6 große Herausforderungen für die Formulierung in der Agrochemie

Die anhaltende Nachfrage nach besserer Leistung und Stabilität von Düngemitteln, Wachstumsförderern und Pflanzenschutzmitteln führt dazu, dass Agrochemiehersteller ständig bestrebt sind, wirksamere Formulierungen zu entwickeln. Darüber hinaus führt der Trend zu mehr Nachhaltigkeit und Automatisierung in der Landwirtschaft dazu, dass Agrarchemieunternehmen neue, zukunftssichere Lösungen entwickeln müssen, wie beispielsweise viskose, drohnenkompatible Pestizidkonzentrate, biologisch abbaubare Kapseln und nachhaltige Formulierungen auf Basis von Pflanzenextrakten.

In diesem Artikel betrachten wir die sechs großen Herausforderungen, vor denen die Agrochemiebranche heute steht, und wie Microtrac-Geräte – wie der TURBISCAN – dabei helfen, dass Entwickler von Agrochemikalien schnell effektive Lösungen entwickeln können.

Partikelgrößenanalyse - Produktübersicht

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1. Formulierungen mit mehreren Wirkstoffen

Agrochemische Formulierungen mit mehreren Wirkstoffen können Landwirten enorme Effizienzgewinne bringen. Durch die Kombination mehrerer Wirkstoffe in einem einzigen Produkt wird die Anzahl der notwendigen Anwendungen reduziert, was sowohl Zeit als auch Geld spart.

Die Formulierung von Produkten mit mehreren Wirkstoffen ist jedoch weitaus komplexer als das Mischen verschiedener Pflanzenschutzmittel. Alle Wirkstoffe haben ihre eigenen pH- und Feuchtigkeitsanforderungen, und einige Wirkstoffe können in unerwünschter Weise miteinander interagieren. Um chemische Zersetzung in Produkten mit mehreren Wirkstoffen zu vermeiden, sind neue Techniken erforderlich, wie zum Beispiel Verkapselung, Öl-Dispersion (OD) und wasserdispergierbare Granulate (WG)^1,2.

Die Entwicklung stabiler agrochemischer Formulierungen mit diesen Techniken ist selten unkompliziert – aber der TURBISCAN kann den Prozess erheblich erleichtern, indem er detaillierte Einblicke in Parameter wie Dispergierbarkeit und Stabilität liefert. Mit der Technologie der statischen Mehrfachlichtstreuung (SMLS) ermöglicht der Turbiscan eine schnelle und genaue Charakterisierung von Sedimentation und mittlerer Partikelgröße ohne Verdünnung, sodass Formulierer die Entwicklung neuer Agrochemikalienprodukte beschleunigen können.

2. Umstellung auf Öl-Dispersionen

Neben der Erhöhung der Stabilität feuchtigkeitsempfindlicher Inhaltsstoffe können Öldispersionen (OD) auch als Adjuvantien wirken, um die Wirksamkeit anderer Verbindungen zu steigern. Um diese Vorteile zu realisieren, wenden sich Agrochemiehersteller zunehmend OD-Formulierungen zu. Diese Maßnahme erfordert jedoch zwangsläufig Entwicklungszeit.

Der Einsatz der TURBISCAN-Technologie kann zentrale Teile des Entwicklungsprozesses beschleunigen, einschließlich der Auswahl von Medium und Dispergiermittel sowie der Optimierung der Emulgierungsprozessbedingungen.

Der TURBISCAN DNS ermöglicht es Formulierern erstmals, Parameter wie Dispergierbarkeit und Löslichkeit bei voller Konzentration passiv zu messen. Mit einem integrierten Mischer und einer Loop-Funktion ermöglicht der DNS Formulierern, den Einfluss der Mischgeschwindigkeit und anderer Prozessbedingungen am Labortisch oder in-line zu bewerten.

3. Ersetzen von Mikroplastik in Kapselsuspension (CS)- & fließfähigen Saatgutbehandlungs-(FS)-Formulierungen

Die Verkapselung bietet seit Langem eine Möglichkeit, die chemische Stabilität zu verbessern, unverträgliche Verbindungen zu kombinieren und die Freisetzung von Wirkstoffen in Abhängigkeit von Umweltbedingungen zu steuern³.

Trotz ihrer Vorteile basieren viele Verkapselungstechniken auf der Verwendung nicht biologisch abbaubarer synthetischer Polymere, die als Mikroplastik in der Umwelt verbleiben. Agrochemiehersteller suchen nun nach biologisch abbaubaren Alternativen. Der Turbiscan ermöglicht einen einfachen und präzisen Vergleich dieser neuen Polymere mit ihren weniger umweltfreundlichen Gegenstücken unter Verwendung des TSI zur Vorhersage von Stabilität und Haltbarkeit.

4. Verbesserung der Stabilität von mikrobiellen Formulierungen

Mikrobielle Formulierungen, die lebende Mikroben zur Bekämpfung von Schädlingen und zur Förderung des Pflanzenwachstums einsetzen, sind eine relativ neue Entwicklung und zeigen Potenzial als nachhaltiger Ansatz zur Ergänzung konventioneller Agrochemikalien.⁴ Es gibt viele Herausforderungen bei der breiten Kommerzialisierung mikrobieller Formulierungen, insbesondere die Notwendigkeit, Formulierungen zu entwickeln, die in verschiedenen Umweltbedingungen über ein Jahr lang stabil bleiben können.

Um erfolgreiche mikrobielle Formulierungen zu entwickeln, müssen Agrochemiehersteller kontinuierlich Änderungen an den Formulierungen vornehmen, bis die gewünschte Leistung erreicht ist. Die Zeit, die benötigt wird, um zu sehen, wie sich diese Anpassungen auf die Stabilität auswirken, kann mit dem Stabilitätsanalysator TURBISCAN um den Faktor 1.000 reduziert werden.

5. Lokalisierung landwirtschaftlicher Formulierungen

Die Lokalisierung ist ein wichtiger Parameter in der Agrochemie, da geografische Unterschiede in Klima, Bodenzusammensetzung, Ökologie und Gesetzgebung die Umsetzbarkeit einer bestimmten Formulierung beeinflussen können.

Die Optimierung eines agrochemischen Produkts für verschiedene Regionen der Welt erfordert eine sorgfältige Produktentwicklung und Testung, um Sicherheit, Wirksamkeit und die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben zu gewährleisten. Der TURBISCAN ermöglicht es agrochemischen Forschern, die Stabilität verschiedener Formulierungen schnell zu charakterisieren und so die Entwicklung regionsspezifischer Produkte zu beschleunigen.

6. Verwendung von Pflanzenextrakten

Botanische Pestizide auf Basis von Pflanzenextrakten bieten zahlreiche Vorteile gegenüber synthetischen Verbindungen: Sie haben nicht nur eine geringere Umweltbelastung, sondern sind in der Regel auch hochspezifisch und nicht persistent in der Umwelt⁵.

Die natürliche Welt bietet einen riesigen Reichtum an bisher ungenutzten biochemischen Ressourcen – doch die Isolierung und Verarbeitung unbekannter Verbindungen kann herausfordernd sein, insbesondere im Hinblick darauf, wie sie die Stabilität in Basisformulierungen beeinflussen. Ein Gleichgewicht zwischen Stabilität und Kosteneffizienz zu finden, kann eine mühsame Aufgabe sein, wenn man sich ausschließlich auf visuelle Stabilitätsmessungen verlässt. Der TURBISCAN ermöglicht es Entwicklern im Agrochemiebereich, Zeit bei der Entwicklung stabiler, pflanzenbasierter Formulierungen zu sparen. Microtrac entwickelt innovative Lösungen für die Materialcharakterisierung, einschließlich der Turbiscan-Stabilitätsanalysatoren.

Um mehr darüber zu erfahren, wie unsere Systeme die Entwicklung von Agrochemikalien beschleunigen, kontaktieren Sie uns noch heute.

Zum Produktbereich "Statische Mehrfachlichtstreuung (SMLS)"

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Letztendlich hängt die Entscheidung, welche Methode der Partikelgrößenanalyse für Sie am besten geeignet ist von Prüfvolumen, verfügbarem Budget und Personal sowie den spezifischen internationalen Normen oder Kundenanforderungen ab, die es zu erfüllen gilt.

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