Skalierung agrochemischer Formulierungen mit industriellen Ultraschallgeräten

Bei der Herstellung agrochemischer Formulierungen müssen Verbindungen dispergiert, gelöst, emulgiert und homogenisiert werden. Die Ultraschallbehandlung ist ein wirksames Verfahren zur Herstellung hochwertiger chemischer Suspensionen. Sie ermöglicht die schnelle Produktion von Formulierungen mit hoher Wirkstoffkonzentration und erleichtert die Aufbereitung von Wirkstoffen wie Nanopartikeln und Polymeren für hochfunktionelle Agrochemikalien.

Ultraschallbasierte Herstellung von Agrarchemikalien

Die Herstellung von Agrochemikalien – darunter Düngemittel (z. B. stickstoff- und phosphorhaltige Verbindungen) und Pflanzenschutzmittel (z. B. Herbizide, Insektizide, Fungizide und Rodentizide) – erfordert eine präzise Dispergierung, Auflösung und Emulgierung ihrer Bestandteile. Leistungsultraschall erfüllt diese Verarbeitungsanforderungen durch die Erzeugung kavitationsinduzierter hoher Scherkräfte, die eine gleichmäßige Vermischung, Homogenisierung und Vermengung in der gesamten Formulierung gewährleisten.

Verbesserung von Pflanzenschutzmitteln und Düngemitteln durch Ultraschallbehandlung

Wie Pflanzenschutzmittel von Ultraschall profitieren

• Suspensionskonzentrate (SCs): Das Mahlen von Wirkstoffen auf Submikrongröße, um eine Absetzung zu verhindern und die Wirksamkeit im Feld zu maximieren.
• Emulgierbare Konzentrate (ECs): Herstellung stabiler, feinnebelartiger Öl-in-Wasser-Emulsionen zur Verhinderung der Phasentrennung.
• Benetzbare Pulver: Entagglomerierung von Trockenpulvern, um eine schnelle und vollständige Benetzung beim Kontakt mit Wasser zu gewährleisten.
• Verkapselte Formulierungen: Gleichmäßige Verteilung von Polymerbeschichtungen zur Erzeugung von Barrieren mit kontrollierter Freisetzung und UV-Schutz.

Wie Düngemittel von Ultraschall profitieren

• Flüssigdünger: Sicherstellen, dass sich Mikronährstoffe nicht absetzen (Stabilisierung von Suspensionen).
• NPK Solutions: Verhinderung der Kristallbildung in hochkonzentrierten Flüssigdüngern.
• Beschichteter Harnstoff: Verbesserung der Dispersion von Polymeren, die in Langzeitdüngern verwendet werden.

Die Qualität und Wirksamkeit von Agrochemikalien hängt in hohem Maße von der Konzentration, Größe und Form der Wirkstoffe und Zusatzstoffe sowie von deren Wechselwirkungen ab. Das bedeutet, dass die Dispersion, Emulsion oder Suspension der Zusatzstoffe und Wirkstoffe die Entfaltung der gewünschten Eigenschaften eines Düngemittels oder Pflanzenschutzmittels maßgeblich beeinflusst. Zur Herstellung hochwertiger Spezialchemikalien wie Agrochemikalien müssen die flüssigen oder festen Partikel zuverlässig aufbereitet werden: Die Partikelzerkleinerung, Dispersion, Emulgierung und Homogenisierung mittels Ultraschall führt zu stabilen Formulierungen und letztlich zu einem hochwertigen chemischen Produkt.
Hielscher's Ultraschall-Dispergiergeräte und Homogenisatoren sind das ideale „Werkzeug“ für Ihre Anwendung!

Verbesserte agrochemische Formulierungen – Höherer Wirkungsgrad

Agrochemische Formulierungen kombinieren in der Regel einen oder mehrere Wirkstoffe mit speziellen Additiven, um die gewünschte Wirksamkeit im Feld zu erzielen. Je nach Anwendungszweck werden diese Produkte als Dispersionen, Emulsionen, Suspensionen, Mikroemulsionen oder Systeme mit kontrollierter Freisetzung entwickelt. Um eine langfristige Stabilität zu erreichen, ist eine präzise Steuerung der Wechselwirkungskräfte zwischen Partikeln und Tröpfchen erforderlich – ein entscheidender Faktor, der sich direkt auf die Haltbarkeit, die Wirksamkeit und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften auswirkt.
Die Ultraschallbehandlung bewältigt diese Herausforderungen bei der Formulierung, indem sie durch akustische Kavitation intensive, lokal begrenzte Scherkräfte erzeugt.

Diese Technologie gewährleistet zuverlässig:

• Verteilt feste Pulver gleichmäßig in der flüssigen Phase
• Emulgiert Öle und Wachse zu stabilen, feinnebelartigen Gemischen
• Fräsen von Partikeln auf präzise Abmessungen im Submikron- oder Nanobereich
• Beschleunigt die Auflösung von Salzen und Elektrolyten
• Verarbeitet Endformulierungen zu äußerst homogenen Produkten

 
Über die mechanische Bearbeitung hinaus unterstützt Leistungsultraschall aktiv fortschrittliche chemische Umwandlungsprozesse. Er beschleunigt die Reaktionskinetik und ermöglicht spezialisierte Verfahren wie chemische Synthese, sonochemische Katalyse, Phasentransferkatalyse (PTC), Polymerisation sowie die kontrollierte Synthese oder Oberflächenfunktionalisierung von Nanopartikeln. Diese Vielseitigkeit macht die Ultraschallverarbeitung zu einem wertvollen Werkzeug sowohl für routinemäßige Formulierungsabläufe als auch für die Entwicklung von Agrochemikalien der nächsten Generation.

Zu den mit Ultraschall behandelten agrochemischen Wirkstoffen gehören:

• Spritzpulver (WP)
• Wasserdispergierbaren Granulate (WDG)
• Trockene Flow-Materialien (DF)
• Flowables oder Suspensionskonzentrate (SC)
• Emulgierbare Konzentrate (EC)
• Wasserlösliche Flüssigkonzentrate (SLC)
• Wasserlösliche Granulate (WSG)

Vorteile der ultraschallgestützten Verarbeitung von Agrarchemikalien:

• qualitativ hochwertige Produkte
• zuverlässige, intensive Beschallung
• präzise steuerbare Prozessbedingungen
• vom R&E bis zur Produktion mit Hielscher's Labor-Homogenisatoren, Technikums-Geräten und Komplettanlagen für die Industrie
• Herstellung von Feinchemikalien in Chargen von einem Kilogramm bis zu mehreren Tonnen
• Batch- und Inline-Verarbeitung
• einfache und sichere Bedienung
• umweltfreundliche Technologie

Inhaltsstoffe und Bestandteile in Agrochemikalien

Agrochemische Formulierungen bestehen aus verschiedenen Komponenten. Zu den wichtigsten Inhaltsstoffen zählen die Wirkstoffe (u.a. chlorierte Kohlenwasserstoffe wie z.B. DDT, 2,4-D, 2,4,5-T; Organophosphate wie z.B. Parathion und Malathion; Carbamate wie z.B. Carbaryl und Carbofuran; Triazine z.B. Atrazin und Simazin), Polymere, Nanopartikel, Elektrolyte (z.B. Glyphosatsalz, Fomesafen, Glufosinat, Paraquat), grenzflächenaktive Flüssigkristalle, Zwischenprodukte (z.B. 2,2-Dimethoxypropane), Gelsysteme, Träger (z.B. flüssige Kohlenwasserstoffe), anionische & nichtionische Tenside, Hilfsstoffe, Öle, Stabilisatoren und Emulgatoren. Diese Komponenten müssen zuverlässig verarbeitet werden, um ein effektives agrochemisches Produkt zu formulieren, welches Pflanzen und Früchte vor Schädlingen, Krankheitserregern und Verderb schützt.
Hielscher Ultrasonics‘ Homogenisatoren haben sich als zuverlässige industrielle Mischanlagen zur Herstellung hochwertiger Chemikalien etabliert.

Literatur