Power-Ultraschall für die Produktion von Agrochemikalien
- Um Agrochemikalien zu formulieren, müssen chemische Verbindungen dispergiert, gelöst, emulgiert und homogenisiert. Ultraschall ist eine zuverlässige Mischtechnik für die Produktion hochwertiger chemischer Suspensionen.
- Mit Ultraschall-Dispergierern und -Homogenisatoren lassen sich homogene Formulierungen mit hoher Feststoffladung schnell und problemlos herstellen.
- Mittels Ultraschall ist es zudem möglich, Wirkstoffe, z.B. Nanopartikel und Polymere, zu synthetisieren und zu modifizieren.
Ultraschall-gestützte Herstellung von Agrarchemikalien
Der Herstellungsprozess von Agrochemikalien – z.B. Stickstoff- und Phosphor-basierten Dünge- und Schädlingsbekämpfungsmitteln für den Pflanzenschutz (z.B. Herbizide, Insektizide, Fungizide, Rodentizide) sowie anderen agrarchemikalischen Wirkstoffen – erfordert zuverlässiges Vermahlen, Dispergieren, Lösen und Emulgieren der einzelnen Bestandteile des Produkts. Power-Ultraschall leistet zuverlässiges Mischen, Homogenisierung und der Vermahlen aufgrund hochintensiver Kavitationsscherkräfte.
Ultraschall-gestütztes Formulieren von Agrochemikalien:
- Dispergieren
- Synthese von Nanopartikeln
- Emulgierung
- Lösen
- Durchfeuchten & Hydratation
- Partikel-Funktionalisierung
- Polymerisation
- sonochemische Synthese
- Phase-Transfer-Katalyse (PTC)
Die Qualität und Effektivität von Agrochemikalien wird stark von der Konzentration, der Größe sowie Form der Wirkstoffe sowie Zusatzstoffe und deren Wechselwirkungen beeinflusst. Dies bedeutet, dass die Verarbeitung der Wirk- und Zusatzstoffe die Ausprägung der gewünschten Funktionen eines Düngers oder Pestizides wesentlich beeinflusst. Um qualitativ hochwertige Spezialchemikalien/ Agrochemikalien zu produzieren, müssen Flüssigkeiten und Partikel genau kontrolliert verarbeitet werden: Ultraschall-gestütztes Mahlen und Homogenisieren erzeugt stabile Dispersionen für ein qualitativ hochwertiges chemisches Produkt.
Hielscher's Ultraschall-Dispergiergeräte und Homogenisatoren sind das ideale „Werkzeug“ für Ihre Anwendung!
Agrochemikalische Formulierungen
Neben verschiedenen Zusätzen beinhalten Agrochemikalien in der Regel einen oder mehrere Wirkstoffe, welche der Formulierung die gewünschten Eigenschaften geben. Je nach Art des Produkts sind Agrochemikalien entweder als Dispersion, Emulsion, Suspension, Mikroemulsion oder als Controlled-Release-System formuliert. Um eine langfristig stabile Formulierungen herzustellen, müssen die Bindungskräfte zwischen den Tropfen bzw. Partikeln präzise beeinflusst werden.
Da Ultraschall liefert hochintensive Scherkräfte generiert, ist die Beschallung eine effektive Methode, um Pulver zu dispergieren , Öle und Wachse zu emulgieren Partikel zu vermahlen (submikron- und nano-skalig), Salze und Elektrolyte zu lösen, sowie die Formulierung zu einem homogenen Endprodukt zu mischen . Neben dem Mischen und Homogenisieren begünstigt Hochleistungs-Ultraschall zahlreiche chemische Reaktionen, wie z.B. die Synthese, Katalyse (z.B. PTC), Polymerisation sowie die Synthese und Funktionalisierung von Nanopartikel.
Agrochemische Formulierungen:
- Spritzpulver (WP)
- Wasserdispergierbaren Granulate (WDG)
- Trockene Flow-Materialien (DF)
- Flowables oder Suspensionskonzentrate (SC)
- Emulgierbare Konzentrate (EC)
- Wasserlösliche Flüssigkonzentrate (SLC)
- Wasserlösliche Granulate (WSG)
Ultraschallverfahren
Das Einkoppeln von Ultraschallwellen in Flüssigkeiten ist eine bewährte Methode der Prozessintensivierung. Hielscher liefert Ultraschallanlagen für jegliche Prozessgröße – vom Laborhomogenisator und Technikums-Ultraschallprozessor bis zu Ultraschall-Industrieanlagen für die kontinuierliche Inline-Beschallung großvolumiger Flüssigkeits- und Slurry-Ströme. Hielscher Ultraschallprozessoren sind für Heavy-Duty -Anwendungen in anspruchsvollen Umgebungen gebaut und können zuverlässig im 24/7 Betriebeingesetzt werden. Alle Ultraschallprozesse können linear vom R&D-Level auf industrielles Produktionsniveau hochskaliert werden. Der geringe Wartungsbedarf, der sichere Betrieb und das einfache Nachrüsten in bestehende Produktionslinien sind weitere Vorteile der Hielscher Ultraschallgeräte.
Vorteile der ultraschall-gestützen chemischen Verarbeitung:
- 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 von Kilogramm- und Tonnen-Chargen
- Batch- und Inline-Verarbeitung
- einfache und sichere Bedienung
- umweltfreundliche Technologie
- ATEX-zertifizierte Systeme verfügbar
Ultraschallverfahren
Industrielle Ultraschalldispergierer
Literatur
- Pimentel, David (2002): Encyclopedia of Pest Management. CRC Press 2002.
- Tadros, Tharwat (2013): Agrochemical Formulations. in: Encyclopedia of Colloid and Interface Science. Springer 2013. 3-80.
Agrochemische Komponenten
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‘ Ultraschallhomogenisatoren gehören zu der bevorzugten Mischanlagen, wenn es darum geht, hochwertige Chemikalien zu herzustellen und weiterzuverarbeiten. ultraschall-generierte Kavitations- Scherkräfte machen das ultraschall-gestützte Mischen und Dispergieren zu einem äußerst effektiven und zuverlässigen Verfahren. Industrielle Ultraschallsysteme, wie z.B. der UIP10000 oder UIP16000verarbeiten problemlos große Volumina mit hohen Durchflussraten. Für die Beschallung von kritischen Stoffen stehen ATEX-zertifizierte Ultraschallprozessoren zur Verfügung.
Wissenswertes
Ultraschall-Homogenisatoren werden oft als Sonicator, Ultraschall-Lysegerät, Ultraschall-Disruptor, Ultraschall-Labormühle, Sono-Ruptor, Sonifier, Dismembrator, Zell-Disruptor, Ultraschall-Dispergierer oder Ultraschallemulgiergerät bezeichnet. Die unterschiedlichen Bezeichnungen ergeben sich aus den zahlreichen unterschiedlichen Anwendungen, für die Ultraschallgeräte eingesetzt werden.