Fertilizer Composition and Method for Suspending Fertilizr in an Aqueous Solution (Paten)

8/10/2019 Fertilizer Composition and Method for Suspending Fertilizr in an Aqueous Solution (Paten)

1/11

US

20140208815A1

1 9 )

United

S t a t e s

1 2 ) Patent

Application

Publication 1 0 )

P u b .

N o . :

US 2 0 1 4 / 0 2 0 8 8 1 5 A 1

K a i s e r ,

I I

4 3 ) P u b .

D a t e : J u l .

3 1 ,

2014

( 5 4 ) FERTILIZER COMPOSITIONAND METHOD

P u b l i c a t i o n

C l a s s i ? c a t i o n

FOR SUSPENDING FERTILIZER IN AN

AQUEOUS SOLUTION ( 5 1 ) I n t -

C l

C05G

/ 0 0

( 2 0 0 6 . 0 1 )

( 7 1 ) A p p l i c a n t : ON-SITE MOBILE

B02C

1 / 0 2 ( 2 0 0 6 . 0 1 )

LABORATORIES, LLC, P l e a s a n t ( 5 2 )

US, l ,

GIOVB,

UT (Us) CPC

. . . . . . . . . . . . .

C05G /007 2 0 1 3 . 0 1 ) ; B02C 1/02

( 2 0 1 3 . 0 1 ) ;

Y I O S 9 7 7 / 9 0 2

( 2 0 1 3 . 0 1 ) ;

Y I O S

( 7 2 ) I n v e n t o r :

James

P a r k e r K a i s e r , I I ,

P l e a s a n t

9 7 7 / 8 8 ( 2 0 1 3 0 1 ) ; Y J O S 9 7 7 / 7 7 3 ( 2 0 1 3 0 1 ) ;

G r o v e , UT

U s ) B 8 2 Y 3 0 / 0 0 ( 2 0 1 3 . 0 1 )

_

USPC

7 1 / 3 2 ; 7 1 / 6 4 . 0 8 ;

2 4 1 / 3 8 ; 977/902;

977/880;

LABORATORIES, LLC, P l e a s a n t

G r o v e , UT U )

( 5 7 )

ABSTRACT

( 2 1 ) A p p l . N o . : 1 3 / 7 6 4 , 6 5 4

_

A system and

method

f o r p r o v i d i n g

f e r t i l i z e r

f o r c r o p p r o

( 2 2 ) F l l e d :

F e b 1 1 2 0 1 3 d u c t i o n i n a n a q u e o u s

s o l u t i o n

c o m p r i s i n g n a n o - s i z e d f e r t i l

i z e r

a r t i c l e s , Which

are f r e e

of an chemical s i d e chain and

R e l a t e d

U s

A p p h c a t l o n D a t a

f r e e

1 a n y

m i c e l l e

t o

p r o t e c t t h e

n a r } i o - s i z e d p a r t i c l e

f r o m

r e

( 6 0 ) P r o v i s i o n a l

a p p l i c a t i o n N o .

6 1 / 7 5 7 , 6 7 5 ,

? l e d o n J a n .

a g g l o m e r a t i o n ,

s u s p e n d e d h e r e i n f o r i m p r o v e d u p t a k e b y

t h e

2 8 , 2 0 1 3 .

p o p u l a t i o n

o f

t h e c r o p .

i

600


2/11

P a t e n t

A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n

J u l .

3 1 ,

2014 S h e e t

1

0 f

4 US

2 0 1 4 / 0 2 0 8 8 1 5 A 1

405

/i

0 0

F I G .

1


3/11

P a t e n t

A p p l i c a t i o n


l f

m l l e r

h n0m

J u l .

3 1 ,

2014 S h e e t

2 0f4 US 2014/0208815

A 1

Measure The S i z e Of The S t a n d a r d F e r t i l i z e r P a r t i c l e

l

E s t a b l i s h A B o d y O f U l t r a p u r e Water

E

l

N a n o p a r t i c u l a t e A M e a s u r e d

Amount

O f S t a n d a r d

F e r t i l i z e r

U s i n g Any D e s i r e d T e c h n i q u e

E l i

i

Add

N a n o p a r t i c u l a t e d

F e r t i l i z e r

T o

T h e B o d y O f U l t r a p u r e W a t e r

W i t h o u t

i n t r o d u c i n g A n y

Unintended Contaminants

M

M i x i n

The N a n o p a r t i c u i a t e d F e r t i l i z e r To

a c i l i t a t e

D i s p e r s i o n

T h r o u g h o u t

The Body O f Water

m

l

Draw

A

Sample OfThe

Body O f Water

h a t H a s

Had The

e r t i l i z e r

Mixed T h e r e i n

m

i

Measure The

P a r t i c l e

S i z e

And

C o n c e n t r a t i o n Of The Sample

2 _ M .

+ YE S

i Determine

f

The S i z e l s Between 50 Nm And 100 Nm \

m

4

NO

NO

Add

d d i t i o n a l U l t r a

P u r e

I f l a r g e r t h a n

100

Nm

W

>

a

e r

. 2 2 9 .

Make The N a n o p a r t i c u l a t e d

F e r t i l i z e r A v a i l a b l e

F o r

U s e

2; 4 _

F I G . 2


4/11

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J u l . 3 1 ,

2014 S h e e t 3 0 f

4

US

2 0 1 4 / 0 2 0 8 8 1 5

A 1

777

405

400

500


5/11

US

2014/0208815

A 1

u l .

3 1 ,

2014 S h e e t

4 0f4a t e n t

A p p l i c a t i o n


400

414

403

410


6/11

US

2014/0208815 A 1

FERTILIZER

COMPOSITION

AND

METHOD

FOR SUSPENDING FERTILIZER IN AN

AQUEOUS SOLUTION

CROSS-REFERENCE

TO RELATED

APPLICATIONS

[ 0 0 0 1 ] T h i s a p p l i c a t i o n c l a i m s t h e b e n e ? t o f

US. P r o v i

s i o n a l A p p l i c a t i o n

N o .

6 1 / 7 5 7 , 6 7 5 ,

? l e d a n .

2 8 , 2 0 1 3 , w h i c h

i s

h e r e b y

i n c o r p o r a t e d b y r e f e r e n c e h e r e i n

i n

i t s e n t i r e t y ,

i n c l u d i n g b u t

n o t l i m i t e d

t o t h o s e

p o r t i o n s

t h a t

s p e c i ? c a l l y

a p p e a r e r e i n a f t e r ,

t h e i n c o r p o r a t i o n b y r e f e r e n c e

b e i n g made

w i t h t h e f o l l o w i n g e x c e p t i o n : I n t h e e v e n t

t h a t a n y p o r t i o n o f

t h e

a b o v e - r e f e r e n c e d

p r o v i s i o n a l a p p l i c a t i o n i s i n c o n s i s t e n t

w i t h t h i s a p p l i c a t i o n , t h i s a p p l i c a t i o n s u p e r s e d e s s a i d a b o v e

r e f e r e n c e d

p r o v i s i o n a l

a p p l i c a t i o n .

STATEMENT REGARDING FEDERALLY

SPONSORED

RESEARCH

OR

DEVELOPMENT

[ 0 0 0 2 ]

N o t

A p p l i c a b l e .

BACKGROUND

[ 0 0 0 3 ] The

i s c l o s u r e

r e l a t e s g e n e r a l l y

to f e r t i l i z e r

compo

s i t i o n s ,

a n d

more

a r t i c u l a r l y , b u t n o t

n e c e s s a r i l y e n t i r e l y , t o

d i s t r i b u t i n g t h e f e r t i l i z e r

c o m p o s i t i o n s

c o m p r i s i n g v a r i o u s

amounts o r c o n c e n t r a t i o n s o f n i t r o g e n ,

p h o s p h o r o u s

and

p o t a s s i u m , as w e l l a s

any o t h e r

i n g r e d i e n t s

which m a y be

p r e s e n t

i n

f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n s s u c h a s c a l c i u m ,

magne

s i u m , s u l f u r , b o r o n ,

c h l o r i n e , i r o n ,

m a n g a n e s e , m o l y b d e n u m ,

z i n c ,

n i c k e l ,

a n d o t h e r v a r i o u s n u t r i e n t s , w h i c h may y d i s

t r i b u t e d

w i t h i n an aqueous

s o l u t i o n .

C u r r e n t f e r t i l i z a t i o n

s y s

t e m s g e n e r a l l y

p r o v i d e

f e r t i l i z e r i n f o r m s

t h a t

a r e

n o t

r e a d i l y

u s a b l e o

p l a n t c e l l s . A c c o r d i n g l y , t

i s

common n t h e f a r m i n g

i n d u s t r y

t o

p r o v i d e much more o f t h e f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n

t h a n s

a c t u a l l y

u s e d

b y

t h e

p l a n t .

S u c h

p r a c t i c e s

h a v e n e g a

t i v e i m p a c t s on h e e n v i r o n m e n t , r e q u i r e

e x c e s s

t r a n s p o r t o f

c h e m i c a l s t h a t w i l l n o t

b e

u s e d , and l t i m a t e l y i n c r e a s e s t h e

c o s t

o f

f a r m i n g .

[ 0 0 0 4 ]

The f e a t u r e s a n d a d v a n t a g e s o f t h e d i s c l o s u r e w i l l

b e

s e t

f o r t h

i n t h e d es c r i p t i o n which

o l l o w s , a n d i n p a r t w i l l

b e

a p p a r e n t

from t h e d e s c r i p t i o n , o r ma y e

l e a r n e d

by t h e

p r a c t i c e

o f t h e d i s c l o s u r e w i t h o u t u n d u e e x p e r i m e n t a t i o n .

The e a t u r e s a n d a d v a n t a g e s o f h e d i s c l o s u r e ma y e

r e a l i z e d

and

o b t a i n e d by

u s e o f

t h e i n s t r u m e n t s and

c o m b i n a t i o n s

p a r t i c u l a r l y

p o i n t e d o u t i n

t h e a p p e n d e d c l a i m s .

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[ 0 0 0 5 ] The

f e a t u r e s

a n d

a d v a n t a g e s

o f t h e d i s c l o s u r e

w i l l

become a p p a r e n t from

a c o n s i d e r a t i o n

o f

t h e

s u b s e q u e n t

d e t a i l e d d e s c r i p t i o n p r e s e n t e d

i n

c o n n e c t i o n w i t h

t h e

accom

p a n y i n g d r a w i n g s

i n w h i c h :

[ 0 0 0 6 ]

FIG.

1 i s a s c h e m a t i c view

of

a mobile f e r t i l i z e r

p a r t i c u l a t i o n s y s t e m

made n

a c c o r d a n c e w i t h t h e p r i n c i p l e s

o f

t h e

d i s c l o s u r e ;

[ 0 0 0 7 ] F I G . 2 i s a ?ow h a r t

of

n m p l e m e n t a t i o n o f meth

o d s a n d

o p e r a t i o n s i n

a c c o r d a n ce w i t h t h e p r i n c i p l e s o f t h e

d i s c l o s u r e ;

[ 0 0 0 8 ] FIG. 3A l l u s t r a t e s a s c h e m a t i c

view

of a mobile

f e r t i l i z i n g s y s t e m c o n ? g u r e d f o r t r a n s p o r t i n g t o a s i t e ;

[ 0 0 0 9 ]

FIG.

3B i l l u s t r a t e s a s c h e m a t i c view of a mobile

f e r t i l i z i n g

s y s t e m c o n ? g u r e d f o r t r a n s p o r t i n g t o a s i t e ;

[ 0 0 1 0 ]

FIG.

3C i l l u s t r a t e s

a

s c h e m a t i c view

of a

mobile

f e r t i l i z i n g s y s t e m

c o n ? g u r e d

f o r t r a n s p o r t i n g t o a

s i t e ;

a n d

J u l . 3 1 ,

2 0 1 4

[ 0 0 1 1 ]

FIG. 4 i l l u s t r a t e s

an open view

of a f e r t i l i z e r p a r

t i c u l a t i o n

l a b

s h o w i n g

a n

i m p l e m e n t a t i o n

o f

t h e p r i n c i p l e

o f

t h e d i s c l o s u r e .

DETAILED DESCRIPTION

[ 0 0 1 2 ]

F o r t h e

p u r p o s e s

o f p r o m o t i n g a n u n d e r s t a n d i n g o f

t h e p r i n c i p l e s i n a c c o r d a n c e w i t h t h e d i s c l o s u r e , r e f e r e n c e

w i l l

now be made t o

t h e

i m p l e m e n t a t i o n s and

embodiments

i l l u s t r a t e d

i n

t h e d r a w i n g s

a n d

s p e c i ? c l a n g u a g e w i l l

b e

u s e d

t o d e s c r i b e th e s a m e . I t w i l l n e v e r t h e l e s s be

understood

t h a t

no l i m i t a t i o n o f t h e s c o p e o f t h e d i s c l o s u r e

i s

t h e r e b y

i n t e n d e d .

Any

a l t e r a t i o n s

and f u r t h e r

m o d i ? c a t i o n s

o f

t h e

i n v e n t i v e f e a t u r e s i l l u s t r a t e d h e r e i n , a n d a n y a d d i t i o n a l a p p l i

c a t i o n s o f h e p r i n c i p l e s o f h e d i s c l o s u r e a s i l l u s t r a t e d h e r e i n ,

which

would

normally occur o one

s k i l l e d

i n t h e

r e l e v a n t

a r t

a n d h a v i n g

p o s s e s si o n o f h i s d i s c l o s u r e ,

a r e

t o b e c o n s i d e r e d

w i t h i n t h e

s c o p e o f

t h e d i s c l o s u r e c l a i m e d .

[ 0 0 1 3 ] B e f o r e

t h e f e r t i l i z e r

c o m p o s i t i o n s a n d

m e t h o d s

f o r

s u s p e n d i n g


c o m p o s i t i o n s

i n a n a q u e o u s s o l u t i o n

a r e

d i s c l o s e d

and

d e s c r i b e d , i t

i s

t o

be

u n d e r s t o o d

t h a t

t h i s

d i s c l o s u r e i s n o t l i m i t e d t o t h e p a r t i c u l a r c o n ? g u r a t i o n s ,

p r o

c e s s

s t e p s ,

i n g r e d i e n t s and a t e r i a l s d i s c l o s e d h e r e i n

a s

s u c h

c o n ? g u r a t i o n s ,

p r o c e s s

s t e p s ,

i n g r e d i e n t s , a n d m a t e r i a l s may

v a r y somewhat. t

i s

a l s o t o be n d e r s t o o d t h a t t h e t e r m i n o l

o g y e m p l o y e d h e r e i n

i s u s e d f o r

t h e p u r p o s e o f d e s c r i b i n g

p a r t i c u l a r e m b o d i m e n t s a n d

i m p l e m e n t a t i o n s o n l y

a n d

s

n o t

i n t e n d e d

t o b e l i m i t i n g s i n c e t h e s c o p e

o f

t h e d i s c l o s u r e w i l l

b e

l i m i t e d

o n l y

b y

t h e

a p p e n d e d c l a i m s

a n d

e q u i v a l e n t s

t h e r e o f .

[ 0 0 1 4 ]

The

p u b l i c a t i o n s

a n d

o t h e r

r e f e r e n c e

m a t e r i a l s

r e f e r r e d to

h e r e i n

t o

d e s c r i b e

t h e

background

o f t h e

d i s c l o

s u r e , a n d

t o p r o v i d e

a d d i t i o n a l d e t a i l r e g a r d i n g

i t s p r a c t i c e ,

a r e

h e r e b y i n c o r p o r a t e d

b y r e f e r e n c e

h e r e i n

n t h e i r e n t i r e t i e s ,

w i t h t h e f o l l o w i n g e x c e p t i o n : I n t h e e v e n t

t h a t a n y

p o r t i o n

o f

s a i d

r e f e r e n c e m a t e r i a l s i s

i n c o n s i s t e n t w i t h t h i s

a p p l i c a t i o n ,

t h i s

a p p l i c a t i o n s u p e r s e d e s s a i d r e f e r e n c e

m a t e r i a l s

The

e f

e r e n c e m a t e r i a l s d i s c u s s e d h e r e i n a r e

p r o v i d e d s o l e l y

f o r t h e i r

d i s c l o s u r e p r i o r t o t h e

? l i n g d a te

o f

h i s

a p p l i c a t i o n . N o t h i n g

h e r e i n s

t o

be construed s

a

s u g g e s t i o n o r

admission

h a t

t h e

i n v e n t o r s a r e

n o t

e n t i t l e d t o

a n t e d a t e such

i s c l o s u r e

by i r t u e

o f p r i o r

d i s c l o s u r e , o r

t o d i s t i n gu i s h t h e d i s c l o s u r e from

t h e

s u b j e c t

m a t t e r d i s c l o s e d i n t h e r e f e r e n c e m a t e r i a l s .

[ 0 0 1 5 ]

I n d e sc r i b i n g

a n d c l a i m i n g t h e s u b j e c t m a t t e r o f t h e

d i s c l o s u r e , t h e f o l l o w i n g t e r m i n o l o g y w i l l b e u s e d i n

a c c o r

dance w i t h t h e d e ? n i t i o n s set o u t b e l o w .

[ 0 0 1 6 ] I t must b e n o t e d t h a t , a s u s e d

i n t h i s

s p e c i ? c a t i o n

a n d t h e a p p e n d e d c l a i m s , t h e s i n g u l a r

f o r m s

a ,

a n ,

a n d

t h e i n c l u d e

p l u r a l r e f e r e n t s

u n l e s s

t h e

c o n t e x t

c l e a r l y d i c

t a t e s

o t h e r w i s e .

[ 0 0 1 7 ] As u s e d h e r e i n ,

t h e

t e r m s

c o m p r i s i n g ,

i n c l u d

i n g ,

c o n t a i n i n g , c h a r a c t e r i z e d b y ,

a n d

g r a m m a t i c a l

e q u i v a l e n t s th e r e o f a r e i n c l u s i v e o r open-ended e r m s

t h a t do

n o t e x c l u d e a d d i t i o n a l , u n r e c i t e d e l e m e n t s o r method s t e p s .

[ 0 0 1 8 ]

As

s e d

e r e i n , t h e p h r a s e

c o n s i s t i n g o f a n d

g r a m

m a t i c a l


t h e r e o f

e x c l u d e a n y

e l e m e n t ,

s t e p ,

o r

i n g r e d i e n t

n o t s p e c i ? e d i n

t h e

c l a i m .

[ 0 0 1 9 ]

A s

u s e d h e r e i n ,

t h e p h r a s e

c o n s i s t i n g

e s s e n t i a l l y

o f

and

g r a m m a t i c a l


t h e r e o f l i m i t

t h e

s c o p e o f

a

c l a i m

to

t h e s p e c i ? e d

m a t e r i a l s

o r

s t e p s

and

h o s e t h a t

d o

n o t

m a t e r i a l l y

a f f e c t

t h e b a s i c and o v e l c h a r a c t e r i s t i c

o r c h a r a c

t e r i s t i c s o f t h e c l a i m e d d i s c l o s u r e .

[ 0 0 2 0 ] As

u s e d

h e r e i n , t h e t e r m u l t r a p u r e w a t e r

i s

i n t e n d e d

t o mean

water t h a t

h a s

been p u r i ? e d s u c h t h a t

i t

measures a t

l e a s t

0 . 5 mega ohms of r e s i s t a n c e , and m a y


7/11

US

2014/0208815 A 1

i n c l u d e w a t er h a v i n g

a d e s i g n a t i o n

t o

t h o s e s k i l l e d i n t h e a r t

of

u l t r a p u r e

w a t e r . P u r e

w a t e r i s i n t e n d e d t o d e n o t e w a t e r

t h a t i s r e l a t i v e l y r e a c t i v e

( w h e n c o m p a r e d

t o w a t er h a v i n g

c o n t a m i n a n t s

t h e r e i n ) w i t h t s s u r r o u n d i n g s d u e p r i m a r i l y

t o

t h e p o l a r i z e d n a t u r e

o f w a t e r

m o l e c u l e s .

F o r e x am p l e :

i t

s h o u l d b e

n o t e d

h a t ,

w a t e r ,

a t i n y

c o m b i n a t i o n o f

h r e e n u c l e i

a n d

t e n e l e c t r o n s p o s s e s s e s

s p e c i a l

p r o p e r t i e s t h a t make t

u n i q u e among

h e more h a n 1 5

m i l l i o n

c h e m i c a l s p e c i e s w e

a r e p r e s e n t l y aware

of

and e s s e n t i a l t o a l l l i f e . A

ater mol

e c u l e s

e l e c t r i c a l l y

n e u t r a l ,

b u t

t h e a r r a n g e m e n t o f h e h y d r o

gen

atoms

and

h e oxygen

atom s s u c h

t h a t a c h a r g e d i s p l a c e

ment s c r e a t e d t h u s c o n s t i t u t i n g a n e l e c t r i c d i p o l e , o r p o l a r

m o l e c u l e , w i t h

o n e e n d ( t h e e n d

w i t h t h e

h y d r o g e n

a t o m )

b e i n g

p o s i t i v e a n d t h e

o t h e r

e n d

( t h e

e n d

w i t h

t h e o x y g e n

a t o m ) b e i n g

n e g a t i v e . B e c a u s e , o p p o s i t e

c h a r g e s a t t r a c t ,

t h e

n e g a t i v e end f one a t e r

molecule

i l l

t e n d

to o r i e n t i t s e l f i n

a f a s h i o n t h a t w i l l b r i n g t

c l o s e

to t h e p o s i t i v e end f a n o t h e r

m o l e c u l e

t h a t

i s n e a r b y . G e n e r a l l y

s p e a k i n g ,

t h i s d i p o l e - d i

p o l e

a t t r a c t i o n

s

l e s s

t h a n

t h a t o f n o r m a l c h e m i c a l

b o n d ,

and

i s

dynamic

i n n at u r e . F u r t h e r ,

t h i s a t t r a c t i o n

c a u s e s

complex

s t r u c t u r e s

t h a t a r e t e m p o r a r y i n n a t u r e and

h u s

a l w a y s c h a n g

i n g .

The

v a r i o u s s t r u c t u r e s

c a n

b e

i n ? u e n c e d

by o t h e r

e l e

ments ( c o n t a m i n a n t s ) t h a t c a n p r o v i d e

e l e c t r i c a l

b a l a n c e

f o r

t h e s e

s t r u c t u r e s , t h e r e b y s t a b i l i z i n g t h e s t r u c t u r e s a n d m a k i n g

a body of a t e r

l e s s

r e a c t i v e .

[ 0 0 2 1 ]

W a t e r

s a u n i q u e compound h a t h a s many i f f e r e n t

c h e m i c a l a n d

p h y s i c a l

p r o p e r t i e s . F o r e x a m p l e , w a t e r mol

e c u l e s ma y n c l u d e a n y o r l l o f

t h e

f o l l o w i n g b o n d i n g t y p e s .

I n

w a t er , a s t r o n g

h y d r o g e n bond i s

p r e s e n t

w i t h

t h e OH

c o v a l e n t bond w i t h i n

t h e

w a t e r m o l e c u l e . A eak hydrogen

bond s

t h e

bond between two water

m o l e c u l e s .

T h i s weak

h y d r o g e n b o n d

i s a l s o

r e s p o n s i b l e

f o r w a t e r b o n d i n g w i t h

a m m o n i a , f o r

e x a m p l e

( t h u s a m m o n i a s

r e m a r k a b l y

h i g h

s o l u b i l i t y

i n w a t e r ) . W a t e r a l s o

i n c l u d e s

i o n i c

a t t r a c t i o n d u e to

t h e i r

p o s i t i v e a n d n e g a t i v e

i o n s .

By

way

f e x a m p l e , s o d i u m

i o n s and

c h l o r i n e

i o n s

have a n i o n i c a t t r a c t i o n , which w i l l

form

an i o n i c

bond c r e a t i n g sodium

c h l o r i d e . Water a l s o

e x p e r i e n c e s

p e r m a n e n t d i p o l e m o m e n t s ,

H 2 0 , N H 3 ,

a n d

PCB

a r e

e x a m p l e s

o f m o l e c u l e s w i t h a p e r m a n e n t d i p o l e

moment. Water

m a y

a l s o i n c l u d e i o n - d i p o l e

i n t e r a c t i o n s .

Sodium i o n s i n w a t e r w i l l c r e a t e

an

i o n - d i p o l e i n t er a c t i o n

w h e r e t h e

d i p o l e

w i l l

o r i e n t i t s n e g a t i v e s i d e t o w a r d s t h e

s o d i u m

( a

p o s i t i v e

i o n ) . C h l o r i n e i o n s

c o n v e r s e l y

w i l l

c r e a t e

a n

i o n - d i p o l e

i n t e r a c t i o n

where t h e

d i p o l e

w i l l

o r i e n t i t s

p o s i t i v e s i d e

t o w a r d s

t h e

c h l o r i n e ( a n e g a t i v e i o n ) . W a t e r

may

a l s o e x p e r i e n c e d i p o l e - d i p o l e i n t e r a c t i o n s . D i p o l e s w i l l

o r i

e n t

t h e m s e l v e s

w i t h

h e i r n e g a t i v e l y

c h a r g e d s i d e t o w a r d s t h e

o t h e r s

p o s i t i v e l y

c h a r g e d s i d e .

W a t e r may l s o e x p e r i e n c e

i o n - i n d u c e d d i p o l e i n t e r a c t i o n s . Nearby o n s c a n i s t o r t e l e c

t r o n c l o u d s ( e v e n i n d i p o l e s ) t e m p o r a r i l y c h a n g i n g t h e i r

d i p o l e

m o m e n t s .

T h i s

e f f e c t

i s

p a r t i c u l a r l y

s t r o n g

i n l a r g e r

i o n s

such

a s SOZZithis a c t i o n can l a y

a

dominant o l e i n

compound o r m a t i o n . W a t e r may l s o

e x p e r i e n c e

d i p o l e - i n

d u c e d

d i p o l e i n t e r a c t i o n s . H y d r o c a r b o n s , which

a r e

n o n - p o

l a r

i n

n a t u r e , m a y r e a t e an example

o f

a di p o l e ( i n t h i s

c a s e

w a t e r )

c r e a t i n g a

h y d r a t e compound

s t h e

w a t e r

d i p o l e c r e

a t e s

a

t e m p o r a r y d i p o l e o u t o f

t h e

n o n - p o l a r

s p e c i e s

( t h e

h y d r o c a r b o n s ) .

W a t e r may l s o

e x p e r i e n c e

d i s p e r s i o n ( L o n

don o r c e )

i n t e r a c t i o n s .

T h e s e

d i p o l e

i n d e p e n d e n t f o r c e s a r e

evidenced

when

we

c o n s i d e r t h a t

n i t r o g e n

a s N2 may be

condensed

o l i q u i d s o r s o l i d s .

[ 0 0 2 2 ] I t w i l l b e u n d e r s t o o d t h a t

u l t r a p u r e w a t e r

c o n t a i n s

v i r t u a l l y

n o

i n o r g a n i c m a t t e r , s u c h a s c a t i o n s ,

a n i o n s ,

s o l i d s ,

nor

d o e s

i t c o n t a i n

o r g a n i c m a t t e r ,

s u c h

a s

carbon based

J u l . 3 1 ,

2 0 1 4

m a t e r i a l . The ASTM d e ? n i t i o n

f o r

u l t r a p u r e w a te r , a s

i t

r e l a t e s t o r e s i s t i v i t y , i s

shown below

and t h i s d i s c l o s u r e

i n c l u d e s

t h r o u g h t y p e E - 4 :

T y p e T y p e T y p e T y p e E T y p e T y p e

P a r a m e t e r

E - l

E - 1 . 1

1 5 - 1 2 8

1 . 3 8 E - 2

E - 3

TypeE-4

R e s i s t i v i t y , 1 8 . 3 1 8 . 2 1 8 . 2 1 8 . 2 1 6 . 5

1 2

0 . 5

25C.

[ 0 0 2 3 ]

U l t r a p u r e

w a t e r may b e

e s t a b l i s h e d

u s i n g a n y

known p r o t o c o l , b u t o n e e x e m p l a r y m u l t i - s t a g e

p r o c e s s

b e g i n s w i t h : c a r b o n ? l t r a t i o n , s o f t e n i n g , r e v e r s e o s m o s i s ,

d e i o n i z a t i o n , e x p o s u r e t o u l t r a v i o l e t l i g h t o r r a d i a t i o n , a n d

s u b - m i c r o n

? l t r a t i o n .

A

t a n d a r d s t e p i s t h a t

once

t h e u l t r a

p u r e w a t er

h a s been

e s t a b l i s h e d ,

t h e n

t h e u l t r a p u r e

w a t e r i s

r e s e n t

t h r o u g h

t h e

d e i o n i z a t i o n

p r o c e s s t o

m a i n t a i n

i t s

r e s i s

t i v i t y

a n d

r e a c t i v i t y .

[ 0 0 2 4 ]

A s used h e r e i n , e f f e c t i v e amount

means

an

amount

o f

a

component

o f

t h e

f e r t i l i z e r compound

t h a t

i s

n o n t o x i c b u t

s u ? i c i e n t

t o p r o v i d e

t h e d e s i r e d

e f f e c t and e r

formance t

a r e a s o n a b l e b e n e ? t / r i s k

r a t i o

a t t e n d i n g

any f e r

t i l i z i n g

compound a n d / o r c o m p o s i t i o n .

F o r

e x a m p l e ,

a n

e f f e c t i v e

amount

of f e r t i l i z e r

compound s an

amount

s u f

? c i e n t t o promote h e o p t i m a l

o r

d e s i r e d m a t u r a t i o n o f c r o p s .

[ 0 0 2 5 ]

As s e d e r e i n , m a n i p u l a t e d r e f e r s t o u s i n g e x i s t

i n g

f e r t i l i z e r

t h a t i s

o n

t h e

p r e m i s e s

o f

t h e a g r i c u l t u r a l e n t i t y ,

s u c h a s f a r m e r s , a n d h a s t h u s

a l r e a d y

b e e n p u r c h a s e d . The

t e r m

m a n i p u l a t e d

a l s o i n c l u d e s c h a n g i n g t h e f e r t i l i z e r s

chemical s t a t e o r s i z e , such

a s d e c r e a s i n g t h e

average com

pound

s i z e from

a

macro o r micro s i z e t o

a

nano

s i z e ,

which

i s

100 nanometers o r l e s s , t h r o u g h mixing r i n some a s h i o n

a l t e r i n g

t h e c o n c e n t r a t i o n s o f t h e f e r t i l i z e r . As

u s e d h e r e i n ,

m a n i p u l a t i n g

d o e s n o t i n c l u d e m a n u f a c t u r i n g f e r t i l i z e r o r

a n y t h i n g

t h a t

f a l l s

w i t h i n

t h e

a g r i c u l t u r a l i n d u s t r y s

u n d e r

s t a n d i n g

o f

s e r v i c e s

t h a t

f a l l w i t h i n t h e s c o p e

o f m a n u f a c t u r

i n g ,

s u c h

a s b r i n g i n g f e r t i l i z e r

o n t o t h e

a g r i c u l t u r a l

e n t i t y s

p r e m i s e s , s u c h a s

f a r m s ,

because

t h a t

i s u n d e r s t o o d t o be

a

m a n u f a c t u r i n g

f u n c t i o n .

[ 0 0 2 6 ] I n a n i m p l e m e n t a ti o n

t h e

e f f e c t i v e c o n c e n t r a t i o n o f

a n a n o p a r t i c u l a t e d e r t i l i z e r m a y be

0.053

of h e amount of

s t a n d a r d f e r t i l i z e r f o r t h e

same ? e l d

s i z e wherein

t h e

e s t a b

l i s h e d

s t a n d a r d e r t i l i z e r u s a g e

i s 40 a l l o n s p e r

t r e a t m e n t f o r

33 a c r e s . T y p i c a l l y a t r e a t m e n t i s 40

g a l l o n s

o f s t a n d a r d

f e r t i l i z e r ,

which q u a l s 1 5 1 . 4 1 6

l i t e r s o f

s t a n d a r d

e r t i l i z e r .

I n

t h e i m p l e m e n t a t i o n ,

1 0

g a l l o n s o f l t r a p u r e

w a t e r w i t h

n a n o

p a r t i c u l a t e d e r t i l i z e r mixed

h e r e i n

s e s t i m a t e d and shown o

a c h i e v e b e t t e r r e s u l t s t h a n t h e

m a s s i v e

amount

o f

s t a n d a r d

f e r t i l i z e r . I t w i l l b e

a p p r e c i a t e d

h a t t h e r e

s

n o

g e n e r a l

t y p i c a l

a p p l i c a t i o n o r amount e c a u s e t h o s e i n t h e a g r i c u l t u r a l i n d u s

t r y , s u c h a s f a r r n e r s ,

w i l l u s e v a r y i n g

amounts i n r e l a t i o n t o

q u a n t i t i e s

o f f e r t i l i z e r

t h a t

m a y b e

u s e d i n

a n a p p l i c a t i o n .

T h u s , t h e d i s c l o s u r e c o n t e m p l a t e s a t y p i c a l r e d u c t i o n i n t h e

g a l l o n s

o f e r t i l i z e r u s e d

i n t h e

t r e a t m e n t o f c r o p s by

amounts

a p p r o a c h i n g

a

50

e d u c t i o n o f

a n y

i n d i v i d u a l f a r m e r s p r o

t o c o l . F u r t h e r , t h e d i s c l o s u r e c o n t e m p l a t e s f o r m u l a t i n g ,

m a n i p u l a t i n g , a n d/ o r

u s i n g

a s t a n d a r d f e r t i l i z e r a n d

r e d u c i n g

t h e

amount

used o l e s s

t h a n

5 of h e

a c t u a l s t a n d a r d

f e r t i l

i z e r c o n t a i n e d i n t h e u l t r a p u r e w a te r , which

makes

up t h e

q u a n t i t y o f a n amount o f l i q u i d

a p p r o a c h i n g

t h e

5 0

e d u c

t i o n

o f

t h e f a r m e r s

p r o t o c o l f o r

f e r t i l i z i n g .

[ 0 0 2 7 ] I n

a n


an

amount

f a r t i c u l a t e d

f e r

t i l i z e r u s e d ma y

e 0 . 0 8 l i t e r s o f

a r t i c u l a t e d

s t a n d a r d

f e r t i l

i z e r s u s p e n d e d i n 2 0 g a l l o n s u l t r a p u r e

w a t e r .

A c c o r d i n g l y ,


8/11

US

2014/0208815 A 1

0 . 0 8 / 1 5 1 . 4 1 6 e q u a l s 0.053 f t h e n o r m a l s t a n d a r d

e r t i l i z e r

u s a g e

f o r t h e same a p p l i c a t i o n .

[ 0 0 2 8 ] I n an implementation a ? e l d o r a c r e a g e

t h a t

may

t y p i c a l l y r e q u i r e 4 0 g a l l o n s o f n t r e a t e d o r

s t a n d a r d

e r t i l i z e r ,

ma y

o n l y

b e

f e r t i l i z e d

w i t h

n a n o p a r t i c u l a t e d

f e r t i l i z e r

com

p r i s i n g 0.157

of

h e amount

of

s t a n d a r d f e r t i l i z e r i n a

20

g a l l o n s o l u t i o n f o r a c h i e v i n g

t h e same r e s u l t s f o r t h e

same

? e l d i z e .

A c c o r d i n g l y ,

s y s t e m s a n d

m e t h o d s d i s c l o s e d

h e r e i n

may e s u l t

i n t h e

use

of

use of e r t i l i z e r i n a range

of

about

0 . 0 2

of

h e e s t a b l i s h e d use of standard

f e r t i l i z e r

a s a

pro

j e c t e d minimum,

o

a m a x i m u m r o j e c t e d

u s e

o f a b o u t 5 f

t h e e s t a b l i s h e d

u s e

of

t a n d a r d

f e r t i l i z e r i n a 20

g a l l o n

s o l u

t i o n .

[ 0 0 2 9 ] By

way f e x a m p l e ,

a s t a n d a r d 9 - 2 4 - 3 f e r t i l i z e r was

a p p l i e d

o a 3 3 a c r e s e e d e d p l o t u s i n g 4 0 g a l l o n s p e r a p p l i c a

t i o n . A e p a r a t e 3 3 a c r e

p l o t was

s e e d e d 7 d a y s l a t e r and s e d

t h e c o m p o s i t i o n o f t h e

d i s c l o s u r e ,

w h i c h i n c l u d e s t h e


( n a n o p a r t i c u l a t e d ) 9 - 2 4 - 3 f e r t i l i z e r . O n l y 2 0

g a l l o n s o f t h e m a n i p u l a t e d f e r t i l i z e r w e r e

u s e d

p e r a p p l i c a

t i o n

and

t h e

r e l a t i v e

amount

o f m a n i p u l a t e d

f e r t i l i z e r

com

p r i s e d

a b o u t 0 . 1 5 7

l i t e r s

o f

t h e


f e r t i l i z e r , w h i c h

was

o n c e n t r a t e d i n t o t h e 20 a l l o n s of u i d . Both e l d s were

a n a l y z e d

on h e

same a t e

t o

d e t e r m i n e

t h e r a t e of rowth and

t h e q u a l i t y o f t h e g r o w t h . A f t e r 4 6 d a y s f r o m p l a n t i n g

( 4 6

d a y s p o s t p l a n t i n g ) ,

t h e ? e l d t h a t u s e d t h e 4 0 g a l l o n s o f

s t a n d a r d

f e r t i l i z e r grew t an a n t i c i p a t e d r a t e . On h e o t h e r

h a n d , t h e ? e l d t h a t u s e d t h e 2 0 g a l l o n s o f


o r

n a n o p a r t i c u l a t e d f e r t i l i z e r

( w h i c h w a s

3 9 d a y s p o s t p l a n t i n g

s i n c e i t was s e e d e d

7

d a y s l a t e r ) grew t

a

r a t e t h a t exceeded

t h e 4 0

g a l l o n

s t a n d a r d f e r t i l i z e r .

[ 0 0 3 0 ] I n

t h e

a b o v e e x a m p l e s ,

4 0 g a l l o n s

o f s t a n d a r d

f e r

t i l i z e r

( i n t h e f o r m o f a t r a d i t i o n a l

l i q u i d f e r t i l i z e r ) a n d

1 0

g a l l o n s

o f m a n i p u l a t e d

f e r t i l i z e r a n d 2 0 g a l l o n s

o f

m a n i p u

l a t e d f e r t i l i z e r .

The

m a n i p u l a t e d f e r t i l i z e r s t a r t e d w i t h t h e

t r a d i t i o n a l

l i q u i d e r t i l i z e r a n d

t h e n


t h e

s t a n

d a r d

f e r t i l i z e r and n t r o d u c e d

t

i n t o

t h e 1 0

and

20 g a l l o n s

o f

u l t r a p u r e

w a t e r , r e s p e c t i v e l y .

T h e

s i z e o f

h e

l i q u i d

( s t a n d a r d

f e r t i l i z e r ) used n

t h e

above examples was

shown

o be

o v e r

5 0 0 0 n a n o m e t e r s b e f o r e t h e m a n i p u l a t i o n

o c c u r r e d , which

r e d u c e d t h e a v e r a g e s i z e

o f

t h e

compound

o 100 a n o m e t e r s

o r l e s s . The e s u l t s of h e example show t h a t t h e r e i s

mor e

r a p i d

g r o w t h

a n d h i g h e r u a l i t y g r o w t h n t h e p l a n t u s i n g h e

1 0 g a l l o n s

o r

2 0 g a l l o n s o f m a n i p u l a t e d f e r t i l i z e r

t h a n

t h e r e

was

i n t h e

40

g a l l o n

s t a n d a r d

f e r t i l i z e r .

[ 0 0 3 1 ]

The s u c c e s s m a y be a t t r i b u t a b l e t o

t h e

f a c t t h a t t h e

m a n i p u l a t e d , n a n o p a r t i c u l a t e d

e r t i l i z e r

i s c o m p r i s e d o f com

pounds

t h a t

a r e l e s s than 100 nanometers i n a t l e a s t one

d i m e n s i o n , w h e r e a s

s t a n d a r d

e r t i l i z e r c o m p r i s e s

c o m p o u n d s

t h a t

a r e

v e r y

l a r g e

i n c o m p a r i s o n

a n d

may u b s t a n t i a l l y l a r g e r

than 100 nanometers

and

may e over 5,000 nanometers

n

a t

l e a s t

one

d i m e n s i o n . I t i s u n d e r s t o o d

t h a t

p l a n t

and

a n i m a l

c e l l s u p t a k e a c h e m i c a l m o i e t y a n d compounds t h a t a r e l e s s

a p p r o x i m a t e l y

100 nanometers

o r l e s s w i t h o u t f u r t h e r b r e a k

down

e q u i r e d . T h u s , u s e o f t h e n a n o p a r t i c u l a t e d f e r t i l i z e r o f

t h e d i s c l o s u r e

m a y e s u l t i n i n s t a n t a c c e s s t o t h e

p l a n t

c e l l s

of

t h e d e s i r e d

f e r t i l i z e r ,

t h u s

i n c r e a s i n g g r o w t h

a n d m a t u r a t i o n

o f t h e p l a n t , w h i l e

r e d u c i n g

r u n o f f a n d l e a c h i n g o f u n d e s i r

a b l e c h e m i c a l s

i n t o

s u r r o u n d i n g s o i l a n d w a t e r

s y s t e m s .

[ 0 0 3 2 ] With r e f e r e n c e p r i m a r i l y t o

F I G . 1 ,

a m o b i l e l a b

s y s t e m f o r p r o v i d i n g


f e r t i l i z e r

t o

c r o p s

w i t h i n a farming environm ent

w i l l be

d i s c u s s e d . A s can

be

s e e n

i n t h e

? g u r e ,

a

l a b

400

m a y

be d i s p o s e d w i t h i n a

t r a n s

p o r t a b l e c o n t a i n e r

405 and l o c a t e

p r o x i m a l t o

a c r o p 408

h a v i n g a p o p u l a t i o n o f i n d i v i d u a l p l a n t s t h a t

may

e t r e a t e d

J u l . 3 1 ,

2 0 1 4

s i m u l t a n e o u s l y o r i n d i v i d u a l l y

a c c o r d i n g t o

t h e i m p l e m e n t a

t i o n

and

e e d s o f

t h e c r o p 4 0 8. I n

a n i m p l e m e n t a t i o n ,

t h e

l a b

400

ma y

r o d u c e

a

f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n

t h a t

i s i n t e n d e d

f o r

d i s t r i b u t i o n

t o

t h e c r o p

4 0 8

t h r o u g h l i q u i d d i s p e r s i o n s y s t e m

such

a s

an

i r r i g a t i o n

system

4 1 0 .

I n

an i m p l e m e n t a t i o n ,

t h e

l a b

400

m a y e

? u i d l y

c o n n e c t e d

o r i n

? u i d communication

w i t h

a h o l d i n g o r s t o r a g e t a n k , f a c i l i t y o r o t h e r c o n t ai n e r

412

v i a

?uid c o n n e c t o r 4 0 6 . The c o n t a i n e r 412 m a y be i n ? u i d

communication

w i t h a n i r r i g a t i o n

bo o m o r o t h e r

i r r i g a t i o n

s y s t e m 410 t h r o u g h a n o t h e r ? u i d

c o n n e c t o r

4 0 7 . I n a n i m p l e

m e n t a t i o n , t h e l a b 400 ma y e

? u i d l y

c o n n e c t e d t o t h e i r r i

g a t i o n

s y s t e m

410 t h r o u g h a

? u i d

c o n n e c t o r 406 f o r conve

n i e n c e

s u c h

t h a t n a n o p a r t i c u l a t e d f e r t i l i z e r c o n t a i n i n g

? u i d

c a n be d i s p e r s e d i n an r r i g a t i o n s y s t e m 4 1 0 .

[ 0 0 3 3 ]

I t

w i l l b e a p p r e c i a t e d h a t i n a n y


t h e

l a b 400 m a y be a

c l e a n

room

a v i n g a l l

t h e p r o p e r t i e s

o f a n y

c l e a n

l a b ,

s u c h t h a t u n d e s i r a b l e p a r t i c l e s o r compounds

a r e

n o t

i n t r o d u c e d i n t o

t h e n a n o p a r t i c u l a t e d o r


f e r

t i l i z e r

a s

d i s c u s s e d

mo r e u l l y h e r e i n .

[ 0 0 3 4 ]

As

c a n

be

s e e n

i n

t h e

? g u r e

and

r e a l i z e d

by

t h e

d i s c u s s i o n t h a t f o l l o w e d , t h e amount f e r t i l i z e r t h a t i s e f f e c

t i v e c a n

b e

g r e a t l y r e d u c e d b y p r e p a r i n g n a n o p a r t i c u l a t e d

f e r t i l i z e r

p r o x i m a t e t o

t h e

c r o p t h a t

i s t o

b e

f e r t i l i z e d w i t h

t h e

use

ofa

mobile l a b .

[ 0 0 3 5 ] R e f e r r i n g now t o F I G . 2 ,

a

method f o r p r o v i d i n g


f e r t i l i z e r

a t

o r n e a r t h e l o c a t i o n where t h e


f e r t i l i z e r

i s u s e d

w i l l

b e

d i s c u s s e d .

F I G . 2

i l l u s t r a t e s

a ?ow c h a r t

of

r o c e s s e s t h a t a mobile

l a b

may

e m p l o y t o p r o d u c e

a

h i g h l y

e f f e c t i v e


f e r t i l

i z e r t h a t

m a y

be e l d , s t o r e d a n d / o r d e l i v e r e d i n a

? u i d

f o r m .

A e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n

m a y

be measured

t o d e t e r m i n e

t h e

s t a n d a r d p a r t i c l e s i z e o f t h e

f e r t i l i z e r

i n i t s s t a n d ar d f o r m .

Many

e r t i l i z e r s

may

come n p e l l e t s , g r a i n s t r u c t u r e s , s a n d

l i k e

s t r u c t u r e s ,

e t c .

and

m a y a l s o

b e

found i n a l i q u i d f o r m .

L i q u i d f e r t i l i z e r s

may b e

a d v a n t a ge o u s b e c a u s e i t h a s

t h e

a b i l i t y t o s p r e a d t h e

f e r t i l i z e r

more e f f e c t i v e l y a n d e v e n l y

t h a n

a

g r a n u l a r f e r t i l i z e r c a n b e s p r e a d . R e g a r d l e s s o f t h e

s t a n d a r d p a r t i c l e s i z e o f

c u r r e n t

f e r t i l i z e r s , i n

t h e

i m p l e m e n

t a t i o n

t h e

a b s o r p t i o n

r a t e b y

p l a n t s

c a n b e i m p r o v e d b y mak

i n g

t h e

p a r t i c l e s m a l l e r .

F o r

e x a m p l e ,

t h e

d i s c l o s u r e

c o n t e m

p l a t e s r e d u c i n g

t h e

c h e m i c a l m o i e t y

o r

compound

i z e

t o 1 0 0

nanometers

or e s s , or

even

5 0

nanometers

or e s s , i n order o

i n c r e a s e u p t a k e i n t o t h e

c e l l .

I n an i m p l e m e n t a t i o n , a

nano

s i z e d

f e r t i l i z e r p a r t i c l e i m p l e m e n t e d i n t o

a

compound h a t i s

100 nanometers

o r l e s s i s d e s i r e d

f o r

t h e most

e f f e c t i v e

a b s o r p t i o n .

[ 0 0 3 6 ] A t

2 0 4 , t h e s y s t e m

2 0 0

may

n a n o p a r t i c u l a t e

t h e

f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n . Any known m e t h o d

f o r

n a n o - s i z i n g

p a r t i c l e s

i s c o n s i d e r e d

t o b e w i t h i n

t h e

s c o p e o f h i s d i s c l o

s u r e . A d d i t i o n a l l y ,

b e c a u s e

o f t h e a d v a n t a g e s o f t h e methods

and

s y s t e m s

a s

d i s c l o s e d

h e r e i n ,

much

ess

f e r t i l i z e r

n e e d s

t o

be handled

such h a t

a mobile l a b

c o n ? g u r a t i o n

i s more

t h a n

c a p a b l e o f p r o c e s s i n g t h e p a r t i c l e s i n t o n a n o - s i z e d p a r t i c l e s .

I t i s t o

be

c o n s i d e r e d w i t h i n

t h e s c o p e of h e d i s c l o s u r e

t o

c o n t e m p l a t e

f e r t i l i z e r

i n

a n y p h y s i c a l s t a t e s u c h a s f o r

e x a m p l e , s o l i d , l i q u i d , a n d

a s .

I n a n

i m p l e m e n t a t i o n , r e g ar d

l e s s o f t h e p h y s i c a l s t a t e o f t h e

f e r t i l i z e r , i n

i t s n a n o p a r t i c u

l a t e d

form t m a y e

mixed n t o and

s u s p e n d e d

w i t h i n w a t e r

w i t h o u t


c o m p o s i t i o n b r e a ki n g

down r d i s s o l v

i n g i n t o

t h e w a t e r .

[ 0 0 3 7 ]

The s y s t e m

a n d m e t h o d

o f

n a n o p a r ti c u l a t i n g s p e

c i ? c

f e r t i l i z e r n u t r i e n t s may o m p r i s e ,

b u t

i s

n o t

n e c e s s a r i l y

l i m i t e d t o , n a n o p a r t i c u l a t i n g N ( N i t r o g e n ) , P ( P h o s p h o

r u s ) a n d K P o t a s s i u m , a . k . a p o t a s s i u m c h l o r i d e o r m u r i a t e


9/11

US

2014/0208815 A 1

o f p o t a s h ) , w h e r e i n t h e s e n u t r i e n t s ma y b e s u s p e n d e d o r

d i s s o l v e d

o r i n so me

o t h e r f a s h i o n

i n c l u d e d i n a

h i g h - p u r i t y

water a s e .

[ 0 0 3 8 ] T h e a g r i c u l t u r a l

i n d u s t r y r e l i e s h e a v i l y

u p o n

NPK

f e r t i l i z e r s

i n

v a r y i n g

r e l a t i v e

amounts

t o

p r o d u c e

a

d e s i r e d

r e s u l t

f o r

c r o p

d e v e l o p m e n t

a n d

g r o w t h .

D i f f e r e n t

l a n t

t y p e s ,

d i f f e r e n t

s o i l

t y p e s , d i f f e r e n t c l i m a t e and t e m p e r a t e

z o n e s

n e c e s s i t a t e t h e need

o r

v a r i o u s c o n c en t r a t i o n s o f t h e s e t h r e e

e l e m e n t s o r u t r i e n t s , namely NPK. t w i l l

b e

a p p r e c i a t e d t h a t

o t h e r n u t r i e n t s

m a y be

added

t o t h e NPK

c o n c e n t r a t i o n s ,

e i t h e r

on

a macro,

micro

or nano nutrient s c a l e and are

i n t e n d e d

t o f a l l

w i t h i n t h e s c o p e

of

h e d i s c l o s u r e .

[ 0 0 3 9 ] I t s h o u l d be n o t e d

t h a t

t h e u s e of h e t e r m s NPK n

t h e d i s c l o s u r e ( w h i c h r e p r e s e n t

n i t r o g e n ,

p h o s p h o r o u s , a n d

p o t a s s i u m ) a r e used n t h e

manner

h a t

t h e f e r t i l i z e r i n d u s t r y

t h a t

s e r v i c e s

t h e a g r i c u l t u r a l i n d u s t r y u s e s t h o s e t e r m s . T h u s ,

i t

w i l l b e a p p r e c i a t e d t h a t b e f o r e

modern

a b i n s t r u m e n t a t i o n

was

d e v e l o p e d , c h e m i s t s

u s e d a g r a v i m e t r i c ( w e i g h i n g )

method f t e r

i g n i t i o n o d e t e r m i n e

t h e

p h o s p h o r u s a n d p o t a s

sium c o n t e n t o f f e r t i l i z e r s i n

t h e

form o f p h o s p h o r u s

o x i d e

( P 2 0 5 ) a n d p o t a s s i u m o x i d e ( K 2 0 ) . By

c o n v e n t i o n ,

t h e

a m o u n t s ( o r a n a l y s i s g r a d e ) o f

h o s p h o r u s

a n d p o t a s s i u m

i n

f e r t i l i z e r s a r e s t i l l

e x p r e s s e d

i n t h i s

o x i d e

f o r m . The

s s o c i a

t i o n o f

American

l a n t

Food o n t r o l

o f ? c i a l s h a v e d e v e l o p e d

a uniform s t a t e f e r t i l i z e r b i l l which s a y s

t h a t a v a i l a b l e

P 2 0 5

a n d s o l u b l e K20 ust

e

g u a r a n t e e d b y t h e m a n u f a c t u r e r a n d

s o t h e

g u a r a n t e e d

a n a l y s i s must

t i l l b e e x p r e s s e d

i n t h e

o x i d e

f o r m . N i t r o g e n

c o n t e n t

h a s a l w a y s

b e e n

e x p r e s s e d a s s i m p l y

N.

[ 0 0 4 0 ]

A c c o r d i n g t o

t h e

c o n v e n t i o n a l

f e r t i l i z e r s t a n d a r d s

a n d

by

way o f i l l u s t r a t i o n , a

1 0 0

pound b a g

o f

1 0 - 1 0 - 1 0

c o n t a i n s 1 0 r

1 0

pounds o f i t r o g e n ,

1 0

r 1 0 pounds o f

P 2 0 5 and 1 0

o r

1 0

pounds

o f K20. S i n c e P205 s r e a l l y

o n l y 4 4 c t u a l e l e m e n t a l p h o s p h o r u s

a n d

K 2 0 s o n l y

8 3

a c t u a l e l e m e n t a l p o t a s s i u m , a 1 0 0 pound b a g o f 1 0 - 1 0 - 1 0

c o n t a i n s

1 0

r

1 0

pounds

f

i t r o g e n ,

4.4

r

4 . 4

pounds

f

e l e m e n t a l

p h o s p h o r u s

and

8.3 o r 8 . 3 pounds o f e l e m e n t a l

p o t a s s i u m .

[ 0 0 4 1 ]

P e r h a p s t h e

r e l u c t a n c e o f


i n d u s t r y t o

c o n v e r t t o e x p r e s s i n g t h e n u t r i e n t s i n t h e e l e m e n t a l f o r m s i s

d u e o t h e p e r c e p t i o n h a t l e s s f e r t i l i z e r i s b e i n g

p u r c h a s e d f o r

t h e same amount o f

money.

A 100 pound bag o f

1 0 - 1 0 - 1 0

c o n t a i n i n g N ,

P205

and K20 would e e q u i v a l e n t t o

a

1 0 0

p o u n d b a g o f 1 0 - 4 . 4 - 8 . 3 c o n t a i n i n g N , P a n d

K .

[ 0 0 4 2 ]

Once

t h e

f e r t i l i z e r i s a d d e d

to t h e

s o i l ,

t h e o x i d e

f o r m s , P205 and K20,

a r e

no l o n g e r u s e d when d i s c u s s i n g

t h e s e

two u t r i e n t s . The amount f h e s e n u t r i e n t s

a n a l y z e d

i n

t h e s o i l m a y

e

e x p r e s s e d a s t h e

pounds

e r a c r e

o f

P

and .

[ 0 0 4 3 ] T y p i c a l

NPK

o n t a i n i n g

c o m p o s i t i o n may o m p r i s e

t h e

f o l l o w i n g ,

b u t

a r e

n o t l i m i t e d

t o :

[ 0 0 4 4 ]

8 2 - 0 0 - 0 0

A n h y d r o u s

Ammonia

[ 0 0 4 5 ]

2 1

- 0 - 0

A m m o n i u m

u l f a t e

[ 0 0 4 6 ] 4 6 - 0 - 0 U r e a

[ 0 0 4 7 ] 3 5 - 0 - 0 U r e a f o r m

( ~ 8 5 s l o w

r e l e a s e ,

s p a r i n g l y

s o l u b l e u r e a f o r m a l d e h y d e )

[ 0 0 4 8 ]

4 0 - 0 - 0 M e t h y l e n e U r e a s ( ~ 7 0

s l o w

r e l e a s e )

[ 0 0 4 9 ]

3 1 - 0 - 0

l s o b u t y l i d e n e D i u r e a

( ~ 9 0

s l o w r e l e a s e )

[ 0 0 5 0 ] 3 0 - 0 - 0

to 4 0 - 0 0 - 0 0

S u l f u r - c o a t e d Urea ( s l o w

r e l e a s e )

[ 0 0 5 1 ] 3 3 - 0 - 0 A m m o n i u m

i t r a t e

[ 0 0 5 2 ] 1 5 - 0 - 0 C a l c i u m N i t r a t e

[ 0 0 5 3 ] 1 3 - 0 - 4 4

P o t a s s i u m N i t r a t e

[ 0 0 5 4 ] 0 - 1 7 - 0 t o 0 - 2 2- 0 S u p e r p h o s p h a t e

( M o n o c a l c i u m

p h o s p h a t e

m o n o h y d r a t e

w i t h

g y p s u m )

J u l . 3 1 ,

2 0 1 4

[ 0 0 5 5 ]

0 - 4 4 - 0 t o 0 - 5 2 - 0 T r i p l e s u p e r p h o s p h a t e

( M o n o

c a l c i u m p h o s p h a t e

m o n o h y d r a t e )

[ 0 0 5 6 ] 1 0 - 3 4 - 0 t o 1 1 - 3 7 - 0 A m m o n i u m o l y p h o s p h a t e

[ 0 0 5 7 ] 1 1 - 4 8 - 0 t o 1 1 - 5 5 - 0

Monoammonium

h o s p h a t e

[ 0 0 5 8 ]

1 8 - 4 6 - 0

t o

2 1 - 5 4 - 0

Diammonium

h o s p h a t e

[ 0 0 5 9 ] 2 8 - 0 - 0

[ 0 0 6 0 ] 3 2 - 0 - 0

[ 0 0 6 1 ] 1 2 - 0 - 0

[ 0 0 6 2 ] 1 0 - 0 - 0

[ 0 0 6 3 ]

7 - 2 1 - 7

[ 0 0 6 4 ] 4 - 1 0 - 1 0

[ 0 0 6 5 ] 8 - 2 1 - 4

[ 0 0 6 6 ]

9 - 1 8 - 4

[ 0 0 6 7 ] 9 - 2 0 - 2

[ 0 0 6 8 ] 1 8 - 1 3 - 0

[ 0 0 6 9 ]

1 0 - 3 0 - 0

[ 0 0 7 0 ]

I t w i l l b e u n d e r s t o o d

t h a t

t h e c o m p o s i t i o n o f t h e

d i s c l o s u r e i n c l u d e s a n y and

a l l NPK c o n t a i n i n g

f e r t i l i z e r

c o m b i n a t i o n s

t h a t a r e c u r r e n t l y

known and

h a t

m a y become

known

n

t h e

f u t u r e

w i t h o u t

d e p a r t i n g

f r o m

t h e

s c o p e o f

t h e

d i s c l o s u r e ,

i n c l u d i n g t h o s e f o u n d on

h e K a n s a s D e p a r t m e n t

o f

g r i c u l t u r e l i s t i n g f e r t i l i z e r p r o d u c t s p e r f e r t i l i z e r manu

f a c t u r e .

T h u s ,

t h e d i s c l o s u r e r e q u i r e s

o n l y

a f r a c t i o n o f

t h e

m a n i p u l a t e d f e r t i l i z e r c o m p a r e d w i t h t h e s t a n d a r d f e r t i l i z e r

u s e d i n t h e i n d u s t r y .

[ 0 0 7 1 ] At 0 4 , t h e s y s t e m

2 0 0

may s t a b l i s h a body f u r e

w a t e r f o r

r e c e i v i n g t h e

n a n o p a r t i c u l a t e d f e r t i l i z e r compound

t h e r e i n .

I t w i l l b e a p p r e c i a t e d t h a t t h e method c o n t e m p l a t e s

m a n u f a c t u r i n g o r p r o d u c i n g u l t r a p u r e w a t e r a t 2 0 4 .

[ 0 0 7 2 ] At 2 0 6 , a s t h e

w a t e r

i s i n c r e a s i n g l y p u r i ? e d t may

become mor e

e a c t i v e

w i t h p a r t i c u l a t e s a v a i l a b l e i n t h e e n v i

r o n m e n t .

A c c o r d i n g l y , t h e e s t a b l i s h e d

b o d y

o f u l t r a p u r e

w a t e r m a y be housed n an i r t i g h t c o n t a i n e r

( a s

s e e n i n F I G .

4 ) t h a t

p r e v e n t s

a t m o s p h e r i c c o n t a m i n a n t s

f r o m s t a b i l i z i n g

t h e

w a t e r m o l e c u l e s

w i t h i n t h e

body

o f

u l t r a p u r e

w a t e r .

The

u n s t a b l e

s t a t e

o f t h e

w a t e r i s

d e s i r a b l e b e c a u s e

t w i l l

r e a d i l y

r e c e i v e a

n a n o - s i z e d

f e r t i l i z e r p a r t i c l e t h e r e i n

s u c h

t h a t t h e

f e r t i l i z e r p a r t i c l e i s s u s p e n d e d y , a n d t a b i l i z e s , a l u r a l i t y o f

water

o l e c u l e s .

[ 0 0 7 3 ] A t

2 0 8 ,

t h e s y s t e m

a d d s

t h e

n a n o p a r t i c u l a t e d f e r t i l

i z e r c o m p o s i t i o n i n t o

t h e body

o f u l t r a p u r e w a t e r t o c r e a t e

a

mixture

of e r t i l i z e r

and water

e f e r r e d

t o h e r e i n

a s a f e r t i l i z e r

m i x t u r e .

I t

s h o u l d b e

n o t e d

t h a t

i n

an i m p l e m e n t a t i o n , t h e

a d d i n g p r o c e s s

may

e s e a l e d a g a i n s t t h e

s u r r o u n d i n g

a t m o

s p h e r e s u c h t h a t

t h e

r e a c t i v e

u l t r a p u r e

w a t e r c a n s t a b i l i z e

around n a n o p a r t i c l e of

e r t i l i z e r

r a t h e r t h a n a

c o n t a m i n a t i o n

p a r t i c l e . I n o t h e r

w o r d s ,

b y i s o l a t i n g t h e m i x i n g p r o c e s s

a g a i n s t t h e

a t m o s p h e r e

a n d a n y c o n t a m i n a t e

p a r t i c l e s

c o n

t a i n e d

w i t h i n

t h e a t m o s p h e r e , t h e n a n o - s i z e d f e r t i l i z e r

p a r

t i c l e f r o m

2 0 4

h a s a v e r y

h i g h

p r o b a b i l i t y o f becoming t h e

n u c l e u s

o f a p l u r a l i t y o f

w a t e r

m o l e c u l e s . I n t h i s r e g a r d ,

p r o t e c t i n g

a g a i n s t

i n a d v e r t e n t i n t r o d u c t i o n

o f c o n t a m i n a n t s

o f

p a r t i c l e s i n t o

t h e u l t r a p u r e w a t e r

w h i l e i n t r o d u c i n g t h e

p a r t i c u l a t e d f e r t i l i z e i s a n i m p o r t a n t

a s p e c t t h a t s h o u l d

b e

c o n s i d e r e d . A c c o r d i n g l y , a c l e a n

r oom

environment s h o u l d

be

s e d .

[ 0 0 7 4 ] At 2 1 0 ,

t h e s y s t e m 2 0 0 may

mix

h e f e r t i l i z e r

mix

t u r e i n o r d e r

t o

p r o v i d e

an even d i s p e r s i o n of h e f e r t i l i z e r

n a n o p a r t i c l e s w i t h i n t h e

b o d y o f l t r a p u r e w a t e r .

T h e

m i x i n g

p r o c e s s

m a y be

any r o c e s s

t h a t a d d s e n e r g y i n t o

t h e

m i x t u r e

t h e r e b y p r o l o n g i n g t h e a g g l o m e r a t i o n , o r r e - a g g l o m e r a t i o n

o f

h e

w a t e r m o l e c u l e s a b o u t

a

e r t i l i z e r n a n o p a r t i c l e , t h e r e b y

a l l o w i n g a modicum

f

c o n t r o l

o v e r

t h e s t a b i l i z e d molecular

s t r u c t u r e s

w i t h i n

t h e body

f

l t r a p u r e w a t e r .

I t

w i l l

b e a p p r e


10/11

US

2014/0208815 A 1

c i a t e d t h a t t h e n a n o p a r t i c l e s

o r

n a n o - s i z e d f e r t i l i z e r p a r t i c l e s

a r e

f r e e

of any c h e m i c a l s i d e

c h a i n

and f r e e o f

any

m i c e l l e

u s e d

o

p r o t e c t t h e na n o p a r t i c l e s o r n a n o - s i z e d p a r t i c l e s f r o m

r e - a g g l o m e r a t i o n .

[ 0 0 7 5 ]

A t

2 1 2 ,

t h e

s y s t e m 2 0 0

may

s a m p l e

t h e

f e r t i l i z e r

m i x t u r e t o d e t e r m i n e t h e

amount

f

d i s p e r s i o n

o f h e

f e r t i l i z e r

n a n o p a r t i c l e s t h r o u g h o u t h e b o d y o f l t r a p u r e w a t e r . A t

2 1 4 ,

t h e

system

m a y

u r t h e r u s e

t h e sample drawn

t 212 t o d e t e r

mine t h e s i z e o f t h e f e r t i l i z e r n a n o p a r t i c l e s

w i t h i n

t h e

mix

t u r e . A d d i t i o n a l l y , a t 216

t h e

s y s t e m

m a y

e t e r m i n e t h e con

c e n t r a t i o n o f t h e f e r t i l i z e r p a r t i c l e s

w i t h i n


m i x t u r e . I n an i m p l e m e n t a t i o n ,

s u c h

d e t e r m i n a t i o n s m a y be

made

by

a

t r a i n e d

hu man person a n d / o r a c o m p u t e r ,

o r

any

combination o f t h e t w o .

[ 0 0 7 6 ] A t

2 1 6 ,

i f

t he

s y s t e m ( o r o p e r a t o r o f t h e

s y s t e m )

d e t e r m i n e s t h a t


n a n o p a r t i c l e s

o r r e s u l t i n g

molecular

s t r u c t u r e s f a l l o u t s i d e a d e s i r e d range of about 50

nanometers

t o

about 100 nanometers w i t h i n t h e mixture

and

d i s c o v e r s t h e

f e r t i l i z e r p a r t i c l e s

o r r e s u l t i n g

m o l e c u l a r s t r u c

t u r e s a r e

t o o

l a r g e

( l a r g e r

t h a n a b o u t 100 nanometers

i n

any

o n e

d i m e n s i o n ) f o r

t h e

a p p l i c a t i o n a t h a n d ,


mix

t u r e

c a n

b e f u r t h e r

p r o c e s s e d , by

f u r t h e r

r e d u c i n g t h e f e r t i l

i z e r n a n o p a r t i c l e s i z e a t 2 0 6 o r b y a d d i n g a d d i t i o n al u l t r a p u r e

w a t e r i n t o

t h e

m i x t u r e t 220 o r e d u c e

t h e s i z e

o f

h e

r e s u l t i n g

s t r u c t u r e s

w i t h i n

t h e

f e r t i l i z e r m i x t u r e .

[ 0 0 7 7 ]

At 2 1 6 ,

i f

t i s d e t e r m i n e d

t h a t t h e s i z e o f t h e

f e r t i l

i z e r

n a n o p a r t i c l e s o r r e s u l t i n g m o l e c u l a r

s t r u c t u r e s

a r e w i t h i n

t h e

r a n g e of b o u t 50 nanometers and b o u t 100 a n o m e t e r s ,

a n d t i s d e t e r m i n e d

t h a t

i s

t h e

a p p r o p r i a t e

o r

d e s i r e d s i z e

and

c o n c e n t r a t i o n

o f e r t i l i z e r ,

which

a s

now been c h i e v e d ,

t h e n

t h e

f e r t i l i z e r

m i x t u r e

i s

r e a d y f o r u s e

a t 2 2 2 .

[ 0 0 7 8 ] A t , 2 1 6 i f

t

i s d e t e r m i n e d t h a t t h e s i z e o f t h e f e r t i l

i z e r

n a n o p a r t i c l e s o r r e s u l t i n g m o l e c u l a r

s t r u c t u r e s

a r e

s m a l l e r

t h a n a b o u t 50 n a n o m e t e r s , t h e n

a d d i t i o n a l

n a n o p a r

t i c u l a t e d

p a r t i c l e s

ma y

e added

n t o

t h e

f e r t i l i z e r

m i x t u r e

to

i n c r e a s e t h e s i z e a n d

c o n c e n t r a t i o n

o f

n a n o p a r t i c u l a t e d f e r

t i l i z e r i n t o t h e

f e r t i l i z e r m i x t u r e

a t 2 0 6 .

F o r e x a m p l e ,

a t 216

t h e s i z e o f t h e

f e r t i l i z e r


a n d / o r

t h e c h e m i c a l

m o i e t y o f


compound may b e m e a s u r e d .

The

d i s c l o s u r e c o n t e m p l a t e s r e d u c i n g t h e s i z e o f t h e f e r t i l i z e r


a n d / o r

t h e c h e m i c a l

m o i e t y o f


compou nd o 100 nanometers o r l e s s , o r even 50 nanometers

o r e s s , t o

a c h i e v e a

d e s i r e d s i z e and

o n c e n t r a t i o n .

A ange

of

a b o u t

50

nanometers and 100 nanometers a s been shown and

determined

o

be a s u i t a b l e

s i z e and

c o n c e n t r a t i o n range f o r

a g r i c u l t u r a l a p p l i c a t i o n s .

H o w e v e r ,

l a r g e r o r s m a l l e r s i z e a n d

c o n c e n t r a ti o n r a n g e s

a r e

c o n t e m p l a t e d by

t h e

d i s c l o s u r e .

[ 0 0 7 9 ] On

h e

o t h e r h a n d , i f

a t 2 1 6 t h e s y s t e m d e t e r m i n e s

t h a t

t h e

f e r t i l i z e r


o r r e s u l t i n g m o l e c u l a r s t r u c

t u r e s

w i t h i n

t h e

m i x t u r e

a r e

a c c e p t a b l e

f o r

t h e ap p l i c a t i o n

a t

h a n d ,

t h e

o p t i m i z e d

f e r t i l i z e r

m i x t u r e

c a n b e

a p p l i e d t o

t h e

c r o p

at 2 2 2 . I n an

m p l e m e n t a t i o n ,

t h e mobile l a b m a y be n

?uid communication i t h an r r i g a t i o n

s y s t e m , o r o t h e r

?uid

d i s p e r s i o n

s y s t e m ,

w h e t h e r

t h r o u g h

a s t o r a g e

c o n t ai n e r o r

o t h e r w i s e i n

d i r e c t c o m m u n i c a t i o n ,

s u c h t h a t a f e r t i l i z e r mix

t u r e

c a n

b e

d i r e c t l y

i n t r o d u c e d w i t h i n

t h e i r r i g a t i o n

s y s t e m .

[ 0 0 8 0 ] F I G S .

3A-3C

l l u s t r a t e

m o b i l e

l a b s 4 0 0 , 5 0 0 , 6 0 0 ,

r e s p e c t i v e l y ,

which

can be t r a n s p o r t e d by o r

w i t h i n

a motor

i z e d

v e h i c l e 5 1 0 , such

a s

a

t r u c k o r

t r a c t o r ,

o r by a i l r o a d o r

o t h e r r a i l e r c o n ? g u r a t i o n s . I n an

m p l e m e n t a t i o n ,

t h e

motor

i z e d v e h i c l e 510

m a y

l e a v e

t h e m o b i l e

l a b

p r o x i m a t e

to

t h e

c r o p s t h a t

a r e

t o be t r e a t e d

f o r a

predetermined t r e a t m e n t

p e r i o d . F u r t h e r m o r e ,

a n


may i n c l u d e

t h e

J u l . 3 1 ,

2 0 1 4

r o t a t i o n and e l o c a t i o n

o f

l a b s

t h a t

a r e con?gured

o

s p e c i ?

c a l l y

c o r r e s p o n d t o

v a r i o u s

m a t u r a t i o n s t a g e s of c r o p , o r a

p l u r a l i t y o f r o p s .

[ 0 0 8 1 ] A d d i t i o n a l l y , v a r i o u s s e c u r i t y

m e a s u r e s may

b e

i n c l u d e d

f o r

a

mobile

a b .

The

s e c u r i t y

measures

may

ange

f r o m s e c u r i t y p e r s o n n e l t o p r o d u c t

a n d e q u i p m e n t s e l f - d e

s t r u c t p r o t o c o l s t o p r o t e c t t h e

f o r m u l a t i o n o f e r t i l i z e r mix

t u r e s and t o s e c u r e t h e p o t e n t

and

o s s i b l y d a n g e r o u s nano

p a r t i c l e f e r t i l i z e r .

F I G .

4 i l l u s t r a t e s an embodiment

f

a c l e a n

e n v i r o n m e n t f o r t h e l a b

t h a t

may e m o b i l i z e d

by

t s

p l a c e

m e nt

within t r a i l e r

or

r a i n c a r o r t h e

l i k e .

As

seen n

FIG.

4,

t h e

l a b

400 m a y n c l u d e an a c c e s s and

s e c u r i t y

door

402 f o r

i n g r e s s

and e g r e s s from t h e l a b

4 0 0 .

The l a b

400

m a y co m

p r i s e e q u i p m e n t f o r m a n i p u l a t i n g s t a n d a r d f e r t i l i z e r as d i s

cussed

e r e i n , i n c l u d i n g a nano s i z e r 4 0 3 , one r a

p l u r a l i t y

of

s o u r c e ? u i d

( w h i c h ma y e w a t e r )

h o l d i n g

t a n k s o r c o n t a i n e r s

404, a

? l t e r

406, a r e v e r s e osmosis

? l t e r

408,

one

o r m o r e

h o l d i n g t a n k s o r

c o n t a i n e r s

4 1 0 f o r r e c e i v i n g


? u i d s

t h e r e i n ,

a

d e i o n i z e d

s y s t e m and t a n k s 4 1 2 ,

a

m i x i n g

d e v i c e

o r

s y s t e m

4 1 4

f o r

m i x i n g

n a n o p a r t i c u l a t e s

i n t o

u l t r a

pure

a t e r , and computer and n s t r u m e n t a t i o n 416 o r m e a

s u r i n g t h e r e l a t i v e s i z e s o f t h e n a n o p a r t i c l e s

a n d


f e r t i l i z e r m i x t u r e .

[ 0 0 8 2 ] I n

t h e f o r e g o i n g D e t a i l e d D e s c r i p t i o n o f t h e D i s c l o

s u r e , v a r i o u s f e a t u r e s

o f

t h e d i s c l o s u r e a r e g r o u p e d t o g e t h e r

i n a s i n g l e embodiment f o r t h e p u r p o s e

o f

s t r e a m l i n i n g t h e

d i s c l o s u r e . T h i s method

f

d i s c l o s u r e

i s

n o t

t o be

n t e r p r e t e d

a s

r e ? e c t i n g a n i n t e n t i o n t h a t

t h e c l a i m e d

d i s c l o s u r e r e q u i r e s

more e a t u r e s t h a n a r e

e x p r e s s l y

r e c i t e d

i n e a c h c l a i m . R a t h e r ,

a s t h e

f o l l o w i n g c l a i m s

r e ? e c t , i n v e n t i v e a s p e c t s l i e i n

l e s s

t h a n l l f e a t u r e s o f

a

s i n g l e f o r e g o i n g d i s c l o s ed e m b o d i m e n t .

T h u s , t h e f o l l o w i n g c l a i m s

a r e

h e r e b y i n c o r p o r a t e d

i n t o t h i s

D e t ai l e d D e s c r i p t i o n

o f

t h e D i s c l o s u r e b y h i s r e f e r e n c e , w i t h

each claim s t a n d i n g

on t s

own s a s e p a r a t e

embodiment

of

t h e d i s c l o s u r e .

[ 0 0 8 3 ]

I t

i s

t o

b e

u n d e r s t o o d

t h a t t h e a b o v e - d e s c r i b e d

a r r a n g e m e n t s a r e o n l y

i l l u s t r a t i v e

o f t h e ap p l i c a t i o n o f

t h e

p r i n c i p l e s o f t h e

d i s c l o s u r e .

Numerous m o d i ? c a t i o n s a n d

a l t e r n a t i v e a r r a n g e m e n t s

may

e d e v i s e d

by t h o s e

s k i l l e d i n

t h e a r t w i t h o u t

d e p a r t i n g

from t h e s p i r i t and

s c o p e o f

t h e

d i s c l o s u r e and h e

appended

l a i m s

a r e

i n t e n d e d t o c o v e r

such

m o d i ? c a t i o n s a n d

a r r a n g e m e n t s . T h u s ,

w h i l e

t h e d i s c l o s u r e

h a s

b e e n

shown i n t h e d r a w i n g s a n d d e s c r i b e d a b o v e w i t h

p a r t i c u l a r i t y a n d e t a i l , i t w i l l b e a p p a r e n t o t h o s e

o f

r d i n a r y

s k i l l i n t h e a r t t h a t numerous o d i ? c a t i o n s ,

i n c l u d i n g , b u t

n o t

l i m i t e d

t o , v a r i a t i o n s i n

s i z e ,

m a t e r i a l s ,

s h a p e ,

f o r m , f u n c t i o n

and

manner

o f

o p e r a t i o n ,

assembly

and

u s e m a y

b e

made

w i t h o u t

d e p a r t i n g f r o m t h e p r i n c i p l e s a n d c o n c e p t s s e t f o r t h

h e r e i n .

What

s

c l a i m e d i s :

1 .

A

ethod

o r o p t i m i z i n g t h e e f f e c t i v e n e s s

o f

a

f e r t i l i z e r

c o m p o s i t i o n b y p e r f o r m i n g t h e p r o c e s s e s o f :

m e a s u r i n g a p a r t i c l e

o f


c o m p o s i t i o n f o r

s i z e ;

e s t a b l i s h i n g a

body

f l t r a p u r e w a t e r ,

w h e r e i n

w a t e r

mol

e c u l e s w i t h i n t h e body

of

l t r a p u r e w a t e r

a r e

i n a

r e a c t i v e

s t a t e ;

n a n o - s i z i n g a

p r e d e t e r m i n e d amount

of h e

f e r t i l i z e r

co m

p o s i t i o n

i n t o

f e r t i l i z e r n a n o p a r t i c l e s ;

a d d i n g t h e f e r t i l i z e r n a n o p a r t i c l e s

i n t o

t h e

b o d y

o f u l t r a

p u r e w a te r

t h e r e b y c r e a t i n g a f e r t i l i z e r

m i x t u r e ;

mixing

h e

f e r t i l i z e r m i x t u r e s u c h t h a t

a

p l u r a l i t y o f w a t e r

molecules c o a l e s c e a b o u t

one

of a i d f e r t i l i z e r

nanopar

t i c l e s w i t h i n t h e body

o f

u l t r a p u r e w a te r .


11/11

US

2014/0208815 A 1

2 . The method o f c l a i m 1 ,

w h e r e i n t h e

method f u r t h e r

c o m p r i s e s :

s a m p l i n g t h e f e r t i l i z e r

m i x t u r e t o d e t e r m i n e

t h e

s i z e o f

t h e

f e r t i l i z e r m i x t u r e to e n s u r e

t h a t

t h e c h e m i c a l moiety

of

t h e

f e r t i l i z e r

m i x t u r e i s

l e s s

t h a n 100 nanometers

n

any

one d i m e n s i o n ;

s a m p l i n g


m i x t u r e to d e t e r m i n e c o n c e n t r a t i o n

o f

e r t i l i z e r


i n

t h e

f e r t i l i z e r m i x t u r e ; a n d

p r o v i d i n g

t h e f e r t i l i z e r m i x t u r e

t o

a c r o p .

3 .

The

method f c l a i m 2 , f u r t h e r

c o m p r i s i n g

i s o l a t i n g

t h e

m i x i n g p r o c e s s f r o m

t h e

a t m o s p h e r e

a n d

a t m o s p h e r i c c o n

t a m i n a n t s .

4 .

The method

f

c l a i m 3 , f u r t h e r

c o m p r i s i n g s a m p l i n g

t h e

f e r t i l i z e r mixture

o

d e t e r m i n e

t h e s i z e of h e

f e r t i l i z e r

nano

p a r t i c l e s .

5 .

T h e method

f

c l a i m 4 , f u r t h e r

c o m p r i s i n g m a i n t a i n i n g

t h e i s o l a t i o n

o f

t h e

m i x i n g

p r o c e s s d u r i n g t h e s a m p l i n g p r o

cess.

6 .

The method

f c l a i m 3 , f u r t h e r c o m p r i s i n g s a m p l i n g

t h e

f e r t i l i z e r m i x t u r e to d e t e r m i n e t h e c o n c e n t r a t i o n

of

e r t i l i z e r

n a n o p a r t i c l e s W i t h i n t h e f e r t i l i z e r

m i x t u r e .

7 .

The

method f c l a i m , f u r t h e r c o m p r i s i n g a n a l y z i n g

t h e

f e r t i l i z e r mixture With a mass s p e c t r o m e t e r t o determine t h e

p r e s e n c e

o f

c o n t a m i n a n t s .

8 .

T h e m e t h o d

o f

c l a i m

2 ,

f u r t h e r

c o m p r i s i n g

p r o l o n g i n g

t h e r e a c t i v e s t a t e o f t h e b o d y o f u l t r a p u r e

w a t e r

b y

a d d i n g

e n e r g y i n t o

t h e

body o f w a t e r .

9 .

T h e m e t h o d

o f c l a i m 7 ,

f u r t h e r

c o m p r i s i n g p r o l o n g i n g

t h e

r e a c t i v e

s t a t e o f t h e body

o f

u l t r a p u r e

w a t e r

d u r i n g t h e

m i x i n g p r o c e s s .

1 0 . The

m e t h o d

o f

c l a i m 2 ,

f u r t h e r c o m p r i s i n g

r e p e a t i n g

t h e

n a n o - s i z i n g p r o c e s s

i f t h e f e r t i l i z e r n a n o p a r t i c l e s a r e

l a r g e r t h a n 5 0 n a n o m e t e r s .

1 1 . The

method

o f

c l a i m 2 ,

f u r t h e r

c o m p r i s i n g p r o v i d i n g

t h e f e r t i l i z e r m i x t u r e to c r o p s

t h r o u g h a n

i r r i g a t i o n s y s t e m .

1 2 . A

a n o p a r t i c u l a t e d

f e r t i l i z e r

c o m p o s i t i o n c o m p r i s i n g :

an

e f f e c t i v e

amount of

a n o p a r t i c u l a t e d n i t r o g e n a s

per

a

? r s t volume o f a q u e o u s s o l u t i o n ;

an

f f e c t i v e

amount of a n o p a r t i c u l a t e d

phosphorus

a s p e r

a ? r s t volume

of aqueous s o l u t i o n ;

an

f f e c t i v e

amount of a n o p a r t i c u l a t e d potassium

s

p e r

a

? r s t volume o f a q u e o u s s o l u t i o n ;

W h e r e i n t h e a q u e o u s

s o l u t i o n

i s

u l t r a p u r e

w a t e r ;

a n d

Wherein an f f e c t i v e

amount

of

h e

n a n o p a r t i c u l a t e d e r t i l

i z e r c o m p o s i t i o n i s l e s s t h a n 5 0

o f

a c o r r e s p o n d i n g

s t a n d a r d f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n .

1 3 . The f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n o f c l a i m

1 2 ,

W h e r e i n t h e

e f f e c t i v e amount

o f n i t r o g e n c o n t ai n e d W i t h i n

t h e n a n o p a r

t i c u l a t e d f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n i s l e s s

t h a n

5 0

i t r o g e n o f

a

c o r r e s p o n d i n g

s t a n d a r d f e r t i l i z e r

c o m p o s i t i o n .

1 4 .

The f e r t i l i z e r

c o m p o s i t i o n o f

c l a i m

1 2 ,

W h e r e i n

t h e

e f f e c t i v e

amount of

phosphorus

c o n t a i n e d

W i t h i n t h e

nano

p a r t i c u l a t e d f e r t i l i z e r

c o m p o s i t i o n s l e s s

t h a n

5 0 h o s p h o

r u s

o f

a c o r r e s p o n d i n g s t a n d a r d

f e r t i l i z e r


1 5 . The f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n o f

c l a i m

1 2 , W h e r e i n t h e

e f f e c t i v e amount

o f o t a s s i u m c o n t ai n e d W i t h i n

t h e n a n o p a r

t i c u l a t e d

f e r t i l i z e r

c o m p o s i t i o n s l e s s t h a n 50 o t a s s i u m o f

a c o r r e s p o n d i n g s t a n d a r d f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n .

J u l . 3 1 ,

2 0 1 4

1 6 .

The

f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n o f c l a i m

1 2 ,

W h e r e i n t h e

e f f e c t i v e

amount

o f

t h e n a n o p a r t i c u l a t e d f e r t i l i z e r c o m p o s i

t i o n i s l e s s

t h a n 5 o f a c o r r e s p o n d i n g s t a n d a r d f e r t i l i z e r


1 7 .

The

f e r t i l i z e r


c l a i m

1 6 ,

W h e r e i n

t h e

e f f e c t i v e

amount

f n i t r o g e n W i t h i n

t h e

n a n o p a r t i c u l a t e d f e r

t i l i z e r

c o m p o s i t i o n i s

l e s s t h a n 5

o f

n i t r o g e n

i n a c o r r e

s p o n d i n g s t a n d a r d

f e r t i l i z e r


1 8 .

The

f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n o f c l a i m

1 6 ,

W h e r e i n t h e

e f f e c t i v e

amount

o f p h o s p h o r u s

W i t h i n t h e


f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n i s l e s s

t h a n

5 o f p h o s p h o r u s

i n a

c o r r e s p o n d i n g s t a n d a r d

f e r t i l i z e r


1 9 .

The

f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n o f

c l a i m

1 6 , W h e r e i n

t h e

e f f e c t i v e

a m o u n t

o f p o t a s si u m W i t h i n

t h e


f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n i s l e s s

t h a n

5 f p o t a s s i u m

i n a c o r

r e s p o n d i n g s t a n d a r d

f e r t i l i z e r


2 0 .

The

f e r t i l i z e r c o m p o s i t i o n o f

c l a i m

1 2 , W h e r e i n

t h e

u l t r a p u r e

w a t e r

c o m p r i s e s a

p u r i t y l e v e l

t h a t f a l l s W i t h i n a

r a n g e

of

b o u t 1 2

mega

ohms

t o

a b o u t 1 8 . 3

mega ohms.

2 1 .

A

o b i l e

l a b o r a t o r y

f o r

p r o v i d i n g

f e r t i l i z i n g s e r v i c e s ,

c o m p r i s i n g :

a motorized

e h i c l e ;

a t r a i l e r t h a t

i s

moveable by t h e m o t o r i z e d v e h i c l e

and

W h e r e i n t h e t r a i l e r c o m p r i s e s a m o b i l e l a b t h e r e i n , t h e

m o b i l e

l a b c o m p r i s i n g :

a mass spectrometer;

a

p a r t i c l e

s i z e r ;

an

l t r a p u r e

w a t e r c o n t a i n e r ;

a

m i x i n g

c h a m b e r ;

a c o n t a i n e r f o r h o l d i n g a

composition

of

f e r t i l i z e r

com

p o u n d s c o m p r i s i n g :

an e f f e c t i v e amount of i t r o g e n ;

an e f f e c t i v e

amount

of

h o s p h o r u s ; and

an e f f e c t i v e amount of o t a s s i u m ;

a

s y s t e m

f o r n a n o p a r t i c u l a t i n g t h e


e r t i l i z e r

compound n t o a n a q u e o u s s o l u t i o n ;

a p l u r a l i t y o f

? u i d

communication l i n e s c o n n e c t i n g com

p o n e n t s o f

t h e

l a b ;

an aqueous

f e r t i l i z e r t a n k

f o r

h o l d i n g a m i x t u r e of

s t a b i

l i z e d

n a n o - p a r t i c u l a t e d f e r t i l i z e r

s u s p e n d e d

i n u l t r a p u r e

w a t e r .

2 2 . The y s t e m o f c l a i m

2 1 , W h e r e i n

t h e m i x i n g c h a m b e r

s

s e a l e d s o a s

t o i s o l a t e t h e


f e r t i l i z e r

com

p o u n d f r o m

a t m o s p h e r i c

c o n t a m i n a t i o n .

2 3 .

The

s y s t e m o f c l a i m 2 1 , f u r t h e r c o m p r i s i n g : a s e c u r i t y

measure f o r

d e s t r o y i n g

t h e


f e r t i l i z e r

i f

a

t h r e a t i s

e n c o u n t e r e d .

2 4 .

The

y s t e m o f l a i m 2 1 , f u r t h e r c o m p r i s i n g : a

p u r i f y i n g

d e v i c e

f o r p u r i f y i n g a body

f

w a t e r o

u l t r a p u r e

w a t e r l e v e l s .

2 5 .

The

s y s t e m o f c l a i m

2 4 ,

W h e r e i n

t h e

p u r i f y i n g d e v i c e

e x p o s e s

t h e body o f

w a t e r t o

u l t r a v i o l e t r a d i a t i o n .

2 6 . The s y s t e m o f

c l a i m

2 4 ,

W h e r e i n

t h e p u r i f y i n g d e v i c e

c o m p r i s e s

a

m e c h a n i c a l

? l t e r e l e m e n t .

2 7 . The s y s t e m o f

c l a i m

2 4 ,

W h e r e i n

t h e

p u r i f y i n g

d e v i c e

d e i o n i z e s

t h e

body

o f w a t e r .

* * * * *

Fertilizer Composition and Method for Suspending Fertilizr in an Aqueous Solution (Paten)

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