![[Translate to Polish:] Die Erforschung und Herstellung von Pflanzenschutzmitteln ist mit sehr hohen Kosten verbunden. [Translate to Polish:] Die Erforschung und Herstellung von Pflanzenschutzmitteln ist mit sehr hohen Kosten verbunden.](https://www.amixon.com/fileadmin/amixon/Articles/0026_Pflanzenschutzmittel_-Teil_1-/Pflanzenschutz_1-1.jpg)
Opracowywanie i testowanie środków ochrony roślin trwa wiele lat. Koszty są podobne do kosztów opracowywania farmaceutyków.
Środki ochrony roślin (część 1)
Produkcja środków ochrony roślin wymaga nowoczesnych systemów przetwarzania. Wynika to z faktu, że wysoce skuteczne substancje są cenne. Z jednej strony ze względu na wysokie koszty rozwoju, a z drugiej ze względu na złożony proces produkcji.
Pod koniec końcowego etapu syntezy powstaje płynna lub sproszkowana substancja chemiczna. Ze względu na jej wysokie stężenie, może być ona przetwarzana wyłącznie w systemach zamkniętych (ciśnieniowych i próżniowych). Przed wprowadzeniem na rynek jest ona rozcieńczana i poddawana szczegółowej formulacji. Uwzględnia to ochronę zdrowia użytkownika. Ze względu na dłuższy okres trwałości i mniejszą objętość transportową, coraz częściej preferowana jest forma proszku.
Firma amixon® opracowała suszarki próżniowe z mieszalnikiem, które suszą szczególnie szybko i delikatnie. Proszek jest zazwyczaj sypki, krystaliczny i ma niską zawartość pyłu.
Ten dwuczęściowy artykuł opisuje typowe cechy konstrukcyjne amixon® zapewniające większą wydajność:
- bardzo niska temperatura suszenia
- przyspieszony dopływ ciepła
- szybsze suszenie
- Mniejsze naprężenia ścinające na produkcie
- zachowanie struktury cząstek
- lepsze opróżnianie pozostałości
- Odzyskiwanie rozpuszczalników
Suszenie próżniowe w suszarce amixon® kończy odpowiedni etap syntezy.
Suszenie próżniowe dostarcza sproszkowany produkt syntezy. Służy on jako materiał wyjściowy do dalszego etapu syntezy. Nowoczesne, wysoce skuteczne chemikalia w proszku są zwykle wynikiem kilku etapów syntezy, które prawie zawsze kończą się suszeniem mieszanym próżniowym. Z każdym etapem syntezy składnik aktywny staje się bardziej wartościowy i często bardziej wrażliwy. Dlatego ważne jest unikanie naprężeń termicznych i mechanicznych podczas suszenia.
Gdy produkt syntezy jest suchy i wystarczająco chłodny, aby można go było wyładować z suszarki próżniowej, zwykle wystarczają proste materiały ze stali nierdzewnej, takie jak 1.4571 lub 1.4404.
Ważna część procesu opracowywania substancji czynnych dotyczy końcowej formulacji produktu: jedną z nich jest na przykład mikronizacja sproszkowanych substancji czynnych, a następnie ich aglomeracja. Aglomerowane produkty są utrwalone w stanie zmieszanym, mają niską zawartość pyłu i są łatwo zawieszone/rozpuszczalne w wodzie. W przeciwieństwie do tego, małe pojedyncze cząstki unosiłyby się na stałe na wodzie bez sedymentacji. Tylko pozbawiona grudek, jednorodna zawiesina/roztwór może być równomiernie aplikowana przez rolnika.
Kolejnym aspektem jakości jest długoterminowa stabilność. Nie ma znaczenia, w jakiej strefie klimatycznej świata stosowany jest środek ochrony roślin. Nie może on ulegać rozkładowi i musi być łatwo rozpuszczalny/dyspergowalny.
W centrum technicznym amixon® można zademonstrować etapy przetwarzania syntezy, próżniowego suszenia kontaktowego, homogenizacji i peletyzacji. amixon ma wieloletnie doświadczenie w projektowaniu maszyn procesowych, które są od 10 do 50 razy większe niż maszyny testowe.
Wieloetapowy proces produkcji o wysokich wymaganiach
Etapy syntezy do produkcji środków ochrony roślin różnią się w zależności od składnika aktywnego i pożądanej formy zastosowania. Jednak podstawowe etapy procesu są podobne dla sproszkowanych materiałów wyjściowych.
Po pierwsze, rozpuszczalnik jest wprowadzany do reaktora, sproszkowane materiały wyjściowe są dodawane i jednorodnie rozpuszczane lub zawieszane. W tej cieczy zachodzi pierwsza reakcja syntezy. Proces mieszania może być wspomagany przez pompy cyrkulacyjne w celu promowania kinetyki reakcji. Po zakończeniu reakcji nowa substancja jest dostępna w postaci ciekłej.
Do cieczy dodawane są dodatki, które inicjują krystalizację nowego półproduktu. Krystalizacja/flokulacja jest wspomagana przez inteligentną kontrolę temperatury. Podczas przejścia fazowego (ciecz-kryształ-ciało stałe) wymagane jest szczególnie delikatne mieszanie. Sprzyja to zachowaniu krystalicznej struktury cząstek.
https://www.youtube.com/watch?v=StPGmvy-i4E
Zawieszone cząstki stałe są zazwyczaj pompowane i poddawane wieloetapowemu płukaniu w kolejnym etapie procesu. Tutaj odczynniki są usuwane z kryształów substancji czynnej za pomocą wody lub rozpuszczalnika. Mechaniczne oddzielanie ciał stałych od cieczy odbywa się za pomocą wirówek.
Czasami stosowane są również filtry próżniowe lub komorowe prasy filtracyjne. Z reguły do mechanicznego oddzielania ciał stałych od cieczy preferowane są gazoszczelne, zamknięte systemy.
Pierwszy etap syntezy jest zakończony suszeniem termicznym w suszarce próżniowej z mieszalnikiem amixon®. Proces suszenia jest kontrolowany w taki sposób, aby optymalnie zachować strukturę cząstek. Ponadto celem jest odzyskanie rozpuszczalników.
Opracowywanie nowych środków ochrony roślin jest długotrwałe i kosztowne
Zanim środek ochrony roślin zostanie wprowadzony na rynek, potrzeba około dziesięciu lat intensywnych prac rozwojowych. Nieustannie poszukuje się nowych substancji w laboratoriach i testuje się je w badaniach modelowych.
Producent inwestuje około 200 milionów euro w rozwój nowego składnika aktywnego. Przeprowadza się około 200 badań i rejestruje ponad 800 parametrów.
Zdrowie i bezpieczeństwo w pracy są najwyższym priorytetem. Każda nowa substancja testowa jest formułowana w taki sposób, aby mogła być bezpiecznie stosowana w rolnictwie. W tych formulacjach jako substancje pomocnicze stosowane są tak zwane nośniki, takie jak mączki skalne lub rozpuszczalniki organiczne. Emulgatory powierzchniowo czynne są stosowane jako środki zwilżające lub adhezyjne. Zadaniem substancji pomocniczych jest sprawienie, by składniki aktywne były technicznie bezpieczne dla końcowego zastosowania. Substancje pomocnicze i nośniki muszą być przyjazne dla środowiska i zapewniać skuteczność.
Długotrwałe reaktory syntezy dzięki odpowiednim materiałom
Jeśli przyjrzymy się specyfikacjom nowej aparatury w zakładach syntezy w Europie, Chinach, USA i Indiach, można poczynić trzy spostrzeżenia:
- Procesy syntezy chemicznej stają się coraz bardziej złożone.
- Otrzymywane substancje stają się coraz bardziej wrażliwe na temperaturę.
- Stosowane rozpuszczalniki stają się coraz bardziej agresywne/żrące.
- Rosną wymagania higieniczne.
- Ze względów bezpieczeństwa definiowane są coraz wyższe ciśnienia robocze i dopuszczalne temperatury robocze.
Konwencjonalne materiały austenityczne są nadal stosowane w sektorze proszków. Jednak austenityczno-ferrytyczne stale nierdzewne (stale duplex i super duplex) są tu również coraz częściej stosowane. W przypadku reaktorów syntezy i suszarek, trend zmierza w kierunku wysokostopowych materiałów na bazie niklu (Hastelloy C22 i Alloy 59).
Starzenie jest przyspieszane przez nagłe zmiany między próżnią a ciśnieniem, a także między pracą na gorąco i na zimno. Proces starzenia może prowadzić do pękania korozyjnego naprężeniowego.
Firma amixon® posiada wieloletnie doświadczenie i niezbędne kwalifikacje spawalnicze do produkcji urządzeń ciśnieniowych wszystkich klas zgodnie z międzynarodowymi przepisami. Średnia żywotność urządzeń amixon® wynosi ponad 30 lat. Jednocześnie amixon® spełnia trzy wymagania:
- Wyrafinowana konstrukcja zapewniająca trwałą szczelność pod ciśnieniem i w próżni.
- Doskonała ochrona przed korozją.
- Wysoka ochrona przed zużyciem.
amixon® ma doświadczenie w spawaniu materiałów wysokostopowych. Spawanie tych materiałów wymaga, na przykład, ścisłych sekwencji spawania i ścisłej czystości. Nawet testy mechaniczne i testy korozyjne, które towarzyszą produkcji, takie jak ASTM G48, mogą prowadzić do niepożądanego anulowania już wykonanych prac. To samo dotyczy testu korozyjnego Cabot na szwach spawalniczych.
Rośliny uprawne jako źródło pożywienia
Do końca 2020 roku na Ziemi żyło ponad 7,8 miliarda ludzi. Według najnowszej prognozy ONZ dotyczącej populacji z 2019 r., do 2050 r. będzie ich około 9,7 miliarda. Aby wyprodukować wystarczającą ilość żywności dla rosnącej światowej populacji, rolnictwo na całym świecie nie może obejść się bez pestycydów. Bez pestycydów plony rolne, które dziś uważamy za oczywiste na całym świecie, byłyby nieosiągalne.
Termin pestycyd jest terminem zbiorczym i obejmuje substancje czynne o różnym spektrum działania: do zwalczania roztoczy (arcycycydy), patogenów mikrobiologicznych (bakteriobójcze), grzybów lub ich zarodników (fungicydy), chwastów roślinożernych (herbicydy), rojów owadów (insektycydy), nicieni (nematocydy) i gryzoni (rodentycydy).
Obroty i sprzedaż na niemieckim rynku środków ochrony roślin
które są stosowane w celu maksymalizacji plonów przed niepożądanymi organizmami w rolnictwie. Niestety, ich stosowanie na dużą skalę wiąże się również z ryzykiem szczątkowym dla środowiska, ale nie ma alternatywy ze względu na ich wysoką korzyść dla produkcji rolnej. Ich działanie jest tak duże, że niektóre środki ochrony roślin mogą być również stosowane w rolnictwie ekologicznym. Dzieje się tak, gdy inne środki zawodzą. - Często stosowaną metodą jest umiejętne stosowanie płodozmianu, aby zapobiec masowemu rozprzestrzenianiu się szkodników. To, jakie środki ochrony roślin mogą być stosowane w rolnictwie ekologicznym, reguluje na przykład rozporządzenie w sprawie rolnictwa ekologicznego. „W przypadku stwierdzenia zagrożenia dla upraw można stosować wyłącznie środki ochrony roślin dopuszczone do stosowania w produkcji ekologicznej zgodnie z art. 16”. (Artykuł 12 Rozporządzenia 834/2007).
Środki ochrony roślin to globalny rynek wart miliardy
Globalny rynek środków ochrony roślin jest ogromny. Zdecydowanie największy wolumen produkcji stanowią herbicydy, a następnie insektycydy i fungicydy. W 2018 r. globalna sprzedaż środków ochrony roślin wyniosła prawie 48 mld euro, co stanowi wzrost o 0,5% w porównaniu z rokiem poprzednim. W 2021 r. globalna sprzedaż uległa stagnacji. Azja jest zdecydowanie największym rynkiem, wyprzedzając Amerykę Łacińską i Europę.
W Niemczech sprzedaż w tym samym okresie wyniosła 1,3 mld euro. Ilość środków ochrony roślin sprzedanych w Niemczech w 2016 roku wyniosła około 48 000 ton, podwajając się w ciągu dziesięciu lat (2006: około 32 000 ton). Około 40 procent z nich stanowiły herbicydy (środki chwastobójcze), około 25 procent fungicydy (przeciwko grzybom i ich zarodnikom), a około 30 procent insektycydy (zabijające, odstraszające lub hamujące owady i ich stadia rozwojowe). Zużycie środków ochrony roślin w Niemczech stale spadało z 1,6 mld euro do 1,15 mld euro w latach 2014-2020. W 2021 r. konsumpcja wzrosła do 1,2 mld euro. W 2016 r. w Niemczech dopuszczono do obrotu około 270 substancji czynnych w 753 różnych środkach ochrony roślin. Naukowcy na całym świecie ciężko pracują nad opracowaniem nowych, zrównoważonych składników aktywnych, które ulegają degradacji bez pozostawiania żadnych pozostałości po ich zastosowaniu.
Czytaj dalej
Ochrona roślin część 2
© Copyright by amixon GmbH