Av Grace Yuan
Redaktörsanmärkning:Med stöd av en rad effektiva gröna tillsatser och precisionstjänster, särskilt dess starka applikationsorienterade och mervärdestjänster, har SINVOCHEM framgångsrikt utvecklat utomeuropeiska marknader de senaste åren och planerar nu sina fotavtryck på de europeiska och amerikanska marknaderna. När fas II-projektet (funktionellt polyeterdispergeringsmedel) har slutförts och det statliga godkännandet av fas III-projektet (en produktionslinje med en årlig kapacitet på 80,000 ton funktionella dispergeringsmedel) ska företagets agrotillsatsportfölj bli mer varierande. Dessutom kommer dess två FoU-center i Nanjing och Yangzhou, liksom dess applikationsutvärderingsorienterade laboratorier i större marknadsregioner, att förse sina kunder med kvalitetsprodukter och snabba tjänster, vilket hjälper företaget med dess ambition att bli en global leverantör av grönt agro-adjuvans.
Författaren har intervjuat i tre år i rad med Dr. James Qin, CTO och grundare av SINVOCHEM och bevittnat kontinuerliga framsteg som SINVOCHEM har gjort. I den senaste intervjun lyfte Dr. James Qin fram SINVOCHEMs kärnkompetenser, framstegen för dess senaste projekt, dess multi-scenario applikationsorienterade produktutveckling, precisionstjänster och planering för de kommande 10 åren. Han delade också med sig av sina insikter om status quo och framtida trender för den globala agrokemiska adjuvanssektorn, såväl som utmaningarna och motåtgärderna som rör den internationella formuleringsindustrin.
Dr James Qin
CTO och grundare av SINVOCHEM
Kan du berätta om den nuvarande situationen och framtida trender för den globala agrotillsatssektorn? Och vilken marknadspositionering har SINVOCHEM inom denna sektor?
År 2020 satte den kinesiska regeringen målet att nå koldioxidtopp år 2030 och kolneutralitet till 2060, vilket accelererar ett globalt behov av att uppgradera konventionella jordbruksberedningar, såsom EC och WP, mot miljövänliga formuleringar, såsom SC, EW, DF, OD och CS. Dessutom, med ökande arbetskostnader, har användningen av UAV eller stor spraymekanik ökat. Detta kräver blandning av olika bekämpningsmedel eller bekämpningsmedel och gödningsmedel och leder till en ökad koncentration av bekämpningsmedelsspray. Med kommersialisering av nya agrokemiska molekyler mer tidskrävande, läggs mer fokus på åtgärder såsom förändringar av bekämpningsmedelsformuleringar, sammansättning och modifieringar av formuleringarnas gränssnittsegenskaper. Formuleringsbearbetning utvecklas mot ett automatiserings- och arbetsbesparande mål, såsom användning av tekniker för våtmalningsbaserad spraygranulering och mikrofluidisk kontinuerlig mikroinkapsling. Dessa utvecklingar och förändringar innebär nya utmaningar för produktionen av agrokemiska adjuvans, vilket kräver att adjuvansleverantörer utvecklar produkter anpassade till olika tillämpningsscenarier.
Leverantörer av agrokemiska adjuvans kan delas in i tre grupper. Den första gruppen är de som endast tillhandahåller ytaktiva ämnen av en viss kemi, såsom nonjonisk polyeter, alkylglykosid, alkylpolyetersulfat, naftalensulfonatformaldehydkondensat, natriumolefinsulfonat och lignosulfonat. Dessa ytaktiva ämnen levereras mer till andra industrier än bekämpningsmedel. Den andra gruppen av leverantörer är de som tillhandahåller adjuvans för EC, ME, EW, icke-utmanande SC och OD med begränsad teknisk support. Normalt erbjuder denna grupp av leverantörer kalciumalkylbensensulfonat, konventionella nonjoniska och modifierade (fosfatförestring eller sulfonering) anjoniska/nonjoniska ytaktiva ämnen. Den tredje gruppen av leverantörer har starkare teknisk supportkapacitet, som normalt har ett etablerat applikationsscenario-orienterat utvärderingssystem och adjuvanssyntesteam för att tillhandahålla adjuvans som möter behoven i olika applikationsscenarier. Ta SINVOCHEM som ett exempel, den har en utvärderingsplattform för adjuvans som kan simulera formuleringsbearbetning och tillämpningsscenarier för formulerade produkter. Dessutom är den också utrustad med en helt innovativ plattform för syntes av polykarboxylater och naftalensulfonater. Båda plattformarna gör det möjligt för SINVOCHEM att tillhandahålla aktuella och korrekta scenariobaserade tjänster till sina kunder.
Genom att fortsätta att förse sina kunder med tillämpningsscenario-orienterade och andra mervärdestjänster är SINVOCHEM redan en ledande leverantör av agrotillsatser i Kina. Med produkter som redan exporterats till Sydamerika, Östeuropa, Australien, Sydostasien och Sydasien, initierade SINVOCHEM också produktregistrering hos US EPA och ECHA för att bli en verkligt global leverantör av gröna bekämpningsmedelsadjuvans. Sinvochem fortsätter att samarbeta nära med sina kunder för att förverkliga sitt mål om "bättre leverans av bekämpningsmedelseffektivitet".
Kan du introducera SINVOCHEMs verksamhet utifrån perspektiven FoU, produktion, teknisk service, teambakgrund samt dess kärnkompetenser? Vad är planeringen för de kommande 10 åren?
SINVOCHEM är ett högteknologiskt företag dedikerat till forskning och utveckling av adjuvanser för användning i agroformuleringar, med produkter som täcker polykarboxylater, naftalensulfonater, fosfater och sulfater. SINVOCHEM har två FoU-center i Nanjing och Yangzhou, och långsiktiga industri-universitetssamarbeten med några ledande universitet. SINVOCHEM har åtagit sig eller deltagit i några nationella och provinsiella forskningsprogram, och delegerats för att bygga den provinsiella FoU-plattformen för polymerer och en FoU-plattform för formuleringstillämpningar. SINVOCHEM äger en robust plattform för syntes av bekämpningsmedelsadjuvans, plattform för beredning och utvärdering av formuleringar och en plattform för simulering och utvärdering av droppöverföring. Med sin syntes- och ansökningsprocess digitaliserad förbättras tillhandahållandet av mervärdestjänster till sina kunder ytterligare (Figur 1).
Figur 1. Laboratorium för utvärdering av gränssnittsprestanda
SINVOCHEMs kärnkompetens ligger i dess effektiva organisationsledning, som stödjer talangodling och tillhandahållande av tekniska tjänster och produktion. SINVOCHEM, som ligger i Yangzhou Chemical Industrial Park, lyckades säkerställa ett stabilt utbud av produkter och tjänster under många omgångar av säkerhets- och miljöinspektioner på arbetsplatsen och covid-19-pandemin. SINVOCHEM har självständigt varit värd för fyra sessioner av Industry Elite Seminar, under temat "Bättre leverans av bekämpningsmedelseffektivitet". Det var också värd för workshops för "Formuleringsproblemlösning" under fem år i rad. År 2021 samlade SINVOCHEM för första gången forskningsinstitut, formulerare, tekniska tillverkare och adjuvanstillverkare för att gemensamt studera sambandet mellan aktiva ingredienser, adjuvans, processteknik, åtgärdsmål och appliceringsmetoder för att göra "bättre leverans av bekämpningsmedelseffektivitet" möjlig. . Tack vare det hårda arbetet från SINVOCHEMs forskargrupp och begåvade forskare, såväl som de gemensamma ansträngningarna från branschexpertgrupper, SINVOCHEMs process för våtmalningsbaserad spraygranulering och den kontinuerliga mikrofluidiska granuleringen av pesticidmikrokapslar, såväl som dess adjuvans för SC och WDG har en ledande position inom branschen.
Under de kommande 10 åren siktar SINVOCHEM på att bli en globalt respekterad leverantör av agrokemiska adjuvans. SINVOCHEM kommer att fortsätta att arbeta nära bekämpningsmedelstillverkare för att förverkliga sitt mål om "bättre leverans av bekämpningsmedelseffektivitet".
Kan du berätta om framstegen i dina nya projekt och vilken betydelse nya investeringar har för företagets utveckling?
SINVOCHEMs fas II-projekt (funktionellt polyeterdispergeringsmedel) är designat för att ytterligare berika sin produktportfölj och utöka kapaciteten, med ett produktsortiment som täcker alla större adjuvansvarianter. Samtidigt kommer dess Yangzhou FoU-center att uppgraderas för att etablera ett mer komplett utvärderingssystem, vilket kommer att underlätta mer effektiv forskning och utveckling av tillämpningar av adjuvans för att uppfylla målet om "bättre leverans av bekämpningsmedelseffektivitet".
Fas III-projektet för att producera 80,000 ton funktionella dispergeringsmedel årligen har godkänts av regeringen, vilket ytterligare kommer att utöka företagets polykarboxylat- och naftalensulfonatkapacitet och uppnå en högre nivå av automatiserings- och arbetssäkerhetsstandarder. Dess konstruktion förväntas börja 2023 och är planerad att vara färdigställd och driftsatt 2025 för att uppnå full täckning av stora adjuvanssorter. Företagets två FoU-center i Nanjing och Yangzhou, liksom dess applikationsutvärderingsorienterade laboratorier i större marknadsregioner, kommer att förse sina kunder med fler produkter av stabil kvalitet, samt tillförlitliga och snabba tjänster.
Hur löser Sinvochem långsiktiga stabilitetsproblem med formuleringar, när teknikerna på marknaden ofta är ganska olika i kvalitet?
Förskjutningen mellan teknisk produktion och formuleringsutveckling och ökningen av produktionskostnaden på grund av miljöefterlevnad gör kvalitetsfluktuationer av tekniker till en vanlig fråga. Det manifesteras huvudsakligen i instabilt innehåll av aktiva ämnen och en högre nivå av föroreningar, vilket orsakar svårigheter för formuleringsbearbetningen och skapar problem som lätt sönderdelning, krämbildning, ökad partikelstorlek och lägre suspensibilitet i sprayvätskor med låga utspädningar. SINVOCHEM använder sin TGA, TA, HPLC och XRD, ZETA potentialanalysator och elektrisk konduktivitetstestare för att samla in information om tekniska tekniska egenskapers fysikaliska egenskaper eller föroreningsprofil. Samtidigt gör diversifierade strukturer av polykarboxylat-dispergeringsmedel (som uppnås genom att använda olika vinylmonomerer) det möjligt att utforma ett adjuvans som är lämpligt för en specifik teknik, för att därigenom underlätta formuleringsprocessen. Till exempel kan det svaga katjoniska polykarboxylatdispergeringsmedlet SP-3275 hämma tillväxten av partikelstorleken i Pyraclostrobin SC med hjälp av olika tekniska källor. Även sammansatta produkter bibehåller en god spridningsstabilitet vid blandning av andra bekämpningsmedel och gödningsmedel före applicering.
Datadigitaliseringen av adjuvanser, tekniker, formuleringsberedning och relaterade tillämpningsscenarier, tillsammans med studien av sambandet mellan strukturen av adjuvanser och dispergerade granuler har hjälpt SINVOCHEM att erbjuda bättre lösningar på hinder orsakade av instabil kvalitet på tekniker.
Kan du kort presentera den nuvarande statusen och fördelarna med torrflytande formuleringar? Vilka svårigheter uppstår under utvecklingen och produktionen av denna typ av formulering? Vilka genombrott har SINVOCHEM gjort i formuleringsprocessen?
Torrflytbara (DF) formuleringar säkerställer en hög grad av produktionsautomatisering, låg sannolikhet för förorening, tillfredsställande sönderdelning i vatten och stabil spridning under applicering. När den blandas med olika aktiva ämnen är dispergeringen av DF-produkter stabil, och ingen ytterligare registrering krävs eftersom denna typ av formulering liknar det vätbara pulvret eller det vattendispergerbara granulatet. På grund av dessa fördelar har torra flytbara formuleringar väckt stor uppmärksamhet. I Kina använder nästan alla tillverkare spraytorkningsprocessen med högt tryck, vilket har orsakat problem i vissa formuleringar, såsom dålig långtidsstabilitet, långvarig vätning och lätt agglomerering. Dessutom är det svårt att bearbeta tekniker med låga smältpunkter eller hög vattenlöslighet och hög belastningsformulering. SINVOCHEM arbetade tillsammans med flera forskningsinstitutioner, i syfte att övervinna dessa problem genom att förändra faktorer som recept, process, utrustning och adjuvans. Slutligen genom att anta nya granuleringstekniker, såsom kontinuerlig fluidiserad bäddgranulering, sekundär granulering och högtryckstorn med en inbyggd fluidiserad bädd, samt nya dispergerande strukturer, löste Sinvochem problemen med agglomeration och dålig långsiktig stabilitet. Specifikt har Sinvochem en produkt som heter SP-DF2238 för användning i torrflytande formuleringar. Denna produkt ökar värmebeständigheten hos tekniker med låg smältpunkt under torkning, förbättrar dispersionen och förbättrar avsevärt dispersionsstabiliteten vid en låg dos (Figur 2).
Figur 2. Torka flytbara partiklar under mikroskopet; Dispergering av torrt flytbart i vatten
Vilka är de största problemen med flygapplicering? Vilka är de största tekniska utmaningarna för att lösa dessa problem? Vilka tekniska lösningar har SINVOCHEM?
Som vi alla vet utformades formeln tidigare baserat på en konventionell utspädning av 1500-2500 veck för fristående applikation. Verkligheten är att koncentrationen av sprayer för applicering från luften är 10 till 20 gånger högre och flera aktiva ämnen blandas och appliceras tillsammans, vilket lätt kan leda till tankblandningsstabilitetsproblem, såsom demulgering, delaminering, utfällning och munstycksblockering. SINVOCHEM har ett vindtunnelsystem som simulerar en vätskebana och även en gränssnittsplattform, som möjliggör insamling och analys av droppöverföringsdata. Med hjälp av dessa system kan droppöverföringen regleras med väl valda adjuvans, vilket ytterligare förbättrar kompatibiliteten under blandning, anti-drift, avsättning, regnfasthet, spridning, genomträngning och fukthållning på komplexa målytor. Under de senaste åren har SINVOCHEM genomfört många flygförsök på mer än tio typer av grödor i många regioner. Än så länge är dess lösningar för flygapplicering klara (Figur 3).
Figur 3. Laboratorium för utvärdering av överföring av bekämpningsmedeldroppar
Från våra många erfarenheter har vi funnit att för att maximera effektiviteten är den mest effektiva lösningen att optimera eller uppgradera flygapplikationspaketet. Till exempel kan lägre suspensibilitet som vanligtvis ses i WP-produkter under flygapplicering förbättras genom att formulera produkten till DF. Dessutom förbättrar tillsatsen av en tankmixadjuvans också droppöverföringen. Till exempel ökar SP-6900 hålltiden när den används i EC-, OD-, SC-formuleringar eller blandningar av bekämpningsmedel och gödningsmedel. SP-4506 hjälper till att minska förluster på grund av avdrift och ökar avsättningen på målet. SP-4026 förbättrar spridningen av vätskor på ytan av målet, driver vätskorna att nå insidan av blomknopparna för att förstärka den insekticida effekten mot små skadedjur. SP-4806 förbättrar in vivo-translokation av triazolbekämpningsmedel inom målväxten.
Förutom att erbjuda allmänna adjuvanser för applicering från luften, har SINVOCHEM arbetat tillsammans med några av sina kunder för att undersöka de faktorer som påverkar effektiviteten av bekämpningsmedel ur tekniska perspektiv, formuleringar, adjuvans, grödor och appliceringsmål. Dessa ansträngningar har varit till stor hjälp för att utveckla tankmixadjuvans för att uppnå "bättre leverans av bekämpningsmedelseffektivitet".
Hur löser SINVOCHEM kompatibilitetsproblemet med kombinerad användning av bekämpningsmedel och gödningsmedel? Kan du dela några av dina fall?
Problemet med dispersionsstabilitet orsakat av applicering av blandade pesticider kan sammanfattas enligt följande. För det första kan det finnas inkompatibilitet mellan olika formuleringstyper, vilket kan resultera i utfällning i tankmixblandningar; eller en felaktig kombination används konventionella formuleringar, vilket kan resultera i delaminering, utfällning och demulgering. För det andra tas inte hänsyn till faktorer som kan påverka emulgering, dispergering och suspension. Dessa faktorer inkluderar vattenhårdhet, temperatur och pH-konflikt mellan formuleringar.
Genom många jämförande fältförsök fann vi att för alla förpackningar som lagts till med Compatibilizer SP-6900 förblev sprayvätskor homogena under en längre tid med en tätare och mer jämnt fördelad avsättning. Förpackningar utan kompatibilisator utsätts för allvarlig flockning, vilket leder till instabil transmission och resulterar i ojämn och sparsam vidhäftning när målet når målet (Figur 4).
Figur 4. Fältförsök
Förutom applicering av blandade bekämpningsmedel under det nya planteringsläget är samtidig tillsats av olika flytande gödningsmedel också vanligt och leder till instabilitetsproblem. Elektrolyter i gödselmedlen orsakar kollaps av dispersionssystemet, vilket resulterar i delaminering, flockning och utfällning. Samtidigt finns det risk för fytotoxicitet orsakad av denaturerade sprayvätskor efter långvarig förvaring.
Det finns sätt att lösa detta problem. För det första är sekvensen av tankblandningen avgörande, vilket måste göras i följande ordning: kompatibiliseringsmedel, bladgödselmedel, vattendispergerbart granulat, suspensionskoncentrat, mikroemulsion, vattenemulsion, löslig vätska och emulgerbart koncentrat. För det andra bör reglerna för "blandning för omedelbar användning" och "separat utspädning före blandning" följas för att effektivt undvika nedbrytning av de aktiva ingredienserna. Slutligen bör bladgödselmedel vara helt upplösta i förväg för att undvika reaktion med andra komponenter. Samtidigt är tillägget av kompatibiliseringsmedel utvecklat för blandning av bekämpningsmedel och gödningsmedel, såsom SP-6900 avgörande (Figur 5).
Figur 5. Kompatibilitetstester av flerkomponentsförpackningar tillsatta med bladgödsel. Från vänster till höger är en förpackning utan spets (utan kompatibilisator), förpackning spetsad med SP- 6900, förpackning spetsad med kompatibilisator A, förpackning spetsad med kompatibilisator B och förpackning spetsad med kompatibilisator C.
Obs: Kompatibilisator A, B och C är kommersiellt tillgängliga kompatibilisatorer från andra leverantörer.
Microcapsule är en av de snabbast växande formuleringarna på senare år. Kan du dela med dig av SINVOCHEMs forskningsresultat inom detta område? Finns det något tekniskt hinder att ta itu med?
Med de ökande kostnaderna för applicering har arbetsbesparande formulering som mikrokapsel en lovande framtid på grund av dess fördelar, såsom maskerad lukt, hämmad nedbrytning och kontrollerad frisättning. Eftersom konventionell CS-formulering är baserad på in-situ- eller gränssnittspolymerisation som är intermittent, är kvalitetskonsistensen mellan satserna otillfredsställande och hastigheten för mikroinkapsling kan inte kontrolleras exakt. Även icke-överensstämmande partier kan inte korrigeras.
Tidigare har Sinvochem framgångsrikt använt mikrofluid kontinuerlig process i sin kontinuerliga syntes av adjuvans. Denna teknik, som kännetecknas av en högre massa och värmeöverföring, används inom den finkemiska industrin. SINVOCHEM introducerade innovativt denna teknik för beredning av mikroinkapsling och framgångsrikt utvecklade produkter som pendimetalin 450g/L CS, pyraklostrobin 9 procent CS, trifluralin 520g/L CS, cyhalothrin 25 procent CS och S-metolachlor 480g/L CS.
Den viktigaste kvalitetsindikatorn för CS är homogenitet. Den stora utmaningen kommer från det faktum att olika prestanda krävs under olika scenarier. Studier visade att adjuvansstrukturen och doseringen påverkar frisättningen av aktiva substanser. SINVOCHEMs forskning om struktur-aktivitetsförhållandet och interaktionen mellan aktiva substanser, adjuvanser och applikationsmålen möjliggör reglering av kontrollerad frisättning av mikrokapselsuspensioner. Sinvochem utvecklade produkter som cyhalothrin-mikrokapsel med snabb och kontrollerad frisättning, pyraklostrobin-mikrokapsel som frigörs på bladytor men förblir intakt i vatten, den långtidsverkande pirimifos-metyl-mikrokapseln och Trifluralin-mikrokapsel med undertryckt fotolys. SINVOCHEMs erbjudande för CS inkluderar SP-3936 och SP-2750, båda lämpliga för den snabba och kontinuerliga processen med mikroinkapsling (Figur 6).
Figur 6. Kontinuerlig mikrokanalmikroinkapsling, pilotskala
Vilka är enligt din åsikt de största utmaningarna som den globala agrokemiska industrin står inför? Vilken är positionen för kinesiska agrokemiska formulerare på den internationella marknaden? Vilka är nyckelfaktorerna för att agrokemiska formulerare ska behålla och förbättra sina kärnkompetenser? Vilka förändringar och innovationer kan adjuvanstillverkare, representerade av SINVOCHEM, tillföra branschen i den här kursen?
För närvarande varierar den agrokemiska formuleringsnivån i olika länder eller regioner över hela världen. Jämfört med i-länder är lägre bekämpningsmedelsutnyttjande, användning av traditionella appliceringsmetoder och en lägre grad av automatisering vanligt i utvecklingsländer. För utvecklingsländer måste formuleringstyper optimeras för alla stadier av applicering av bekämpningsmedel. Därför måste formuleringsutvecklingen förfinas och förlusten under överföringen måste förhindras. Efter år av arbete har nivån av bekämpningsmedelsformulering i Kina ökat till en relativt hög nivå, men det finns fortfarande en lucka i appliceringsprocessen jämfört med utvecklade länder.
Vi tror att nyckeln för formulerare att behålla sin kärnkompetens är att etablera ett kvalitets- och FoU-system i linje med sina kunders applikationsscenarier. SINVOCHEM har alltid strävat efter att främja nya och framväxande formuleringstyper, såsom DF och CS. Det är också viktigt för adjuvantleverantörer att alltid lära av sina kunder. Om möjligt, samarbeta med sina partners för att gemensamt etablera forskningsplattformar för att möta kundernas krav på tillämpningsscenarier, och utveckla relevanta adjuvans som kommer att hjälpa till med formuleringsutveckling, förbättra effektiviteten av den rumsliga, gränssnitts- och in vivo-överföringen för att i slutändan förbättra användningen av bekämpningsmedel. För närvarande utvecklar SINVOCHEM aktivt gröna adjuvansprodukter som svar på nationella initiativ. Hittills har SINVOCHEM framgångsrikt ersatt alla produkter med nonylfenol. Genom våra pågående ansträngningar är vi övertygade om att vi kan uppnå "bättre leverans av bekämpningsmedelseffektivitet".