BR102020012852A2 - Processo de produção de composição fertilizante a partir de sangue animal com altos teores de carbono orgânico e de aminoácidos naturais livres, produto obtido e uso - Google Patents

Abstract

processo de produção de composição fertilizante a partir de sangue animal com altos teores de carbono orgânico e de aminoácidos naturais livres, produto obtido e uso. a presente invenção se situa no campo da biotecnologia industrial e da agricultura sustentável, referindo-se a um processo de origem renovável de produção de fertilizante a partir de subprodutos de origem animal, com uma inovadora matéria-prima, o sangue animal in natura. a invenção visa ao aproveitamento de matérias-primas como sangue animal, tanto na forma in natura como na forma de farinha de sangue, considerando ainda uma sinérgica mistura de farinha de sangue com sangue in natura, para a obtenção de fertilizantes com características inovadoras. a sinergia promovida pelas etapas do processo desenvolvido conjugadas com as qualidades das matérias-primas eleitas, promoveu o desenvolvimento de produtos com elevados teores de aminoácidos naturais livres, de carbono orgânico total e de matéria orgânica. o produto fertilizante desenvolvido pode ser aplicado na forma líquida, como fertilizante líquido, tanto em solo como na modalidade foliar, bem como na forma sólida, após a introdução de etapa de secagem ao final do processamento. o produto agrega, em função da composição química obtida, tanto características de fertilizante como de agente condicionante do solo. a invenção resulta em produtos sustentáveis e de alto valor agregado.

Description

PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMPOSIÇÃO FERTILIZANTE A PARTIR DE SANGUE ANIMAL COM ALTOS TEORES DE CARBONO ORGÂNICO E DE AMINOÁCIDOS NATURAIS LIVRES, PRODUTO OBTIDO E USO CAMPO DA INVENÇÃO

[1] A presente invenção se situa no campo relacionado à química, mais particularmente ao dos processos para fabricação de fertilizantes. Ainda, a invenção se situa no campo da agricultura sustentável referindo-se a um processo de obtenção de fertilizantes e/ou composições com características fertilizantes a partir de sangue animal in natura e de farinha de sangue. Um dos principais aspectos de sustentabilidade agrícola promovidos pela presente invenção está relacionado à obtenção de um produto com capacidade fertilizante dotado de alto teor de aminoácidos livres e de carbono orgânico. Ainda, um dos aspectos inovadores do desenvolvimento é a utilização de matéria-prima que promove o reaproveitamento de subproduto de origem animal, gerando uma composição cujos compostos são naturais e de alto valor agregado. Adicionalmente, a matéria-prima de base empregada é subproduto de origem animal de diversas espécies, que pode ser associada sinergicamente a matérias-primas ricas em proteínas, cálcio, fósforo, aminoácidos naturais, nitrogênio e matéria orgânica. Todos os elementos que compõe o produto final obtido são de fonte orgânica sustentável. Salienta-se que na origem das matérias-primas não são utilizado metais pesados, não havendo riscos de contaminação do produto obtido.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[2] Os fertilizantes organominerais são uma oportunidade de inovação tecnológica, pois permitem o aproveitamento de resíduos de diversos setores agroindustriais para agregar valor ao subproduto gerado. Portanto, além da presente invenção proporcionar o desenvolvimento de um produto inovador, tem-se um melhor aproveitamento e destinação de subprodutos de origem animal natural, tendo por alvo principal a nutrição vegetal, de forma a contribuir com a sustentabilidade do agronegócio como um todo.

[3] Em que pese um dos focos e configurações da presente invenção se voltar a um fertilizante organomineral, o processo desenvolvido possibilita rotas alternativas a partir de uma única matéria-prima que permitem a obtenção de produtos na forma de composições fertilizantes que podem ser aditivadas e/ou misturadas a composições complementares. Ainda, é possível a obtenção de fertilizantes orgânicos simples.

[4] Compostos orgânicos, quando disponíveis, podem promover a qualidade do solo e a eficiência na produção de plantas, pois influenciam em seus atributos químicos, físicos e biológicos. Os resíduos orgânicos, tanto de origem animal quanto de vegetal têm composição muito variada e podem disponibilizar rapidamente alguns nutrientes como fósforo e potássio, e outros como o nitrogênio depende da degradação dos compostos (FINATTO, J.; ALTMAYER, T.; MARTINI, M.C. A importância da utilização da adubação orgânica na agricultura. Revista Destaques Acadêmicos, Lajeado, v.5, n.4, p. 85 - 93, 2013.).

[5] Fertilizantes organominerais são produzidos pela associação de matéria orgânica e mineral de forma balanceada, podendo ser encontrados comercialmente com fonte diversificada de matéria-prima orgânica. Para fertilizantes orgânicos simples, mistos e compostos, bem como organominerais, o produto fluido deve possuir pelo menos 3% de carbono orgânico total. Já no caso de produto sólido, organomineral, o composto deve possuir pelo menos 8% de carbono orgânico total e CTC de 80 mmolc/kg, sendo que para esse mesmo produto, quanto ao uso de macronutrientes e micronutrientes, a quantidade deve ser de 10% para macronutrientes primários isolados (N, P, K) ou em misturas (NP, PK, NPK ou NK), 5% de macronutrientes secundários isolados ou em misturas destes, 4% de micronutrientes isolados ou em misturas destes (MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO - MAPA. Instrução Normativa SDA n° 25, de 23 de julho de 2009. Normas sobre as especificações e as garantias, as tolerâncias, o registro, a embalagem e a rotulagem dos fertilizantes orgânicos simples, mistos, compostos, organominerais e biofertilizantes destinados à agricultura. Diário Oficial da União - Seção 1. Brasil. 2009).

[6] Nesse contexto, relevante considerar que o solo é um componente crítico da biosfera terrestre, funcionando como sistema agrícola e manutenção da qualidade ambiental, com efeitos locais, regionais e mundial. O solo é capaz de retardar ou incrementar a transferência de carbono para a atmosfera, podendo reter matéria por tempo mais prolongado, contribuindo para a mitigação das mudanças climáticas, além de melhorar a sua própria qualidade, pelo aumento na agregação, porosidade, infiltração e retenção de água, aeração, balanço de nitrogênio, entre outros.

[7] A matéria orgânica é o componente que está mais diretamente relacionado com a qualidade do solo, influenciando diretamente nos atributos do solo, pois melhora a infiltração e retenção de água, favorece a troca gasosa entre o solo e atmosfera, aumenta a atividade microbiana, aumenta a porosidade do solo, deixando menos denso e mais agregado, diminuindo a compactação e erosão das camadas superficiais do solo.

[8] Ressalta-se que no estudo da matéria orgânica do solo, o nitrogênio assim como o carbono, é um elemento relevante para o processo de estocagem de gases de efeito estufa no solo. Sua maior concentração está na fração orgânica (mais de 90%), um relevante reservatório com formas mais prontamente disponíveis, como a nítrica e amoniacal. O nitrogênio é um dos elementos mais limitantes da produtividade vegetal, devido à baixa disponibilidade de nitrogênio e à grande necessidade deste elemento por parte dos vegetais.

[9] A busca da sustentabilidade na agropecuária tem trabalhado com outros pontos importantes, além do estoque de carbono orgânico no solo. Pode-se citar o uso de aminoácidos, por exemplo, que tem sido utilizado com fonte de nutrientes, com base na adubação.

[10] É conhecida a importância dos fertilizantes organominerais no cultivo de hortaliças e frutíferas, sendo um produto que tem ganhado espaço no mercado nacional. Além disso, a utilização dos organominerais em associação com aspectos relacionados à logística das cadeias de produção pode reduzir custos de produção, transporte e de aplicação em relação a outras formas de fertilização.

[11] No entanto não há no estado da arte descrição um processo tão completo quanto ao da presente invenção que supere todos os desafios de se produzir composições fertilizantes, que podem também ser organominerais, a partir de sangue animal, com características positivas em relação ao carbono orgânico no solo, teores ótimos de aminoácidos essenciais e parâmetros de processo otimizados.

[12] O documento de patente brasileiro PI 780833-5, por exemplo, apresenta um método para converter sangue, partes de animais, resíduos de ossos ou restos de carne em produtos úteis, método esse que compreende a hidrólise de um substrato com uma proteinase, preferencialmente na presença de ureia, em um meio de hidrólise aquosa em um valor de pH em uma região na qual a proteinase exibe atividade suficiente, inativando subsequentemente a enzima e processando o hidrolisado. Diferentemente da presente invenção, o objetivo do dito processo é a obtenção de produtos de albumina de alto valor destinada a aplicação em cosmética, em pós de extinção de fogo e alimentação animal. No processo descrito, há etapas que não se relacionam de modo algum com o processo ora apresentado, de obtenção de produto fertilizante a partir de sangue animal. Importante salientar ainda que, além de se destinar a obtenção de produtos distintos aos da presente invenção, no documento citado, uma das etapas centrais do processo, a hidrólise do sangue, é realizada no sangue espesso, ou seja, na hemoglobina, e não no sangue in natura, como propõe a presente invenção. Assim, não é empregada a inovadora matéria-prima sangue animal in natura.

[13] Pode-se observar ainda, que no PI 780833-5, o processo compreende adição de ureia, de sulfato de amônio, de ácido acético, o que não coaduna com as etapas da invenção ora reivindicada. Os exemplos descritos denotam a opção pelo uso do sangue espesso e não do sangue in natura, o que adiciona etapas ao processo de modo a encarecê-lo ou mesmo inviabilizá-lo caso fosse - e não é - voltado à obtenção de fertilizantes. No dito documento, primeiro é realizada desnaturação da proteína, centrifugação para a separação do plasma e da hemoglobina que são as matérias-primas para hidrólise e obtenção dos dois produtos finais distintos desidratados por atomização. Cabe salientar ainda que quanto a qualidade dos produtos finais o documento somente relata que são produtos de alto valor e não pontua suas características, o que os afastam não apenas em relação às classes de produtos, absolutamente distinta, mas também em relação à eficiência e eficácia dos mesmos.

[14] Há outros documentos do estado da arte que abordam processos compreendendo o aproveitamento de subprodutos de origem animal, embora sejam diametralmente distintos ao do processo compreendido na presente invenção. O documento US10023887, por exemplo, compreende o aproveitamento de diferentes subprodutos de origem animal empregando um reator denominado “gerador de nanobolhas”, que por si só diferencia o processo ora proposto. O mesmo documento não enfrenta o desafio de tratar de sangue animal isoladamente, o que exige etapas distintas e o desenvolvimento e construção de mecanismos que propiciem a obtenção de um produto de alto valor agregado, o que o mesmo documento não aborda.

[15] De forma semelhante, o documento JPH09208351 compreende um processo de tratamento de subprodutos de origem animal de modo abrangente com foco na redução do mal odor oriundo destes materiais. Não há o tratamento particularizado de sangue animal in natura. O documento KR20170104760, aborda o mesmo tema com objetivos semelhantes do documento japonês, mas compreende uma solução que envolve etapas de separação sólido-líquido e de pulverização que em muito se distanciam da solução proposta pela presente invenção.

[16] Nessa mesma seara, o documento chinês CN109095966 intende o processamento de diversos resíduos orgânicos, não sendo especificado, assim como nos demais documentos mencionados, o tratamento isolado de sangue animal natural. O produto descrito pelo mesmo documento é apresentando como fertilizante foliar, sendo que o produto obtido por meio da presente invenção não se restringe a essa aplicação.

[17] O documento chinês CN103130531 aborda processos de enzimólise e fermentação sincronizados, empregando bactérias presentes no solo. Assim como nos demais processos descritos as etapas se mostram distintas, além de mais complexas e onerosas do que aquelas resultantes do desenvolvimento da presente invenção.

[18] Mencionam-se ainda os documentos brasileiros PI 0704583-2, PI 0503277-6 e BR 112019018387-6, que abordam métodos de fabricação de fertilizantes organominerais a partir de misturas de matérias diversas, cada qual com particularidades de etapas de processos, teores e parâmetros que os distinguem sobremaneira do processo ora reivindicado.

[19] No que concerne aos resultados de uso do produto obtido na invenção reivindicada é relevante pontuar que o uso de composições ricas em aminoácidos tais quais os da presente invenção é eficiente na redução da quantidade efetiva de fertilizantes empregada, por aumentar a produção e a resistência ao estresse causado por temperatura e déficit hídrico.

[20] Determinados aminoácidos podem agir como protetores das plantas contra a ação de sais minerais e outros agroquímicos ou, ao contrário, incrementar a absorção e efeito desses produtos. Os aminoácidos podem formar complexos com cátions como Zn, Cu, Mn e Fe, protegendo-os e aumentando sua disponibilidade para as plantas.

[21] Pode-se destacar, em meio aos aminoácidos, por exemplo, o triptofano, precursor do mais importante hormônio de crescimento radicular e da parte aérea das plantas, a auxina. A metionina, precursora do etileno, responsável pela maturação dos frutos. A tirosina e a fenilanina são os precursores dos compostos fenólicos envolvidos na defesa das plantas e na síntese de lignina, que aumenta a resistência ao acamamento das plantas.

[22] A glicina é precursora da síntese de clorofila, além de agir nos mecanismos de defesa das culturas. Focado no desenvolvimento inicial, a valina afeta diretamente a germinação das sementes e a arginina age sobre o desenvolvimento radicular e eleva a solubilidade e absorção de nutrientes, sendo ainda o principal aminoácido de translocação no floema.

[23] Salienta-se que as melhores respostas do emprego de aminoácidos em composições fertilizantes tal como a obtida por meio do processo desenvolvido têm sido em situações de estresses bióticos, como relacionados ao ataque de pragas e doenças, e abióticos, como desordens nutricionais, climáticas, deficiências hídricas ou estresses relacionados à aplicação de defensivos, em especial herbicidas, conferindo aos aminoácidos o título de agentes ante estressantes.

[24] Em culturas de soja, por exemplo, que tenham sintomas de fitotoxidez, é possível obter um resultado claramente positivo a partir da pulverização de fertilizante foliar com aminoácidos.

[25] Na aplicação via foliar, os benefícios se estendem desde o desenvolvimento vegetativo até o enchimento de grãos, culminando no aumento da produtividade. Além disso, o Sinergismo entre a aplicação de nutrientes e o uso de aminoácidos agrega a esta prática os benefícios da melhor nutrição mineral das plantas. E deve-se pontuar que tal sinergia é obtida a partir do uso de uma única matéria-prima e de forma a se obter um produto natural, de origem renovável e sustentável.

[26] Adicionalmente, a arginina contribuiu para o aumento da clorofila das folhas e retardou o envelhecimento, melhorando assim o desempenho da fotossíntese. O glutamato em soja, por exemplo, indica que esse aminoácido proporciona aumento do sistema radicular, da área de absorção de nutrientes assim como o aumento da área de contato para que ocorra a nodulação das plantas.

[27] A prolina funciona com um redutor de estresse em plantas. Ela amplifica a tolerância a estresses, aumenta o teor de açúcares e a reserva de carboidratos, funciona como um regulador do potencial osmótico intracelular ativando a absorção estomática de água, estimula síntese de proteínas, fotossíntese e aumenta a tolerância aos ataques de fungos.

[28] A metionina é precursora do etileno nas plantas superiores, incrementando o crescimento radicular, favorecendo a assimilação de nitratos e incorporação de enxofre na planta. A fenilalanina é um intermediário na biossíntese da maioria dos compostos fenólicos. A tirosina possui uma ação importante de defesa, uma vez que é precursora de alcaloides contra patógenos. Ela é constituinte importante das proteínas que agem convertendo um tipo de sinal ou estímulo em outro na célula. Funciona ainda como um receptor de grupos fosfato que se transferem por meio da quinase, responsável por modificar outras proteínas.

[29] O uso de fertilizantes tal qual o da presente invenção proporciona efeito no metabolismo antioxidante por meio do aumento de atividade de enzimas antiestresse, enzimas de resistência desenvolvimento de raiz e aumento de produção de grãos.

[30] Os aminoácidos essenciais para as plantas, que promovem todos os benefícios elencados, estão presentes em quantidade ótimas no produto final obtido, a partir da sustentável e inovadora matéria-prima empregada, sem que seja necessário adicioná-los individualmente. O produto final já é naturalmente rico nos aminoácidos essenciais, bem como já contém os nutrientes que atendem aos requisitos de qualidade dos órgãos fiscalizadores e também aos mais exigentes requisitos de ação fertilizante, de forma que nenhum processo no estado da arte obtém ou demonstra obter tamanho conjunto de vantagem em um produto fertilizante decorrente de sangue animal, principalmente o sangue animal in natura.

[31] Desta forma, o processo e produto da presente invenção incrementam sobremaneira o estado da arte do uso de aminoácidos em sinergia com compostos fertilizantes. O uso do produto obtido por meio do processo desenvolvido aumenta a absorção e o transporte de nutrientes, proporcionando alta disponibilidade biológica, alta estabilidade e solubilidade. E, desta forma, é possível se aumentar a absorção de nutrientes via foliar ou radicular, bem como o transporte de nutrientes para toda a planta.

[32] Salienta-se que a abordagem da particularização de tratar de sangue animal, principalmente de sangue-animal in natura com foco de desenvolvimento de um fertilizante de alto valor agregado, com quantidades elevadas e especificadas de carbono orgânico total e de aminoácidos livres, é inédito. O desenvolvimento das etapas e parâmetros de processo ideais para obtenção de um produto que atenda aos requisitos técnicos exigidos pelas entidades fiscalizadores e simultaneamente aos requisitos de qualidade requer esforço inventivo significativo, o que resultou no desenvolvimento de um processo absolutamente superior às alternativas existentes no estado da arte e que congrega características inovadoras suficientes a compor o presente pedido de privilégio de invenção.

[33] Além disso, o uso de uma matéria-prima natural, reaproveitada a partir do processamento de animais em várias indústrias, significa um avanço em relação à origem das matérias-primas sintéticas ou minerais comumente utilizadas em produtos fertilizantes.

[34] O sangue animal, seja na forma in natura, seja na forma de farinha de sangue, representa, de forma conjugada a todos os demais parâmetros de processo, um avanço substancial no desenvolvimento de fertilizantes com origem em compostos naturais, originando um teor de carbono orgânico total, matéria orgânica e aminoácidos naturais livres não apenas elevado, mas de origem absolutamente sustentável.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[35] O referido processo de produção de fertilizantes se insere na temática da biotecnologia industrial, abrangendo a aplicação moderna da biotecnologia para o processamento sustentável e a produção de produtos químicos, fertilizantes, materiais, combustíveis, nutrição animal, nutrição humana e outros. Trata-se de técnica adequada para melhorar as propriedades funcionais das proteínas, incluindo capacidade emulsificante e solubilidade, além de aumentar a capacidade antioxidante ao expor aminoácidos antioxidantes presentes na cadeia proteica. Complementarmente, um dos diferenciais da invenção é justamente a matéria-prima empregada, sangue animal, subproduto que é reaproveitado para se converter em fonte natural de nutrientes para as plantas, sendo, portanto, um processo e produto sustentáveis que em muito beneficiam o meio-ambiente.

[36] As enzimas são consideradas elementos chaves na biotecnologia, por apresentarem papéis cruciais para as reações químicas na sua utilização como método alternativo em indústrias. Seu uso leva a uma tecnologia mais limpa, consumindo pouca energia e causando mínimo impacto ambiental. Nesse cenário, a biotecnologia enzimática atualmente é vista como um instrumento para que a indústrias encontre soluções de tantos problemas vividos hoje na nossa sociedade. E a associação da biotecnologia enzimática com um fonte natural de nutrientes que representa o subproduto sangue animal, é de uma sinergia sem precedentes.

[37] Mais particularmente, a invenção se baseia em processamentos enzimáticos, em que são realizadas reações químicas em várias etapas do processo em diferentes condições de temperatura e tempo resultando produtos sustentáveis e de alto valor agregado e com garantias sanitárias, ante a esterilização do produto final.

[38] O processo de produção de fertilizantes ora proposto compreende o uso de matérias-primas inovadoras, que abarcam: (i) sangue animal natural ou in natura, que pode ser de origem bovina, suína ou de aves, sendo ainda possível uma matéria-prima mista em relação a tais espécies; e/ou (ii) farinha de sangue diluída em água; e/ou (iii) farinha de sangue diluída em sangue in natura.

[39] A partir da eleição da modalidade de matéria-prima, foram desenvolvidos parâmetros ótimos de processo para obtenção de um produto que pode ser usado como fertilizante, seja em pó, seja líquido, seja foliar ou no solo, ou como pré-produto ou precursor para desenvolvimento de fertilizantes aditivados com macronutrientes e/ou micronutrientes ou ainda com outros elementos de interesse do usuário final.

[40] Destaca-se que os principais elementos de interesse para incremento do produto final são: cálcio, magnésio, enxofre, boro, cloro, cobalto, cobre, ferro, manganês, molibdênio, níquel, silício e zinco, mas não se limitando a estes.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[41] Uma vez que a presente invenção envolve a obtenção de resultados inovadores a partir do processo desenvolvido frente ao estado da técnica, se faz essencial demonstrar em imagens as principais etapas, ilustrações do produto e equipamento envolvido, o que é feito por meio das figuras que integram o presente pedido de patente.

[42] Assim, para melhor compreensão da presente invenção, ela foi ilustrada nas Figura 01 a 03, não sendo objetivo destas representações gráficas restringir as macro etapas do processo e/ou as múltiplas formas de execução correlatas.

[43] A Figura 01 apresenta ilustração do reator de hidrólise enzimática usualmente empregado no processo da presente invenção.

[44] Na configuração preferencial da invenção o reator utilizado deverá ser de aço inoxidável, encamisado, sendo o aquecimento com vapor na camisa. O eixo interno deve ser dotado de mexedor próprio para perfeita homogeneização da solução. Ainda, é dotado de instrumentos necessários para a operação, tais como células de carga, termômetros, sensores de pH e válvulas solenoides. Os sensores de pH e temperatura são instalados na parte inferior e superior do reator; a válvula solenoide na rede de entrada de vapor e as células de carga são instaladas nos pés de apoio do reator.

[45] N Figura 01, em (A) se observa o desenho do reator e em (B) a vista superior em corte. E assim, na mesma figura se observam:

• • SPB: Tubo Ø1” - Spray Ball.
• • EP: Tubo Ø3” - Entrada de Produto.
• • SpH: Sensor de pH.
• • STe: Sensor de Temperatura.
• • Sco: Tubo Ø2” - Saída de Condensado.
• • TA: Tubo Ø3” - Tubo Alimentação.
• • CG: Célula de Carga.
• • Rec: ilustração do sentido da Recirculação.
• • B-AR: Bomba de Alimentação e Recirculação para Emulsificação.
• • EB-MP: Entrada da Bomba - Matéria-Prima.
• • SP: Saída de Produto, sendo o tubo Ø4”.
• • CVa: Camisa para Vapor (reator encamisado).
• • EV: Tubo Ø2” - Entrada de Vapor.
• • S-Al: Saída/Alívio.
• • VS: Válvula de Segurança.
• • AG: agitador.
• • MR: Moto Redutor.

[46] A Figura 02 ilustra o produto final obtido na forma de pó, após a etapa de secagem em spray dryer, com granulometria inferior a 0,3mm em excelente aspecto (A) e o produto final embalado na forma líquida (B).

[47] A Figura 03 contém um diagrama simplificado no processo onde são observadas as etapas, conforme serão apresentadas na descrição detalhada da invenção, de
A) SPM - Seleção da matéria-prima entre (i) farinha de sangue (MPI); (ii) sangue animal in natura (MP2) ou (iii) mistura de sangue animal in natura com farinha de sangue (MP1 + MP2).
B) PMPs - Preparo da matéria-prima conforme seleção, sendo:

• B1. (i) Dissolução da farinha de sangue com água.
• B2. (ii) Peneiramento do sangue animal in natura,.
• B3. (iii) Dissolução da farinha de sangue com sangue in natura.

C) EM - Emulsificação da solução obtida.
D) RHE - Reação de hidrólise enzimática, com ajuste de parâmetros conforme uma das três configurações a seguir, em que se deve escolher uma das configurações, D1, D2 ou D3, para dar sequência ao processo):

• D1. HAl - Hidrólise enzimática em meio alcalino.
• D2. HAc - Hidrólise enzimática em meio ácido.
• D3. Han - Hidrólise enzimática em meio neutro.

E) INA - Inativação da enzima.
F) EST - Esterilização do produto.
G) FI - Filtração.
H) RE - Resfriamento: no tanque de acidificação após a inativação e esterilização deve-se esfriar o produto a uma temperatura de 70 °C.
I) EST - Estabilização: onde o ajuste de pH pode ser realizado com o emprego de ácido clorídrico, ácido cítrico, ou qualquer reagente ácido usual ou, ainda, com o emprego opcional de ácido fosfórico (AcF), quando houver a intenção adicional de incremento no teor de fósforo no produto final.
J) ACo - Adição de conservantes: após ajuste de pH, na estabilização, adicionar os produtos conservantes, tais como antifúngicos e antioxidantes na quantidade recomendada pelo fabricante do produto.
K) ESTo - Estocagem; e
L) EM - Embalagem.

[48] Na Figura 03, ao final da etapa L - EM (Embalagem), tem-se o produto composição fertilizante na forma líquida (PF). Ainda no caso da Figura 03, é apresentada uma etapa de secagem em Spray Dryer (Se), que é acionada quando se pretende obter o produto na forma sólida (PFs), que pode ocorrer imediatamente após a etapa de Resfriamento (H - RE), Esterilização do Produto (F - EST) ou após a Adição de Conservantes (J - AC).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[49] O produto fertilizante é elaborado a partir de subprodutos de sangue de origem animal, sangue das espécies suínas, bovinas e/ou aves. Importante salientar que uma mistura de diferentes origens de sangue pode ser empregado no processo desenvolvido. O Sangue é rico em proteínas, aminoácidos naturais, nitrogênio e carbono orgânico. Todo o processo desenvolvido buscou manter o equilíbrio em fases de processamento ótimas e a manutenção máxima da biodisponibilidade destes componentes para emprego do produto final como composição de características fertilizantes.

[50] Toda matéria-prima é inspecionada antes de adentrar ao processo, e é rastreada atendendo as exigências do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, bem como dos órgãos ambientais. É repisado que na origem das matérias-primas não são utilizados metais pesados, não havendo riscos de contaminação do produto.

[51] A coleta do sangue, matéria-prima de base para todas as rotas de processo, é feita em estabelecimentos fiscalizados por órgão competente o transporte é feito em caminhões tanque próprios.

[52] Ao chegar na fábrica as cargas são inspecionadas para a verificação e descarga do sangue. O sangue é então bombeado para tanques de recebimento em inox e mantido sob homogeneização até o processamento. Conforme será detalhado, o sangue in natura é bombeado para o reator onde ocorrerão as reações químicas. Este processo ocorre com vapor indireto em diferentes faixas de temperaturas. O processo de fabricação é todo automatizado e fechado evitando que haja contato manual e contaminação cruzada das matérias-primas e produtos.

[53] No que diz respeito ao armazenamento do sangue, este deverá ser armazenado no frigorífico durante o abate a uma temperatura entre 2°C a 5 °C e transportado na mesma temperatura até a fábrica de fertilizantes para a execução do presente processo produtivo. Na recepção o produto deverá ser mantido na mesma temperatura, ou processado imediatamente. O resfriamento preserva o sangue evitando a deterioração das proteínas, mantendo os valores dos aminoácidos naturais e reduzindo odores. Na hipótese de haver frigorífico próximo à fábrica de fertilizante o sangue poderá ser transportado sem resfriamento, neste caso deve-se preservar o sangue adicionando-se um conservante, tal como ácido cítrico na quantidade de 0,5% sobre o peso total do sangue in natura.

[54] O período de tempo entre o abate dos animais e o início do processo de hidrólise deverá ser de 24 horas no máximo, seja o sangue preservado com o ácido cítrico ou resfriado.

[55] As áreas produtivas e equipamentos recebem higienização pré-operacional e operacional, seguindo as instruções dos procedimentos padrões de higienização, desenvolvidos e vistoriados pelo controle de qualidade. A higienização é realizada com a utilização de produtos eficientes e devidamente autorizados pelos órgãos competentes.

[56] Por fim, salienta-se que o produto acabado é monitorado quanto às análises fisico-químicas de matéria orgânica, NPK, bacteriologia, dentre outros parâmetros, com realização de análises por lote de produção, sendo as análises são feitas no laboratório interno da planta de produção podendo também ser realizadas em laboratório externo contratado, a depender do grau de complexidades das análises.

[57] Além das características distintivas de teor mais elevado de carbono orgânico total, de teor de matéria orgânica e de aminoácidos livres, há garantias mínimas do produto envolvendo um valor de carbono orgânico mínimo 3,00% e de macronutrientes (NPK) mínimo.

[58] Na planta onde o processo se desenvolve, há o permanente zelo pela manutenção das instalações e equipamentos, vestiários e barreiras sanitárias, iluminação, ventilação, água de abastecimento, águas residuais e resíduos sólidos, controle de pragas, limpeza e sanitização, higiene e saúde dos colaboradores, procedimentos operacionais padronizados, matéria-prima, insumos e embalagens, controle de temperatura, calibração e aferição, controles laboratoriais de modo geral e rastreabilidade.

[59] Partindo da matéria-prima (i) farinha de sangue, (ii) sangue animal in natura ou (iii) uma mistura de ambos, o processo proposto compreende a dissolução da farinha de sangue com água no primeiro caso (i) ou o peneiramento/filtração do sangue animal no segundo caso (ii) ou do uso da mistura de sangue animal peneirado/filtrado com farinha de sangue no terceiro caso (iii), e em seguida inicia-se o processo da reação de hidrólise enzimática das proteínas, uma reação química catalisada por uma enzima que utiliza água para quebrar uma molécula, assim as proteínas são hidrolisadas transformando-as em aminoácidos livres em condições ideais de pH, temperatura e tempo. Ao final da reação de hidrólise a temperatura é elevada para inativação da enzima e para eliminar contaminantes biológicos. Em seguida o produto é opcionalmente estabilizado com ácido fosfórico, seguindo-se para a adição de antioxidantes e antifúngicos para a proteção do produto final.

[60] Na hipótese de se trabalhar com sangue in natura, antes da hidrólise o sangue deve ser peneirado, conforme indicado, com peneira com malha aproximada de 5,00 mm. O objetivo deste preparo é separar as impurezas que contaminam o sangue durante o abate de bovinos e suínos como pelos, pedaços de couro, gordura e outros. Nesse contexto, no abate de aves, por exemplo, é comum o sangue ser contaminado com penas, cabeças, gorduras e outras impurezas indesejadas, de necessária remoção por meio desta etapa pré-hidrólise.

[61] Além disso, solução deverá passar, também previamente à hidrólise, mas após a filtração indicada, por processo de emulsificação. O dito processo ocorre sob agitação e recirculação do produto no próprio reator com bomba adequada. Esta fase é importante para que o produto final se torne uniforme, não permitindo a formação de fases, para que não se separe em mais de uma fase.

[62] Importante destacar que o reator utilizado deverá ser de aço inoxidável, encamisado, ou seja, o aquecimento deverá ser com vapor na camisa. Deve ser dotado de eixo interno com mexedor próprio para perfeita homogeneização da solução. Ainda, os instrumentos necessários para a operação são: células de carga, termômetros, Sensores de pH e válvulas solenoides para controle do vapor na camisa do reator. Os sensores de pH e temperatura deverão ser instalados na parte inferior e superior do reator para que se tenha um amplo controle de processo. Complementarmente, para melhor controle do vapor na camisa do reator deverá ser instalada a válvula solenoide na rede de entrada de vapor para que se mantenha uma temperatura constante desejada. As células de carga deverão ser instaladas nos pés de apoio do reator para que se possa pesar as matérias primas que compõem a fórmula do produto. Neste reator são realizadas as reações de hidrólise das proteínas transformando-as em aminoácidos e deixando livres outros elementos como carbono orgânico, um dos elementos essenciais do produto obtido.

[63] Nesse contexto, o referido processo compreende as etapas de:
A) Seleção da matéria-prima entre (i) farinha de sangue; (ii) sangue animal in natura ou (iii) mistura de sangue animal in natura com farinha de sangue.
B) Preparo da matéria-prima conforme seleção, sendo:

• B1. (i) Dissolução da farinha de sangue com água, sendo que a farinha de sangue utilizada deve conter no mínimo 92% de proteína bruta, umidade de no máximo 6%, máximo de 3% de matéria mineral e digestibilidade em pepsina (1:1000 a 0,2% em HCl 0,075 N) de no mínimo 90%. A proporção da diluição deve ser de 60% a 70% de água e 30% a 40% de farinha de sangue, sendo que a dissolução ocorre já no reator de hidrólise.
• B2. (ii) Peneiramento/filtração do sangue animal in natura, utilizando peneira de aproximadamente 5,00 mm para eliminar impurezas, sendo que o sangue que poderá ser das espécies bovina, suína e aves, e posterior transferência do sangue para os reatores de hidrólise. Não é necessária a adição de água.
• B3. (iii) Dissolução da farinha de sangue com sangue in natura peneirado, de origem em espécies bovinas, suínas e/ou de aves, na proporção de 60% a 70% de sangue in natura e 30% a 40% de farinha de sangue, sendo que a dissolução ocorre já no reator de hidrólise. Não é necessária a adição de água.

C) Emulsificação da solução obtida, por meio do acionamento do agitador, com subsequente uso do vapor para aquecimento da solução e acionamento da bomba de emulsificação para recirculação da mistura dentro do próprio reator.
D) Reação de hidrólise enzimática, com ajuste de parâmetros conforme uma das três configurações a seguir, devendo se escolher uma delas e processar antes do seguimento dos procedimentos:

• D1. Hidrólise enzimática em meio alcalino: a enzima indicada para o processo é a protease alcalina, sendo a quantidade da enzima a ser adicionada de 0,5% em relação à massa total a ser processada. A enzima é adicionada quando a temperatura atingir 40°C, e posteriormente mantida entre 40 e 70°C, preferencialmente a 65°C. Quanto ao pH, recomenda-se mantê-lo entre 7,50 e 11,00, sendo a faixa ótima de trabalho 8,00 e 9,00, e preferencialmente o pH deve ser mantido próximo de 8,50. O ajuste do pH se faz com a adição de hidróxido de sódio (NaOH) ou hidróxido de potássio (KOH) para sua elevação e ácido fosfórico para sua redução, de acordo com a necessidade, sendo que os reagentes deverão ser bombeados para o reator de hidrólise. O tempo recomendado para reação de hidrólise é de 1 a 5 horas, sendo o tempo médio de 3 horas para a enzima transformar as proteínas em aminoácidos livres.
• D2. Hidrólise enzimática em meio ácido: a enzima indicada para o processo é a protease ácida, sendo a quantidade da enzima a ser adicionada de 0,5% em relação à massa total a ser processada. A enzima é adicionada quando a temperatura atingir 40°C, e posteriormente mantida entre 40 e 65°C, preferencialmente a 60°C. Quanto ao pH, recomenda-se mantê-lo entre 2,00 e 6,00, sendo a faixa ótima de trabalho 2.50 e 4,50, e preferencialmente o pH deve ser mantido próximo de 4,00. O ajuste do pH se faz com a adição de hidróxido de sódio (NaOH) ou hidróxido de potássio (KOH) para sua elevação e ácido fosfórico para sua redução, de acordo com a necessidade, sendo que os reagentes deverão ser bombeados para o reator de hidrólise. O tempo recomendado para reação de hidrólise é de 1 a 5 horas, sendo o tempo médio de 3 horas para a enzima transformar as proteínas em aminoácidos livres.
• D3. Hidrólise enzimática em meio neutro: a enzima indicada para o processo é a protease neutra, sendo a quantidade da enzima a ser adicionada de 0,5% em relação à massa total a ser processada. A enzima é adicionada quando a temperatura atingir 40°C, e posteriormente mantida entre 40 e 60°C, preferencialmente a 55°C. Quanto ao pH, recomenda-se mantê-lo entre 5,50 e 9,50, sendo a faixa ótima de trabalho 6,50 e 7,50, e preferencialmente o pH deve ser mantido próximo de 7,00. O ajuste do pH se faz com a adição de hidróxido de sódio (NaOH) ou hidróxido de potássio (KOH) para sua elevação e ácido fosfórico para sua redução, de acordo com a necessidade, sendo que os reagentes deverão ser bombeados para o reator de hidrólise. O tempo recomendado para reação de hidrólise é de 1 a 5 horas, sendo o tempo médio de 3 horas para a enzima transformar as proteínas em aminoácidos livres.

E) Inativação da enzima: após o período de hidrólise é necessário elevar a temperatura de processo para 90°C por um tempo de 30 minutos para a inativação da enzima.
F) Esterilização do produto: após a inativação da enzima manter o reator aquecido a 90 °C por mais 30 minutos para eliminar os agentes biológicos, totalizando o tempo de inativação e esterilização de uma hora.
G) Filtração: término do processo de hidrólise o produto deverá ser filtrado e enviado para o tanque de acidificação para o acabamento do produto.
H) Resfriamento: no tanque de acidificação após a inativação e esterilização deve-se esfriar o produto a uma temperatura de 70 °C.
I) Estabilização: no tanque de estabilização deve-se deixar o produto esfriar a uma temperatura abaixo de 70 °C, nesta faixa de temperatura ajustar o pH entre 2,50 a 3,50. A Correção do pH deverá ser realizada com a adição de ácido fosfórico, NaOH ou KOH. Importante manter o pH próximo de 3,00 para a estabilidade do produto, para que tenha mais durabilidade, principalmente na forma líquida. Caso se pretenda obter como produto um fertilizante organomineral, deverá ser empregado o ácido fosfórico nesta etapa. Caso se pretenda obter como produto um composto fertilizante orgânico simples, não é utilizado ácido fosfórico nesta etapa. Podem ser ainda empregados como reagentes ácidos para ajuste do pH até 3,0: ácido clorídrico ou ácido cítrico.
J) Adição de conservantes: após ajuste de pH, na estabilização, adicionar os produtos conservantes, tais como antifúngicos e antioxidantes na quantidade recomendada pelo fabricante do produto.
K) Estocagem: o produto deverá ser estocado em tanques de material em aço inoxidável.
L) Embalagem: o produto poderá ser embalado em bombonas de 50 litros, containers de 1.000 litros ou entregue a granel em caminhões tanques.

[64] O produto final obtido apresenta mínimo de 11,00% de aminoácidos e mínimo de 60,00% de matéria orgânica, sendo que estes valores poderão ser maiores dependendo da concentração do produto final. Desta forma, considerando o perfil do produto existe uma ampla aplicação para vários seguimentos: pode ser usado como fertilizante foliar ou como produto para condicionamento do solo e indutor de resistência em plantas.

[65] Opcionalmente, o processo pode compreender a obtenção de composto fertilizante na forma de pó. Assim, alternativamente, após a etapa de estabilização é possível direcionar o produto para processo de secagem em Spray Dryer visando a obtenção de um sólido, bem como é possível, opcionalmente, a adição de macro ou micronutrientes ao final conforme a aplicação desejada. O produto sólido obtido tem granulometria 99% inferior a 0,3mm (passante em peneira ABNT 50), no caso da forma sólida ora explanada. A secagem do produto, neste caso, é realizada no equipamento Spray Dryer. O produto líquido é bombeado para o disco ou bico de aspersão e em seguida para câmara de secagem. A temperatura ideal de operação na câmara de secagem do Spray Dryer é de 190 °C a 220 °C na entrada e de 80 °C e 90 °C na saída. A conjugação das demais etapas do processo com as temperaturas ora descritas permite a obtenção de um produto sólido já com granulometria inferior a 0,3mm e com umidade inferior a 5%, sem qualquer necessidade de moagem. Conforme comumente utilizando na indústria, o funcionamento do Spray Dryer conta com a pulverização de partículas do produto em sua câmara, sendo o mesmo submetido a uma corrente controlada de ar quente. Junto a esses processos, acontece a vaporização da água contida no mesmo, e consequentemente a separação ultrarrápida dos sólidos e solúveis.

[66] Todos os processos são realizados com a degradação mínima do produto em secagem, pois o Spray Dryer coloca o solvente sob temperatura controlada por segundos e isso faz com que o solvente evapore instantaneamente com uma elevação mínima da temperatura do material úmido. E, no caso do processo desenvolvido, não é trivial o uso das temperaturas selecionadas em questão, na entrada e na saída da secagem, que demonstraram, conjuntamente com os demais parâmetros de processo, se integrar de forma sinérgica às condições ótimas para obtenção de um produto em pó que dispensa moagem e que já é pronto para o subsequente envase, após o resfriamento à temperatura ambiente. O uso do Spray Dryer nessas condições elimina a ocorrência de impacto negativo nas propriedades químicas e físicas do produto, sendo possível, ainda, uma melhora nessas propriedades posto que o procedimento estabiliza de certa forma o produto final obtido.

[67] Ainda no caso do produto sólido na forma de pó, tem-se que no processo descrito ocorre a etapa de estabilização ainda no estado líquido da forma tal como explanada, considerando a faixa de pH (3,00) com ajuste com ácido fosfórico, conservantes e antifúngicos. Contudo, no caso no fertilizante em pó, o referido ajuste para pH igual a 3,00 é opcional, e assim a adição de ácido fosfórico é igualmente opcional, ou seja, caso se queira elaborar um produto com baixo teor de fósforo não é necessário adicionar o ácido fosfórico. Em razão da umidade ser baixa, o produto terá vida útil longa sem a necessidade de ajuste de pH para 3,00. No entanto, mesmo sem tal necessidade, caso se pretenda um produto enriquecido previamente com fósforo pode-se proceder a etapa de estabilização empregando ácido fosfórico tal como já descrita.

[68] Todas as descrições ora apresentadas são ilustrativas e exemplificativas do desenvolvimento inovador que representa o processo, produto e uso ora reivindicado. Não deve haver, por conseguinte, restrição do processo aos elementos ora descritos. Se trata de um processo de origem renovável, sustentável, que transforma produtos que seriam descartados em matéria base para obtenção de composições ricas em aminoácidos essenciais para os vegetais, de origem natural, com base no uso de sangue animal in natura principalmente.

[69] Como configuração alternativa da invenção, deve-se mencionar que o reator de hidrólise enzimática empregado não se limita a operação em pressão atmosférica. Em outras palavras, é possível se empregar ambiente pressurizado para se ter os benefícios decorrentes da otimização da reação de hidrólise enzimática. Ainda como configurações alternativas da presente invenção, é possível o emprego de técnicas avançadas em conjugação à reação de hidrólise enzimática, tais quais aquelas relacionadas à exposição do sistema reacional às ondas ultrassônicas.

[70] Importante salientar que o processo é isento de metais pesados, o que elimina o risco de contaminação no produto final. A Tabela 1, a seguir, mostra a análise de amostra do produto obtido quanto ao teor de metais pesados, o que corrobora com essa assertiva. A amostra em questão compreende a forma líquida do produto final que, naturalmente, corresponde à alternativa forma sólida.
Tabela 1 - Análise de Metais Pesados.

[71] No tocante ao teor de matéria orgânica, principalmente, bem como às demais características fisico-químicas do produto obtido por meio do processo desenvolvido, a Tabela 2, a seguir, contém o relatório de ensaio de uma amostra que compreende a análise completa + C/N (via solo). A amostra em questão compreende a forma líquida do produto final obtido a partir da rota que emprega sangue in natura somente (ii), sendo a aplicação neste caso como fertilizante líquido via solo.
Tabela 2 - Relatório de Ensaio - Análise Completa + C/N (Via Solo).

[72] Importante observar ainda a comprovação do aminoácidos livres no produto obtido, o que é confirmado por meio das análises apresentadas na Tabela 3, a seguir. A amostra que consta analisada na Tabela 3 compreende o produto final em sua forma líquida, na modalidade de fertilizante foliar aminoácido, obtido a partir da rota com sangue in natura (ii).
Tabela 3 - Relatório de Ensaio - Amostra de Fertilizante Foliar Aminoácido -Aminograma

[73] Além da forma líquida, conforme apresentado, ao final do processo é possível se direcionar para a secagem e assim se obter um produto em pó. Em comparação com produto líquido, mostrado na Tabela 3, o produto pó tem um aminograma mais rico em aminoácidos livres, alcançando que podem chegar a ser superiores a 80%, demonstrando se tratar de um fertilizante, com características de condicionante de solo, de alta eficiência. A Tabela 4 mostra o aminograma para uma amostra do produto final hidrolisado de sangue obtido a partir da rota que emprega apenas sangue in natura (ii), após secagem em Spray Dryer. Salienta-se que em configurações alternativas e não limitantes da invenção também é possível o emprego de Drum Dryers.
Tabela 4 - Relatório de Ensaio - Hidrolisado Sangue - Pó Sangue Spray Dryer.

[74] A Tabela 5 mostra a análise completa do mesmo produto apresentado na Tabela 4, uma amostra do produto hidrolisado de sangue obtido a partir da rota que emprega apenas sangue in natura (ii), após secagem em Spray Dryer.
Tabela 5 - Relatório de Ensaio - Análise Completa + CTC, CRA, Corg, CE, GRAN (Via Solo) - Hidrolisado Sangue - Pó Sangue Spray Dryer - Via Solo.

[75] Contrastando a Tabela 5 com o produto líquido (Tabela 2), tem-se uma manutenção e incremento de características fertilizantes importantes, com um teor significativamente elevado de carbono orgânico, alta capacidade de retenção de água e com um teor de matéria orgânica que pode alcançar valores superiores a 95%. De forma complementar, a Tabela 6 apresenta o mesmo produto das Tabelas 4 e 5, mas com a análise relacionada à aplicação via foliar.
Tabela 6 - Relatório de Ensaio - Análise Completa + C/N + CTC + C + GRAN (Via Folear) - Hidrolisado Sangue - Pó Sangue Spray Dryer - Via Foliar.

[76] Quanto ao produto obtido por meio da rota de processo que emprega matéria-prima farinha de sangue diluída em água (i), as Tabelas 7 e 8 apresentam as características principais dos fertilizantes obtidos, na forma líquida, considerando a aplicação via foliar (Tabela 7) e via solo (Tabela 8).
Tabela 7 - Relatório de Ensaio - Análise Completa + C/N (Via Foliar) - Rota farinha de sangue diluída em água (i).

Tabela 8 - Relatório de Ensaio - Análise Completa + C/N (Via Solo) - Rota farinha de sangue diluída em água (i).

[77] Os resultados apresentados confirmam que a rota de processo desenvolvida gera um produto diferenciado e com ampla gama de aplicações a depender dos parâmetros de processo.

[78] O produto com características fertilizantes na forma líquida, obtido principalmente por meio das rotas que empregam como matéria-prima farinha de sangue (i) ou sangue in natura (ii) possui como elementos caracterizantes centrais um teor de matéria orgânica entre 60 e 90% e um valor de carbono orgânico total entre 7 e 10%, sendo que o teor mínimo de aminoácidos livres nesta forma do produto é de 11%. Ainda no caso da forma líquida, se destaca que o produto final apresenta teores de molibdênio, ferro e zinco naturalmente elevados, oriundos das matérias-primas empregadas, sem qualquer necessidade de aditivação destes elementos.

[79] No caso de se optar pela rota de secagem do produto, obtendo-se um fertilizante sólido com granulometria 99% inferior a 0,30 mm, tem-se como características principais do produto um teor de aminoácidos mínimo de 78%, um teor de matéria orgânica mínimo de 94% e um teor de carbono orgânico total mínimo de 40%, tanto em aplicações via foliar como via solo. Adicionalmente, o fertilizante sólido em pó em questão compreende teor mínimo de macronutrientes (NPK) de 10%.

[80] Dois diferenciais igualmente relevantes incluem (a) presença de nitrogênio e fósforo, sendo que para teores mais elevados de fósforo no produto final deve-se partir da rota de processo que emprega ácido fosfórico na etapa de estabilização, bem como (b) os aminoácidos essenciais para a fisiologia e nutrição das plantas em teores ótimos, tais quais a arginina, prolina, fenilamina, triptofano e tirosina.

[81] Levando-se em conta a possibilidade de aditivos ao produto final, em uma das configurações alternativas da invenção podem ser aditivados os seguintes nutrientes, com seus respectivos teores totais mínimos para aplicação no solo de: Ca (1% na forma sólida do fertilizante e 0,5% na forma fluida); Mg (1% na forma sólida do fertilizante e 0,5% na forma fluida); S (1% na forma sólida do fertilizante e 0,5% na forma fluida); B (0,03% na forma sólida do fertilizante e 0,01% na forma fluida); Cl (0,1% na forma sólida do fertilizante e 0,1% na forma fluida); Co (0,005% na forma sólida do fertilizante e 0,005% na forma fluida), Cu (0,05% na forma sólida do fertilizante e 0,05% na forma fluida), Fe (0,2% na forma sólida do fertilizante e 0,1% na forma fluida), Mn (0,05% na forma sólida do fertilizante e 0,05% na forma fluida), Mo (0,005% na forma sólida do fertilizante e 0,005% na forma fluida), Ni (0,005% na forma sólida do fertilizante e 0,005% na forma fluida), Si (1% na forma sólida do fertilizante e 0,5% na forma fluida), Zn (0,1% na forma sólida do fertilizante e 0,05% na forma fluida). Podem ser adicionados um ou mais dos nutrientes listados.

[82] No caso de aplicação via foliar, fertirrigação e hidroponia, o teor solúvel total mínimo em água de aditivos, podendo ser um ou mais dos aditivos a seguir descritos, devem ser de: Ca (0,5% na forma sólida do fertilizante e 0,3% na forma fluida), Mg (0,5% na forma sólida do fertilizante e 0,3% na forma fluida), S (0,5% na forma sólida do fertilizante e 0,3% na forma fluida), B (0,02% na forma sólida do fertilizante e 0,01% na forma fluida), Cl (0,1% na forma sólida do fertilizante e 0,1% na forma fluida), Co (0,005% na forma sólida do fertilizante e 0,005% na forma fluida), Cu (0,05% na forma sólida do fertilizante e 0,05% na forma fluida), Fe (0,1% na forma sólida do fertilizante e 0,02% na forma fluida), Mn (0,1% na forma sólida do fertilizante e 0,02% na forma fluida), Mo (0,02% na forma sólida do fertilizante e 0,005% na forma fluida), Ni (0,005% na forma sólida do fertilizante e 0,005% na forma fluida), Si (0,5% na forma sólida do fertilizante e 0,05% na forma fluida), Zn (0,1% na forma sólida do fertilizante e 0,05% na forma fluida).

[83] Em uma configuração alternativa da invenção, o produto final pó obtido após secagem em Spray Dryer, dadas as suas características, principalmente de elevados teores de aminoácidos, pode ser empregado em alimentação e nutrição animal e não apenas para nutrição vegetal. A sanidade de todo o processo, além das características atribuídas ao produto decorrentes de todas as etapas do processo, habilitam o produto pó obtido ao emprego como elemento de composição para nutrição animal.

Claims (13)

1. PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMPOSIÇÃO FERTILIZANTE A PARTIR DE SANGUE ANIMAL COM ALTOS TEORES DE CARBONO ORGÂNICO E DE AMINOÁCIDOS NATURAIS LIVRES caracterizado por compreender as etapas de
   A. seleção da matéria-prima a partir do grupo que consiste em

   • (i) farinha de sangue,
   • (ii) sangue animal in natura, e
   • (iii) mistura de sangue animal in natura com farinha de sangue;

   
   B. preparo da matéria-prima selecionada, sendo o dito preparo correspondente à matéria-prima definida e escolhido a partir do grupo que consiste de

   • B1. dissolução de farinha de sangue dotada de teor mínimo de proteína bruta de 92% (i) com água, na proporção de 60% a 70% de água e 30% a 40% de farinha de sangue, sendo a dita dissolução processada no(s) reator(es) de hidrólise,
   • B2. peneiramento/filtração do sangue animal in natura (ii) em peneira de 5,0 mm, sem adição de água e transferência para o(s) reator(es) de hidrólise, e
   • B3. dissolução da farinha de sangue dotada de teor mínimo de proteína bruta de 92% com sangue in natura peneirado em peneira de 5,0 mm (iii) na proporção de 60% a 70% de sangue in natura e 30% a 40% de farinha de sangue, sendo a dita dissolução processa no reator de hidrólise sem a adição de água;

   
   C. emulsificação da solução obtida em (B) com o acionamento de agitador, subsequente aquecimento da solução e acionamento da bomba de emulsificação recirculando a mistura dentro de cada reator de hidrólise;
   D. hidrólise enzimática, sendo os parâmetros de reação independentes da matéria-prima utilizada e selecionados a partir do grupo de conjuntos de configurações que consiste de

   • D1. emprego de enzima protease alcalina, adicionada a cada reator de hidrólise na proporção de 0,5% em relação à massa total a ser processada sob temperatura no reator de 40°C, sendo a dita temperatura mantida entre 40 e 70°C e o pH mantido entre 8,00 e 9,00, sendo o dito meio reacional mantido por 1 a 5 horas, preferencialmente por 3 horas,
   • D2. emprego de enzima protease ácida, adicionada a cada reator de hidrólise na proporção de 0,5% em relação à massa total a ser processada sob temperatura no reator de 40°C, sendo a dita temperatura mantida entre 40 e 65°C e o pH mantido entre 2,50 e 4.50, sendo o dito meio reacional mantido por 1 a 5 horas, preferencialmente por 3 horas,
   • D3. emprego de enzima protease neutra, adicionada a cada reator de hidrólise na proporção de 0,5% em relação à massa total a ser processada sob temperatura no reator de 40°C, sendo a dita temperatura mantida entre 40 e 60°C e o pH mantido entre 6,50 e 7.50, sendo o dito meio reacional mantido por 1 a 5 horas, preferencialmente por 3 horas,

   E. inativação de enzima sob elevação da temperatura de processo em cada reator de hidrólise para 90°C por um período de 30 minutos;
   F. esterilização do produto obtido sob manutenção do aquecimento em (E), de 90 °C, por mais 30 minutos;
   G. filtração do produto e transferência para tanque de acidificação;
   H. resfriamento do produto até 70°C em tanque de acidificação;
   I. estabilização do produto sob redução da temperatura a valores inferiores a 70°C e sob pH de 2,50 a 3,50;
   J. adição de conservantes, antifúngicos e antioxidantes;
   K. estocagem em tanques de material em aço inoxidável; e
   L. embalagem em bombonas de 50 litros, containers de 1.000 litros ou envio a granel em caminhões tanq.es.
2. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo emprego, na etapa de hidrólise enzimática (D) de reator de aço inoxidável, encamisado, sendo o aquecimento com vapor na camisa, dotado de eixo interno com mexedor próprio (AG) e células de carga (CG) nos pés de apoio, sendo os termômetros (STe) e sensores de pH (SpH) posicionados na parte superior e inferior do corpo do reator e as válvulas solenoides (VS) na rede de entrada de vapor.
3. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo uso de hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, ácido clorídrico, ácido cítrico e/ou e ácido fosfórico nas etapas de necessário ajuste de pH, sendo os ditos reagentes bombeados para cada reator de hidrólise.
4. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo emprego de ácido clorídrico, ácido cítrico e/ou ácido fosfórico na etapa de estabilização do produto (I - EST).
5. PROCESSO de acordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo emprego de ácido fosfórico na etapa de estabilização do produto (I - EST).
6. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo líquido obtido após a etapa de resfriamento (H - RE) ou após a etapa de estabilização do produto (I -EST) ou após a etapa de adição de conservantes, antifúngicos e antioxidantes (J -ACo) ser submetido à etapa de secagem (Se) em Spray Dryer sob temperatura de 190 °C a 220 °C na entrada e de 80 °C e 90 °C, com umidade alvo final inferior a 3%, sendo a granulometria do produto correspondente a 99% inferior a 0,3mm.
7. PROCESSO de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por compreender etapas de adição de macronutrientes e/ou micronutrientes, sendo um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste de cálcio, magnésio, enxofre, boro, cloro, cobalto, cobre, ferro, manganês, molibdênio, níquel, silício e zinco.
8. COMPOSIÇÃO FERTILIZANTE caracterizada por ser obtido por meio de qualquer dos processos definidos nas reivindicações de 1 a 7.
9. COMPOSIÇÃO FERTILIZANTE de acordo com reivindicação 8 caracterizada por ser líquida e compreender molibdênio, ferro e zinco e teor mínimo de carbono orgânico de 3%, teor mínimo de macronutrientes (NPK) de 3%, teor mínimo de aminoácidos livres de 11%, teor mínimo de matéria orgânica de 60%, e teor de carbono orgânico total de 7 a 10%.
10. COMPOSIÇÃO FERTILIZANTE de acordo com reivindicação 8 caracterizada por ser sólida na forma de pó, ter granulometria inferior a 0,3mm, compreender teor mínimo de macronutrientes (NPK) de 10%, teor mínimo de aminoácidos de 78%, teor mínimo de matéria orgânica de 94% e teor mínimo de carbono orgânico de 40%.
11. COMPOSIÇÃO FERTILIZANTE caracterizada por ser obtida a partir de sangue animal in natura ou de farinha de sangue ou de mistura de sangue animal in natura com farinha de sangue.
12. USO DE COMPOSIÇÃO FERTILIZANTE obtida de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por ser como fertilizante foliar líquido, como agente condicionador de solo, como fertilizante em pó e/ou como pré-produto fertilizante.
13. USO DE COMPOSIÇÃO obtida de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por ser como ingrediente no processo de produção de composição e/ou de suplemento para nutrição animal.

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