Introducción
En 2017, la población mundial se estimaba en 7.500 millones de personas. Para 2030 se espera que alcance entre 8.500 y 8.900 millones (Fuente: Base de datos demográficos de la ONU). Nos enfrentamos a un cambio enorme. Probablemente, el mayor reto para científicos y agricultores en el futuro sea encontrar la manera de alimentar a tanta gente. Existen varios medios para aumentar la producción agrícola mundial. Aumentar la cantidad de tierra cultivable es uno de ellos y ya es un tema importante de debate público. El aumento de la productividad agrícola mediante el uso de fertilizantes o la protección de los cultivos es otro método de igual importancia.
En este artículo, nos centraremos en este último punto: la producción de productos fitosanitarios y, más concretamente, la importante etapa de su proceso de producción que es la molienda.
Estado de la técnica
Proceso de fabricación
Los productores de pesticidas desarrollan composiciones o formulaciones específicas de forma que las moléculas activas tengan efecto sobre el objetivo adecuado (insecto, mala hierba u hongo...) con la intensidad adecuada, en el momento justo en que el cultivo necesita ser protegido. Los fitosanitarios son, por tanto, una mezcla de distintos componentes. Básicamente, podemos dividirlos en 3 categorías:
- Los ingredientes activos, de los que puede haber uno o varios en la misma fórmula.
- Las cargas secas como arcilla, talco, caolín o sílice para diluir el material activo.
- Los coadyuvantes y aditivos que confieren determinadas cualidades (agente estabilizante, humectante, repelente, antiespumante...)
En este sentido, el proceso de producción de plaguicidas comienza con la dosificación de los ingredientes y la mezcla intensiva. En la etapa siguiente se necesitan los distintos molinos que se presentan a continuación. El objetivo es obtener una granulometría homogénea de todas las partículas procedentes de los distintos ingredientes y obtener una finura final compatible con la aplicación final. Después de la molienda, el tamizado de seguridad elimina las posibles partículas de tamaño excesivo, una segunda etapa de mezclado volverá a homogeneizar el producto y mezclará los ingredientes añadidos que no necesitan ser molidos.
Al final de la cadena de producción se obtienen los productos finales: Se producen polvos mojables (WP) listos para su envasado. Si se añade una etapa suplementaria de peletización o granulación, el producto final obtenido se denomina entonces Gránulos Dispersables en Agua (GD).
Razones para la molienda fina de plaguicidas con corte superior afilado de la distribución granulométrica
Un polvo más fino contribuye a que la acción de los plaguicidas sea más eficaz sobre los objetivos. Por lo tanto, para obtener el mismo resultado tras el tratamiento, es posible utilizar un menor número de ingredientes activos en la fórmula.
Esto es beneficioso por razones de seguridad, medioambientales y económicas.
- Producto menos tóxico para el agricultor y los vecinos de la zona de esparcimiento.
- Menor cantidad de contaminación en el medio ambiente tras el tratamiento.
- Como las moléculas activas son el componente más caro, mayor beneficio para el productor del plaguicida.
Los plaguicidas en polvo sin partículas de gran tamaño simplifican la aplicación final en el cultivo por parte del agricultor:
- Antes de la aplicación en el cultivo, el polvo se dispersa en agua. Si las partículas son más finas, la suspensión es más estable y no se produce sedimentación durante la aplicación.
- La aplicación en los cultivos se realiza mediante un sistema de pulverización con una serie de boquillas. La obstrucción de las boquillas por partículas de gran tamaño no permite una pulverización regular y puede incluso hacerla imposible.
La solución de NETZSCH
Basándose en la finura y especificación solicitada por los productores de fitosanitarios, NETZSCH ha desarrollado y puesto a disposición diferentes tecnologías de molienda en seco. La elección del molino adecuado debe hacerse cuidadosamente.
Condux® molinos de impacto mecánicos
Estos molinos de impacto rotativos se utilizan para la molienda fina de materiales blandos y semiduros. La gama de finura típica para el tamaño medio de las partículas oscila entre 20 y 500 µm. Se alcanzan velocidades circunferenciales de entre 25 y 150 m/s. También se ofrece una versión en funcionamiento contrarrotatorio de hasta 250 m/s. El caudal de aire, que depende del tipo de rotor, garantiza una molienda a temperatura estable. El rotor está montado sobre un eje horizontal. El sellado del eje se basa en las altas velocidades circunferenciales en el eje con laberintos sin contacto.
Los molinos de impacto mecánicos pueden equiparse con diferentes herramientas de molienda. Esto les permite realizar 2 tareas diferentes en los protectores de plantas:
Con el rotor de soplado combinado con el estator (criba o pista de molienda), el molino Condux® procede a la molienda previa. Estas herramientas de molienda producen un efecto de soplado con un elevado caudal de aire y el menor aumento de temperatura posible. De este modo se mantiene la eficacia del principio activo termosensible. La menor finura posible que puede alcanzarse con esta combinación es de < 100 µm.
Con el disco de molienda y el clasificador dinámico por aire integrado, los molinos Condux® producen la finura estándar requerida para los pesticidas, que es de < 30 µm. En este caso, el diseño de la máquina sigue siendo sencillo, con un solo accionamiento para el disco de molienda y la rueda clasificadora. El corte superior se define ajustando la altura de la rueda clasificadora, y la accesibilidad a la cámara de molienda es muy fácil para una limpieza más rápida entre 2 productos diferentes.
Molinos clasificadores de impacto mecánico tipo CSM
El llamado molino clasificador ofrece la posibilidad de tener efectos de molienda y clasificación en un solo sistema. El molino clasificador CSM es una combinación de molino de impacto fino y clasificador de rueda deflectora. Con 2 accionamientos independientes, uno para el disco de molienda y otro para la rueda clasificadora, el CSM puede ajustarse con precisión y ofrece una amplia gama de finura del producto final, desde d97 = 9 µm hasta 200 µm (véase la tabla 1). La geometría de la muela clasificadora, así como el espacio de purga de aire entre la muela clasificadora giratoria y la cubierta del molino estacionario, proporcionan un corte superior de alta precisión con un producto molido libre de partículas sobredimensionadas.
Tabla 1: Datos de referencia del molino clasificador
| Producto | Máquina | Finura [µm] | Capacidad [kg/h] |
| Fungicidas y pesticidas | CSM 360 | d99 = 45 | alrededor de 400 |
| Azufre | CSM 165 | d99.9 = 63 | alrededor de 200 |
Molinos de lecho fluidizado tipo CGS
Este molino de chorro de aire se utiliza para la molienda ultrafina de materiales blandos a extremadamente duros en un lecho fluidizado. La molienda tiene lugar en el chorro de aire sin herramientas, un clasificador dinámico limita el tamaño máximo de las partículas. La molienda fina de las partículas se obtiene gracias a la alta velocidad de los chorros de aire a la salida de las toberas en el interior de la cámara de molienda: de 500 a 600 m/s. El alto nivel de energía disponible y la velocidad del impacto entre partículas en el lecho fluidizado permiten alcanzar una finura d50 de 1 a 5 µm (véase el cuadro 2).
Tabla 2: Datos de referencia del molino de chorro de lecho fluidizado CGS:
| Producto | Máquina | Finura d50 [µm] | Finura d99 [µm] | Capacidad [kg/h] |
| Pesticidas | CGS 71 | 5.5 | 23 | alrededor de 620 |
| Herbicidas | CGS 50 | 2.7 | 18 | alrededor de 248 |
| Fungicidas | CGS 16 | 2.2 | 18 | alrededor de 6,5 |
Un punto muy interesante para las aplicaciones fitosanitarias es que la energía recibida por el producto para romper las partículas no genera calor. La expansión del aire induce físicamente una disminución de su temperatura. Por lo tanto, a pesar de la creación de calor cuando las partículas impactan entre sí y se rompen, los 2 fenómenos se equilibran y la temperatura se mantiene constante. De este modo, las moléculas activas no resultan dañadas.
La clasificación tiene lugar en la parte superior del molino CGS, en una zona tranquila y bien separada de la zona de molienda. El diseño específico de la muela Convor permite obtener un corte superior afilado incluso a unas pocas micras. El fácil control de la velocidad de rotación mediante un convertidor de frecuencia proporciona al molino tipo CGS una amplia gama de finuras posibles (véase la figura 5).
Sea cual sea la tecnología de molienda elegida, también debe prestarse atención al diseño de la planta de molienda completa. A continuación explicamos 2 aspectos importantes que deben tenerse en cuenta: La seguridad frente al riesgo de explosión del polvo y la limpieza para limitar la contaminación.
Protección contra la explosión del polvo de la planta de molienda
En la mayoría de los casos, los plaguicidas incluyen componentes orgánicos que presentan riesgos de explosión de polvo. La caracterización de la fórmula completa por un laboratorio certificado definirá los valores aplicables para la explosión de polvo. Se trata principalmente de la energía mínima de ignición, la temperatura de ignición y el valor KSt. En función de estos datos y cuando se superen los límites, la instalación de molienda deberá equiparse con la protección adecuada. Una solución con un diseño de la instalación a prueba de golpes de ariete que incluya elementos específicos como válvulas de explosión y discos de ruptura tiene la ventaja de que limita los costes de producción y simplifica el funcionamiento. Una segunda solución es moler bajo gas inerte con control del contenido de oxígeno en la planta. Un sistema de supresión de explosiones mediante polvo extintor pulverizado en la instalación es la tercera solución.
Diseño de fácil limpieza de las máquinas y de la planta completa
Muy a menudo, la misma planta se utiliza para varios productos con fórmulas completamente diferentes y, posiblemente, con ingredientes activos antagonistas. En estos casos, los productores de pesticidas deben tener especial cuidado con la limpieza de sus plantas de molienda entre 2 campañas.
Como fabricante de maquinaria, NETZSCH ha trabajado intensamente en el diseño de sus plantas de molienda. La fácil accesibilidad de las partes internas se consigue con una cubierta que se abre completamente, incluida la rueda clasificadora, con una carcasa giratoria del molino y puertas bien situadas. El lavado con agua es posible y fácil gracias a la construcción en acero inoxidable, el pulido fino y la válvula de descarga inferior del molino.
Resumen
En la actualidad, la producción de productos fitosanitarios está adquiriendo una importancia estratégica. Debe reevaluarse para poner más énfasis en las restricciones medioambientales, tanto en la producción en el proceso químico como en la agricultura cuando se esparcen en los cultivos. Sin embargo, el reto de alimentar a la población mundial sigue siendo un problema. El papel de la industria química es producir fitosanitarios de la mejor manera. A ello contribuye la selección de la tecnología de molienda más adecuada.
Condux® los molinos de impacto mecánico están bien adaptados para la molienda relativamente gruesa y para la molienda previa. Equipada con un clasificador, esta máquina sigue siendo de diseño sencillo y cumple la especificación estándar del producto final. Para un corte superior óptimo sin partículas demasiado grandes, se recomienda el molino clasificador tipo CSM. Para la producción de pesticidas de alta calidad, el molino de chorro de lecho fluidizado tipo CGS aporta ventajas clave, a saber, una mayor finura, un producto final libre de partículas sobredimensionadas y la mejor conservación de los ingredientes activos. Sea cual sea la tecnología elegida, el diseño de la planta debe cumplir las restricciones específicas de la aplicación, que son principalmente los riesgos de explosión del polvo y la contaminación.