Passage à l’échelle industrielle des formulations agrochimiques avec des sonicateurs industriels

La formulation de produits agrochimiques nécessite de disperser, de dissoudre, d’émulsifier et d’homogénéiser des composés. La sonication est une méthode efficace pour créer des suspensions chimiques de haute qualité. Elle permet de produire rapidement des formulations fortement chargées et facilite la préparation d’ingrédients actifs tels que les nanoparticules et les polymères pour des produits agrochimiques hautement fonctionnels.

Fabrication de produits chimiques agricoles par ultrasons

La production de produits agrochimiques – notamment les engrais (par exemple, les composés à base d’azote et de phosphore) et les agents de protection des cultures (par exemple, les herbicides, les insecticides, les fongicides et les rodenticides) – nécessite une dispersion, une dissolution et une émulsification précises de leurs composants. Les ultrasons de puissance répondent à ces besoins de traitement en générant des forces de cisaillement élevées induites par la cavitation, qui assurent un mélange et une homogénéisation uniformes tout au long de la formulation.

Améliorez les produits phytopharmaceutiques et les engrais grâce à la sonication

Les avantages des ultrasons pour les produits phytopharmaceutiques

• Suspensions concentrées (SCs) : Broyage des ingrédients actifs à des tailles submicroniques pour empêcher la sédimentation et maximiser l’efficacité au champ.
• Concentrés émulsionnables (ECs) : Production d’émulsions huile-dans-eau stables, sous forme de brume fine, pour empêcher la séparation des phases.
• Poudres mouillables : Désagglomération des poudres sèches pour assurer un mouillage rapide et complet au contact de l’eau.
• Formulations encapsulées : Dispersion uniforme des revêtements polymères pour créer des barrières assurant une libération contrôlée et une protection contre les UV.

Les avantages des ultrasons pour les engrais

• Engrais liquides : Prévention de la sédimentation des micronutriments (stabilisation des suspensions).
• Solutions NPK : Prévention de la cristallisation dans les engrais liquides fortement concentrés.
• Urée enrobée : Amélioration de la dispersion des polymères utilisés dans les engrais à libération lente.

La qualité et l’efficacité des produits agrochimiques dépendent fortement de la concentration, de la taille et de la forme des substances actives et des additifs, ainsi que de leurs interactions. Cela signifie que la dispersion, l’émulsion ou la suspension des additifs et des substances actives influence considérablement l’expression des propriétés recherchées d’un engrais ou d’un pesticide. Pour produire des produits chimiques de spécialité de haute qualité, tels que les produits agrochimiques, les particules liquides ou solides doivent être traitées de manière fiable : la réduction de la taille des particules, la dispersion, l’émulsification et l’homogénéisation par ultrasons permettent d’obtenir des formulations stables et, au final, un produit chimique de haute qualité.
La gamme de disperseurs et d’homogénéisateurs à ultrasons Hielscher offre l’équipement robuste et fiable adapté à votre application !

Formulations agrochimiques améliorées – Efficacité accrue

Les formulations agrochimiques associent généralement un ou plusieurs ingrédients actifs à des additifs spécialisés pour obtenir les performances souhaitées au champ. Selon l’application, ces produits sont conçus sous forme de dispersions, d’émulsions, de suspensions, de microémulsions ou de systèmes à libération contrôlée. Pour assurer une stabilité à long terme, il faut maîtriser précisément les forces d’interaction entre les particules et les gouttelettes – un facteur essentiel qui influence directement la durée de conservation, l’efficacité et la conformité réglementaire.
Le traitement par ultrasons répond à ces défis de formulation en générant des forces de cisaillement intenses et localisées par cavitation acoustique.

Cette technologie permet de manière fiable de :

• Disperser uniformément les poudres solides dans la phase liquide
• Émulsifier les huiles et les cires en mélanges stables sous forme de brume fine
• Broyer les particules jusqu’à des dimensions submicroniques ou nanométriques précises
• Accélérer la dissolution des sels et des électrolytes
• Mélanger les formulations finales pour obtenir des produits hautement homogènes

 
Au-delà du traitement mécanique, les ultrasons de puissance favorisent activement des transformations chimiques avancées. Ils améliorent la cinétique des réactions et permettent des procédés spécialisés tels que la synthèse chimique, la catalyse sonochimique, la catalyse par transfert de phase (PTC), la polymérisation, ainsi que la synthèse contrôlée ou la fonctionnalisation de surface des nanoparticules. Cette polyvalence fait du traitement par ultrasons un atout précieux, tant pour les procédés courants de formulation que pour le développement de produits agrochimiques de nouvelle génération.

Les ingrédients agrochimiques traités par sonication comprennent :

• Poudres mouillables (WP)
• Granulés dispersibles dans l’eau (WDG)
• Granulés secs dispersibles (DF)
• Formulations fluides ou suspensions concentrées (SC)
• Concentrés émulsionnables (EC)
• Concentrés liquides solubles (SLC)
• Granulés solubles dans l’eau (WSG)

Avantages du traitement des produits agrochimiques par ultrasons :

• Produits de haute qualité
• Sonication fiable
• Conditions de traitement contrôlables avec précision
• De la R&D à la production avec les équipements Hielscher : homogénéisateurs de laboratoire, appareils de paillasse et systèmes industriels
• Fabrication de produits de chimie fine par lots allant du kg à plusieurs tonnes
• Traitement par lots et en ligne
• Utilisation simple et sûre
• Technique écologique et respectueuse de l’environnement

Ingrédients et composants des produits agrochimiques

Les formulations agrochimiques sont constituées de divers composants. Les principaux ingrédients comprennent les substances actives (telles que les hydrocarbures chlorés, par exemple DDT, 2,4-D, 2,4,5-T), les organophosphates, par exemple le parathion et le malathion, les carbamates, par exemple le carbaryl et le carbofuran, les triazines, par exemple l’atrazine et la simazine, les polymères, les nanoparticules, les électrolytes (par exemple les sels de glyphosate, de fomésafène, de glufosinate et de paraquat), les cristaux liquides de tensioactifs, les intermédiaires (par exemple le 2,2-diméthoxypropane), les systèmes de gels, les supports (par exemple les fluides hydrocarbonés), les tensioactifs anioniques et non ioniques, les adjuvants, les huiles, les stabilisants et les émulsifiants. Ces composants doivent être traités de manière fiable pour formuler un produit agricole efficace qui protège les plantes et les cultures contre les organismes nuisibles, les agents pathogènes et les maladies.
Les homogénéisateurs de Hielscher Ultrasonics sont reconnus comme des équipements de mélange industriels fiables pour produire des produits chimiques de haute qualité.

Bibliographie/Références

• Nenciu, F.; Fatu, V.; Arsenoaia, V.; Persu, C.; Voicea, I.; Vladut, N.-V.; Matache, M.G.; Gageanu, I.; Marin, E.; Biris, S.-S.; et al. (2023): Bioactive Compounds Extraction Using a Hybrid Ultrasound and High-Pressure Technology for Sustainable Farming Systems. Agriculture 2023, 13, 899.
• 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.