Schaal de formulering van agrochemicaliën op met industriële sonicators

Het formuleren van agrochemicaliën vereist het dispergeren, oplossen, emulgeren en homogeniseren van verbindingen. Sonicatie is een effectieve methode om hoogwaardige chemische suspensies te maken. Hiermee kunnen formuleringen met een hoog gehalte aan bestanddelen snel worden geproduceerd en kunnen actieve bestanddelen zoals nanodeeltjes en polymeren worden bereid voor zeer functionele agrochemicaliën.

Ultrasone productie van landbouwchemicaliën

De productie van agrochemicaliën – waaronder meststoffen (bijv. verbindingen op basis van stikstof en fosfor) en gewasbeschermingsmiddelen (bijv. herbiciden, insecticiden, fungiciden en rodenticiden) – vereist nauwkeurige dispersie, oplossing en emulgering van hun componenten. Ultrasoon geluid met hoog vermogen voorziet in deze verwerkingsbehoeften door hoge afschuifkrachten op te wekken via cavitatie, die gedurende het gehele formuleringsproces zorgen voor consistent mengen, homogeniseren en vermengen.

Verbeter gewasbeschermingsmiddelen en meststoffen met sonicatie

Hoe gewasbeschermingsmiddelen profiteren van ultrasoon geluid

• Suspensieconcentraten (SCs): Actieve bestanddelen vermalen tot submicronafmetingen om bezinking te voorkomen en de werkzaamheid op het veld te maximaliseren.
• Emulgeerbare concentraten (ECs): Stabiele, fijnnevelachtige olie-in-wateremulsies produceren om fasescheiding te voorkomen.
• Bevochtigbare poeders: Droge poeders deagglomereren om snelle en volledige bevochtiging bij contact met water te waarborgen.
• Ingekapselde formuleringen: Polymeercoatings gelijkmatig dispergeren om barrières te creëren die gecontroleerde afgifte mogelijk maken en bescherming tegen UV bieden.

Hoe meststoffen profiteren van ultrasoon geluid

• Vloeibare meststoffen: Ervoor zorgen dat micronutriënten niet bezinken (suspensies stabiliseren).
• NPK-oplossingen: Kristallisatie in sterk geconcentreerde vloeibare meststoffen voorkomen.
• Gecoat ureum: De dispersie verbeteren van polymeren die worden gebruikt in meststoffen met langzame afgifte.

De kwaliteit en effectiviteit van agrochemicaliën hangen sterk af van de concentratie, grootte en vorm van werkzame stoffen en additieven, evenals van hun onderlinge interactie. Dit betekent dat de dispersie, emulsie of suspensie van de additieven en werkzame stoffen in belangrijke mate beïnvloedt hoe de gewenste eigenschappen van een meststof of pesticide tot uiting komen. Om hoogwaardige gespecialiseerde chemicaliën zoals agrochemicaliën te produceren, moeten de vloeibare of vaste deeltjes betrouwbaar worden verwerkt: ultrasone deeltjesverkleining, dispersie, emulgering en homogenisatie resulteren in stabiele formuleringen en uiteindelijk in een hoogwaardig chemisch product.
Het assortiment ultrasone dispergeerapparaten en homogenisatoren van Hielscher biedt het geschikte “werkpaard” voor uw toepassing!

Verbeterde agrochemische formuleringen – hogere efficiëntie

Agrochemische formuleringen combineren doorgaans een of meer actieve bestanddelen met gespecialiseerde additieven om de gewenste prestaties op het veld te leveren. Afhankelijk van de toepassing worden deze producten ontwikkeld als dispersies, emulsies, suspensies, micro-emulsies of systemen met gecontroleerde afgifte. Om langdurige stabiliteit te bereiken, is nauwkeurige beheersing van de interactiekrachten tussen deeltjes en druppels vereist – een cruciale factor die rechtstreeks invloed heeft op de houdbaarheid, werkzaamheid en naleving van regelgeving.
Ultrasone verwerking pakt deze formuleringsuitdagingen aan door via akoestische cavitatie intense, plaatselijke afschuifkrachten op te wekken.

Deze technologie zorgt op betrouwbare wijze voor het volgende:

• Dispergeert vaste poeders gelijkmatig in de vloeibare fase
• Emulgeert oliën en wassen tot stabiele, fijnnevelachtige mengsels
• Vermaalt deeltjes tot nauwkeurige afmetingen op submicron- of nanoschaal
• Versnelt het oplossen van zouten en elektrolyten
• Mengt de uiteindelijke formuleringen tot zeer homogene producten

 
Naast mechanische verwerking ondersteunt ultrasoon geluid met hoog vermogen actief geavanceerde chemische omzettingen. Het verbetert de reactiekinetiek en maakt gespecialiseerde processen mogelijk, zoals chemische synthese, sonochemische katalyse, faseoverdrachtskatalyse (PTC), polymerisatie en de gecontroleerde synthese of oppervlaktefunctionalisering van nanodeeltjes. Deze veelzijdigheid maakt ultrasone verwerking waardevol voor zowel routinematige formuleringsprocessen als de ontwikkeling van agrochemicaliën van de volgende generatie.

Agrochemische bestanddelen die met sonicatie worden verwerkt, zijn onder meer:

• Bevochtigbare poeders (WP)
• In water dispergeerbare granulaten (WDG)
• Droge, vrij stromende granulaten (DF)
• Vloeibare suspensies of suspensieconcentraten (SC)
• Emulgeerbare concentraten (EC)
• Oplosbare vloeibare concentraten (SLC)
• In water oplosbare granulaten (WSG)

Voordelen van ultrasone verwerking van agrochemicaliën:

• Hoogwaardige producten
• Betrouwbare sonicatie
• Nauwkeurig regelbare procesomstandigheden
• Van R&D tot productie met de volgende apparatuur van Hielscher: laboratoriumhomogenisatoren, tafelapparaten en industriële systemen
• Productie van fijnchemicaliën in batches van kg tot meerdere tonnen
• Batch- en inline verwerking
• Eenvoudige en veilige bediening
• Groene, milieuvriendelijke techniek

Bestanddelen en componenten in agrochemicaliën

Agrochemische formuleringen bestaan uit verschillende componenten. De belangrijkste bestanddelen zijn de werkzame stoffen (zoals gechloreerde koolwaterstoffen, bijv. DDT, 2,4-D, 2,4,5-T), organofosfaten, bijv. parathion en malathion, carbamaten, bijv. carbaryl en carbofuran, triazine, bijv. atrazine en simazine), polymeren, nanodeeltjes, elektrolyten (bijv. zouten van glyfosaat, fomesafen, glufosinaat, paraquat), vloeibare kristallen van oppervlakteactieve stoffen, tussenproducten (bijv. 2,2-dimethoxypropaan), gelsystemen, dragers (bijv. koolwaterstofvloeistoffen), anionische en niet-ionische oppervlakteactieve stoffen, hulpstoffen, oliën, stabilisatoren en emulgatoren. Deze componenten moeten betrouwbaar worden verwerkt om een effectief landbouwproduct te formuleren dat planten en gewassen beschermt tegen schadelijke plaagorganismen, ziekteverwekkers en ziekten.
De homogenisatoren van Hielscher Ultrasonics hebben zich bewezen als betrouwbare industriële mengapparatuur voor de productie van hoogwaardige chemicaliën.

Literatuur/referenties

• 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.