Skala upp formuleringen av agrokemikalier med industriella ultraljudsapparater

Formulering av agrokemikalier kräver dispergering, upplösning, emulgering och homogenisering av föreningar. Ultraljudsbehandling är en effektiv metod för att framställa kemiska suspensioner av hög kvalitet. Den möjliggör snabb produktion av formuleringar med hög halt av aktiva ämnen och underlättar beredningen av aktiva ingredienser som nanopartiklar och polymerer för agrokemikalier med hög funktionalitet.

Tillverkning av jordbrukskemikalier med ultraljud

Produktionen av agrokemikalier – inklusive gödselmedel (t.ex. kväve- och fosforbaserade föreningar) och växtskyddsmedel (t.ex. herbicider, insekticider, fungicider och rodenticider) – kräver noggrann dispergering, upplösning och emulgering av deras beståndsdelar. Högeffektsultraljud tillgodoser dessa bearbetningsbehov genom att generera höga skjuvkrafter som induceras av kavitation och säkerställer jämn blandning, homogenisering och sammanblandning under hela formuleringsprocessen.

Förbättra växtskyddsmedel och gödselmedel med ultraljudsbehandling

Så förbättras växtskyddsmedel med ultraljud

• Suspensionskoncentrat (SCs): Malning av aktiva ingredienser till storlekar under en mikrometer för att förhindra sedimentering och maximera effekten i fält.
• Emulgerbara koncentrat (ECs): Framställning av stabila, finfördelade olja-i-vatten-emulsioner för att förhindra fasseparation.
• Vätbara pulver: Deagglomerering av torra pulver för att säkerställa snabb och fullständig vätning vid kontakt med vatten.
• Inkapslade formuleringar: Jämn dispergering av polymerbeläggningar för att skapa barriärer som ger kontrollerad frisättning och UV-skydd.

Så förbättras gödselmedel med ultraljud

• Flytande gödselmedel: Säkerställande av att mikronäringsämnen inte sedimenterar (stabilisering av suspensioner).
• NPK-lösningar: Förebyggande av kristallisation i högkoncentrerade flytande gödselmedel.
• Belagd urea: Förbättrad dispergering av polymerer som används i gödselmedel med långsam frisättning.

Agrokemikaliers kvalitet och effektivitet beror i hög grad på koncentrationen, storleken och formen hos aktiva ämnen och tillsatser samt på deras samverkan. Detta innebär att dispergeringen, emulsionen eller suspensionen av tillsatserna och de aktiva ämnena i hög grad påverkar hur de önskade egenskaperna hos ett gödselmedel eller bekämpningsmedel kommer till uttryck. För att framställa specialkemikalier av hög kvalitet, såsom agrokemikalier, måste de flytande eller fasta partiklarna bearbetas på ett tillförlitligt sätt: partikelstorleksreduktion, dispergering, emulgering och homogenisering med ultraljud ger stabila formuleringar och i slutändan en kemisk produkt av hög kvalitet.
Hielschers sortiment av ultraljudsdispergerare och homogenisatorer erbjuder en lämplig ”arbetshäst” för din tillämpning!

Förbättrade agrokemiska formuleringar – högre effektivitet

Agrokemiska formuleringar kombinerar vanligtvis en eller flera aktiva ingredienser med specialiserade tillsatser för att ge önskad prestanda i fält. Beroende på tillämpningen utformas dessa produkter som dispersioner, emulsioner, suspensioner, mikroemulsioner eller system med kontrollerad frisättning. För att uppnå långvarig stabilitet krävs noggrann kontroll av växelverkanskrafterna mellan partiklar och droppar – en avgörande faktor som direkt påverkar hållbarhet, effektivitet och efterlevnad av myndighetskrav.
Ultraljudsbehandling löser dessa formuleringsutmaningar genom att generera intensiva, lokala skjuvkrafter genom akustisk kavitation.

Denna teknik kan på ett tillförlitligt sätt:

• Dispergera fasta pulver jämnt i vätskefasen
• Emulgera oljor och vaxer till stabila, finfördelade blandningar
• Mala partiklar till precisa dimensioner under en mikrometer eller på nanoskala
• Påskynda upplösningen av salter och elektrolyter
• Blanda slutliga formuleringar till mycket homogena produkter

 
Utöver mekanisk bearbetning stöder effektultraljud aktivt avancerade kemiska omvandlingar. Det förbättrar reaktionskinetiken och möjliggör specialiserade processer såsom kemisk syntes, sonokemisk katalys, fasöverföringskatalys (PTC), polymerisation samt kontrollerad syntes eller ytfunktionalisering av nanopartiklar. Denna mångsidighet gör ultraljudsbehandling till en värdefull resurs både för rutinmässiga formuleringsprocesser och för utvecklingen av nästa generations agrokemikalier.

Agrokemiska ingredienser som bearbetas med ultraljud omfattar:

• Vätbara pulver (WP)
• Vattendispergerbara granulat (WDG)
• Torra, flytbara granulat (DF)
• Flytbara formuleringar eller suspensionskoncentrat (SC)
• Emulgerbara koncentrat (EC)
• Lösliga flytande koncentrat (SLC)
• Vattenlösliga granulat (WSG)

Fördelar med ultraljudsbehandling av agrokemikalier:

• Produkter av hög kvalitet
• Tillförlitlig ultraljudsbehandling
• Exakt reglerbara processförhållanden
• Från FoU till produktion med Hielschers laboratoriehomogenisatorer, bänkapparater och industrisystem
• Tillverkning av finkemikalier i satser från kg till flera ton
• Satsvis bearbetning och inlinebearbetning
• Enkel och säker drift
• Grön, miljövänlig teknik

Ingredienser och komponenter i agrokemikalier

Agrokemiska formuleringar består av olika komponenter. De viktigaste ingredienserna omfattar de verksamma ämnena (såsom klorerade kolväten, t.ex. DDT, 2,4-D, 2,4,5-T), organofosfater, t.ex. paration och malation, karbamater, t.ex. karbaryl och karbofuran, triazin, t.ex. atrazin och simazin), polymerer, nanopartiklar, elektrolyter (t.ex. salter av glyfosat, fomesafen, glufosinat, parakvat), flytande kristaller av tensider, intermediärer (t.ex. 2,2-dimetoxipropan), gelsystem, bärare (t.ex. kolvätevätskor), anjoniska och nonjoniska tensider, adjuvanser, oljor, stabilisatorer och emulgeringsmedel. Dessa komponenter måste bearbetas på ett tillförlitligt sätt för att formulera en effektiv jordbruksprodukt som skyddar växter och grödor mot skadliga skadegörare, patogener och sjukdomar.
Homogenisatorer från Hielscher Ultrasonics är etablerade som tillförlitlig industriell blandningsutrustning för tillverkning av kemikalier av hög kvalitet.

Litteratur/Referenser

• 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.