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今日の農作物保護製品は非常に効果的で環境に優しい。
植物保護製品(その2)
作物保護剤の生産には、高性能の合成プラントが必要である。現代の有効成分は、多くの合成段階の結果である。最終製品が無毒であっても、中間段階の製品が有害物質となる可能性がある。これらは化学的高濃縮物として合成工場から出荷される。したがって、プロセス・システムは、真空下であるか過圧下であるかにかかわらず、恒久的にガス密閉されていなければならない。これは最終製品に至るまで、合成のすべての段階に当てはまる。
今日の農作物保護製品は非常に効果的で環境に優しい。amixon GmbHの合成リアクターは、効率の向上と操作の安全性という点で貴重な特性を持っています。そのため、会社にとって非常に貴重な存在となっている。
本稿の前半では、農薬製造過程における合成ステップと、その技術的設備ソリューションに焦点を当てた。パート2では、真空乾燥と混合冷却の工程を詳しく見ていく:機器の熱応力を避ける最善の方法とは?混合の質と熱交換面が果たす役割とは?
緩衝液バンカー/ペーストバンカー
多くの異なる機器がシステム内で直列に接続されている場合、これはプロセスラインとも呼ばれる。ラインには、バッチ処理しかできない装置もあれば、連続処理しかできない装置もある。クリティカル・ポイントは、連続からバッチへ、あるいはその逆へとシステムが変化する際に常に発生する。そこでは、材料の流れは緩衝容器に集められなければならない。ウェットグッズに使用できる緩衝容器はペーストバンカーと呼ばれる。
ペースト・バンカーは、湿った化学薬品をガス密閉で貯蔵し、必要に応じて排出し、いつでも排出を停止できるものでなければならない。残留エンプティは、保管期間や湿し水の流動性に関係なく、可能な限り高く、つまり完全に保たれなければならない。ペースト・バンカーは、緩衝液が時間と共に固化したり、膨張挙動を示したりする場合にも機能しなければならない。ペーストバンカーは、粒構造(グラニュロメトリー)を維持するため、できるだけ塊を動かさないようにする。
下段は固液分離用フィルターの一例。可能であれば、連続運転可能なフィルター、例えばピーラー遠心分離機を使用する。原料の性質によっては、連続運転の遠心分離機を解体し、不連続運転のチャンバーフィルタープレスと交換する必要があるかもしれない。濾過方法の選択は、効率と達成できる除湿の程度によって決まる。この文脈では、上流と下流の設備による緩衝効果を無視することはできない。
濾過工程が終わると、製品はバンカーに回収される。この段階では、製品は湿った砕けやすいバルク材料のように見える。実際には、ほとんどの場合、構造的に粘性があり、攪拌すると粘度がすぐに変化する。そうすると、ケーキの生地のようにベタベタとくっつくことがある。時には、湿った化学薬品を加熱または冷却したり、排気したり、不活性ガスで覆ったりする必要がある。
これまでの経験から、ペーストバンカーから真空混合乾燥機までの搬送経路はできるだけ短くすることが望ましいことが分かっている。下部が円錐状に広がっているダウンパイプを選ぶのがベスト。可能であれば、継手は開放時に流れの抵抗を与えないように選択すべきである。
速くて優しい乾燥
一部の有効成分については、有効成分の安定性を損なわないために、35℃を超えてはならない。乾燥工程は、有利にはamixon®真空混合乾燥機で行われる。真空をかけるため、この工程もバッチで行わなければならない。ミキシングツールは上部にのみ取り付けられ、駆動される。amixon®乾燥機では、製品に接触するすべての部品(ミキシングチャンバー全体、ミキシングシャフト、ミキシングアーム、ヘリックス)が加熱されます。製品は三次元的に優しくシャベルされる。乾燥中に一時的にダマができることがある。ハイシアブレードは、必要に応じて塊を凝集させる。
含水率は15~40質量%である。これらは水、溶剤、または様々な混合液である。このタイプの真空接触乾燥には、主に4つの利点がある:
- 流体の気化は低温で起こる。
- 乾燥工程が速く、エネルギー効率が高い。
- 乾燥は完全に密閉されたシステムで行われる
- 気化した液体は大部分が保持され、再利用できる。
- 無菌の蒸気を加えることで、残留溶媒を拡散させることができる。
- ミキサー・ドライヤーは残量空焚き率が良い。
amixon®スパイラルミキサーは、非常に大きな質量と熱交換面を持つことができます。
乾燥温度が低いほど、乾燥に時間がかかる。特に大量の熱をミックスに導入すれば、製品を傷めることなく乾燥時間を短縮できる。各パーティクルは、ミキサードライヤーの温度制御された表面にできるだけ頻繁に接触させること。ここでは、ミキサーの低回転数における混合材料の三次元的な流れが要求される。しかし、液体含有量が減少するにつれてミックスのレオロジーが変化するため、これは難題である:最初は流動性が高く、ポンプで圧送可能な懸濁液が存在し、その後、粘度が高く、チューインガムのような粘性のあるペースト状になり、次第に粘着性のある大きな塊が形成されることも珍しくない。乾燥工程が進むにつれて、これらは崩壊し、最後に均質な有効成分粉末が生成される。
熱媒体は、ハーフパイプコイルまたは古典的なダブルジャケットを介して、混合/乾燥材料に接触するすべての表面に供給される。これは回転式ミキシングツールにも当てはまり、そのシャフト、ミキシングアーム、スパイラルアジテーターには、内部に熱流体ガイドが取り付けられている。ミキシングルームの床とヘッドエリアも温度調節されている。
熱流体が蒸気として導入され、凝縮水として機器から排出される場合、均一な温度制御は特に難しい。熱流体のエンタルピー変化により、特に大量の熱が混合物に導入される。
乾燥試験は通常、小規模で行われる。このような乾燥結果を5 m³、10 m³以上の大型乾燥機に外挿できるようにするには、ミキサー乾燥機内の混合材料の理論体積流量を知ることが重要です。これにより、ミックス質量に対する熱交換面の比率を標準化することができる。ここで、アミクソンは有意義なデータベースと、予測を裏付ける豊富な現場経験を持っている。
amixon® ミキサークーラーによる生産効率の向上
乾燥後、ミックスは充填前に冷却しなければならない。もちろん、冷却は真空ミキシング・ドライヤーで行うこともできる。しかし実際には、ミキサー・クーラーを追加することで生産効率が向上する。例えば、真空乾燥機の下に適切な寸法のミキサークーラーを設置すれば、システムの出力を大幅に向上させることができる。また、大袋や容器の部分充填や、自動で作動する充填システムへの供給も引き継がれる。
大規模な粉体塊のバッチ式冷却は、次のように簡単ではない。
- 冷却表面と乾燥粒子はある特定の場所でしか接触できないため、熱交換を促進する効果はほとんどない。
- 粉末の熱伝導率は一般的に低い。
- 攪拌/混合によってもたらされるエネルギーは、混合物の温度を上昇させるので、実際には冷却する必要がある。
- 不要な結露を防ぐため、温度低下は制限されている。
これら全ての要求を満たすためには、非常に大きな熱交換面が必要であり、混合材料を非常に低いエネルギー消費で移動させる必要があります。
上市のための処方
いわゆる製剤ラインでは、有効成分が仕向け国に応じて正しく包装されラベル付けされ、安全に流通できるように調製される。その製剤プロセスは、たとえば次のようなものだ:粉砕、混合、脱凝集、混合、圧縮、充填、ラベリング。
粉末状の有効成分は、まず「希釈」しなければならない。エアジェット粉砕機は、有効成分を非常に細かく粉砕するため、偏析することなく担体材料と凝集する。水溶性物質に加え、ベントナイト、カオリン、石灰石の粉末も担体物質として使用できる。表面活性乳化剤は、湿潤剤や接着剤としても使用できる。混合比は1:5000まで。特に短時間で理想的な混合品質を達成することは、現代の精密ミキサーが再現可能な偉業である。精密ミキサーを数秒以内に完全に空にする必要がある場合、amixon®のKoneSlid®ミキサーに代わるものはほとんどありません。ミキシングとウェッティングプロセスは、アミクソンのハイシアブレードによって強化されます。インテンシブミキサーがより正確に混合・排出すればするほど、工程はより安全になる。
混合後、粉末状の植物保護製品は、エンドユーザーが適切な水製剤に容易に溶解できるよう、小さな容器に充填される。この場合、さらに1:1,000以上の希釈が必要となる。
KoneSlid®ミキサー
... は、ヘリカルミキシングツールが上方からのみ支持・駆動される縦型精密ミキサーである。ミキシングツールは、円筒形状のミキシングチャンバーに最適に適合している。特別な特徴は、ミキサー底部の円錐形の変位体である。変位ボディーは、ミキシング中のミックスのデッドスペースのない流れを促進し、ミックスが数センチ下方に移動すると、ミックスが極めて迅速に空になることを保証する。
製剤ラインはキャンペーンベースで運営されている。その後、徹底的なウェット洗浄が行われる。KoneSlid®ミキサーは、内蔵のウォッシュ・イン・プレース・オービタルクリーナーにより、このウェット洗浄と乾燥を自動的に行うこともできます。その後、湿ったクリーナーを圧縮空気で吹き飛ばし、乾燥させる。
KoneSlid® ミキサーは、複数の大きな点検口によりメンテナンスが容易です。
![amixon®テクニカルセンターでは、30種類以上の試験機を用意しています。 amixon®テクニカルセンターでは、30種類以上の試験機を用意しています。](https://www.amixon.com/fileadmin/amixon/Articles/0027_Pflanzenschutzmittel_-Teil_2-/Showroom_Breitformat_.jpg)
amixon®テクニカルセンターでは、30種類以上の試験機を用意しています。
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