055]De acordo com uma modalidade desta invenção, a composição de fertilizantes compreende cerca de 1 a cerca de 99% e, preferencialmente, cerca de 5 a cerca de 60% de um ou mais componentes ácidos que opcionalmente são os fertilizantes. O restante da composição compreende pelo menos um ou mais componentes básicos, em que pelo menos um componente é um fertilizante básico. Os componentes básicos de fertilizantes compreendem pelo menos 5% da composição nas modalidades preferidas.
[0056]De acordo com uma outra modalidade desta invenção, a composição de fertilizantes contém cerca de 1 a cerca de 99% e, preferencialmente, cerca de 5 a cerca de 60% de um ou mais componentes básicos em que pelo menos um componente é um componente de fertilizante básico e o restante da composição compreende pelo menos um componente acídico, que opcionalmente pode ser um fertilizante. O componente ou componentes acídico(s) compreendem pelo menos 5% da composição nas modalidades preferidas.
[0057]De acordo com uma outra modalidade, a composição de fertilizantes da presente invenção contém cerca de 1 a cerca de 99% e, preferencialmente, cerca de 5 a cerca de 60% de um ácido ou ácidos (como ácido 2 - hidróxi- 1,2,3- propanotricarboxílico (ácido cítrico)) ou fertilizante (s) ácido (tal como o fosfato de ureia); e cerca de 1 a cerca de 99% e, preferencialmente, cerca de 5 a cerca de 40% de TKP e/ou TKPP.
[0058]Devido aos carbonatos tais como, por exemplo, carbonato de potássio, estarem sujeitos à efervescência mediante a reação com um ácido, os materiais de fertilizantes básicos que produzem carbonato livre em solução não são preferidos. Assim, em uma ou mais modalidades preferidas, a composição de fertilizantes é uma mistura de um composto acídico e um básico em que o composto básico não é um carbonato. Um carbonato é entendido como sendo qualquer composto contendo o grupo carbonato que produz carbonato livre mediante a dissolução em água. O carbonato livre é o carbonato que reage com uma fonte de prótons, tal como o ácido 2 - hidróxi- 1,2,3-propanotricarboxílico (ácido cítrico) em água, para produzir dióxido de carbono. Outros compostos que sofrem reação com uma fonte de prótons em água para produzir dióxido de carbono ou qualquer outro gás também não são preferidos.
[0059]Em uma ou mais modalidades da invenção, a composição é formulada para se dissolver sem a produção de quantidades estequiométricas ou supra estequiométricas de gás em relação aos componentes ácidos, básicos, e/ou neutros e preferencialmente produz quantidades sub-estequiométricas de gases. Mais preferencialmente, para cada mol de componente ácido, básico e/ou neutro menos de 0,1 mol de gás é produzido, e mais preferencialmente menos do que 0,01 mol de gás é produzido. Por exemplo, um composto que contém um mol de um ácido, um mol de uma base, e um mol de um composto neutro, produz preferencialmente menos de 0,01 mol de gás com respeito a cada mol de ácido, base ou composto neutro, ou seja, menos que 0,03 mol de gás é produzido no total após a completa dissolução.
[0060]Em modalidades adicionais, a composição é formulada para produzir uma solução incolor ou mais clara mediante a completa dissolução em água. A completa dissolução ocorre quando a agitação resulta em nenhuma dissolução adicional da composição à temperatura ambiente, ou seja, mais nenhuma composição irá se dissolver em solução. A composição também pode ser descrita como sendo livre de neblina, sem nuvens ou livre de nebulosidade, ou não turva. Em outras modalidades, a solução pode ser clara mas apresenta uma cor. A cor pode ser o resultado de, por exemplo, a inclusão de um corante na composição. Em uma ou mais modalidades da invenção, uma solução a 10% da composição é clara em temperaturas tão baixas quanto 0,1, 5, 10, 15 ou 20 °C. Uma solução clara é aquela que mediante agitação vigorosa não exibe partículas em suspensão visíveis mediante a observação pelo olho humano. Essas soluções "claras" podem também ser descritas como substancialmente ou essencialmente livres de particulados em suspensão.
[0061]Em ainda outra modalidade desta invenção, a composição de fertilizantes não inclui nenhum macronutriente contendo fósforo na mesma. Por exemplo, um ácido orgânico ou inorgânico como o ácido 2 - hidróxi- 1,2,3- propanotricarboxílico (ácido cítrico) pode ser adicionado em combinação com um componente de fertilizante fracamente ou fortemente básico, com ou sem a adição de componentes de fertilizantes neutros.
[0062]Exemplos de macronutrientes contendo fósforo, nitrogênio e potássio para serem incluídos na composição de fertilizantes da presente invenção são nitrato de amônio, ureia, fosfato de ureia, sulfato de amônio, nitrato de sódio, fosfato de monoamônio, fosfato de diamônio, fosfato monopotássico, fosfato dipotássico, fosfato tripotássico, nitrato de potássio, sulfato de potássio, pirofosfato tetrapotássico, cloreto de potássio, nitrato de magnésio, nitrato de cálcio e/ou similares.
[0063]As faixas de composições de fertilizantes abrangidas pelo escopo da presente invenção são aquelas que têm um teor de fósforo (como % em peso de P2O5) de cerca de 0 a cerca de 60%, um teor de nitrogênio (como % em peso de N) de cerca 0 a cerca de 46% e teor de potássio (como % em peso de K2O) entre cerca de 0 a cerca de 60%.
[0064]Além dos macronutrientes primários contendo nitrogênio, fósforo e potássio, os elementos como cálcio e magnésio, enxofre como sulfatos (ou seja, nutrientes secundários) e ferro, manganês, cobre, boro, zinco, molibdênio e cobalto (ou seja, micronutrientes) podem ser incluídos na composição de fertilizantes da presente invenção como outros materiais de fertilizantes. Esses elementos podem na prática, por exemplo, ser incluídos nas faixas de concentração listados na Tabela 3.
[0065]TABELA 3
[0066]De forma importante, os elementos dos nutrientes secundários e micronutrientes não têm necessariamente de ser incluídos na forma de quelatos, tais como quelatos de ácido etilenodiaminatetraacético (EDTA) ou ácido dietilenotriaminapentaacético (DTPA) ou similares, podendo, contudo, ser adicionados como sais de metal simples, especialmente nitratos ou sulfatos. O boro pode ser incluído como ácido bórico ou como borato. O molibdênio pode ser fornecido como um metal alcalino ou molibdato de amônio. O magnésio pode estar presente como nitrato de magnésio.
[0067]Os micronutrientes e nutrientes secundários não-quelantes são: nitrato de cálcio, nitrato de magnésio, sulfato de magnésio, sulfato de amônio, sulfato de potássio, sulfato ferroso, nitrato de ferro, cloreto ferroso, sulfato de manganês, nitrato de manganês, cloreto de manganês, sulfato de cobre, cobre nitrato, cloreto de cobre, ácido bórico, borato de sódio, sulfato de zinco, nitrato de zinco, cloreto de zinco, molibdato de sódio, molibdato de amônio e semelhantes.
[0068]É claro que, embora não seja necessário, sais de metais quelatados tais como Ca-EDTA, Mg-EDTA, ferro-EDTA, ferro-DTPA, [[α,α'-[1,2-Etanodiildi(imino- KN)]bis[2-hidroxibenzenoacetato-Kθ]](2-)]ferro (ferro-EDDHA), Mn-EDTA, Zn-EDTA, Co-EDTA, e cobre-EDTA podem ser usados como nutrientes secundários e micronutrientes. Além disso, a composição de fertilizantes da presente invenção pode conter materiais adicionais, tais como cofatores, se desejado.
[0069]Os nutrientes acima são geralmente misturados como sólidos. Os produtos resultantes são sólidos secos como definido acima. Eles devem ser armazenados em uma embalagem à prova de água para minimizar o empedramento ou aglomeração. Além disso, outros agentes inertes solúveis (agentes antiempedramento, corantes, etc.) podem ser adicionados a essas composições de fertilizantes. Em algumas modalidades, os nutrientes acima podem ser misturados apenas mediante a adição à solução ou imediatamente antes da adição à solução a partir de um pacote, embalagem, ou outro contêiner que compreenda os nutrientes em pelo menos dois compartimentos separados.
[0070]As composições de fertilizantes sólidos da presente invenção são feitas em soluções estoques e, finalmente, em soluções de alimentação pela dissolução em água. Isto deve ser realizado em equipamento limpo geralmente com alguma agitação e/ou excitação. Comumente, a concentração da composição de fertilizantes na solução estoque é de cerca de 5% a cerca de 40% em peso da solução, mais preferencialmente de cerca de 10 a 25% em peso da solução. Este material de solução estoque é diluído por um fator de cerca de 10 a 800 para aplicação às plantas que dá as concentrações de alimentação final. Preferencialmente, a concentração da composição de fertilizantes na solução de alimentação é de cerca de 0,05% a cerca de 1% em peso da solução, mais preferencialmente de cerca de 0,1 a cerca de 0,15% em peso da solução.
[0071]Assim, em uma ou mais modalidades da presente invenção, um processo para a preparação rápida da solução estoque é descrito. A preparação rápida é definida como a criação de solução estoque de uma composição seca de FSA de acordo com a presente invenção e um aditivo aquoso, tal como água, água da torneira, água de poço, água de chuva, ou outros tipos de águas a partir de qualquer fonte de água que forneça, quando 100 a 250 gramas de FSA são dissolvidos por 1 litro de água a temperatura ambiente, uma solução substancialmente dissolvida dentro de cerca de 30 minutos. Um processo aperfeiçoado fornece dissolução dentro de 30 a 60 minutos e um processo melhorado fornece dissolução em menos de 2 horas. Substancialmente a dissolução é indicada, por exemplo, pelo aparecimento de uma solução clara.
[0072]Um processo para a preparação da solução estoque também é descrito em que a solubilidade das composições de FSA é melhor na água quando a composição de FSA é adaptada para produzir uma reação exotérmica mediante a reação de um ou mais compostos acídicos e um ou mais compostos básicos. Em uma versão preferida deste processo, os compostos acídicos e os compostos básicos estão presentes em quantidades não triviais. Em modalidades altamente preferidas, os compostos acídicos e básicos estão presentes em razões tais que produzam uma composição neutra de fertilizantes. Por exemplo, em alguns casos uma razão equimolar do componente acídico para o componente básico pode ser usada para produzir uma solução neutra mediante a dissolução de ambos em água. Em outros casos, as razões molares dos componentes acídicos e básicos não podem ser equimolares. As formulações de composições que compreendem ácidos e bases para produzir soluções neutras mediante a dissolução em água estão bem dentro da capacidade do estado da técnica. Ver, por exemplo, Mattock, G. (1961). PH measurement and titration. Physical processes in the chemical industry, v.6. New York: Macmillan. Ver também, por exemplo, Petrucci, R. H., Harwood, W. S., & Herring, F. G. (2002) General chemistry: Principles and modern applications. Upper Saddle River, NJ. : Prentice Hall.
[0073]Além disso, as composições de uma ou mais modalidades da presente invenção compreendem 5% ou mais de pelo menos um componente acídico e 5% ou mais de pelo menos um componente básico em peso da composição total de tal forma que 10% ou mais da composição compreende componentes acídicos e básicos.
[0074]Nos processos acima, uma solução estoque pode ser criada pela combinação de um FSA de acordo com a presente invenção e água. A mistura pode, opcionalmente, ser excitada, agitada, ou submetida ao calor, ultrassom, ou outras radiações para melhorar ainda mais a solubilidade.
[0075]A composição é estável, a menos que de outra forma definido, quando a composição não apresenta empedramento substancial, decomposição, ou "escurecimento" (ou outra descoloração) durante o armazenamento sob condições ambientais típicas após 7 dias ou a 54 °C em 3 dias. O "armazenamento", a menos que definido de outra forma, é considerado armazenamento em contêineres substancialmente impermeáveis a água. O empedramento substancial é indicado quando aproximadamente 75 gramas do material em uma embalagem apresenta aglomerados palpáveis e/ou o material perdeu a fluidez original da composição. Uma composição compreende componentes de fertilizantes mistos a menos que indicado de outra forma.
[0076]Em uma modalidade alternativa da presente invenção, um ou mais ingredientes da composição de FSA são fornecidos em um pacote ou outro contêiner, opcionalmente compreendendo um ou mais compartimentos. Em um ou mais compartimentos adicionais ou pacotes ou contêineres adicionais, os ingredientes restantes da composição de FSA são fornecidos. O processo então compreende o derramamento ou distribuição dos conteúdos de um ou mais pacotes, contêineres ou compartimentos para um vaso ou outro contêiner ou pacote. O vaso, contêiner ou pacote pode já compreender água ou a água pode ser adicionada mais tarde nos referidos vasos, contêineres, ou pacotes, ou em um segundo vaso, contêiner ou pacote. Assim, as composições de FSA da presente invenção podem incluir componentes de fertilizantes altamente reativos que são separados por empacotamento ou outros materiais até imediatamente ou logo antes da mistura individualmente ou com água. Portanto, as vantagens de solubilidade melhorada podem ser realizadas para as composições que não podem ser estáveis como misturas secas. O modo de adição ou mistura dos componentes separados pode ser adaptado para considerar o perfil de reatividade dos componentes.
[0077]Um processo melhorado para a distribuição de nutrientes para as plantas também é descrito. O mesmo pode compreender o processo de preparação de uma solução estoque, como descrito acima, usando o FSA, de acordo com a presente invenção, seguido da distribuição da solução estoque para as plantas usando, por exemplo, dosadores, pulverizadores, linhas de gotejamento, ou outros dispositivos. Vantajosamente, esse processo resulta na capacidade de distribuir rapidamente a solução estoque a partir do momento da mistura de plantas com minimização de precipitação de nutrientes no aparelho de distribuição.
[0078]A composição de fertilizantes da presente invenção será adicionalmente descrita e as vantagens da mesma serão aparentes com referência aos exemplos seguintes, que são fornecidos para ilustrar a prática da invenção e não para limitar o escopo de aplicação da invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas. Todas as percentagens são em peso a menos que indicado de outra forma.
[0079]As seguintes misturas de grânulos/pós na Tabela 4 foram feitas em escalas de laboratório (~ 50 - 100 gramas) pela mistura completa de ingredientes de grau técnico. A análise de nutrientes é baseada no teor de N:P2O5:K2O.
[0080]TABELA 4
1 péletes de KOH triturados usando gral ou pilão 2 * pH de 50 gramas em 500 mL de água à temperatura ambiente (rt) 3 ** Solubilidade máxima em água a 25 °C (gramas por 100 mL H2O)
[0081]O processo para a distribuição de nutrientes em solução às plantas compreende as etapas de: (i) misturar à água com a composição de fertilizantes sólidos, secos para produzir uma solução substancialmente não efervescente, substancialmente livre de precipitado; (ii) opcionalmente, diluir a referida solução; e (iii) distribuir a referida solução para uma ou mais plantas.
[0082]EXEMPLO 1: Velocidade de Dissolução - 500 mL de água deionizada foram colocados em um béquer de vidro de 1000 mL. Uma barra de agitação magnética foi adicionada e a água foi agitada a 600 RPM. A condutividade da água foi medida com um dispositivo de medição de condutividade conectado a um sistema de coleta de dados. Além disso, uma sonda de temperatura (PT100) foi colocada na água para medir a temperatura continuamente. Em t = 0 segundos, 50 gramas de FSA foram adicionados e a condutividade e a temperatura foram medidas de forma contínua.
[0083]Na Figura 1, a condutividade e a temperatura medidas são dadas por ambas as composições em função do tempo. A condutividade é uma indicação da quantidade de nutrientes e, portanto, o FSA é dissolvido ao longo do tempo. A máxima medição de Ec é ajustada para 100% de Ec. Para a composição A (20 + 20 + 20) esta é 50,1 mS/cm. Para a composição B (19 +20 +20), esta é 69,3 mS/cm. Para chegar a 80% do valor de Ec levou-se 9 minutos e 42 segundos para a formulação de 20 + 20 + 20 (Composição A, o produto de referência) e 3 minutos e 34 segundos para a formulação 19 +20 +20 (Composição B). Vantajosamente, a velocidade de solubilidade é mais do que dobrada neste caso pela invenção.
[0084]Sem se limitar aos mecanismos pelos quais a invenção é interpretada para trabalho ou mecanismos alternativos, a solubilidade aumentada pode, pelo menos em parte, ser explicada pelas diferenças na solubilidade dos compostos utilizados. Uma outra explicação mecanicista é que a formulação de 19 +20 +20 que contém uma base e ácido sólidos não reduziu a temperatura da solução tanto quanto a formulação de 20 + 20 + 20 por causa do calor resultante da neutralização.
[0085]EXEMPLO 2: Testes de Estabilidade no Armazenamento - As composições A, B, C e D foram testadas para a estabilidade de acordo com o seguinte método. Aproximadamente 75 gramas de uma composição foi pesado em uma embalagem de amostra de polietileno. A embalagem de amostra foi armazenada em uma estufa ajustada em 40°C sob um bloco de ferro pesando aproximadamente 10 kg em uma placa de madeira com uma dimensão de 15 por 15 cm. Depois de um dia, o produto de FSA foi verificado para o empedramento e outros aspectos visuais.
[0086]Resultados após um dia de armazenamento: O produto de acordo com uma modalidade da presente invenção (composição B) 19 + 20 + 20 não indicou empedramento e nenhuma mudança visual do produto. Além disso, a composição A, o produto de referência, não indicou empedramento e mudança visual. Ambas as composições C e D indicaram empedramento e alguns pontos "críticos" ("hot" spots), ou seja, descolorações ou mudanças da aparência visual a partir da composição original. Um ponto crítico foi marcado pela visualização de pontos marrons escuros indicativos de decomposição. Os testes de estabilidade nas composições C e D demonstram que o uso de uma base forte (como KOH) é preferencialmente evitado.
[0087]As composições E, F e G ilustram formulações alternativas de uma ou mais modalidades da presente invenção. Note-se que a composição G demonstra que as composições de FSA tendo propriedades vantajosas podem ser formuladas com um pH em solução que não é neutro.
[0088]Embora a invenção tenha sido descrita em suas formas preferidas com um certo grau de particularidade, é preciso entender que a presente divulgação foi feita a título de exemplo apenas. Inúmeras mudanças nos detalhes das composições e nas etapas operacionais dos métodos e nos materiais utilizados na mesma serão evidentes, sem se afastar do espírito e escopo da invenção, conforme definido nas reivindicações anexas.
Claims (12)
1. Composição de fertilizante sólida seca CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: (i) pelo menos um componente de fertilizante (A), que é sólido à temperatura ambiente; em que o referido componente de fertilizante tem um pH < 4,5 em uma solução aquosa a 1% (p/p) à temperatura ambiente; e (j) ) pelo menos um componente de fertilizante (wB), que é sólido à temperatura ambiente, em que o referido componente de fertilizante (wB) tem um pH na faixa de > 10 mas < 12,5 em uma solução aquosa a 1% (p/p) à temperatura ambiente; em que (k) o total do componente de fertilizante (A) na composição é pelo menos 5% em peso da composição; (l) o total do componente de fertilizante (wB) na composição é pelo menos 10% em peso da composição; e (m) menos que 0,5% da referida composição, mediante dispersão em água à temperatura ambiente, libera gás mediante reação com uma fonte de próton ou um ácido de Lewis na água, em que a composição de fertilizante tem um teor de fósforo como % em peso de P2O5 até 60%, teor de nitrogênio como % em peso de N de 0 a 46% e teor de potássio como % em peso de K2O até 60%, em que o componente de fertilizante (wB) não é um carbonato e a composição de fertilizante não contém hidróxido de potássio, e em que o referido pelo menos um componente de fertilizante (A) é fosfato de ureia, bis(fosfato) de potássio pentahidrogênio (peKacid) (KH5(PO4)2), e/ou ácido 2- hidróxi-1,2,3-propanotricarboxílico (ácido cítrico), e em que o referido pelo menos um componente de fertilizante (wB) é fosfato de tripotássio ou pirofosfato de tetrapotássio.
2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o total do componente de fertilizante (wB) na composição é pelo menos 15% a 40% em peso da composição.
3. Composição, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende ainda pelo menos um componente de fertilizante (C), em que o referido componente de fertilizante tem um pH de > 4,5 mas < 10 em uma solução aquosa a 1% (p/p) à temperatura ambiente.
4. Composição, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o referido pelo menos um componente de fertilizante (C) é fosfato de monoamônio, fosfato de monopotássico, sulfato de amônio, nitrato de magnésio, cloreto de potássio, nitrato de amônio cálcio, nitrato de amônio, ureia, nitrato de potássio, sulfato de potássio ou fosfato dipotássico.
5. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos um componente de fertilizante (wB) é um sal de metal alcalino ou um sal de metal alcalino terroso.
6. Composição, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a referida composição compreende (i) ureia, MAP e KNO3; ou (ii) AN.
7. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que o referido pelo menos um componente de fertilizante (A) é fosfato de ureia, em que o referido pelo menos um componente de fertilizante (wB) é pirofosfato de tetrapotássio, em que o referido pelo menos um componente de fertilizante (C) é nitrato de amônio.
8. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a composição compreende ainda um elemento de traço.
9. Solução estoque de fertilizante CARACTERIZADA pelo fato de que compreende a composição, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, dissolvida em água, em que a concentração da referida composição na solução está entre 5% e 40% em peso da solução.
10. Processo para preparar uma solução estoque de fertilizante, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende misturar água com a composição, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em uma concentração de entre 5% e 40%.
11. Processo para preparar a composição, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende a etapa de misturar um ou mais componentes da composição na forma seca.
12. Processo para a distribuição de nutrientes em solução às plantas, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: (i) misturar água com a composição, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, para produzir uma solução livre de precipitado, em que menos que 0,5% da referida composição, mediante dispersão em água à temperatura ambiente, libera gás mediante reação com uma fonte de próton ou um ácido de Lewis na água; (ii) diluir opcionalmente a referida solução; e (iii) distribuir a referida solução para uma ou mais plantas.
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