Tài liệu Nghiên cứu công nghệ gia công sản phẩm nông dạng mới nhũ tương trong nước se

  • Số trang: 48 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 90 |
  • Lượt tải: 0
nguyetha

Đã đăng 8490 tài liệu

Mô tả:

  TẬP ĐOÀN HÓA CHẤT VIỆT NAM CÔNG TY CỔ PHẦN THUỐC SÁT TRÙNG VIỆT NAM BÁO CÁO TỔNG KẾT Đề tài: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG SẢN PHẨM NÔNG DƯỢC DẠNG MỚI NHŨ TƯƠNG TRONG NƯỚC SE Chủ nhiệm đề tài: Trần Thị Mộng Thu 8486 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2010 0 TẬP ĐOÀN HÓA CHẤT VIỆT NAM CÔNG TY CỔ PHẦN THUỐC SÁT TRÙNG VIỆT NAM BÁO CÁO TỔNG KẾT Đề tài: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG SẢN PHẨM NÔNG DƯỢC DẠNG MỚI NHŨ TƯƠNG TRONG NƯỚC SE Thực hiện theo hợp đồng số 68.10.RD/HĐ-KHCN ngày 28 tháng 02 năm 2010 giữa Bộ Công Thương và Công Ty Cổ Phần Thuốc Sát Trùng Việt Nam Chủ nhiệm đề tài: KS. Trần Thị Mộng Thu Các thành viên tham gia: KS. Ngô Văn Đát KS. Phạm Thị Hương Ngọc KS. Vũ Thanh Tịnh KS. Trần Thị Anh Thư KTV. Hoàng Vũ Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2010 1 MỤC LỤC Mở đầu Ký hiệu và các chữ viết tắt Tóm tắt kết quả đề tài CHƯƠNG 1: Tổng quan I. Giới thiệu chung về các dạng gia công thuốc bảo vệ thực vật I.1. Vai trò và ý nghĩa của gia công thuốc bảo vệ thực vật I.2. Các dạng gia công chính I.3 Các xu hướng gia công hiện nay II.Dạng huyền phù nhũ tương trong nước (SE) 1.Giới thiệu chung 1.1. Bản chất cấu trúc thành phần của dạng SE 1.2.Những ưu, nhược điểm của dạng SE 2.Phương pháp gia công SE 2.1.Thành phần công thức chung 2.2.Những đặc điểm công nghệ cần lưu ý khi gia công dạng SE III. Tình hình nghiên cứu và sản xuất trong nước 1. Nhu cầu sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam 2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất dạng SE tại Việt Nam CHƯƠNG 2: Thực Nghiệm I. Phương pháp tiến hành nghiên cứu 1. Lựa chọn công nghệ cho đề tài 2.Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm dạng SE II. Thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu III Phương pháp phân tích chất lượng sản phẩm IV. Khảo nghiệm hiệu lực sinh học của sản phẩm CHƯƠNG 3: Kết quả và thảo luận I. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm dạng SE II. Phân tích đánh giá chất lượng sản phẩm III. Kết quả thử hiệu lực sinh học qua các sản phẩm IV Đề xuất qui trình công nghệ sản phẩm dạng SE CHƯƠNG 4: Kết luận Tài liệu tham khảo 2 Trang 3 5 6 8 8 8 9 10 12 12 13 14 15 15 16 16 16 17 18 18 18 20 21 25 26 27 27 39 40 42 46 47 MỞ ĐẦU Việt Nam là nước nông nghiệp với diện tích canh tác lớn, điều kiện khí hậu thuận lợi, chủng loại cây trồng phong phú nên dịch hại phát triển đa dạng và quanh năm. Vì vậy, nhu cầu sử dụng các chế phẩm nông dược để phòng trừ sâu, bệnh, cỏ dại, chất điều hòa sinh trưởng, phân bón… để tăng năng suất cây trồng là rất cần thiết.. Nhưng việc sử dụng nhiều hóa chất trong canh tác nông nghiệp cũng gây hậu quả xấu đến con người và môi trường thiên nhiên. Để giảm thiểu các tác động của hóa chất nông dược đến môi trường, các nhà khoa học trên thế giới không ngừng nghiên cứu phát triển các loại thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) mới có nguồn gốc sinh học, thảo mộc,… ít gây ô nhiễm. Bên cạnh việc nghiên cứu tạo ra những hoạt chất mới, việc nghiên cứu, phát triển các dạng gia công thuốc BVTV cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tác động xấu của hóa chất đến con người và môi trường. Nếu như trước đây chủ yếu dùng một số dạng sản phẩm truyền thống như dung dịch (SL), nhũ dầu (EC), bột thấm nước (WP),… thì ngày nay đã có nhiều dạng gia công tiên tiến hơn, thân thiện với môi trường, đặc biệt là các dạng gia công sử dụng dung môi nước như huyền phù đậm đặc (SC), nhũ tương trong nước (EW), vi nhũ tương (ME)… Các dạng thuốc này ngày càng phát triển mạnh, trong đó huyền phù nhũ tương (SE) là dạng sản phẩm đang được các nước phát triển ngày càng sử dụng trong phòng trừ sâu bệnh. Ở Việt Nam, từ năm 2005 một số sản phẩm nông dược dạng SE đã được nhập khẩu và lưu hành trên thị trường thuốc BVTV, chủ yếu bao gồm các thuốc trừ nấm bệnh, sâu hại. Đây là dạng sản phẩm yêu cầu kỹ thuật gia công phức tạp nên chưa có công ty trong nước nào sản xuất được. Với kinh nghiệm nghiên cứu và sản xuất, cộng với các thiết bị sẵn có, Công ty cổ phần thuốc sát trùng Việt Nam (VIPESCO) đề xuất và thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ gia công sản phẩm nông dược dạng mới huyền phù nhũ tương trong nước SE” với mục tiêu là tạo ra công nghệ sản xuất một số thuốc BVTV dạng SE có thể ứng dụng vào sản xuất ngay tại Công ty. 3 Mục tiêu của đề tài: Tạo ra công nghệ gia công thuốc BVTV dạng mới SE thân thiện với môi trường, sau đó áp dụng vào sản xuất. Nội dung của đề tài: Nghiên cứu xây dựng công thức, qui trình công nghệ gia công và sản xuất một số sản phẩm cụ thể dạng SE của công ty, khảo sát, đánh giá hiệu lực của sản phẩm (so sánh với các sản phẩm cùng loại của nước ngoài). Dựa trên kết quả nghiên cứu, khảo sát, đề xuất xây dựng dây chuyền công nghệ và thiết bị có thể áp dụng vào sản xuất tại công ty. 4 KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT a.i BVTV CIPAC EC EG EO EW EPA FAO G HĐBM HL HPLC Hoạt chất (Active Ingredient) Bảo vệ thực vật (Crop Protection) Hội đồng hợp tác phân tích thuốc trừ dịch hại quốc tế Nhũ dầu (Emulsifiable Concentrate) Etylen glycol Nhũ tương nước trong dầu (Emulsion water in oil) Nhũ tương dầu trong nước (Emulsion in water) Cơ quan bảo vệ môi trường (Enviroment Protective Association) Tổ chức nông lương thế giới (Food &Agriculture Organization) Hạt (Granule) Chất hoạt động bề mặt Hàm lượng Sắc ký lỏng cao áp (High Pressure Liquid Chromatography) ME PG NMP NN&PTNT SC SL SE SGT TGT TB WP WDG Vi nhũ tương (Microemulsion) Propylen glycol N-Methyl Pyrolidone Nông nghiệp và phát triển nông thôn Huyền phù đậm đặc (Suspension Concentrate) Dung dịch (Solution Liquid) Huyền phù nhũ tương, nhũ tương trong nước (Suspoemulsion) Sau gia tốc Trước gia tốc Dạng viên (Tablets) Bột thấm nước (Wettable Powder) Hạt phân tán trong nước (Water Dispersible Granule) 5 TÓM TẮT ĐỀ TÀI 1. Nghiên cứu công thức sản xuất các sản phẩm dạng SE: + Thuốc trừ bệnh: FAO-GOLD 525 SE (TRICYCLAZOLE + PROPICONAZOLE) DO- SUPER 300 SE (CARBENDAZIM + PROPICONAZOLE ) + Thuốc trừ sâu: FOTARAS 247SE (THIAMETHOXAM + LAMBDA - CYHALOTHRIN) 2. Nghiên cứu công nghệ gia công chuyển giao cho Xưởng sản xuất 3. Xây dựng phương pháp phân tích sản phẩm bằng sắc ký 4. Sản xuất thử mỗi loại 01 kg sản phẩm 5. Khảo nghiệm, đánh giá hiệu lực sinh học 6 Bảng tóm tắt các kết quả đạt được của đề tài TT 1 2 3 4 5 Các kết quả Các kết quả đã thực hiện cần đạt Xác định công - Đã nghiên cứu hoàn chỉnh công thức của 3 sản thức 3 sản phẩm. phẩm: FAO-GOLD 525 SE; DO-SUPER 300 SE; FOTARAS 247 SE. - Đã khảo sát và đề xuất 3 công thức sản phẩm có tính chất lý, hóa ổn định về hàm lượng a.i và các chỉ tiêu (độ nhớt, độ lơ lửng,… ) ổn định. - Đã thử hiệu lực sinh học các sản phẩm gia công, kết quả tốt so với các sản phẩm cùng loại. - Đã nghiên cứu công nghệ gia công và chuyển giao Xác định được qui trình sản xuất trên các thiết bị có sẵn tại Công ty: công nghệ gia máy phân tán, máy nghiền bi ướt… công dạng SE phù hợp với điều - Qua sản xuất thử nghiệm cho thấy việc lựa chọn kiện thiết bị của công nghệ gia công SE bằng hỗn hợp giữa SC và Công ty, chuyển EW là tốt nhất. giao qui trình cho sản xuất. Đã xây dựng các phương pháp phân tích xác định Nghiên cứu hàm lượng hoạt chất trong nguyên liệu và thành phương pháp phẩm của 3 sản phẩm dạng SE. phân tích sản phẩm. Sản xuất thử một Đã sản xuất mẫu 3 loại sản phẩm mỗi loại 01 kg. số sản phẩm dạng SE. Thử hiệu lực Đã có kết quả thử hiệu lực sinh học của Trung tâm sinh học. BVTV phía Nam, đối chứng với một số sản phẩm tương tự nhưng được nhập khẩu từ Châu Âu. 7 Chương 1: TỔNG QUAN I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC DẠNG GIA CÔNG THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT (BVTV) I.1. Vai trò và ý nghĩa của gia công thuốc BVTV: Sử dụng các chất BVTV trong công tác phòng trừ sâu bệnh, bảo vệ mùa màng là biện pháp quan trọng không thể thiếu trong giai đoạn hiện nay. Tuy nhiên sản phẩm kỹ thuật có hàm lượng chất độc cao, tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau nên rất dễ gây độc với môi trường và cộng đồng. Do lượng hoạt chất cần sử dụng trên đơn vị diện tích thấp, nên khó trải đều nếu không pha loãng hàm lượng. Mặt khác, hoạt chất kỹ thuật có khả năng bám dính kém, đặc tính lý tính xấu, thường ít tan trong nước nên không thích hợp với việc sử dụng ngay. Chính vì vậy các hoạt chất kỹ thuật phải được gia công thành các sản phẩm khác nhau để cải thiện lý tính, tăng khả năng bám dính, dễ sử dụng và an toàn, phù hợp với từng mục đích sử dụng, giảm ô nhiễm môi trường và cộng đồng. Gia công thuốc BVTV (Pesticide Formulation) là hỗn hợp một hay nhiều hoạt chất với các chất phụ trợ (phụ gia) theo tỷ lệ nhất định để tạo ra sản phẩm bền trong bảo quản, an toàn, hiệu quả và dễ sử dụng. Sự thành công của bất kỳ một hoạt chất nào đều phụ thuộc vào dạng gia công của chúng. Nhiều khi, nhờ kỹ thuật gia công và thành phần phụ gia thích hợp, hiệu lực của một hoạt chất có thể thay đổi, có lợi cho phòng trừ dịch hại. Để chọn dạng gia công thích hợp, chúng ta phải quan tâm đến tính chất lý hoá của thuốc kỹ thuật, hoạt tính sinh học, phương thức tác động, phương pháp sử dụng, điều kiện an toàn khi sử dụng, chất phụ trợ và công nghệ phù hợp, giá thành sản phẩm và khả năng chiếm lĩnh thị trường. Như vậy gia công thuốc BVTV làm cho việc sử dụng hoạt chất hiệu quả hơn, thuận lợi và an toàn hơn. Trong những thập niên gần đây, ngành sản xuất, gia công thuốc BVTV phát triển không ngừng. Trong thực tế, việc khám phá ra những họat chất mới với liều lượng sử dụng thấp đã làm giảm thiểu việc gây ô nhiễm môi trường. Cùng với sự 8 khám phá ra các hoạt chất mới, việc gia tăng số lượng các dạng gia công thuốc BVTV đã làm tăng hiệu lực khác nhau của các hoạt chất mới. Nhiều dạng gia công mới đã được phát triển để đáp ứng các nhu cầu của các công ty sản xuất thuốc BVTV đồng thời cũng phù hợp với các qui định của luật môi trường - tạo ra được những sản phẩm an toàn cho người sử dụng và môi trường. I.2. Các dạng gia công chính: Hiện nay lĩnh vực gia công thuốc BVTV có nhiều tiến bộ để tạo ra hàng lọat các dạng thành phẩm, đáp ứng được các yêu cầu rất đa dạng của việc sử dụng hóa chất để bảo vệ cây trồng. Tuy nhiên chúng chỉ được phân lọai thành hai dạng gia công chính là: Dạng lỏng và dạng rắn. I.2.1 Dạng gia công lỏng: Bao gồm các dạng sau: - Dung dịch (SL, Solution Liquid): Thuốc ở dạng dung dịch tan được trong nước, sử dụng các dung môi hữu cơ phân cực như cồn, NMP, đơn giản nhất là nước. -Nhũ dầu (EC, Emulsifiable Concentrate): Sử dụng chủ yếu các dung môi hữu cơ không phân cực, có khả năng hòa tan hoạt chất. Sản phẩm khi hòa tan vào nước có dạng sữa trắng. - Huyền phù đậm đặc (SC, Suspension Concentrate): Sử dụng dung môi nước, hoạt chất được phân tán lơ lửng trong môi trường nước. - Nhũ tương trong nước (EW, Emulsion in water): Thuốc ở dạng sữa, hoạt chất dầu được phân tán vào nước. - Vi nhũ tương (ME, Microemulsion): Sản phẩm ở thể lỏng trong suốt như dạng EC nhưng khi hòa tan vào nước tạo hỗn hợp trắng mờ, các hạt dầu lơ lửng trong nước chỉ có kích thước < 1µm. - Huyền phù nhũ tương (SE, Suspoemulsion): Là dạng gia công hỗn hợp, kết hợp giữa SC và EW hoặc SC và ME. - Hạt bao lơ lửng trong nước (CS, Capsule Suspension): - Huyền phù gốc dầu (OD, Oil Dispesion): Tương tự như SC nhưng môi trường phân tán là một loại dầu thực vật không gây độc hại cho môi trường. 9 I.2.2 Dạng gia công rắn: Bao gồm - Bột hòa tan trong nước (SP, Soluble Powder): Hoạt chất ở dạng bột, tan được trong nước. - Bột thấm nước (WP, Wettable Powder): Hoạt chất không tan trong nước, hỗn hợp với các chất phụ gia như chất phân tán, chất thấm ướt, chất trơ làm loãng… Dạng bột, khi hòa vào nước, sản phẩm phân tán đều trong nước. - Hạt (G, Granule): Sản phẩm được sử dụng ở dạng hạt, thành phần hoạt chất thấp, thường hỗn hợp với các phụ gia tạo hạt. - Hạt phân tán trong nước (WDG, Water Dispersible Granule): Hoạt chất có hàm lượng cao, không tan trong nước nên gia công giống như dạng WP tạo thành hạt nhỏ. Khi sử dụng hòa vào nước, hạt phân tán đều. - Hạt tan trong nước (SG, Soluble Granule): Dạng hạt như WDG nhưng tan hoàn toàn trong nước. Dạng này chỉ có thể áp dụng đối với các hoạt chất và phụ gia tan được trong nước. I.3 Các xu hướng gia công hiện nay: Những năm gần đây, do áp lực của vấn đề bảo vệ môi trường, nhiệm vụ quan trọng đặt ra đối với ngành gia công thuốc BVTV là tạo ra những dạng sản phẩm “an toàn” trong sản xuất, sử dụng hiệu quả phòng trừ cao và thuận tiện cho người tiêu dùng. Hiện nay, sự phát triển các thuốc BVTV cần nhiều dạng gia công, các chất phụ gia mới và qui trình kỹ thuật tiên tiến để cải thiện đặc tính lý hóa của các hoạt chất. Để đáp ứng nhu cầu này, các hướng sau: a. Nghiên cứu tạo ra những dạng gia công mới an toàn và hiệu quả hơn các dạng cũ (EC, WP, bột…). Cụ thể: Dạng bột (D), bột thấm nước (WP, hạt (G), dung dịch nước hoà tan (SL) và nhũ dầu (EC) là các dạng thuốc BVTV được gia công sớm nhất. Từ thập niên 70 của thế kỷ 20, nhiều dạng gia công phức tạp trên cơ sở có nhiều chất hoạt động bề mặt hơn và các chất phụ trợ khác, sự hiểu biết tốt hơn về nguyên tắc của chất keo và hóa học bề mặt đã cải thiện tốt hơn độ bền của các dạng gia công và hoạt tính sinh học đã được phát triển. Trình độ kỹ thuật phát triển đã cho phép tạo ra các sản phẩm mới của các hoạt chất không tan trong nước và dung môi có kích thước hạt nhỏ hơn, có độ bền và phạm vi hoạt động rộng hơn. Nhiều dạng sản phẩm lý tưởng 10 ra đời: hầu như là không có dung môi dễ bay hơi, không gây độc cho người sử dụng, có hoạt tính sinh học tối đa ở liều thấp nhất và đơn giản nhất trong quá trình đóng gói. Các dạng sản phẩm sau đây đang được quan tâm đặc biệt: - Dạng huyền phù đậm đặc Suspension concentrates (SC). - Dạng huyền phù nhũ tương Suspoemusions (SE). - Các dạng thuốc sữa đặc biệt: • Nhũ tương dầu trong nước (Emulsion oil- in- water, EW). • Nhũ tương nước trong dầu (Emulsion water-in-oil, EO). • Vi nhũ tương (Microemulsion, ME). • Dạng vi bao (Microencapsulation)… Để đáp ứng nhu cầu về dạng sản phẩm tiên tiến, các nhà gia công trên thế giới có khuynh hướng chuyển đổi dạng như sau : - Chuyển từ dạng EC sang EW để tránh sử dụng dung môi hữu cơ để giảm cháy nổ, giảm độc hại với người và môi trường. - Chuyển từ dạng WP sang SC để giảm bụi trong qúa trình sản xuất cũng như khi sử dụng. - Chuyển từ WP sang WDG. - Phối hợp hai dạng SC và EW để tạo ra dạng SE. - Phát triển một số dạng gia công mới áp dụng cho những trường hợp riêng, đặc biệt trong lĩnh vực phòng trừ côn trùng y tế (ruồi, muỗi, kiến, gián…): dạng xông hơi, phun sương (aerosol), dạng bả... b. Tìm kiếm sử dụng các phụ gia mới nhằm làm tăng hoạt tính của thuốc và thân thiện với môi trường (ít độc, dễ phân hủy, không để lại dư lượng…). Các chất phụ gia trong gia công thuốc BVTV bao gồm: chất hoạt động bề mặt (HĐBM) có tác dụng thấm ướt, tạo huyền phù, phân tán và làm tăng hoạt tính sinh học của hoạt chất, dung môi (đối với dạng lỏng), chất mang (đối với dạng rắn) có tác dụng hòa loãng, giảm nồng độ hoạt chất để sử dụng thích hợp, các chất chống đông, chống lắng, chống bọt, chất bảo quản nhằm tăng thời hạn sử dụng của sản phẩm... Ngoài ra, người ta còn có thể sử dụng các chất có tác dụng hiệp đồng (synergist) trong thành phần hỗn hợp gia công nhằm làm tăng hiệu lực phòng trừ của thuốc. 11 Các chất HĐBM thường là nonionic, anionic, cationic. Trong gia công thuốc BVTV đa phần thường sử dụng các loại chất HĐBM anionic và nonionic. Sau này phát triển thêm dạng co-polymer hoặc polymetric là những chất HĐBM tiên tiến nhất hiện nay, chúng thường được sử dụng cho các dạng gia công sử dụng dung môi nước. Dung môi: Phần lớn các chế phẩm BVTV hiện nay đều được gia công dưới dạng lỏng, trong đó dạng nhũ dầu là phổ biến nhất. Dung môi hữu cơ thường chiếm quá nửa trong thành phần hỗn hợp gia công này. Tuy nhiên do một số nhược điểm (dễ cháy, dễ bay hơi, gây độc đối với người và cây trồng) nên gần đây đã dần được thay thế bằng các dung môi an toàn hơn như Solvesso (của Exxon Mobil Chemical), Mineral Spirits, Triacetin (glyceryl triacetat)… hoặc áp dụng các dạng gia công dùng dung môi nước. Các chất phụ gia khác: Việc lựa chọn các chất phụ gia dựa trên các yếu tố: không độc hoặc ít độc đối với người và môi trường, dễ phân hủy hoặc phân hủy sinh học, làm tăng hoạt tính hoặc ít nhất không ảnh hưởng đến hoạt tính của thuốc và có giá cả phù hợp. Tùy theo mục đích sử dụng và dạng gia công, ta có thể chọn những phụ gia thích hợp. Ví dụ: Alkyl Polysacarit (APS) với C9-11. Alcol Etoxylat mạch thẳng với C9-18. Dẫn xuất của Sorbitan (ví dụ: sorbitan monolaurat). Các sản phẩm từ rong biển, dầu thực vật được metyl hóa hoặc xà phòng hóa. Một số loại dầu khoáng... II. DẠNG HUYỀN PHÙ NHŨ TƯƠNG - SE 1. Giới thiệu chung: Trong sử dụng các thuốc BVTV, đôi khi cần hỗn hợp các hoạt chất có những tính chất lý học rất khác nhau trong cùng một công thức gia công nhằm tạo ra sản phẩm với phổ tác động rộng. Trong những trường hợp này, cần gia công hỗn hợp. Phương pháp gia công hỗn hợp ngày càng trở nên hiệu quả và thông dụng trong sản xuất thuốc BVTV hiện nay vì những tiện ích mang lại mà những hình thức gia công khác không đáp ứng được như: có thể kết hợp trong cùng một công thức hai chất có hoạt tính sinh học khác nhau (trừ bệnh, trừ sâu, trừ cỏ…), tăng cường khả năng phòng trừ sâu bệnh cho cây, giảm chi phí phun và tiện lợi cho người sử dụng, giảm độc hại cho môi trường. Ngoài ra có thể khắc phục sự không tương hợp khi hòa trộn giữa hai chất thành phần. Huyền phù nhũ tương (SE) là một trong những dạng gia công hỗn hợp, được hình thành bởi một pha hữu cơ chứa hoạt chất tan trong đó và một pha nước có 12 chứa hoạt chất phân tán trong nước. Nếu một hoạt chất ở thể rắn và chất kia ở thể lỏng, để hỗn hợp chúng cần gia công dạng SE, trong đó chứa: Những giọt dầu nhỏ; các phần tử rắn phân tán; pha liên tục, thường là nước. SE được coi là dạng gia công cho phép phối hợp hai hoạt chất có tính chất vật lý hoàn toàn khác nhau trong một công thức. Trong thực tế SE là sự kết hợp của dạng huyền phù đậm đặc (SC) và nhũ tương trong nước (EW) hoặc vi nhũ tương (ME), cộng thêm phụ gia tránh kết khối (flocculation) và chất làm đặc (thickener) để tránh cho pha phân tán bị tách lớp. Thực chất SE là dạng sản phẩm trên nền nước, trong đó chứa cả 2: chất rắn ở thể huyền phù, lơ lửng (giống như dạng SC) và những giọt nhũ tương nhỏ (giống dạng EC sau khi hòa loãng). Vì vậy, để duy trì sản phẩm ở dạng SE, cần tránh sự lắng của các phần tử rắn và sự tạo kem của các giọt nhũ dầu. Chính vì vậy, gia công ở dạng này cần công nghệ và thiết bị phức tạp hơn. Dạng SE có độ nhớt cao hơn nhiều so vơi nước. Các phần tử sẽ dễ dàng phân tán khi pha loãng nước. Cũng giống như dạng SC, dạng SE cần khuấy kỹ sau khi pha loãng để tạo thể phân tán đồng nhất. Dạng SE thường không bền vô hạn được, vì vậy cần kiểm tra sản phẩm sau vận chuyển hoặc lưu kho để đảm bảo chắc chắn sử dụng được. Những chỉ tiêu sau đây cần được xác định, đặc biệt sự ổn định ở nhiệt độ khác nhau: - Độ bền và hàm lượng hoạt chất (liên quan đến hiệu lực sinh học). - Tạp chất. - Trạng thái bề ngoài. - Sự phân tán trong nước, độ linh động, hàm lượng qua rây ướt và độ bền bọt (persistent foam test) để đảm bảo phun tốt khi pha loãng. 1.1. Bản chất cấu trúc thành phần của dạng SE: Nếu một hoạt chất dạng rắn kết hợp với một hoạt chất dạng lỏng, cần gia công dạng SE, trong đó hình thành lên 3 pha: - Pha chất lỏng hữu cơ không tan trong nước (có thể hoạt chất ở dạng lỏng hoặc ở dạng rắn nhưng hòa tan vào dầu). - Pha rắn không tan nhưng phân tán trong nước (những phần tử rắn phân tán). 13 - Pha liên tục (pha nền), thường là nước. Chất lỏng dầu Hạt rắn không tan Nước Dạng SE là sự kết hợp của 2 dạng SC và EW. Tuy nhiên đây không phải là sự phối trộn đơn giản, nghĩa là không phải sau khi phối chế thành công hai dạng SC và EW hoặc SC và ME, chúng ta có thể phối trộn chúng lại để có được sản phẩm dạng SE. Trong gia công dạng SE, hệ các chất HĐBM sử dụng trong từng cấu tử có vai trò rất quan trọng, chúng phải hỗ trợ cho cả pha lỏng không tan trong nước và cho cả những hạt rắn lơ lửng để tạo nên một hệ đồng nhất. Độ bền lý học của dạng SE dựa vào 2 nguyên tắc sau: * Khi nhiệt độ tăng cao, các chất rắn không tan sẽ chuyển sang tan trong chất lỏng hữu cơ không tan, lúc này hệ liên kết sẽ bị phá vỡ. * Các chất HĐBM dùng trong dạng SC và EW phải phát triển riêng biệt nhưng khi kết hợp 2 dạng với nhau thì chúng không gây ảnh hưởng bất lợi cho các thành phần khác. Từ những nguyên tắc trên, để tạo sản phẩm dạng SE bền vững cần phải nghiên cứu khảo sát các yếu tố liên quan. 1.2. Những ưu, nhược điểm của dạng SE: a. Ưu điểm: - Có thể phối hợp nhiều dạng hoạt chất trong cùng một công thức. - Dùng nước làm pha nền, không có dung môi hữu cơ dễ bay hơi nên không gây cháy nổ, ít gây hại cho da và mắt. - Dễ dàng cho việc phối trộn, đóng gói. - Tránh cho người sử dụng phải phối nhiều sản phẩm trước khi sử dụng. 14 - Có thể giảm giá thành. - Tận dụng các thiết bị gia công của dạng SC và EW. b. Nhược điểm: - Đôi khi phải tốn rất nhiều thời gian để phát triển được công thức bền vững. - Khó khăn cho việc lựa chọn họat chất phối hợp. - Khó khăn trong việc chuyển giao từ phòng thí nghiệm ra sản xuất lớn. - Bao bì khó vệ sinh và tiêu hủy. Mặc dù có một số hạn chế trên, hiện nay huyền phù nhũ tương (SE) vẫn là một trong những dạng thuốc BVTV tiên tiến và được quan tâm nhiều. 2. Phương pháp gia công SE: 2.1 Thành phần công thức chung: Như đã trình bày ở trên, dạng SE là sự kết hợp của dạng huyền phù đậm đặc (SC) và nhũ tương trong nước (EW) hoặc vi nhũ tương (ME), cộng thêm phụ gia tránh kết khối (flocculation) và chất làm đặc (thickener) để tránh cho pha phân tán bị tách lớp. Về nguyên tắc, công thức gia công dạng SE bao gồm (cho 01 lít sản phẩm): - Hoạt chất dạng rắn (g) 100 – 450 - Hoạt chất dạng lỏng (g) 100 – 200 - Chất phân tán (g) 30 – 50 - Chất tạo nhũ (g) 20 – 40 - Chất làm đặc (thickener) (g) 02 – 05 - Chất chống bọt (g) 03 – 05 - Chất bảo quản (g) 0 2 – 03 - Các phụ gia khác vừa đủ 1lít Tuy nhiên, tùy theo từng sản phẩm cụ thể, thành phần hoạt chất và phụ gia có thể được điều chỉnh cho phù hợp. Trong công thức gia công dạng SE trên, tính chất và thành phần hệ các chất HĐBM (chất phân tán cho pha rắn, chất tạo nhũ cho cho pha dầu) đóng vai trò quyết định cho sự bền vững của sản phẩm. 15 2.2. Những đặc điểm công nghệ cần lưu ý khi gia công dạng SE: Thông thường, việc tạo ra hệ nhũ tương bền, trong đó chứa càng nhiều cấu tử càng trở lên khó khăn đối với các nhà hóa gia công. Dạng SE thường rất nhạy cảm với các lực biến dạng tạo ra trong quá trình sản xuất cũng như khi pha loãng hoặc trộn với nước. Chính những lực này làm tăng hiện tượng kết khối dị thể (hetero-flocculation), phát sinh bởi sự kết tụ những phần tử rắn với những hạt nhỏ của pha nhũ tương. Sự kết khối này làm cho sản phẩm không bền khi bảo quản, đồng thời có thể gây khó khăn khi pha loãng và phun. Một khó khăn nữa là chọn các chất phân tán và chất nhũ hóa thích hợp để tạo ra hệ bền vững. III. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG THUỐC BVTV DẠNG SE III.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng dạng SE trên thế giới Thời gian gần đây, dạng SE đã được nghiên cứu nhiều trong lĩnh vực gia công thuốc BVTV. Ở Trung quốc, dạng SE có 32 sản phẩm, chiếm 0,65% thị phần (năm 2008). III.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng dạng SE ở Việt Nam a. Nhu cầu sử dụng thuốc BVTV ở Việt Nam: Ở Việt Nam, nhu cầu sử dụng các hóa chất BVTV cũng liên tục tăng trong những năm qua (Hình 1). SỬ DỤNG THUỐC BVTV Ở VIỆT NAM Sốlượngsảnphẩmđăngký 3000 2552 2500 2237 1979 2000 1500 1000 1218 957 1043 2001 2002 1399 1542 500 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Năm Hình 1. Nhu cầu sử dụng thuốc BVTV tại Việt Nam (Nguồn: Cục BVTV – Bộ NN & PT nông thôn) Thuốc BVTV chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài. Theo số liệu thống kê của Vinanet.com.vn, kim ngạch nhập khẩu các sản phẩm này trong 6 tháng đầu 16 năm 2010 đạt trên 274,4 triệu USD, tăng 19 % so với cùng kỳ năm 2009 (230,46 triệu USD). Dự đoán nhu cầu này trong thời gian tới còn tiếp tục tăng vì thực tế lượng hoạt chất (a.i) sử dụng tính trên một hec-ta canh tác ở Việt Nam còn thấp hơn so với Thái Lan hoặc các nước phát triển (Thái Lan: 2,38 kg a.i./ha; Đài Loan: 9,4 kg a.i./ha... trong khí đó ở Việt Nam là 1,95 kg a.i./ha vào năm 2000). Tuy nhiên, do có độ độc cao, các hóa chất BVTV cũng gây ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường và sức khoẻ cộng đồng. Để giảm thiểu tác hại của chúng khi sử dụng, ngày nay các nhà khoa học đang tích cực tìm kiếm những hướng nghiên cứu, công nghệ mới nhằm tạo ra các sản phẩm mới có hiệu quả cao trong phòng trừ sâu bệnh nhưng an toàn hơn với người và môi trường - những sản phẩm thuốc BVTV thân thiện với môi trường. Một trong những hướng nghiên cứu đó là sử dụng các dạng gia công thuốc mới nhằm hạn chế ảnh hưởng đến môi trường. Đặc biệt là các dạng thuốc sử dụng dung môi là nước như SC, EW, ME và SE. 2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất dạng SE tại Việt Nam: Hiện nay, do tình hình sâu bệnh ngày càng diễn biến phức tạp, nông dân thường sử dụng nhiều lọai thuốc cho một lần phun. Tuy nhiên, việc lựa chọn các sản phẩm tương hợp dùng chung đôi khi gây khó khăn cho người sử dụng. Vì vậy, nhu cầu sử dụng các sản phẩm thuốc BVTV dạng SE ở Việt Nam là cần thiết. Nếu như năm 2007-2008 chưa có một sản phẩm dạng SE đăng ký sử dụng trong Danh Mục Thuốc BVTV được phép sử dụng ở Việt Nam, thì năm 2009 đã có 20 tên thương mại chiếm 0,9% tổng sản phẩm đăng ký) và năm 2010 là 31 sản phẩm đăng ký (1,13%). Đa số các sản phẩm thuốc BVTV dạng SE đang sử dụng tại Việt Nam đều do các công ty Châu Âu đăng ký và trực tiếp cung ứng. Việc sản xuất, gia công sản phẩm dạng SE trong nước chưa có đơn vị nào tiến hành. Nguyên nhân chủ yếu là việc nghiên cứu gia công khá phức tạp, chuyển giao kết quả phòng thí nghiệm sang sản xuất lớn khó kiểm soát. Việc lựa chọn các hoạt chất tương thích tương đối khó vì đây là dạng sản phẩm cộng hợp từ hai dạng khác nhau nhưng đều sử dụng dung môi là nước. Các hoạt chất phải có độ bền lý hóa như nhau trong môi trường nước. Việc lựa chọn hệ chất HĐBM khó. Công nghệ phức tạp… 17 Chương 2: THỰC NGHIỆM I. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU 1. Lựa chọn công nghệ cho đề tài: Như đã đề cập ở trên, dạng SE là sự kết hợp của hai dạng SC và EW hoặc SC và ME, thỉnh thoảng có sự kết hợp của SC và EC. Dựa vào điều kiện công nghệ của Công ty CP Thuốc Sát Trùng Việt Nam, trong phạm vi đề tài, chúng tôi tập trung nghiên cứu gia công dạng SE dựa trên sự kết hợp giữa dạng SC và EW. • Dạng SC: Chúng tôi sử dụng công nghệ nghiền bi ướt. • Dạng EW: Sử dụng công nghệ khuấy tốc độ cao (6.000-8.000 vòng/phút). • SE: Công nghệ khuấy tốc độ 200- 2000 vòng/phút. Công nghệ gia công dạng SE được mô tả dưới đây: a) Gia công dạng SC: Công nghệ gia công dạng SC được mô tả theo sơ đồ sau đây: Sơ đồ công nghệ gia công dạng SC Chất HĐBM Các phụ gia Hoạt chất H2O Khuấy phân tán Kiểm tra Nghiền bi ướt Chất làm đặc Phối chế sản phẩm SC Sản phẩm Dạng SC 18 b) Dạng gia công EW: Sơ đồ công nghệ dạng EW Chất HĐBM Họat chất Dung môi (Nếu có) Khuấy Pha dầu H2 O Phụ gia Khuấy tốc độ cao Sản phẩm EW c) Dạng gia công SE: Sơ đồ công nghệ dạng SE Sản phẩm dạng EW Sản phẩm dạng SC Khuấy Sản phẩm SE 19
- Xem thêm -