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COMPOSITIONS D'AGENT FIXATIF, GRANULES D'ENGRAIS, ET PROCÉDÉS DE
FABRICATION ET LEURS UTILISATIONS
DOMAINE DE LA DIVULGATION
La présente demande est relative au domaine des agents fixatifs naturels
utilisables pour la
fabrication de granulés d'engrais comprenant des oligo-éléments. La présente
demande
concerne également les procédés de fabrication de ces agents fixatifs
naturels.
La présente demande concerne aussi de manière générale des granules d'engrais
NPK
contenant des oligo-éléments, des éléments secondaires et/ou agents
auxiliaires pour
application au sol et la méthode de production, les méthodes de fabrications
de ces granules
d'engrais impliquant l'utilisation d'un agent fixatif naturel, ainsi que
l'utilisation des engrais ainsi
obtenus.
ART ANTÉRIEUR
La méthode courante d'application des oligo-éléments pour les cultures est
l'application au sol.
Les taux d'application recommandés sont généralement moins de 5 kg/ha sur une
base
élémentaire. Les applications d'oligo-éléments seuls à ces faibles taux sont
difficiles à réaliser
et résultent en leur répartition irrégulière au champ ayant comme conséquence
une mauvaise
utilisation de l'engrais. Ils doivent donc être appliqués conjointement avec
les engrais de base
(azote phosphore et/ou potassium).
La réalisation des mélanges d'oligo-éléments avec des engrais de base est
documentée. Elle
inclut (1) l'ajout au moment de fabrication de l'engrais de base, (2) l'ajout
d'oligo-éléments
solides aux engrais de base (bulk blending), (3) l'imprégnation d'engrais de
base avec les
solutions d'oligo-éléments, (4) fixation (enrobage) sur les engrais de base
granulaires et (5)
l'ajout des oligo-éléments granulés.
L'incorporation d'oligo-éléments en cours de fabrication des engrais de base
permet une
distribution uniforme de l'oligo-élément (s) dans l'engrais et une répartition
homogène au champ
lors de l'épandage. Dans des conditions de haute température et d'humidité
pendant la
fabrication, l'oligo-élément réagit avec les composants d'engrais de base, ce
qui peut entraîner
une réduction de la disponibilité de l'oligo-élément, par exemple zinc et
phosphore. De plus, les
besoins en éléments nutritifs des cultures variant d'un champ à un autre, il
apparait impossible
de répondre aux prescriptions avec les engrais issus de cette technique. Ce
procédé de
production est également onéreux.
Les mélanges d'oligo-éléments avec des granules d'engrais de base restent la
méthode la plus
utilisée pour répondre adéquatement et rapidement aux besoins spécifiques des
cultures dans
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plusieurs situations de champ. Les oligo-éléments ayant un poids spécifique et
une taille
différents des engrais de base, le principal inconvénient du procédé est la
ségrégation et la
stratification des oligo-éléments durant la préparation, la manipulation et/ou
l'application; il en
résulte inévitablement une répartition irrégulière des oligo-éléments sur la
parcelle. La pré-
granulation des oligo-éléments avant la réalisation des mélanges a été
proposée comme
solution mais la technique est dispendieuse, moins flexible et donc moins
attrayante.
L'imprégnation d'oligo-éléments liquides dans la granule diminue le risque de
ségrégation. Les
oligo-éléments sont solubilisés dans l'eau et/ou les acides inorganiques comme
l'acide
phosphorique, acide nitrique en présence des oxydes avant d'être fixés sur les
granules
d'engrais de base. Le problème de ségrégation n'est pas absolument résolu car
l'eau
s'évapore rapidement et les éléments en poudres se décollent des granules. La
présence de
beaucoup d'eau accroît le risque d'agglutination des particules d'engrais.
L'ajout des acides
contenant l'azote ou le phosphore réduit la flexibilité au niveau des
recommandations dans les
différentes cultures. Les acides inorganiques sont aussi corrosifs et posent
des problèmes
quant à la dangerosité de leur stockage.
Plusieurs substances telles que les huiles, les cires, surfactants (amines),
polymères
synthétiques ou leurs mélanges ont été proposés pour contrôler et réduire la
formation de
poussière d'engrais et imprégner les oligo-éléments sur les granules du
mélange d'engrais.
Cependant, ces agents fixatifs contiennent de l'eau et leurs propriétés de
liant à long terme sont
donc très limitées. La plupart de ces produits ne sont pas biodégradables et
certains sont
cancérigènes. Les liants minéraux (carbonate de calcium, kaolin, bentonite,
silice, etc) ont été
proposés mais nécessitent d'être utilisés en grosse quantité (environs 10% du
mélange), ce qui
réduit d'autant le ratio des éléments nutritifs.
Parmi les autres agents liants proposés figurent les lignosulfonates, la
mélasse et autres co-
produits industriels riches en sucres. Ces produits sont difficiles à
manipuler à l'état naturel
(équipement spécial), car ils sont très visqueux et doivent être dilués dans
l'eau et chauffés
pour être appliqués. Compte tenu de leurs caractères naturel, biodégradable et
bio-stimulant
(source de carbone pour les microorganismes du sol, formation de complexes
avec les
éléments nutritifs du sol), il importe d'accroître leur potentiel comme agent
liant lors de la
réalisation des mélanges d'engrais contenant les oligo-éléments. Dans le
document WO
2010/110805, on décrit un procédé et une composition pour contrôler la
poussière et le mottage
des matériaux granulaires, notamment des engrais solides, des agrégats, des
minéraux et
minerais, dans lequel un glycérol a été laissé réagir avec un acide
polybasique pour obtenir un
dérivé de polymère pour la production de la composition qui est appliquée à
des matériaux
granulaires solides.
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Le brevet US 3961932 décrit un procédé pour enrober uniformément les
formulations d'engrais
granulaires avec un ou plusieurs oligo-éléments métalliques chélatés. Le
procédé comprend les
étapes suivantes: mélange d'une formulation d'engrais granulaire dans un
mélangeur à tambour
rotatif, pulvérisation de 1 à 5% en poids d'une solution aqueuse ou d'une
suspension contenant
un ou plusieurs oligo-éléments métalliques chélatés, comme par exemple, le
Na2ZnE.DTA, sur
ladite formulation d'engrais et l'ajout, avant ou après ladite pulvérisation,
de 1 à 4% en poids
d'un additif absorbant l'eau, finement divisé, tel que le silicate de calcium
synthétique ou de la
silice finement divisée, à la formulation d'engrais. La formulation d'engrais
fini contient alors
0,05 à 0,5% en poids d'oligo-éléments.
La demande de brevet CA2829935 décrit des granulés d'engrais et des procédés
de production
de granules d'engrais. Les granulés d'engrais sont formés à partir d'une
composition d'engrais,
tels que les engrais phosphaté, comprennent un matériau fibreux dans le but
d'augmenter la
résistance des granulés à prévenir ou à réduire l'attrition ou la formation de
poussière pendant
le stockage, le transport et/ou de la manipulation. La composition d'engrais
de base peut inclure
un engrais phosphaté, comme le phosphate de mono-ammonium ou le phosphate de
di-
ammonium, et éventuellement un ou plusieurs oligo-éléments ou des éléments
secondaires,
tels que le soufre élémentaire. La matière fibreuse est de la pâte ou boue de
papier.
La demande internationale de brevet WO 2011/109202 décrit une composition
d'engrais
comprenant des granulés d'engrais de base avec un enduit protecteur et un ou
plusieurs oligo-
éléments. La composition d'engrais de base est recouverte d'un revêtement
protecteur, puis
d'un revêtement d'un ou plusieurs micronutriments. Selon une variante, la
composition
d'engrais de base est recouverte d'un revêtement protecteur avec des
particules discrètes
d'oligo-éléments dispersées dans tout le revêtement. Le revêtement protecteur
isole
physiquement et chimiquement les particules d'oligo-éléments de la composition
d'engrais
sous-jacente afin que plus d'oligo-éléments soient disponibles dans la
solution du sol, et en fin
de compte dans la zone racinaire de la plante.
La demande internationale de brevet WO 2014/036572 décrit un produit
particulaire auquel est
fixé ou lié une substance particulaire bénéfique ayant une taille de
particules inférieure à 20 jim
au moyen d'une formulation de polymère. La substance particulaire bénéfique
peut être
appliquée sur le produit particulaire sous la forme d'une émulsion, d'une
dispersion, ou d'une
suspension, typiquement une émulsion eau- huile, bien que les émulsions à
trois phases
puissent également être utilisées à cette fin.
Le brevet US 4256479 décrit un procédé pour la granulation d'un engrais borate
cristallin pour
produire un produit ayant des propriétés physiques et chimiques
particulièrement satisfaisants
pour la réalisation des mélanges d'engrais à sec, le stockage et la
manipulation de ces
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derniers. Le procédé implique un traitement spéciale du borate et la
granulation avec utilisation
d'une petite quantité de solution acide. Aucun traitement de séchage n'est
nécessaire.
La demande internationale VVO 99/15480 décrit un procédé pour l'enrobage de
particules
d'engrais comme des complexes d'engrais azote-phosphore potassium, azote-
potassium,
ammonium nitrate, nitrate de calcium engrais ou de l'urée pour réduire la
formation de
poussière et d'agglomérat durant la manipulation et le stockage. Le procédé
comprend
l'application d'une solution aqueuse d'un acide minéral tel que l'acide
phosphorique, l'acide
sulfurique, l'acide nitrique ou l'acide citrique et d'une base minérale comme
l'oxyde de
magnésium, l'oxyde de calcium, l'oxyde de baryum, de la dolomie ou un mélange
de deux ou
plus de ces derniers. Ce traitement combiné est effectuée une seule fois afin
de former un
engrais contenant un revêtement d'un sel métallique ou un mélange de sels
métalliques sur les
particules d'engrais de base.
La demande US 5328497 décrit une composition comprenant du lignosulfonate, du
sucre et
éventuellement de l'urée utile pour prévenir la formation de poussière et
l'agglutination de
particules d'engrais granulaires. La composition a une viscosité très basse à
la température
ambiante, est plus efficace dans la prévention de la formation de la poussière
et de la prise en
masse que le lignosulfonate, l'urée, ou le sucre seul ou des mélanges de
lignosulfonates et de
sucre, et des mélanges de lignosulfonates et d'urée. La composition est de
préférence
pulvérisée sur l'engrais après granulation ou lorsque le mélange des
particules d'engrais est
terminée.
Dans la demande de brevet US 2004/065198, on décrit un procédé pour supprimer
l'émanation
de poussières à partir d'un matériau portant de la poussière; le procédé
comprend l'application
au matériau d'un abat-poussière dépourvu de lignosulfonates et de polymères,
qui comprend
des mélanges de les mélasses dérivées de protéines avec les surfactants
(tensio-actifs) .
La demande internationale WO 2013/029140 décrit un additif de sucre concentré
comprenant
(a) un raffinat un sous-produit de l'acide citrique et (b) une solution de
sucre utile pour le
contrôle de l'émission de poussières au cours de la fabrication, la
manipulation, le stockage ou
le transport des engrais ou des minéraux.
Le brevet US 6355083 décrit une composition et un procédé pour réduire les
niveaux de
poussière présente ou prévenir sa formation dans l'engrais, réduire la
tendance des particules
d'engrais à s'agglomérer ou gâteau pendant le stockage et le transport. La
composition
comprend 10 à 100% en poids de l'huile oxydée, 0 à 90% en poids d'huile non-
oxydé, et de 0 à
90% en poids de cire.
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La demande de brevet US 2013/0031943 décrit l'incorporation des oligo-éléments
dans
l'engrais muriate de potassium par des procédés de compactage. Les granules de
muriate de
potassium contenant des oligo-éléments sont obtenus par le compactage de
muriate de
potassium avec un ou plusieurs oligo-éléments et en option un ou plusieurs
liants suivi par un
broyage et un calibrage des particules.
Le brevet US 5383952 décrit le procédé de réduction des poussières en les
collants sur les
granules d'engrais par pulvérisation sur les granules avec une solution de
mélasse et un autre
hydrocarbure contenant de l'oxygène du groupe de la glycérine, du
polyéthylèneglycol ou de la
triéthanolamine.
Le brevet US 5360465 décrit un procédé pour contrôler les émissions de
poussière dans les
engrais minéraux granulaires en utilisant une solution aqueuse d'un mélange de
lignosulfonate
et d'urée.
II existait donc un besoin pour composition d'agent fixatif dépourvue d'au
moins un des
inconvénients des compositions d'agent fixatif de l'art antérieur.
Il existait également un besoin pour un procéder permettant de fixer des
particules fines sur
Ides granules d'engrais, le dit procédé de fixation étant dépourvu d'au moins
un des
inconvénients des procédés de l'art antérieur.
Il existait un besoin pour des granules d'engrais comportant des éléments
mineurs, secondaires
et agents auxiliaires, tout en étant dépourvus d'au moins un des inconvénients
des granules
d'engrais de l'art antérieur.
SOMMAIRE DE LA DIVULGATION
Selon un objet, la présente divulgation concerne une composition comprenant un
agent collant
comprenant un sous-produit de sucre et un agent diluant capable de ledit agent
collant.
Selon un autre objet, la présente divulgation concerne une composition
comprenant un agent
collant comprenant une mélasse; et un agent diluant capable de ledit agent
collant.
Selon un autre objet, la présente divulgation concerne une composition
comprenant un agent
collant comprenant une mélasse ayant la capacité de coller des particules
fines sur des
granules d'engrais; et un alcool capable de diluer ledit agent collant.
Selon un autre objet, la présente divulgation concerne une composition
comprenant un sous-
produit de sucre ayant la capacité de coller des particules fines sur des
granules d'engrais; un
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agent diluant capable de diluer ledit agent collant, ledit diluant étant
soluble dans l'eau; et
optionnellement un désodorisant.
Selon un autre objet, la présente divulgation concerne des agents fixatifs
naturels comprenant
un sous produit de sucre, un solvant et/ou un déodorant qui permet de fixer
les éléments
secondaires, les oligo-éléments et/ou les agents auxiliaires sur les granules
d'engrais de base.
Selon un autre objet, la présente divulgation concerne des procédés de
fabrication de la
composition ou l'agent fixatif définis dans la présente divulgation.
Selon un autre objet, la présente divulgation concerne des procédés de
fixation des oligo-
éléments sur des granules d'engrais de base en utilisant les agents fixatifs
définis dans le
premier objet de la divulgation et/ou utilisant les agents fixatifs préparés
selon les procédés
définis dans la présente divulgation.
Selon un autre objet, la présente divulgation concerne des engrais NPK
contenant un ou
plusieurs éléments secondaires, oligo-éléments et/ou agents auxiliaires.
Selon un autre objet, la présente divulgation concerne des utilisations des
compositions ou
engrais définis dans la présente divulgation ou tels que fabriqués par des
procédés décrits dans
la présente divulgation.
Selon un autre objet, la divulgation concerne un procédé de préparation d'un
engrais, le
procédé comprenant les étapes suivantes :
préparation d'une composition comprenant un agent collant, un alcool et
optionnellement un désodorisant et,
optionnellement, préparation d'un engrais de base constitué d'un mélange
granulaire, de
préférence d'azote, phosphore, azote ou leur combinaison, dans des proportions
fixées
avantageusement à partir des analyses de sol et/ou des besoins de la plante;
et
préparation d'un mélange, de préférence sous forme solide, d'oligo-éléments
(tels que
bore, cuivre, fer, manganèse, molybdène, zinc, chlore, cobalt ou leur
combinaison) et/ou
d'un mélange des éléments secondaires (tels que magnésium calcium, soufre ou
leur
combinaison) selon les analyses de sol et les besoins des plantes ou la
prescription;
optionnellement, préparation et/ou dosage des agents auxiliaires sont préparés
selon
les préconisations du manufacturier ou d'un conseiller agricole;
pulvérisation de la composition sur l'engrais de base, (par exemple pendant
une période
de temps prédéterminée) (de préférence environ 3 minutes), par exemple à
l'aide d'un
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jet air-liquide externe, (de préférence à basse pression), plus
avantageusement encore
à une pression inférieure ou égale à maximum 40 psi; et
ajout, de préférence graduellement, des oligo-éléments, des éléments
secondaires et/ou
des agents auxiliaires.
Selon un autre objet, la divulgation concerne des granules d'engrais
caractérisées en ce que
les éléments mineurs, secondaires et agents auxiliaires sont sensiblement
fixés dans un
revêtement comprenant un agent collant et optionnellement un alcool, ledit
revêtement
entourant une masse centrale constituée de l'engrais de base.
Selon un autre objet, l'invention concerne des granules d'engrais
caractérisées en ce que les
éléments mineurs, secondaires et agents auxiliaires sont fixés dans un
revêtement comprenant
un agent collant, un alcool et du menthol et/ou un ou plusieurs isomères ou
dérivés du menthol,
ledit revêtement entourant une masse centrale constituée de l'engrais de base.
BREVE DESCRIPTION DES TABLEAUX ET FIGURES
FIGURE I: illustre la fixation de l'oxyde de zinc (ZnO) sur les granules de
muriate de potassium
0-0-60 à l'aide de la mélasse contenant 30% d'eau (MH), 10% d'éthanol modifié
et 1% de
menthol (2C), et 30% de glycérol (MG), les pourcentages étant en poids.
FIGURE II: illustre la fixation du soufre élémentaire (S ) sur les granules de
muriate de
potassium 0-0-60 à l'aide de la mélasse contenant 10% d'éthanol modifié et 1%
de menthol
(2C), les pourcentages étant en poids.
FIGURE III: illustre la fixation du soufre élémentaire (S ) sur les granules
de l'urée 46-0-0 à
l'aide de deux concentrations (0.5 et 1%) de mélasse contenant 10% d'éthanol
modifié et 1%
de menthol (2C), les pourcentages étant en poids.
Figure IV: montre l'effet de deux doses de l'agent fixatif 2C sur le risque
d'agglutination lors de
la fixation du soufre élémentaire sur les granules de l'urée 46-0-0 ; la
poudre est restée collée
sur les parois du bocal avec 5 g de l'agent fixatif.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE LA DIVULGATION
Définitions
L'expression engrais de base désigne une composition d'engrais granulaire
destiné
principalement pour fournir l'azote, le phosphore, le potassium ou le mélange
de ceux-ci.
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L'expression élément secondaire est utilisé dans la présente divulgation
pour désigner le
calcium, le magnésium ou le soufre.
L'expression oligo-élément ou micronutriment fait référence aux éléments
nutritifs dont la
plante a besoin en petite quantité à savoir, par exemple le bore, le cuivre,
le fer, le manganèse,
le molybdène, le zinc, le chlore, le cobalt, le sodium et la silice.
L'expression agent auxiliaire fait référence à des produits utilisés en
agriculture pour
améliorer les rendements et la qualité des cultures, prévenir et protéger les
cultures contre les
maladies, stimuler l'activité microbienne du sol, etc. Il peut s'agir à titre
d'exemple d'une
hormone de croissance, d'un régulateur de croissance, d'un pesticide, d'un
biostimulant, d'un
microorganisme phyto-bénéfique, etc.
L'expression microorganisme phyto-bénéfique désigne un microorganisme qui
exercent un
effet direct ou indirect sur la germination, croissance et le développement de
la plante, le
contrôle des maladies et ravageurs des cultures, la disponibilité des éléments
nutritifs dans le
sol.
Le terme menthol désigne un composé organique covalent obtenu soit par
synthèse, soit
par extraction à partir de l'huile essentielle de menthe poivrée ou d'autres
huiles essentielles de
menthe. Le stéréo-isomère le plus courant du menthol est le (¨)-menthol, de
configuration
(1R,2S,5R). Il appartient à la famille des monoterpénols. A température
ambiante (20 à 25 C),
il se trouve sous forme solide, d'une couleur d'un blanc cireux. Il fond si
l'on augmente
légèrement la température. Le menthol a des propriétés anti-inflammatoires et
antivirales. Il est
d'ailleurs utilisé pour soulager les irritations mineures de la gorge. C'est
également un
anesthésique local. Il peut aussi être un extrait de la menthe. Il existe des
formes naturelles
mais également des formes synthétiques. Il existe le menthol et ses isomères
(configuration de
la molécule) tels que les: (+)- menthol, (+)- isomenthol; (+)- neomenthol, (+)-
neosimenthol, (-)-
menthol, (-)- isomenthol, (-)- neomenthol et le (-)- neosimenthol. Parmi les
nombreux dérivés, à
titre d'exemple non limitatif, on peut citer le menthylchloride, menthone, et
le 3-menthene. Dans
le cadre de la présente divulgation, menthol signifie également toute
composition comprenant
plus de 50 % de menthol et/ou d'un de ses dérivés. Le terme menthol couvre
également du
menthol encapsulé et/ou micronisé.
Par exemple, la divulgation concerne, un nouvel agent fixatif naturel et à
séchage rapide, est
mis à disposition, pour la formulation des engrais NPK contenant les oligo-
éléments et pour
l'utilisation du dudit agent pour l'obtention d'une distribution uniforme des
oligo-éléments dans
le produit. L'agent fixatif peut comprendre constitué un agent collant, un
sous-produit de sucre,
de préférence la mélasse, d'un diluant organique pour la mélasse et,
optionnellement, d'un
désodorisant naturel. La fixation se produit avantageusement au moment de
l'incorporation des
oligo-éléments dans l'engrais de base, par exemple dans un malaxeur
conventionnel. On
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pulvérise d'abord l'agent fixatif sur les granules d'engrais de base; puis les
oligo-éléments,
préalablement sélectionnés, sont ajoutés sous forme solide tout en maintenant
le malaxeur en
marche. La quantité d'agent fixatif est d'environ 0,01% à environs 1% en poids
de l'engrais de
base. Le procédé est mis en oeuvre de préférence à la température ambiante et
ne nécessite
pas nécessairement un séchage artificiel. Le produit final, sans poussière,
revêt donc un
enrobage homogène des oligo-éléments. Le procédé permet aussi de fixer les
éléments
secondaires et/ou les agent auxiliaires sur les granules d'engrais de base.
Développement de l'agent fixatif
L'agent fixatif contenant moins d'eau et à séchage rapide comprend un agent
collant, l'alcool et
optionnellement un déodorant.
L'agent collant est avantageusement un sous-produit de sucre, tel que les
mélasses de canne à
sucre ou de betterave, les sirops de maïs, d'érable, etc ..................
La mélasse présente les avantages
d'être biodégradable, de représenter une source de carbone pour les
microorganismes du sol et
de ne pas réagir pas avec les engrais NPK.
Les sous-produits de sucre sont très visqueux et nécessitent un équipement
spécial pour être
pulvérisés sur les granules d'engrais. La dilution de la mélasse avec de
l'eau, pour réduire la
viscosité ne résout pas complètement le problème car l'eau a tendance à
aggraver la prise en
masse. li a été trouvé de façon surprenante que cet inconvénient peut être
surmonté par
l'utilisation d'un solvant organique, plus particulièrement avec un alcool tel
que le méthanol,
l'éthanol, l'isopropanol, ou l'hexafluoroisopropanol. Cependant, il est
préférable que le diluant
utilisé soit un produit naturel. De cette façon, le diluant sera un peu plus
doux et moins toxique
que notamment des diluants de synthèse et comme résultat sera plus attrayant
pour les
utilisateurs de la composition d'engrais en raison de la réduction, voir
l'élimination des
problèmes de santé et de sécurité. Il a été trouvé que l'alcool est de façon
encore plus
avantageuse, de l'éthanol ou l'éthanol dénaturé en raison de leur faible
toxicité, de leur
inflammabilité relativement faible et de leur disponibilité sur le marché.
L'autre rôle de l'éthanol
dans la divulgation est de servir de solvant pour les agents auxiliaires.
Un agent de régulation des odeurs peut être avantageusement ajouté, afin de
diminuer les
mauvaises odeurs associées au sous-produit de sucre qui, parfois, attirent les
insectes. Il est
possible d'utiliser n'importe quel agent de contrôle des odeurs connus, y
compris les produits
naturels et synthétiques. Il est cependant préférable que l'agent de réduction
des odeurs soit un
produit naturel. Par conséquent, les huiles essentielles et les extraits de
pin, de citron,
d'eucalyptus, de banksia ou de menthe, sans se limiter à ceux-là, sont
particulièrement
appropriés. L'utilité de ces huiles essentielles est en fait amplifiée,
puisqu'elles agissent
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également comme un agent antibactérien ou insecticide. Dans la forme la plus
préférée de la
présente divulgation, le menthol, ses isomères ou ses dérivés sont utilisés.
Le procédé de production de l'agent fixatif comprend avantageusement les
étapes suivantes:
(a) préparer une solution comprenant 81 à 99 parties d'éthanol dénaturé et 19
à 1% de
cristaux de menthol, de préférence, 90 à 84 parties d'éthanol dénaturé et 10 à
16 parties
des cristaux de menthol;
(b) agiter la solution, environ 10 minutes, jusqu'à la dissolution complète
des cristaux
menthol;
(c) mélanger 90 parties de mélasse à 10 parties de la solution précédente; et
(d) agiter le mélange jusqu'à l'obtention d'une solution homogène.
La viscosité de l'agent fixatif à 25 C, et à une vitesse de cisaillement de
100 s-1, est d'environ
100 à environ 2000 centipoises (cP), de préférence d'environ 300 à environ
1000 cP, et plus
préférentiellement d'environs 400 à 750 cP. La solution est stable et peut
être stockée au
besoin sans risque de séparation des composantes à des températures comprises
entre 0 et 50
C.
Cet agent fixatif peut être avantageusement utilisé pour fixer les oligo-
éléments et éléments
secondaires sur les granules d'engrais de base. L'engrais de base est
constitué d'azote, de
phosphates, de potassium ou des mélanges de ceux-ci. On peut citer à titre
indicatif sans s'y
limiter l'urée, le sulfate d'ammonium, les phosphates d'ammonium, le triple
superphosphate, le
chlorure de potassium, le sulfate de potassium, etc....
Les oligo-éléments peuvent comprendre le bore, le zinc, le manganèse, du
molybdène, le
nickel, le cobalt, le cuivre, le fer, la silice, le chlore ou des combinaisons
de ceux-ci à divers
concentrations.
Les éléments nutritifs secondaires peuvent inclure, par exemple, le calcium,
le magnésium et le
soufre élémentaire ou forme de sulfate, ou des combinaisons de ceux-ci à
divers
concentrations.
Le type et la concentration d'un ou plusieurs oligo-éléments et/ou d'éléments
secondaires dans
le mélange dépendront des analyses de sol et des besoins de la culture. La
concentration peut
varier d'environ 0,1 à environ 20% en poids et plus particulièrement d'environ
1 à environ 10%
en poids.
Les sources d'oligo-éléments et d'éléments secondaires varient
considérablement dans leur
état physique, réactivité chimique, le coût et la disponibilité pour les
plantes. Les oligo-éléments
sont choisis dans les quatre principales classes de sources d'oligo-éléments
suivants: (1) les
produits minéraux tels que des oxydes, des carbonates et des sels métalliques
tels que les
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sulfates, les chlorures, les nitrates, (2) les chélates synthétiques formés
par la combinaison d'un
agent chélatant avec un métal par liaison de coordination, (3) des complexes
organiques
naturels, y compris les lignosulfonates, les polyflavonoïdes, et des phénols,
préparés en faisant
réagir des sels métalliques avec certains sous-produits organiques de
l'industrie de la pâte de
bois ou des industries connexes, et (4) ou des produits frittes vitreuses
frittées, contenant une
concentration de micronutriments d'environ 2 à 25%.
Il convient de noter que le procédé peut aussi être utilisé pour fixer les
agents auxiliaires seuls
ou en combinaisons avec les éléments nutritifs décrits ci-haut sur les
granules d'engrais de
base. L'agent auxiliaire, de préférence applicable au sol, peut être un
fongicide, un herbicide,
un insecticide, un bactéricide, un miticide, un nématicidem un régulateur de
croissance, un
biostimulants (extrait d'algues ou de plantes, émulsion de poissons, etc), un
microorganisme
promotrice de la croissance ou contrôlant les maladies des plantes (les
bactéries (par exemple
rhizobactéries), les mychorrizes, etc.)
Dans le cadre de la présente divulgation, les oligo-éléments, les éléments
secondaires et les
agents auxiliaires sont des particules de taille comprise entre 0,1 à 100 um,
de préférence entre
0,1 et 50 um et encore de préférence 90% des particules ont 0,1 à 50 um,
idéalement 90% des
particules ont 0,1 à 201_tm.
Le procédé de fixation des oligo-éléments sur les granules d'engrais comprend
avantageusement au moins une des étapes suivantes de:
(a) préparation de la solution d'agent fixatif et son maintien sous agitation;
(b) préparation de l'engrais de base (azote, phosphore, azote ou leur
combinaison) selon
les analyses de sol et les besoins de la plante;
(c) préparation des oligo-éléments (bore, cuivre, fer, manganèse, molybdène,
zinc, chlore,
cobalt ou leur combinaison) et/ou des éléments secondaires (magnésium calcium,
soufre ou leur combinaison) et/ou des agents auxiliaires selon les analyses de
sol et les
besoins des plantes,
(d) optionnellement, préparation des agents auxiliaires selon les
préconisations du
manufacturier ou du conseil agricole;
(e) placement de l'engrais de base dans le mélangeur d'engrais conventionnel
et mélange
pendant de préférence pendant environ 2 minutes;
(f) pulvérisation de l'agent fixatif sur les granules d'engrais de base en 3
minutes à l'aide
d'un jet air-liquide externe à basse pression (maximum 40 psi);
(g) ajouter des oligo-éléments, éléments secondaires et/ou les agents
auxiliaires;
(h) mélanger, de préférence pour environ encore deux minutes; et
(i) mise de l'engrais dans des épandeuses pour épandage immédiat ou dans des
contenants appropriés pour un épandage ultérieur.
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Il est à noter que la quantité de l'agent fixatif à utiliser dépend des
quantités des éléments
(mineurs et/ou secondaires) et des agents auxiliaires et des particules
poudreuses présentes
dans d'engrais de base. Dans un mode préféré de réalisation de la divulgation,
la quantité
d'agent fixatif est d'environ 0,01% à environ 1% en poids de l'engrais de
base, de préférence
d'environ 0,1% à environ 0,5% en poids de l'engrais de base, et de préférence
encore d'environ
0,15% à environs 0,3% en poids de l'engrais de base.
Le procédé divulgué permet de disposer d'un produit final avec une
distribution homogène des
oligo-éléments et, par conséquent, garantit une distribution uniforme des
éléments mineurs et
autres auxiliaires sur tout le champ permettant ainsi une fertilisation plus
précise et de bons
résultats.
On reconnaîtra dans sa généralité un engrais de la présente divulgation qui
est sec et non
poussiéreux, permettant un épandage sécuritaire par l'exploitant agricole.
Les formulations obtenues sont appliquées sur les cultures agricoles, les
gazons, les cultures
en pots. Ces dites formulations peuvent aussi être utilisées dans la
préparation d'autres
engrais. L'engrais obtenu est exploitable avec des épandeurs d'engrais
conventionnels.
EXEMPLES:
Les exemples suivants sont donnés à titre illustratifs seulement et ne
serraient être interprétés
comme constituant une quelconque limitation de l'objet de la divulgation dans
sa généralité.
Exemple 1 - Préparation de 3 agent fixatif à partir de canne à sucre
Trois agents fixatifs ont été préparés en mélangeant de la mélasse de canne à
sucre, l'éthanol
dénaturé et des cristaux de menthol. Les quantités (en grammes) de mélasse,
d'éthanol
dénaturé et de menthol étaient respectivement de 895, 100 et 5 pour l'agent
2A, de 890, 100 et
10 pour l'agent 2C et de 885, 100 et 15 pour l'agent 2B.
Les cristaux de menthol sont mis dans l'éthanol dénaturé et le mélange a été
agité
vigoureusement avec un agitateur magnétique jusqu'à la dissolution complète
des cristaux
menthol, en environ 10 minutes. La solution obtenue est mélangée avec la
mélasse et le tout
est mis sous agitation jusqu'à l'obtention d'une solution homogène.
Pour fin de comparaison, deux agents fixatifs MH et MG tels que décrit dans le
brevet US
4252831 ont été inclus dans les essais. Les agents fixatifs MH et MG sont des
mélanges
respectivement de la mélasse combinée avec de l'eau ou du glycérol (30% en
poids). Les
solutions ont été stockées à la température ambiante et leur comportement
physique a été
observé visuellement sur une période de 30 jours.
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La viscosité a été déterminée selon la méthode ASTM D445. Brièvement, les
courbes de
viscosité ont été obtenues à l'aide d'un rhéomètre ARES-G2 (TA Instruments)
équipé d'un
système Peltier pour le contrôle de la température. Les mesures de viscosité
ont été réalisées
dans une gamme de cisaillement de 0,1 à 500 s-1. Les mesures ont été réalisées
à 25 C à
l'aide d'un système cône et plaque de 40 mm (0,04 rad). Les échantillons ont
été mélangés
doucement par inversion, puis environ 0,7 ml ont été déposés sur la plaque
inférieure du
système de mesure. La température de l'échantillon a ensuite été équilibrée
pendant 60
secondes avant le début des essais. Les mesures sont rapportées à une vitesse
de cisaillement
de 100 s-1.
Exemple 2 - Fixation de l'oxyde de zinc sur les granules de muriate de
potassium 0-0-60
Environ 492.5 g de muriate de potassium 0-0-60 (SGN 275) ont été mis dans un
bocal en verre
de 1 litre placé sur un agitateur rotatif. Pendant que l'agitateur est en
marche (120 rpm), 2,5 g
d'agent fixatif de l'Exemple 1 ont été pulvérisés sur les granules de muriate
de potassium à
l'aide d'un micro-pulvérisateur à jet d'air (35 psi) pendant 2 minutes.
Ensuite 5 g d'oxyde de zinc
(SGN 44) sont ajoutés graduellement et on laisse tourner l'agitateur pendant 5
minutes. Compte
tenu de son caractère visqueux, le mélange de mélasse avec le glycérol (MG) a
été chauffé à
70 C pendant 15 minutes avant d'être appliqué. L'engrais imprégné d'oxyde de
zinc a été
déchargé du bocal et placé dans un autre bocal qui a été fermé hermétiquement
et gardé à 20-
C. Le bocal d'imprégnation a été nettoyé à l'aide d'une brosse pour récupérer
les
20 poussières collées sur les parois. La formation de poussière a été
réévaluée après 30 jours de
conservation.
Exemple 3 - Fixation du soufre élémentaire sur les granules de muriate de
potassium 0-
0-60
L'agent fixatif 2C a été utilisé pour fixer le soufre élémentaire (SGN 44) sur
le muriate de
25 potassium 0-0-60 (SGN 275). 487,5 g de muriate de potassium, 10 g de
soufre élémentaire et
2,5 g de l'agent fixatif 2C ont été utilisés selon la procédure décrite dans
l'Exemple 2.
Exemple 4 - Fixation du soufre élémentaire sur les granules de muriate de
potassium de
l'urée.
Deux doses de 1"agent fixatif 2C ont été utilisées pour fixer le soufre
élémentaire (SGN 44) sur
les granulés d'urée 46-0-0 (SGN 320) en suivant la procédure de l'Exemple 2.
Dans un premier
essai, 487,5 g d'urée, 10 g de soufre élémentaire et 2,5 g de l'agent fixatif
2B ont été utilisés.
Dans le deuxième essai, 485 g d'urée, 10g de soufre élémentaire et 5g de
l'agent fixatif 2C ont
été utilisés.
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Comme il apparait dans le Tableau I, l'ajout de l'eau, de l'éthanol ou du
glycérol modifie les
propriétés physiques de la mélasse. La viscosité des 3 agents fixatifs
comprenant 10%
d'éthanol dénaturé varie entre 538 et 582 cP. L'ajout de 30% d'eau entraîne
une diminution très
importante de la viscosité de la mélasse alors que l'effet inverse est observé
avec le glycérol.
Les formulations étaient stables pendant 3 mois et aucune séparation de phases
n'a été
observée. L'ajout de menthol a permis d'éliminer l'odeur de la mélasse.
Cependant, à la dose
de 1,5% en poids, le produit final présente une forte odeur de menthe devenant
encore plus
forte lorsque la température est élevée.
TABLEAU 1: Viscosité à 25 C et à une vitesse de cisaillement de 100 el
Pourcentage d'ingrédients Densité Viscosité
Nom Mélasse Diluant Menthol (q/mL) (centiposes)
2A 89.5 10 0.5 1.26 538
2C 89 10 1.0 1.26 589
2B 88.5 10 1.5 1.25 572
MH 70 30 (eau) 124 23
MG 70 30 (glycérol) 1.34 1395
Le Tableau 1 correspondant donne la densité et la viscosité à 25 C de la
mélasse modifiée
avec l'eau, l'éthanol dénaturé et le glycérol. La viscosité a été mesurée à
une vitesse de
cisaillement de 100 s-1 à l'aide d'un rhéomètre ARES-G2 (TA Instruments)
équipé d'un système
Peltier pour le contrôle de la température.
Les cinq agents fixatifs testés ont permis de fixer tout l'oxyde de zinc sur
les granules de
muriate de potassium (Figure l). Après 30 jours, on a observé la formation de
poussières dans
l'engrais traité avec l'agent de mélasse contenant de l'eau. En absence de
l'agent fixatif, 75%
de la quantité initiale d'oxyde de zinc se trouvaient au fond du bocal. Les
mêmes effets ont été
observés lorsque l'agent fixatif 2C de la divulgation a été utilisé pour fixer
le soufre élémentaire
sur les granules de muriate de potassium (Figure II). L'agent fixatif 2C de la
divulgation a
permis de fixer efficacement le soufre élémentaire sur les granules de l'urée
(Figure III).
Toutefois, à une concentration de 1% en poids de l'agent fixatif, le soufre
élémentaire tendait à
se coller sur les parois du bocal (Figure IV). Cela révèle un risque de perte
d'agglutination et de
perte d'éléments à fixer lorsqu'on utilise les fortes doses de l'agent
fixatifs.
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En résumé, les agents fixatifs la divulgation se comparent aux produits
suggérés dans l'art
antérieur quant à l'efficacité au niveau de la fixation des éléments et
secondaires sur les
granules d'engrais de base NPK. Cependant les agents fixatifs de la
divulgation ont l'avantage
d'avoir une viscosité inférieure à celle des arts antérieurs utilisant les
surfactants, ce qui offre
une flexibilité d'utilisation. L'utilisateur n'a pas besoin de chauffer
l'agent fixatif comme c'est le
cas du mélange du mélange de mélasse avec le glycérol. L'autre avantage des
agents de
fixation de la présente divulgation est la biodégradabilité des composantes en
comparaison
avec produits contenant les surfactants ou des résidus de pétrole.
Pour mettre à la disposition de l'utilisateur des moyens, une composition et
un procédé
permettant non seulement d'empêcher la ségrégation des oligo-éléments, des
éléments
secondaires et les agents auxiliaires, mais également de réduire les émissions
de poussières
lors du stockage, du transport et de l'application au champ, le nouvel agent
fixatif, naturel et
applicable au moment de la réalisation des mélanges d'engrais, ont été
développés.
Bien que la présente divulgation ait été décrite à l'aide de mises en oeuvre
spécifiques, il est
entendu que plusieurs variations et modifications peuvent se greffer aux dites
mises en oeuvre,
et la présente divulgation vise à couvrir de telles modifications, usages ou
adaptations de la
présente divulgation suivant en général, les principes de la divulgation et
incluant toute variation
de la présente description qui deviendra connue ou conventionnelle dans le
champ d'activité
dans lequel se retrouve la présente divulgation, et qui peut s'appliquer aux
éléments essentiels
mentionnés ci-haut, en accord avec la portée des revendications suivantes.
