Lo sviluppo e la sperimentazione dei prodotti fitosanitari richiedono molti anni. I costi sono simili a quelli dello sviluppo dei prodotti farmaceutici.
Essiccazione dell'impasto sotto vuoto senza spazi morti, indipendentemente dal livello di riempimento. La bassa velocità protegge le particelle dell'impasto.
Essiccazione dell'impasto sotto vuoto senza spazi morti nell'essiccatore a cono. L'utensile di miscelazione a rotazione lenta protegge le particelle di impasto.
La miscelazione dei pesticidi e dei fitosanitari (Parte 1)
La produzione di prodotti fitosanitari richiede sistemi di lavorazione moderni. Questo perché le sostanze altamente efficaci sono preziose. Da un lato, i costi di sviluppo sono elevati, dall'altro il processo di produzione è complesso.
Al termine della fase finale di sintesi, si ottiene una sostanza chimica liquida o in polvere. A causa della sua elevata concentrazione, può essere manipolata solo in sistemi chiusi (a pressione e sottovuoto). Prima di essere commercializzata, la sostanza viene diluita e formulata in modo elaborato. Ciò tiene conto della protezione della salute dell'utente. Per motivi di maggiore conservabilità e minore volume di trasporto, la forma in polvere è sempre più favorita.
amixon® ha sviluppato miscelatori sottovuoto che essiccano in modo particolarmente rapido e delicato. La polvere è generalmente fluida, cristallina e a basso contenuto di polvere.
Questo articolo in due parti descrive le caratteristiche di progettazione tipiche di amixon® per una maggiore efficienza:
- temperatura di essiccazione molto bassa
- apporto di calore accelerato
- essiccazione più rapida
- minore stress da taglio sul prodotto
- conservazione della struttura delle particelle
- migliore svuotamento dei residui
- Recupero dei solventi
L'essiccazione sotto vuoto nell'essiccatore amixon® completa la rispettiva fase di sintesi.
L'essiccazione sotto vuoto fornisce un prodotto di sintesi in polvere. Questo serve come materiale di partenza per un'ulteriore fase di sintesi. I moderni prodotti chimici in polvere altamente efficaci sono di solito il risultato di diverse fasi di sintesi, che terminano quasi sempre con l'essiccazione mista sotto vuoto. Con ogni fase di sintesi, l'ingrediente attivo diventa più prezioso e spesso più sensibile. È quindi importante evitare stress termici e meccanici durante l'essiccazione.
Una volta che il prodotto di sintesi è asciutto e sufficientemente freddo per essere scaricato dall'essiccatore sottovuoto, di solito sono sufficienti semplici materiali in acciaio inox come 1.4571 o 1.4404.
Una parte importante dello sviluppo degli ingredienti attivi riguarda la formulazione del prodotto finale: una di queste è, ad esempio, la micronizzazione degli ingredienti attivi in polvere e la loro successiva agglomerazione. I prodotti agglomerati sono fissi nel loro stato misto, poco polverosi e facilmente sospesi/solubili in acqua. Al contrario, le piccole particelle individuali galleggerebbero permanentemente sull'acqua senza sedimentare. Solo una sospensione/soluzione omogenea e priva di grumi può essere applicata uniformemente dall'agricoltore.
Un altro aspetto qualitativo è la stabilità a lungo termine. Non importa in quale zona climatica del mondo venga utilizzato il prodotto fitosanitario. Non deve decomporsi e deve essere facilmente solubile/dispersibile.
Nel centro tecnico amixon® è possibile dimostrare le fasi di lavorazione della sintesi, dell'essiccazione a contatto sottovuoto, dell'omogeneizzazione e della pellettizzazione. amixon vanta un'esperienza decennale nella progettazione di macchine di processo che sono da 10 a 50 volte più grandi delle macchine di prova.
Il miscelatore bialbero amixon® HM 3000 è utilizzato per la formulazione di principi attivi in polvere.
L'essiccazione sotto vuoto nell'essiccatore amixon® completa la rispettiva fase di sinte
Esempio di un classico impianto di sintesi multifunzionale. amixon® produce i seguenti apparecchi: Reattori di sintesi, bunker per paste, essiccatori a contatto sotto vuoto, miscelatori di raffreddamento e riempimento.
Processo di produzione in più fasi con requisiti elevati
Le fasi di sintesi per la produzione di prodotti fitosanitari variano a seconda dell'ingrediente attivo e della forma di applicazione desiderata. Tuttavia, le fasi di base del processo sono simili per i materiali di partenza in polvere.
In primo luogo, viene introdotto un solvente nel reattore, vengono aggiunti i materiali di partenza in polvere e disciolti o sospesi in modo omogeneo. In questo liquido avviene la prima reazione di sintesi. Il processo di agitazione può essere supportato da pompe di circolazione per promuovere la cinetica di reazione. Una volta completata la reazione, la nuova sostanza è disponibile in forma liquida.
Al liquido vengono aggiunti additivi per avviare la cristallizzazione del nuovo intermedio. La cristallizzazione/flocculazione è supportata da un controllo intelligente della temperatura. Durante la transizione di fase (da liquido a cristallino/solido) è necessaria un'azione di miscelazione particolarmente delicata. Ciò favorisce la conservazione della struttura cristallina delle particelle.
https://www.youtube.com/watch?v=StPGmvy-i4E
I solidi in sospensione rimangono generalmente pompabili e vengono sottoposti a un lavaggio a più stadi nella fase successiva del processo. Qui i reagenti vengono rimossi dai cristalli di principio attivo con acqua o solvente. La separazione meccanica solido-liquido avviene mediante centrifughe.
Occasionalmente, si utilizzano anche filtri sottovuoto o filtropresse a camera. Di norma, per la separazione meccanica solido-liquido si privilegiano sistemi chiusi a tenuta di gas.
Questa prima fase di sintesi è completata dall'essiccazione termica nell'essiccatore a miscelazione sotto vuoto amixon®. Il processo di essiccazione è controllato in modo tale da preservare in modo ottimale la struttura delle particelle. Inoltre, l'obiettivo è recuperare i solventi.
Essiccatoio di miscelazione sottovuoto amixon®/reattore di sintesi VMT 200, tutte le parti bagnate in lega 59.
Essiccatore miscelatore sottovuoto amixon®/reattore di sintesi VMT 6500. Tutte le parti a contatto con il prodotto sono realizzate in Alloy 59.
L'essiccatore a vuoto amixon® VMT 100 per il pilotaggio di un processo per una sostanza di prova.
Lo sviluppo di nuovi prodotti fitosanitari è lungo e costoso
Sono necessari circa dieci anni di intenso lavoro di sviluppo prima che un prodotto fitosanitario venga lanciato sul mercato. Nuove sostanze vengono costantemente ricercate in laboratorio e testate in prove su modello.
Il produttore investe circa 200 milioni di euro nello sviluppo di un nuovo ingrediente attivo. Vengono condotti circa 200 studi e registrati più di 800 parametri.
La salute e la sicurezza sul lavoro sono la priorità assoluta. Ogni nuova sostanza sperimentale viene formulata in modo da poter essere utilizzata in modo sicuro in agricoltura. Per queste formulazioni vengono utilizzati come eccipienti i cosiddetti vettori, come le farine di roccia o i solventi organici. Gli emulsionanti tensioattivi sono utilizzati come agenti bagnanti o di adesione. Il compito degli eccipienti è quello di rendere i principi attivi tecnicamente sicuri per l'applicazione finale. Gli eccipienti e i vettori devono essere compatibili con l'ambiente e sostenere l'efficacia.
Resistenza alla corrosione dell'acido solforico con l'esempio di quattro diversi materiali a base di nichel.
Essiccatore miscelatore sottovuoto amixon®/reattore di sintesi VMT 6500. Tutte le parti a contatto con il prodotto sono realizzate in Alloy 59.
Reattori di sintesi di lunga durata grazie a materiali adeguati
Se si esaminano le specifiche dei nuovi apparati negli impianti di sintesi in Europa, Cina, Stati Uniti e India, si possono fare tre osservazioni:
- I processi di sintesi chimica stanno diventando sempre più complessi.
- Le sostanze ottenute sono sempre più sensibili alla temperatura.
- I solventi utilizzati sono sempre più aggressivi/corrosivi.
- I requisiti igienici sono in aumento.
- Per motivi di sicurezza, vengono definite pressioni di esercizio e temperature di esercizio ammissibili sempre più elevate.
I materiali austenitici convenzionali sono ancora utilizzati nel migliore dei casi nel settore delle polveri. Tuttavia, anche gli acciai inossidabili austenitici-ferritici (duplex e super duplex) sono sempre più utilizzati. Per i reattori di sintesi e gli essiccatori, la tendenza è quella di utilizzare materiali altamente legati a base di nichel (Hastelloy C22 e Alloy 59).
L'invecchiamento è accelerato da bruschi cambiamenti tra vuoto e pressione e tra funzionamento a caldo e a freddo. Il processo di invecchiamento può portare a cricche da tensocorrosione.
amixon® ha molti anni di esperienza e le necessarie qualifiche di saldatura per produrre attrezzature a pressione di tutte le classi in conformità alle normative internazionali. La vita media delle attrezzature amixon® è di oltre 30 anni. Allo stesso tempo, amixon® soddisfa tre requisiti:
- Design sofisticato per una tenuta permanente sotto pressione e sotto vuoto.
- Eccellente protezione dalla corrosione.
- Elevata protezione dall'usura.
amixon® ha esperienza nella saldatura di materiali altamente legati. La saldatura di questi materiali richiede, ad esempio, sequenze di saldatura e pulizia rigorose. Anche i test meccanici e di corrosione che accompagnano la produzione, come l'ASTM G48, possono portare a una cancellazione indesiderata del lavoro già svolto. Lo stesso vale per il test di corrosione Cabot sui cordoni di saldatura.
Colture per l'alimentazione
Alla fine del 2020 sulla Terra vivranno più di 7,8 miliardi di persone. Nel 2050 ci saranno circa 9,7 miliardi di persone, secondo l'attuale proiezione demografica delle Nazioni Unite del 2019. Per produrre cibo a sufficienza per la crescente popolazione mondiale, l'agricoltura mondiale non può fare a meno dei pesticidi. Senza i prodotti fitosanitari, i rendimenti agricoli che oggi diamo per scontati in tutto il mondo non sarebbero neanche lontanamente raggiungibili.
Il termine pesticidi è un termine collettivo e comprende sostanze attive con diverso spettro d'azione: per controllare gli acari (arcicidi), i patogeni microbici (battericidi), i funghi o le loro spore (fungicidi), le erbacce multivore (erbicidi), gli sciami di insetti (insetticidi), i nematodi (nematicidi) e i roditori dannosi (rodenticidi).
I prodotti fitosanitari e le loro diverse funzioni protettive
Fatturato e vendite nel mercato tedesco dei prodotti fitosanitari.
Fatturato e vendite nel mercato tedesco dei prodotti fitosanitari,
utilizzati per massimizzare i rendimenti contro gli organismi indesiderati in agricoltura. Purtroppo, il loro utilizzo su larga scala comporta anche rischi residui per l'ambiente, ma non ci sono alternative a causa del loro elevato beneficio per la produzione agricola. Il loro effetto è tale che alcuni prodotti fitosanitari possono essere utilizzati anche in agricoltura biologica. Questo avviene quando altre misure falliscono. - Un metodo spesso praticato è la creazione di rotazioni colturali intelligenti per prevenire la riproduzione di massa dei parassiti. I prodotti fitosanitari che possono essere utilizzati in agricoltura biologica, ad esempio, sono regolati dall'Ordinanza sull'agricoltura biologica. "In caso di minaccia identificata per le colture, possono essere utilizzati solo i prodotti fitosanitari autorizzati per l'uso nella produzione biologica in conformità all'articolo 16" (articolo 12 del Regolamento 834/2007).
I prodotti per la protezione delle colture sono un mercato globale che vale miliardi
Il mercato mondiale dei prodotti fitosanitari è ampio. Gli erbicidi rappresentano il volume di produzione di gran lunga maggiore, seguiti dagli insetticidi e dai fungicidi. Nel 2018, le vendite globali di prodotti per la protezione delle colture sono state pari a poco meno di 48 miliardi di euro, con un aumento dello 0,5% rispetto all'anno precedente. Nel 2021 il fatturato globale ha ristagnato. L'Asia è di gran lunga il mercato più grande, davanti all'America Latina e all'Europa.
In Germania, il fatturato nello stesso periodo è stato di 1,3 miliardi di euro. La quantità di prodotti fitosanitari venduti in Germania è stata di circa 48.000 tonnellate nel 2016, raddoppiando in dieci anni (2006: circa 32.000 tonnellate). Di questi, circa il 40% sono erbicidi (diserbanti), circa il 25% sono fungicidi (contro i funghi e le loro spore) e circa il 30% sono insetticidi (per uccidere, allontanare o inibire gli insetti e i loro stadi di sviluppo). L'uso di prodotti fitosanitari in Germania è diminuito costantemente da 1,6 miliardi di euro a 1,15 miliardi di euro nel periodo 2014-2020. Nel 2021, il consumo è salito a 1,2 miliardi di euro. In Germania, nel 2016 sono state registrate circa 270 sostanze attive in un totale di 753 prodotti fitosanitari diversi. I ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando a pieno ritmo per sviluppare nuove sostanze attive sostenibili che si decompongono senza lasciare residui una volta che hanno fatto effetto.
Classifica dei maggiori produttori di agrofarmaci.
Volume delle vendite in miliardi di euro e mercati di vendita globali negli anni dal 2008 al 2018.
© Copyright by amixon GmbH