Campo da Invenção

[001] O pedido de patente para“MÁQUINA E PROCESSO DE FERMENTAÇÃO PARA DESENVOLVIMENTO DE MICROORGANISMOS DESTINADOS À FABRICAÇÃO DE PRODUTOS BIOLÓGICOS” define máquina agregada a PROCESSO DE FERMENTAÇÃO E MULTIPLICAÇÃO DE MICROORGANISMOS em condições, controle e processo de bios segurança. A dita máquina desenvolve a fermentação controlada de fungos, bactérias e leveduras, para a fabricação de biofertilizantes, biodefensivos e produtos biológicos agrícolas.

[002] Trata-se de máquina de multiplicação de microrganismos com bios segurança aplicada, que se destina exclusivamente ao controle da fermentação de fungos, bactérias e leveduras, que se dá em recipiente asséptico que é também a embalagem final. A produção pode ser desenvolvida diretamente nas áreas rurais, assegurando aos proprietários o direito de cultivar e multiplicar produtos biológicos isolados ou não, sem intermediários, em local muito próximo de sua utilização, de forma legal, com referências agronómicas comprovadas e de origem rastreável. Assim, o controle de pragas e de patógenos em plantações, pode ser realizado em lavouras, hortaliças e pomares, através do uso de inoculadores, defensivos e fertilizantes biológicos de baixo custo financeiro e ambiental, tudo isto com alta eficiência de resultados.

Estado da Técnica [003] No atual estado da técnica, já se obtém a produção de biofertilizantes e biodefensivos, direto em propriedades rurais, tanto em métodos de produção de batelada com biorreatores industriais complexos e de alto custo, como também em processos caseiros inteiramente improvisados, sem bios segurança, altos índices de microrganismos contaminantes e de baixo rendimento.

[004] O que a patente que aqui se pleiteia, distingue e a torna inovadora são:

A existência de uma máquina específica e eficiente; As formas de realizar o cultivo, com a fermentação direcionada para a obtenção de biofertitilantes e biodefensivos; As condições de biossegurança, com funcionalidade e de baixo custo;

A produção pode ser obtida em escala condizente com a área de cultura em cada propriedade.

[005] O que se revela na novidade é que, tanto a objetividade do processo (o método) de multiplicação microbiana, quanto à biossegurança aplicada, consubstancia máquina que se apresenta inovação apreciável e custo-benefício.

Fundamentos da Invenção

[006] Na busca constante em prevalecer à nova era de agricultura sustentável, tem-se como essência e uma de suas principais metas, a redução gradativa do uso de fertilizantes e defensivos químicos, preservando e devolvendo a biota natural do solo e meio ambiente. Busca- se também a redução dos custos de produção e manejo das culturas, resultando em aumento de produtividade e na disponibilização de alimentos mais saudáveis. [007] Com tais buscas, surgiram os fertilizantes e defensivos biológicos como insumos alternativos e assertivos, de destacados resultados agronómico. Porém, na maioria dos casos os processos produtivos de tais insumos são explorados por uma minoria empresarial, que domina o mercado e toma difícil a utilização ée dos insumos naturais pelos altos custos de produção. Há de se considerar também que, tecnicamente, a maior parte destes insumos, no momento de sua aplicação, já se encontra com sua viabilidade relativamente comprometida.

[008] Os insumos produzidos através do invento agem naturalmente. Assim é que, como defensivos atingem diretamente os insetos e pragas microbianas de modo natural, em sua forma mais comum, contribui para o reequilibro do meio ambiente em lavouras e plantações em geral. Como fertilizantes facilitam, principalmente a sobrevida e à incorporação de agentes biológicos que fixam o nitrogénio do ar no solo, que é um dos principais componentes químicos elementares, necessários à flora em nosso planeta.

[009] Fundamentados nestes quesitos, almejamos agricultura responsável, sustentável, de resultados e de custo justo. Para atingir tais méritos, propomos solução conforme descrição deste pedido de patente. Aqui se propõem uma máquina e seu processo intrínseco de Fermentação e Multiplicação de Microrganismos (fungos e bactérias), a qual possui forma e processo agregado inédito quando aplicados para a fabricação de biofertilizantes e biodefensivos agrícolas, como insumos de agricultura sustentável.

[010] Através da máquina e do processo inerente, é possível produzir os insumos já mencionados, diretamente nas propriedades rurais, assegurando o direito em cultivar e multiplicar produtos biológicos isolados ou não, muito próximos ou na própria da área de aplicação, com referências agronómicas comprovadas e rastreáveis, reduzindo significativamente os custos de manejo, controle de pragas e patógenos. Assim, não é problema apreciável para o agricultor, a estocagem dos produtos e de seu prazo de validade.

[011] A disposição da máquina de fermentação com biossegurança aplicada (e respectivo processo) promove a fabricação e fermentação controlada de fungos e bactérias, com produção em recipiente asséptico, que também já é a embalagem final. Desta forma, reduz -se o tempo entre a produção e uso, obtém-se redução nas distancias entre o local de produção e de aplicação, evita-se a armazenagem (imprópria nesta logística), determinando garantia de viabilidade para o produto final, além de se obter altas taxas de UFC’s (unidades formadoras de colónias).

[012] Enumeramos também, outros aspectos a considerar:

Os produtos ficam livres de contaminantes, por não necessitarem de embalagens secundárias e do respectivo processo de envasamento;

A produção é simples, ou seja, de fácil execução;

É de baixo custo para o produtor agrícola, mesmo que em escala reduzida.

[013] Tais fatores revelam em conjunto, a inovação aplicada no presente pedido. Para melhor compreensão da invenção e respectivo processo, listamos abaixo os conceitos mais importantes:

1 - Praticidade no desenvolvimento de agricultura responsável, sustentável com resultados e custos justos, utilizando máquina própria para realizar o cultivo de fermentação e obtenção de biofertilizantes e biodefensivos, considerando- se a biossegurança suficiente e necessária, praticidade e baixo custo; 2 - A disposição de máquina, processo de fermentação e multiplicação, que aqui se pleiteia, ambos inéditos, transfere ao produtor rural soluções e redução dos custos dos insumos e manejo de culturas, resultando em aumento da produtividade e alimentos saudáveis;

3 - Outras vantagens de logística: máquina móvel de fácil manejo, podendo o insumo ser produzido diretamente nas propriedades; redução nas distancias e armazenagem; promove a fermentação eficiente de fungos e bactérias, já que a produção ocorre em recipiente rigorosamente controlado e asséptico, o que determina um produto final com alta qualidade; a matéria prima básica - as sementes - é adquirida em pequenos volumes, evitando- se o transporte, a geração e descarte de inúmeras embalagens de maior volume, já que o recipiente de aplicação final é reaproveitável.

Descrição detalhada da invenção

[014] A Máquina que desenvolve o exclusivo Processo de Fermentação é constituída por duas unidades básicas, interligadas mostradas na Figura 1 - Vista em Perspectiva do Conjunto.

01 - Gabinete de Controle;

14 - Caixa da Bolsa de Cultivo.

Figura 2 - Vista frontal do Conjunto - conexões e interligações.

01 - Gabinete de Controles;

10 - Tubo de Conexão de Saída;

13 - Bolsa de Cultivo;

14 - Caixa da Bolsa de Cultivo;

18 - Dispositivo de Oxigenação e Aeração;

19 - Tubulação Inferior; 20 - Filtro para equalização de pressão;

21 - Manga de Conexão.

Figura 3 - Vista Superior do Conjunto.

01 - Gabinete de Controle;

13 - Bolsa de Cultivo;

14 - Caixa da Bolsa de Cultivo.

Figura 4 - Vista em Perspectiva do Gabinete de Controle.

01 - Gabinete de Controle;

02 - Conexão Específica - controle da produção;

03 - IHM e CPU (interface homem máquina);

04 - Suporte para Frascos (insumos básicos e opcionais);

05 - Bombas Peristálticas (transferências de insumos);

06 - Turbina de Linha (emulsificação, homogeneização, reciclo e oxigenação).

Figura 5 - Vista Lateral do Gabinete de Controle - onde se evidencia, entre outras peças.

07 - Filtro Microbiológico (entrada de ar comprimido para aeração e oxigenação, destinada à fermentação de microrganismos aeróbicos).

Figura 6 - Vista Superior do Gabinete de Controle - evidencia Conjunto de Vazão e Pressão do Ar.

08 - Dispositivo de Controle (de pressão e vasão de ar);

09 - Conexão do Gerador de Ozônio;

10 - Tubo de Conexão de Saída (para interligação com bolsa de cultivo). Figura 7 - Vista Frontal do Gabinete de Controle - evidencia conexões de controle e abastecimento.

11 -“Flauta de Conexões”,‘distribuidor’ com seis conexões para medições com: pHgâmetro, Od’ (medidor de oxigénio dissolvido), Ozômetro, sonda‘PT100’ (termómetro), inoculador e, bomba peristáltica;

12 - Conexão p / abastecimento de água.

Figura 8 - Vista frontal da Bolsa de Cultivo.

13 - Bolsa de Cultivo;

15 - Manga de Conexão (oxigenação e reciclo);

16 - Bocal: Conexão p / Sonda de Nível de Espuma;

17 - Bocal: Conexão p / Filtro Microbiológico Final;

22 - Bocal: Conexão Inferior da Bolsa de Cultivo.

Figura 9 - Vista frontal da Caixa da Bolsa de Cultivo.

14 - Caixa da Bolsa de Cultivo.

Operacionalização da “Máquina e Processo de Fermentação Para Desenvolvimento de Microrganismos Destinados à Fabricação de Produtos Biológicos”

[015] Inicialmente abastece a Bolsa de Cultivo (13) com água limpa ou, potável ou, filtrada ou, purificada ou ainda, WFI (“ W ater For Injection” - água para injeção), de 20 a 2000 litros, de acordo com o tamanho da bolsa de cultivo. Em seguida, adicionar o meio de cultura adequado e balanceado para cada tipo de microrganismo, seja bactéria ou fungo; deixar disponíveis nos frascos (04), os produtos químicos para controle de pH, antiespumante e demais insumos. Iniciar o processo abrindo a válvula de admissão de água de processo, da tubulação inferior (19), do conjunto da bolsa de cultivo (13); na sequência, ativar o [dispositivo / processo de reciclo) através do IHM, em circuito fechado por 15 minutos, até completar a homogeneização do meio de cultura solúvel na água.

[016] Caso a bolsa de cultivo (13), o meio e a água não sejam previamente esterilizados, acionar o dispositivo de oxigenação e aeração (18), através de ar comprimido, ao mesmo tempo em que habilita-se o dispositivo gerador de ozônio (09), conduzido no mesmo sentido do ar comprimido. Assim, será feita a melhor esterilização - prática e possível - de todo o meio de cultura e água dentro da bolsa de cultivo (além da própria bolsa), pela oxigenação e a formação de microbolhas.

[017] Com o processo produtivo previamente estabelecido e parametrizado através da IHM (03), a máquina fará a correção de pH opcionalmente (de forma automática), e o controle simultâneo de volume de espuma, caso houver. Neste momento, já com o meio estéril, realiza-se a inoculação, utilizando sementes dos microrganismos, em sua forma de apresentação purificada. O processo irá monitorar o crescimento e multiplicação destes microrganismos, através de porta ou conexão específica (02), na flauta de conexões (11). Para tanto, é necessário aguardar o período de fermentação inerente a cada cepa microbiana, obviamente.

[018] Ao término da fermentação, o biofertilizante ou biodefensivo estará propício para receber aditivos para o tempo previsto de estocagem ou, em ato contínuo de aplicação na lavoura, tudo isto em condições de segurança e economia.

[019] No encerramento da operação, basta desconectar eletricamente a máquina, realizar a limpeza e higienização conforme instruções explícitas formalizadas, as quais acompanham a documentação da máquina. Depois disto, a mesma estará pronta para novo processo.