Introdução
Em 2017, a população mundial foi estimada em 7,5 bilhões de pessoas. Até 2030, espera-se que ela atinja entre 8,5 e 8,9 bilhões (Fonte: UNO Demographic Data Base). Estamos enfrentando uma grande mudança. Muito provavelmente, o maior desafio para cientistas e agricultores no futuro será encontrar maneiras de alimentar tantas pessoas. Há várias maneiras de aumentar a produção agrícola mundial. Aumentar a quantidade de terra arável é uma delas, e esse já é um dos principais tópicos de discussão pública. O aprimoramento da produtividade agrícola por meio do uso de fertilizantes ou da proteção das culturas é outro método de igual importância.
Neste artigo, vamos nos concentrar nesse último ponto: a produção de protetores de plantas e, mais especificamente, a etapa importante em seu processo de produção, que é a moagem.
Estado da arte
Processo de fabricação
Os produtores de pesticidas desenvolvem composições ou formulações específicas de modo que as moléculas ativas tenham efeito sobre o alvo certo (inseto, erva daninha ou fungo...) com a intensidade certa, no momento certo em que a cultura precisa ser protegida. Os protetores de plantas são, portanto, uma mistura de diferentes componentes. Basicamente, podemos dividi-los em três categorias:
- Os ingredientes ativos, dos quais pode haver um ou vários na mesma fórmula.
- As cargas secas, como argila, talco, caulim ou sílica, para diluição do material ativo.
- Adjuvantes e aditivos que conferem determinadas qualidades (agente estabilizador, agente umectante, repelente, antiespumante...)
Nesse sentido, o processo de produção de pesticidas começa com a dosagem dos ingredientes e a mistura intensiva. Os diferentes moinhos apresentados a seguir são necessários na próxima etapa. O objetivo é obter um dimensionamento homogêneo de todas as diferentes partículas provenientes dos diferentes ingredientes e obter uma finura final compatível com a aplicação final. Após a moagem, o peneiramento de segurança elimina possíveis partículas superdimensionadas, uma segunda etapa de mistura irá re-homogeneizar o produto e misturar os ingredientes adicionados que não precisam ser moídos.
No final da linha de produção, obtemos os produtos finais: Os Wettable Powders (WP) são produzidos prontos para serem embalados. Se for adicionado um estágio suplementar de peletização ou granulação, o produto final obtido será chamado de grânulos dispersíveis em água (WG).
Razões para a moagem fina de pesticidas com corte superior afiado da Distribuição de Tamanho de Partículas
Um pó mais fino contribui para tornar a ação dos pesticidas mais eficiente nos alvos. Portanto, para obter o mesmo resultado após o tratamento, é possível usar um número menor de ingredientes ativos na fórmula.
Isso é benéfico por razões de segurança, ambientais e econômicas.
- Produto menos tóxico para o agricultor e para o vizinho na zona de disseminação.
- Menor quantidade de poluição no meio ambiente após o tratamento.
- Como as moléculas ativas são o componente mais caro, aumenta o lucro do produtor de pesticidas.
Os pesticidas em pó sem partículas muito grandes simplificam a aplicação final na cultura pelo agricultor:
- Antes da aplicação na plantação, o pó é disperso em água. Se as partículas forem mais finas, a suspensão será mais estável e não ocorrerá sedimentação durante a operação.
- A aplicação nas plantações é realizada por um sistema de pulverização com uma série de bicos. O entupimento dos bicos por partículas muito grandes não permite uma pulverização regular e pode até mesmo torná-la impossível.
A solução da NETZSCH
Com base na finura e na especificação solicitadas pelos produtores de protetores de plantas, a NETZSCH desenvolveu e disponibilizou diferentes tecnologias de moagem a seco. A escolha do moinho certo deve ser feita com cuidado.
Condux® moinhos de impacto mecânicos
Esses moinhos de impacto rotativos são usados para moagem fina de materiais macios e de dureza média. A faixa de finura típica para o tamanho médio das partículas está entre 20 e 500 µm. São alcançadas velocidades circunferenciais entre 25 e 150 m/s. Também é oferecida uma versão em operação contra-rotativa de até 250 m/s. O fluxo de ar, que depende do tipo de rotor, garante uma moagem com temperatura estável. O rotor é montado em um arranjo de eixo horizontal. A vedação do eixo é baseada nas altas velocidades circunferenciais do eixo com labirintos sem contato.
Os moinhos de impacto mecânicos podem ser equipados com uma variedade de diferentes ferramentas de moagem. Isso permite que eles realizem duas tarefas diferentes em protetores de plantas:
Com o rotor de jateamento combinado com o estator (tela ou pista de moagem), o moinho Condux® realiza a pré-moagem. Essas ferramentas de moagem produzem um efeito de sopro com alto fluxo de ar e o menor aumento de temperatura possível. Dessa forma, a eficiência do ingrediente ativo termossensível é mantida. A menor finura possível que pode ser alcançada com essa combinação é < 100 µm.
Com disco de moagem e classificador de ar dinâmico integrado, os moinhos Condux® produzem a finura padrão exigida para pesticidas, que é de cerca de < 30 µm. Nesse caso, o projeto da máquina permanece simples, com apenas um acionamento para o disco de moagem e a roda classificadora. O corte superior é definido pelo ajuste da altura do disco classificador, e o acesso à câmara de moagem é muito fácil para uma limpeza mais rápida entre dois produtos diferentes.
Classificador de impacto mecânico Moinhos tipo CSM
O chamado moinho classificador oferece a possibilidade de ter efeitos de moagem e classificação em um único sistema. O moinho classificador CSM é uma combinação de moinho de impacto fino e classificador de roda defletora. Com dois acionamentos independentes, um para o disco de moagem e outro para a roda de classificação, o CSM pode ser ajustado com precisão e oferece uma ampla faixa de finura do produto final, de d97 = 9 µm a 200 µm (consulte a Tabela 1). A geometria do disco classificador, bem como a folga de purga de ar entre o disco classificador rotativo e a tampa do moinho estacionário, proporcionam um corte superior de alta precisão com um produto moído livre de partículas superdimensionadas.
Tabela 1: Dados de referência para o moinho classificador
| Produtos | Máquina | Finura [µm] | Capacidade [kg/h] |
| Fungicidas e Pesticidas | CSM 360 | d99 = 45 | cerca de 400 |
| Enxofre | CSM 165 | d99.9 = 63 | em torno de 200 |
Moinhos a jato de leito fluidizado tipo CGS
Esse moinho a jato de ar é usado para moagem ultrafina de materiais macios a extremamente duros em um leito fluidizado. A moagem ocorre no jato de ar sem ferramentas, um classificador dinâmico limita o tamanho máximo das partículas. A moagem fina das partículas é obtida devido à alta velocidade dos jatos de ar na saída dos bicos dentro da câmara de moagem: 500 a 600 m/s. O alto nível de energia disponível e a velocidade do impacto entre as partículas no leito fluidizado possibilitam a obtenção de uma finura d50 de 1 a 5 µm (consulte a Tabela 2).
Tabela 2: Dados de referência para o Moinho a Jato de Leito Fluidizado CGS:
| Produto | Máquina | Finura d50 [µm] | Finura d99 [µm] | Capacidade [kg/h] |
| Pesticidas | CGS 71 | 5.5 | 23 | cerca de 620 |
| Herbicidas | CGS 50 | 2.7 | 18 | cerca de 248 |
| Fungicidas | CGS 16 | 2.2 | 18 | cerca de 6,5 |
Um ponto muito interessante para aplicações de proteção de plantas é que a energia recebida pelo produto para quebrar as partículas não gera nenhum calor. A expansão do ar induz fisicamente a uma diminuição de sua temperatura. Portanto, apesar da geração de calor quando as partículas impactam umas nas outras e se quebram, os dois fenômenos são equilibrados e a temperatura permanece constante. Dessa forma, as moléculas ativas não são danificadas.
A classificação ocorre na parte superior do moinho CGS, em uma zona silenciosa bem separada da zona de moagem. O design específico da roda do Convor permite obter um corte superior afiado, mesmo em poucos mícrons. O fácil controle da velocidade de rotação por um conversor de frequência proporciona ao moinho tipo CGS uma ampla gama de finuras possíveis (consulte a Figura 5).
Qualquer que seja a tecnologia de moagem selecionada, deve-se prestar atenção também ao projeto da planta de moagem completa. A seguir, explicamos dois aspectos importantes que devem ser considerados: Segurança em relação ao risco de explosão de poeira e limpeza para limitar a contaminação.
Proteção contra explosão de poeira da planta de moagem
Na maioria dos casos, os pesticidas incluem componentes orgânicos que apresentam riscos de explosão de poeira. A caracterização da fórmula completa por um laboratório certificado definirá os valores aplicáveis à explosão de poeira. Isso se refere principalmente à energia mínima de ignição, à temperatura de ignição e ao valor KSt. Dependendo desses dados e quando os limites forem excedidos, a instalação de fresagem deverá ser equipada com proteção adequada. Uma solução com projeto de choque de pressão da planta, incluindo elementos específicos, como válvulas de explosão e discos de ruptura, tem a vantagem de limitar os custos de produção e manter a operação simples. Uma segunda solução é moer sob gás inerte com controle do teor de oxigênio na planta. Um sistema de supressão de explosão usando pó extintor de incêndio pulverizado na instalação é a terceira solução.
Projeto de fácil limpeza das máquinas e da planta completa
Muitas vezes, a mesma planta é usada para vários produtos com fórmulas completamente diferentes e, possivelmente, com ingredientes ativos antagônicos. Nesses casos, os produtores de pesticidas devem ter um cuidado especial com a limpeza de suas plantas de moagem entre duas campanhas.
Como fabricante de máquinas, a NETZSCH trabalhou intensamente no projeto de suas plantas de moagem. O acesso fácil às partes internas é obtido por meio de uma tampa que se abre completamente, incluindo a roda classificadora, com uma caixa giratória do moinho e portas bem posicionadas. A lavagem com água é possível e fácil devido à construção em aço inoxidável, ao polimento fino e à válvula de descarga inferior do moinho.
Resumo
Atualmente, a produção de protetores de plantas está ganhando importância estratégica. Ela deve ser reavaliada para dar mais ênfase às restrições ambientais, tanto na produção no processo químico quanto na agricultura, quando aplicada nas plantações. No entanto, o desafio de alimentar a população mundial continua sendo um problema. O papel do setor químico é produzir protetores de plantas da melhor maneira possível. A seleção da tecnologia de moagem mais adequada contribui para isso.
Condux® os moinhos de impacto mecânico são bem adaptados para moagem relativamente grossa e para pré-moagem. Equipada com um classificador, essa máquina ainda é projetada de forma simples e atende à especificação padrão do produto final. Para um corte superior ideal sem partículas muito grandes, recomenda-se o moinho classificador tipo CSM. Para a produção de pesticidas de alta qualidade, o moinho a jato de leito fluidizado tipo CGS traz vantagens importantes, como maior finura, um produto final livre de partículas grandes e a melhor preservação dos ingredientes ativos. Qualquer que seja a tecnologia selecionada, o projeto da planta deve atender às restrições específicas da aplicação, que são principalmente riscos de explosão de poeira e contaminação.