ES2316554T3 - Composiciones de glifosato amonico y procedimiento para su preparacion. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para preparar una composición de una pasta de glifosato amónico, que comprende mezclar en un reactor (i) ácido glifosato en partículas, (ii) amoniaco, (iii) agua y (iv) coadyuvante para formar una masa de reacción en la que reaccionan el ácido glifosato y el amoniaco formando una composición de pasta de glifosato amónico, siendo la cantidad total de agua añadida al reactor de 10% a 25% en peso de la totalidad de ácido glifosato, amoniaco, agua y coadyuvante añadida al reactor.
Description
Composiciones de glifosato amónico y
procedimiento para su preparación.
La presente invención se refiere a la
preparación de una formulación herbicida útil en agricultura y en
otras situaciones en las que se desea combatir las malas hierbas u
otra vegetación. En particular se refiere a un procedimiento para
preparar una composición herbicida que contiene como ingrediente
activo N-fosfonometilglicina (glifosato) en forma
de su sal amónica. De acuerdo con el procedimiento de la presente
invención, se hacen reaccionar ácido glifosato en partículas,
amoniaco y agua para formar una pasta de glifosato amónico y, como
parte del procedimiento, a la mezcla de reacción se añade un
tensioactivo para aumentar la velocidad de reacción e intensificar
las propiedades físicas del producto resultante.
Los herbicidas de glifosato, especialmente los
herbicidas que contienen una sal de glifosato soluble en agua, son
bien conocidos. La sal monoamónica de glifosato se describe como
herbicida útil en, por ejemplo, la patente U.S. nº. 4.405.531,
expedida a Franz. A no ser que el contexto demande lo contrario,
"glifosato amónico" se refiere en esta memoria a la sal
monoamónica de glifosato, que tiene la fórmula química
El glifosato amónico se puede producir en forma
granular por un procedimiento continuo en el que el ácido glifosato
se mezcla íntimamente con amoniaco. Por ejemplo, la patente U.S. nº.
5.070.197, expedida a Chin y otros, describe un procedimiento
continuo en el que un ácido de Bronsted se mezcla con una base de
Bronsted en una extrusora para producir una sal. Chin y otros
mencionan el ácido glifosato como uno de los potenciales ácidos de
Bronsted que se pueden usar y el amoniaco como una de las bases
potenciales que se pueden usar. De acuerdo con Chin y otros, la
reacción se puede realizar como reacción en estado sólido
esencialmente sin añadir un "disolvente foráneo" tal como
agua, aunque se señala que opcionalmente se puede añadir una pequeña
cantidad de agua (usualmente aproximadamente 4% en peso) corriente
arriba para "lubricación inicial". Se dice que en la extrusora
tiene lugar una reacción formándose una sal seca que se extruye para
formar gránulos.
El glifosato amónico es particularmente útil,
empero, en la preparación de formulaciones herbicidas de glifosato
seco que contienen uno o varios tensioactivos además de la sal de
glifosato. Los tensioactivos son componentes importantes de las
formulaciones de glifosato porque, cuando se diluye, disuelve o
dispersa en agua una formulación de glifosato para aplicarla por
pulverización al follaje de plantas, los tensioactivos intensifican
la eficacia herbicida de la pulverización de glifosato por ayudar
a: (1) la retención por el follaje de gotitas de la pulverización;
(2) la adherencia de las gotitas de la pulverización a la superficie
foliar, y (3) la penetración del glifosato a través de la cutícula
hidrófoba que cubre la superficie foliar. Entre las formulaciones de
glifosato amónico seco disponibles comercialmente que contienen uno
o varios tensiactivos están incluidos, por ejemplo, los herbicidas
Roundup® seco, Rondup® Max y Rival®, comercializados por Monsanto
Company en varios países.
Los procedimientos para producir formulaciones
de glifosato amónico seco típicamente requieren combinar uno o
varios tensioactivos con una sal seca de glifosato amónico y
granular la mezcla para formar gránulos de glifosato amónico seco
que tienen la concentración de glifosato deseada. Se han descrito
numerosos procedimientos de granulación que son adecuados para
preparar gránulos de glifosato amónico con un tensioactivo líquido,
solubles o dispersables en agua. Uno de tales procedimientos es la
granulación en bandeja. Sin embargo, un procedimiento de
granulación usado más ampliamente para las formulaciones de
glifosato amónico seco es la granulación por extrusión. La
patente británica 1 433 882 ("la patente '882") describe en
general un procedimiento de granulación por extrusión y,
típicamente, la granulación de formulaciones de glifosato amónico
seco se realiza por un procedimiento similar excepto que el
ingrediente activo principal, a saber, el glifosato amónico, es
soluble en agua, y no insoluble en agua como acaece en la patente
'882. En este procedimiento, el glifosato amónico se mezcla con el
tensioactivo y una pequeña cantidad de agua para formar una mezcla
húmeda extruible que se extruye luego para formar barras de
extruido que se rompen espontáneamente en el punto de extrusión o
poco después para formar gránulos cilíndricos cortos que luego se
secan.
Típicamente, la cantidad deseada de tensioactivo
para impartir la eficacia herbicida deseada puede ser de
aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 parte en peso de
tensioactivo por una parte de glifosato, expresada como equivalente
de ácido (e.a.), dependiendo del tensioactivo particular usado. Las
formulaciones de glifosato amónico que tienen una concentración tan
alta de tensioactivo pueden ser difíciles de hacer, dependiendo del
grado en que el tensioactivo es absorbido o adsorbido por el
glifosato amónico. Esto es, frecuentemente, tales altas
concentraciones de tensioactivo no son suficientemente absorbidas
y/o adsorbidas por el glifosato amónico, lo que causa que la
formulación resultante sea pegajosa, tenga tendencia a formar una
torta o carezca de buenas propiedades de vertido o deslizamiento.
Así, las propiedades de capacidad de absorción y de adsorción de las
partículas de glifosato amónico son especialmente importantes.
Se ha encontrado que el procedimiento por el que
se prepara el glifosato amónico afecta a las propiedades
absorbentes y adsorbentes de las partículas de glifosato amónico
frente a un tensioactvo líquido. Recientemente se han descubierto
procedimientos para producir un polvo de glifosato seco que tiene
unas altas características absorbentes y/o adsorbentes, adecuadas
para producir formulaciones de glifosato amónico que tienen una
concentración alta de tensioactivo. Por ejemplo, en la patente U.S.
nº. 5.614.468 ("la patente '468"), Kramer y otros describen
procedimientos en los que se hace reaccionar el ácido glifosato en
partículas con amoniaco acuoso para producir un polvo de glifosato
seco que tiene un contenido de humedad no mayor que aproximadamente
2% en peso de agua. Análogamente, en la patente U.S. nº. 5.633.397
("la patente '397"), Gillespie y otros describen un
procedimiento para producir polvo de glifosato amónico, en el que
se hace reaccionar el ácido glifosato en partículas con amoniaco
anhidro gas para producir un polvo seco. Como se muestra en el
Ejemplo 1 de la patente '397, por el procedimiento descrita en ella
se puede producir un polvo seco que tiene una concentración de
humedad de aproximadamente 1% en peso.
Tanto el procedimiento descrito en la patente
'468 como el procedimiento descrito en la patente '397 producen un
polvo de glifosato amónico seco capaz de absorber o adsorber altas
concentraciones de tensioactivo. Sin embargo, los procedimientos de
reacción en estado sólido en los que se suprime el contenido de agua
para asegurar la formación de un producto seco pueden ser más
difíciles de controlar que un procedimiento en el que se hacen
reaccionar glifosato y amoniaco en medio acuoso. La naturaleza
exotérmica de la reacción entre amoniaco y el ácido glifosato
ocasiona que sea necesaria la disipación de calor, lo que puede
presentar problemas. Puesto que típicamente los procesos en estado
sólido presentan malas propiedades de transferencia de calor, la
disipación de calor puede llegar a ser problemática.
En la solicitud de PCR nº. WO 01/08492, Massman
y otros describen un procedimiento para producir glifosato amónico
que evita algunas de las dificultades encontradas en procedimientos
que se realizan en un medio en estado sólido seco. Se cargan en un
reactor ácido glifosato en partículas, amoniaco en forma de amoniaco
anhidro gas o amoniaco acuoso y agua para formar una mezcla de
reacción que tiene un contenido de humedad de aproximadamente 10% a
aproximadamente 25% en peso. El ácido glifosato y el amoniaco
reaccionan y se evapora una porción del agua para producir una
pasta de glifosato amónico que se puede procesar corriente abajo,
que tiene un contenido de humedad de aproximadamente 5% a
aproximadamente 20% en peso. Luego se mezcla un tensioactivo con la
pasta de glifosato amónico antes de la granulación por extrusión,
en parte para acondicionar la pasta con el fin de que se pueda
extruir pero, principalmente, para mejorar la eficacia herbicida de
los gránulos finales de glifosato amónico. De acuerdo con Massmann
y otros, la adición de tensioactivo antes o durante el proceso de
reacción es perjudicial para el procedimiento; así, la cantidad
total de tensioactivo se añade a la pasta de glifosato amónico
después de finalizada la reacción y, preferiblemente, después de
haberse enfriado la pasta de glifosato amónico a menos de 70ºC.
Entre los objetos de la presente invención está
la provisión de un procedimiento continuo para preparar una pasta
húmeda de glifosato amónico; la provisión de tal procedimiento en el
que a la mezcla de reacción se añade un coadyuvante o varios para
mejorar la velocidad de formación de la pasta de glifosato amónico
y/o reducir la resistencia al deslizamiento de la mezcla de
reacción; la provisión de un procedimiento así en el que
seguidamente se añade una cantidad adicional de coadyuvante a la
pasta de glifosato amónico para formar una mezcla de glifosato
amónico extruible; la provisión de un procedimiento así en el que la
mezcla extruible de glifosato amónico se extruye para formar
gránulos de glifosato amónico; la provisión de un procedimiento
mejorado para extruir glifosato amónico que tiene una capacidad de
producción incrementada y, la provisión de un procedimiento así que
requiere menos energía para extruir glifosato amónico.
En resumen, por tanto, la presente invención
está dirigida a un procedimiento para preparar una pasta de
glifosato amónico, que comprende mezclar en un reactor (i) ácido
glifosato en partículas, (ii) amoniaco, (iii) agua y (iv)
coadyuvante para formar una masa de reacción, en el que la cantidad
total de agua añadida a la mezcla de reacción es de aproximadamente
10% a aproximadamente 25% en peso de la totalidad de ácido
glifosato, amoniaco, agua y coadyuvante añadidos al reactor.
La presente invención está dirigida además a un
procedimiento continuo para preparar una pasta de glifosato
amónico, que comprende suministrar continuamente a un reactor (i)
ácido glifosato en partículas, (ii) amoniaco, (iii) coadyuvante y
(iv) agua, causando así una reacción del ácido glifosato y el
amoniaco que genera calor que causa la evaporación parcial del
agua, y que forma una pasta de glifosato que tiene un contenido de
humedad de menos de aproximadamente 20% en peso. En una realización
preferente, el contenido de humedad estará en un intervalo de
aproximadamente 2% a aproximadamente 15% en peso.
La presente invención está dirigida además a un
procedimiento continuo para preparar una composición herbicida, que
comprende suministrar contunuamente (i) ácido glifosato en
partículas, (ii) amoniaco, (iii) coadyuvante y (iv) agua, para
formar una masa de reacción en la que se forma glifosato amónico,
siendo la cantidad del suministro de agua de aproximadamente 10% a
aproximadamente 25% en peso de todos los materiales que se
suministran al reactor. La reacción del ácido glifosato y el
amoniaco genera calor causando la evaporación del agua de manera
que el contenido de agua de la masa de reacción se reduce a de
aproximadamente 2% a aproximadamente 10% para formar una pasta de
glifosato amónico. La masa de reacción se conduce continuamente a la
zona de descarga del reactor como parte del procedimiento, el
coadyuvante (i) aumenta la velocidad a la que el ácido glifosato y
el amoniaco reaccionan para formar glifosato amónico y/o (ii) reduce
la resistencia al deslizamiento de la masa de reacción a medida que
está siendo conducida a la zona de descarga del reactor.
La presente invención está dirigida además a un
procedimiento para preparar una composición herbicida seca, que
comprende suministrar continuamente (i) ácido glifosato en
partículas, (ii) amoniaco, (iii) coadyuvante y (iv) agua, para
formar una masa de reacción en la que se forma glifosato amónico, en
el que la cantidad del suministro de agua es de aproximadamente 10%
a aproximadamente 25% en peso de la totalidad del ácido glifosato,
amoniaco y agua añadida al reactor. El contenido de agua de la masa
de reacción se reduce para formar una pasta de glifosato amónico
usando el calor de la reacción del ácido glifosato y amoniaco para
causar la evaporación de agua. Si la pasta de glifosato amónico
tiene un contenido de humedad mayor que aproximadamente 15% en peso,
se puede aplicar calor y/o vacío para reducir el contenido de
humedad de la composición a de aproximadamente 2% a aproximadamente
15% en peso. A la pasta de glifosato amónico se añade un coadyuvante
o varios en una relación ponderal de coadyuvante total a glifosato
amónico de aproximadamente 1:20 a aproximadamente 1:2 para formar
una mezcla extruible de glifosato amónico. La mezcla extruible de
glifosato amónico se suministra continuamente a una extrusora que
tiene un tamiz a través del cual se extruye el glifosato amónico
para formar barras extruidas que se rompen para formar gránulos
húmedos. Como parte del procedimiento, el coadyuvante (i) aumenta la
velocidad a la que el ácido glifosato y el amoniaco reaccionan para
formar glifosato amónico; (ii) reduce la resistencia al
deslizamiento de la masa de reacción a medida que está siendo
conducida a la zona de descarga del reactor, y/o (iii) reduce la
resistencia al deslizamiento de la mezcla extruible del glifosato
amónico. Los gránulos se pueden secar luego para producir una
composición granular seca y/o procesar posteriormente para
clasificar los gránulos a eliminar o los gránulos a reciclar,
fragmentos de gránulos o agregados de gránulos de tamaños fuera de
un intervalo de tamaño deseado.
La Figura 1 muestra un diagrama de flujo de un
procedimiento de la invención para preparar una composición
herbicida seca en gránulos.
Las Figuras 2 a 4 muestran vistas de un
alimentador gravimétrico adecuado para suministrar una torta húmeda
de ácido glifosato a una velocidad constante en el procedimiento de
la invención.
De acuerdo con la presente invención se ha
descubierto un procedimiento por el que se añaden a un reactor
ácido glifosato en partículas, amoniaco en forma de amoniaco anhidro
o amoniaco acuoso, agua y coadyuvante para formar una masa de
reacción siendo la cantidad de agua añadida de aproximadamente 10% a
aproximadamente 25% en peso de la cantidad de ácido glifosato,
amoniaco, agua y coadyuvante combinados para formar la masa de
reacción. Ventajosamente, el calor de la reacción de ácido glifosato
y amoniaco causa la evaporación de agua, dando por resultado la
formación de una pasta de glifosato amónico.
Sorprendentemente, se ha descubierto que la
adición de un coadyuvante a la masa de reacción aumenta la velocidad
de formación de la pasta de glifosato amónico, reduce la
resistencia al deslizamiento de la pasta de glifosato amónico o
ambos, proporcionando con ello un procedimiento que tiene una
capacidad de producción mejorada y resultando una pasta de
glifosato amónico "que se puede procesar corriente abajo" que
tiene un contenido de humedad de aproximadamente 2% a
aproximadamente 20% en peso. El término "que se puede procesar
corriente abajo", tal como se usa en esta memoria, significa que
la pasta de glifosato amónico es fácilmente capaz, después de
reducir el contenido de agua, si es necesario, a aproximadamente 2%
a aproximadamente 15% en peso, de ser procesada mediante
granulación por extrusión con un coadyuvante para formar una
composición herbicida seca en gránulos que tiene una relación
ponderal de coadyuvante a glifosato amónico de aproximadamente 1:20
a aproximadamente 1:2, preferiblemente de aproximadamente 1:9 a
aproximadamente 1:2. Así, si se desea un producto granular, la
pasta extruible de glifosato amónico se puede mezclar con
coadyuvante adicional para formar una mezcla extruible de glifosato
amónico que luego se puede extruir para formar una formulación
granular de glifosato amónico que tiene una alta concentración de
coadyuvante.
Aunque varias etapas del procedimiento se pueden
realizar en régimen continuo o por lotes, se prefiere que algunas o
todas las etapas se realicen en régimen continuo. En particular, se
prefiere que la reacción de ácido glifosato y amoniaco se realice
en un reactor continuo capaz de mezclar los componentes de reacción
y conducir la masa de reacción a la descarga del reactor.
Tomando como referencia la Fig. 1, el
procedimiento de la presente invención se realiza suministrando
ácido glifosato en partículas, amoniaco, agua y coadyuvante a un
reactor y mezclando los componentes de reacción para formar una
masa de reacción en la que el amoniaco reacciona con el ácido
glifosato para formar un producto glifosato amónico que se puede
procesar corriente abajo. El reactor puede ser cualquier aparato
capaz de mezclar materiales sólidos y líquidos para producir una
pasta o una composición comparable, tal como, por ejemplo,
mezcladoras de productos alimentarios, mezcladoras planetarias,
mezcladoras de cinta o amasadoras.
En una realización, el reactor comprende un eje
rotatorio que tiene uno o varios elementos de tornillo coaxiales
con el eje y que presentan una pluralidad de varillas y/o paletas
dispuestas radialmente. Después de girar el eje, los elementos de
tornillo de tal montaje causan el movimiento de la masa de glifosato
amónico en una dirección paralela al eje, mientras que
simultáneamente, los varillas y las paletas mezclan constantemente
el glifosato amónico y crean una gran interfaz
gas-sólido. Puede haber más de uno de esos ejes,
dispuestos paralelamente entre sí, y que giran en la misma
dirección o en direcciones opuestas.
Preferiblemente, los componentes de reacción se
mezclan y el amoniaco y el ácido glifosato reaccionan en el reactor
que tiene una cámara sustancialmente cerrada que tiene en el extremo
de entrada una abertura adecuada para la introducción del ácido
glifosato en partículas, que tiene un extremo de salida que tiene
una abertura adecuada para descargar la composición de glifosato
amónico, y que tiene entre los extremos de entrada y salida uno o
más puertos adecuados para la introducción de amoniaco y agua.
Opcionalmente puede haber puertos adicionales cerca del extremo de
salida para el escape de vapor de agua y, si es necesario, de
amoniaco en exceso.
En una realización, el aparato mezclador es un
procesador continuo que comprende una cámara alargada que tiene uno
o varios, preferiblemente uno o dos, ejes dispuestos rotatoriamente
como se ha descrito antes, cada uno en un eje paralelo a la
dimensión alargada de la cámara. El funcionamiento del aparato al
girar los ejes produce: (i) el suministro del ácido glifosato a la
cámara a través de la abertura del extremo de entrada; (ii) la
mezcla de los ingredientes para formar una masa de reacción; (iii)
el transporte de la masa de reacción y la composición de glifosato
amónico resultante hacia el extremo de salida de la cámara, y (iv)
la descarga del producto glifosato amónico desde la abertura del
extremo de salida. A través de los puertos situados entre los
extremos de entrada y salida se puede inyectar agua, coadyuvante y
amoniaco. Preferiblemente, el agua y el coadyuvante se inyectan en
el extremo de entrada o cerca de él, mientras que el amoniaco
preferiblemente se inyecta a través de uno o varios puertos de
inyección, estando situado cada puerto a una distancia suficiente
del extremo de entrada para permitir una mezcladura suficiente del
ácido glifosato, el agua y el coadyuvante antes de una exposición
sustancial del ácido glifosato al amoniaco. En una realización, el
agua y el coadyuvante se premezclan con el ácido glifosato antes de
suministrar el ácido glifosato a la cámara de reacción, lo que
permite inyectar el amoniaco a través de uno o más puertos situados
en cualquier punto dentro de la cámara de reacción. Opcionalmente,
entre el puerto de inyección de amoniaco y el extremo de salida
puede haber uno o más puertos para purgar vapor de agua y/o exceso
de amoniaco; sin embargo, generalmente se prefiere hacer tal purga
sólo en el propio extremo de salida, a través de la abertura de
descarga de la composición de glifosato amónico.
El tipo de aparato descrito, esto es, una
mezcladora/amasadora continua de un solo eje o un eje doble, o
procesador de sólidos, se ha encontrado que es particularmente
adecuado cuando se usa amoniaco anhidro, en estado gaseoso o
líquido. Cuando se inyecta amoniaco a alguna distancia desde el
extremo de entrada, se enriquece en amoniaco la atmósfera dentro de
la cámara en la proximidad del puerto de inyección de amoniaco, y la
gran interfaz gas-sólido asegura una rápida y
eficiente reacción del amoniaco con el ácido glifosato. El rápido
consumo del amoniaco en la reacción conduce a que decline
empinadamente el gradiente de concentración de amoniaco en la
atmósfera interna de la cámara hacia los extremos de salida y
entrada.
Si el ácido glifosato se suministra en forma de
torta húmeda y no se requiere agua adicional o sólo se requiere una
pequeña cantidad de agua adicional, el grado de mezcladura necesario
antes del contacto con el amoniaco es mínimo. En esta situación, si
se desea, el puerto de inyección de amoniaco se puede situar cerca
del extremo de entrada de la cámara. El retroescape del amoniaco
gas se puede evitar sustancialmente disponiendo que algunos
elementos de tornillo de los ejes arrastren la torta húmeda
ininterrumpidamente a la cámara de manera que no se forme un
espacio continuo de aire entre el exterior y el interior de la
cámara en el extremo de entrada. Así, en un procedimiento
especialmente preferido: (i) se premezcla ácido glifosato en forma
de torta húmeda con coadyuvante y se suministra ininterrumpidamente
por los elementos de tornillo dispuestos en la abertura en el
extremo de entrada de manera que no se forme un espacio continuo de
aire que permitiría el retroescape de amoniaco en el extremo de
entrada; (ii) la velocidad de rotación del eje es tal que el tiempo
de permanencia de la masa de reacción en la cámara sea suficiente
para permitir que la reacción de formación de glifosato amónico sea
total; y (iii) se inyecta amoniaco anhidro a través de un puerto
situado a una distancia desde el extremo de salida suficiente para
que sustancialmente no haya purga del amoniaco desde la abertura en
el extremo de salida. Incluso aunque el aparato esté diseñado para
que funcione con una emisión de amoniaco próxima a cero, puede ser
deseable tratar los gases purgados a través de una torre de lavado o
dispositivo similar antes de liberarlos al ambiente.
Con la información dada en esta memoria, un
experto en la técnica podrá establecer sencillamente por ensayos
rutinarios, para cualquier aparato particular del tipo descrito, una
velocidad de rotación del eje adecuada (que afecte a la velocidad
de suministro del ácido glifosato así como al tiempo de permanencia
en la cámara), la velocidad de suministro de agua, la velocidad de
suministro del coadyuvante y el punto de inyección de amoniaco
(estando ligada la velocidad de inyección de amoniaco a la velocidad
de suministro del ácido glifosato) para que el procedimiento de la
presente invención funcione eficientemente con una mínima purga de
amoniaco. Cuando el aparato tiene elementos de tornillo
reemplazables y elementos de varillas y paletas en los ejes, el
experto podrá identificar fácilmente por ensayo rutinario una
configuración óptima de tales elementos. El equipo adecuado para
realizar la presente invención, esto es, las mezcladoras/amasadores
de un eje o de eje doble o procesadores de sólidos, es asequible
comercialmente, por ejemplo, de Buhler Limited (Uzwill, Suiza),
Readco Manufacturing Inc. (York, Pensilvania) y Werner and Pflieder
Corporation (Ramsey, New Jersey), de varios tamaños (por ejemplo, 5
cm, 13 cm, 20 cm, 25 cm, 38 cm, 62 cm,
93 cm, 125 cm y 175 cm) dependiendo del tipo de equipo seleccionado y la producción deseada.
93 cm, 125 cm y 175 cm) dependiendo del tipo de equipo seleccionado y la producción deseada.
Sorprendentemente, se ha descubierto que la
adición de un coadyuvante a la mezcla de reacción puede aumentar la
velocidad de formación de la pasta de glifosato amónico. Por
ejemplo, la velocidad de formación de glifosato amónico en una
mezcla de reacción que comprende coadyuvante, amoniaco, ácido
glifosato y agua puede ser como mínimo aproximadamente 10%, como
mínimo aproximadamente 30%, como mínimo aproximadamente 50%, como
mínimo aproximadamente 100% e incluso como mínimo 150% o más, mayor
que la velocidad de reacción de una mezcla de reacción que por lo
demás es idéntica excepto por la ausencia de coadyuvante en las
mismas o sustancialmente similares circunstancias. En términos más
absolutos, la velocidad de formación de glifosato amónico es como
mínimo aproximadamente 0,02, más preferiblemente como mínimo 0,05,
aún más preferiblemente como mínimo aproximadamente 0,075, aún más
preferiblemente como mínimo aproximadamente 0,1 aún más
preferiblemente como mínimo aproximadamente 0,2, aún más
preferiblemente como mínimo aproximadamente 0,3, aún más
preferiblemente como mínimo aproximadamente 0,4, aún más
preferiblemente como mínimo aproximadamente 0,5, aún más
preferiblemente como mínimo aproximadamente 0,75, aún más
preferiblemente como mínimo aproximadamente 1,0, aún más
preferiblemente como mínimo 1,25
mol-gramo/min-litro de volumen del
reactor. En general, las velocidades de reacción tienden a decrecer
al aumentar el volumen del reactor; así por ejemplo, un reactor
continuo que comprende una cámara alargada de 38 cm de diámetro que
tiene un volumen del reactor de 378 litros puede funcionar
fácilmente para producir aproximadamente 0,4
mol-gramo/min de glifosato amónico, mientras que
reactores que tienen volúmenes menores, tales como reactores
continuos que comprenden una cámara alargada de aprox. 7,5 cm de
diámetro, de un volumen del reactor de 14 litros, pueden funcionar
fácilmente para formar como mínimo aproximadamente 0,75
mol-gramo/min de glifosato amónico. En una
realización, por tanto, el recipiente de reacción tiene un volumen
de como mínimo aproximadamente 1 litro y la velocidad de formación
de glifosato amónico es de como mínimo aproximadamente 1, más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 1,5, aún más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 2, aún más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 2,5 y muy
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 3,0
mol-gramo/ min por litro de volumen del reactor. En
otra realización, el recipiente de reacción tiene un volumen de como
mínimo aproximadamente 10 litros y la velocidad de formación de
glifosato amónico es de como mínimo aproximadamente 0,5, más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 1,0, aún más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 1,5, aún más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 2
mol-gramo/min por litro de volumen del reactor. En
otra realización, el recipiente de reacción tiene un volumen de como
mínimo aproximadamente 15 litros y la velocidad de formación de
glifosato amónico es de como mínimo aproximadamente 0,5, más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 1,0, aún más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 1,5
mol-gramo/min por litro de volumen del reactor. En
otra realización, el recipiente de reacción tiene un volumen de como
mínimo aproximadamente 50 litros y la velocidad de formación de
glifosato amónico es de como mínimo aproximadamente 0,25, más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 0,5 más
preferiblemente de como mínimo 1,0 y aún más preferiblemente de
como mínimo aproximadamente 1,5
mol-gramo/min-litro de volumen del
reactor. En otra realización, el recipiente de reacción tiene un
volumen de cómo mínimo 100 litros y la velocidad de formación de
glifosato amónico es de como mínimo aproximadamente 0,25, más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 0,5, más
preferiblemente de como mínimo 1,0 y aún más preferiblemente de como
mínimo aproximadamente 1,25
mol-gramo/min-litro de volumen del
reactor. En otra realización, el recipiente de reacción tiene un
volumen de como mínimo aproximadamente 200 litros y la velocidad de
formación de glifosato amónico es de como mínimo aproximadamente
0,25, más preferiblemente de como mínimo aproximadamente 0,5, más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 0,75 y, aún más
preferiblemente, de como mínimo aproximadamente 1,0
mol-gramo/min-litro de volumen del
reactor. En otra realización, el recipiente de reacción tiene un
volumen de como mínimo aproximadamente 300 litros y la velocidad de
formación de glifosato amónico es de como mínimo aproximadamente
0,25, más preferiblemente de como mínimo aproximadamente 0,5, más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 0,75 y, aún más
preferiblemente, de como mínimo aproximadamente 1,0
mol-gramo/min-litro de volumen del
reactor. En otra realización, el recipiente de reacción tiene un
volumen de como mínimo aproximadamente 500 litros y la velocidad de
formación de glifosato amónico es de como mínimo aproximadamente
0,25, más preferiblemente de como mínimo aproximadamente 0,5, más
preferiblemente de como mínimo aproximadamente 0,75 y, aún más
preferiblemente, de como mínimo 1,0
mol-gramol/min-litro del volumen
del reactor.
Además de incrementar la velocidad de formación
de glifosato amónico, la inclusión de uno o varios coadyuvantes en
la mezcla de reacción se ha encontrado que proporciona otros
beneficios. Por ejemplo, como se ha señalado antes, la adición de
un coadyuvante a la masa de reacción puede disminuir la resistencia
al deslizamiento de la masa de reacción Consecuentemente, el
consumo de energía del reactor requerida para conducir la masa de
reacción puede reducirse significativamente (por ejemplo, en 5%,
10%, 20% o incluso más dependiendo del coadyuvante seleccionado y
la cantidad añadida a la masa de reacción).
El coadyuvante se puede añadir al reactor en
diversas cantidades, dependiendo del coadyuvante y la composición y
propiedades deseadas del producto final. Por ejemplo, la relación
ponderal de coadyuvante a ácido glifosato añadido a la mezcla de
reacción que comprende amoniaco, ácido glifosato y agua puede ser
como mínimo de aproximadamente 1:250, y típicamente será de como
mínimo aproximadamente 1:100, respectivamente. En algunas
realizaciones, la relación ponderal de coadyuvante a ácido
glifosfato añadido a la mezcla de reacción puede ser incluso mayor,
siendo la relación ponderal de coadyuvante a ácido glifosato de como
mínimo aproximadamente 1:75, como mínimo de aproximadamente 1:50,
como mínimo de aproximadamente 1:25, como mínimo de aproximadamente
1:10, como mínimo de aproximadamente 1:5 o incluso como mínimo de
aproximadamente 1:2, respectivamente. En general, empero, la
relación ponderal de coadyuvante a ácido glifosato añadido a la
mezcla de reacción será menor que, aproximadamente 1:2,
respectivamente, siendo típicas relaciones ponderales de
aproximadamente 1:10 a aproximadamente 1:250, de aproximadamente
1:25 a aproximadamente 1:150 o incluso de aproximadamente 1:50 a
aproximadamente 1:100, respectivamente.
El componente coadyuvante de la mezcla de
reacción puede ser un coadyuvante individual o puede comprender uno
o varios materiales coadyuvantes. Cuando se usan dos o más
materiales coadyuvantes, se pueden añadir separadamente a la mezcla
de reacción o se pueden mezclar y añadir luego a la mezcla de
reacción. Opcionalmente se pueden mezclar con el coadyuvante o los
coadyuvantes otros materiales, incluidos agua y/o glicoles, antes de
añadirlos a la mezcla de reacción.
En general, el coadyuvante añadido a la mezcla
de reacción puede ser un tensioactivo no iónico, un tensioactivo
catiónico, un tensioactivo aniónico, un tensioactivo anfótero, un
tensioactivo silicónico, un tensioactivo fluorocarburo o un
lubricante. Entre los ejemplos de tensioactivos no iónicos están
incluidos alquilpoliglucósidos; ésteres de glicerol tales como
monolaurato de glicerilo y monococoato de glicerilo etoxilado;
aceite de ricino etoxilado; ésteres de azúcares reducidos
etoxilados tales como monolaurato de sorbitolpolioxioetileno;
ésteres de otros alcoholes polihidroxílicos tales como monolaurato
de sorbitano y monoestearato de sacarosa; amidas etoxiladas tales
como cocoamida de polioxietileno; ésteres etoxilados tales como
monolaurato de polietilenglicol 1000 y dilaurato de
polietilenglicol 6000; alquil y arilfenoles etoxilados tales como
nonilfenol etoxilado, octilfenol etoxilados, dodecilfenol
etoxilados, dinonilfenol etoxilados y triestirilfenol etoxilados;
alcoholes etoxilados tales como alcoholes grasos etoxilados (por
ejemplo, alcohol oleílico etoxilado), alcohol tridecílico etoxilado
y otros alcoholes etoxilados tales como neodoles y oxoalcoholes
etoxilados; y copolímeros de óxido de etileno/óxido de propileno
tales como los del tipo plurónico, tipo tetrónico o tipo tergitol
XH. Entre los ejemplos de tensioactivos catiónicos están incluidos
alquilaminas etoxiladas (incluidas eteraminas y diaminas) tales
como seboilamina etoxilada, cocoamina etoxilada, eteramina
etoxilada, seboiletilendiamina etoxilada y amidoaminas etoxiladas;
alquilaminas cuaternarias tales como aminas cuaternarias etoxiladas
(por ejemplo, aminas cuaternarias etoxiladas o aminas cuaternarias
propoxiladas); acetatos de alquilamina tales como acetato de
seboilamina o acetato de octilamina; y óxidos de amina tales como
óxidos de amina etoxilada (por ejemplo, óxido de
N,N-bis(2-hidrioxietil)cocoamina),
óxidos de amina no etoxilada (por ejemplo, óxido de
cetildimetilamina) y óxidos de amidoamina. Entre los ejemplos de
tensioactivos aniónicos están incluidos jabones grasos tales como
seboato amónico y estearato amónico; alquilsulfatos tales como
alcohol C_{8-10}-sulfato sódico,
oleilsulfato sódico y laurilsulfato sódico; aceites sulfatados
tales como aceite de ricino sulfatado; étersulfatos tales como
lauriletersulfato amónico y nonilfenoletersulfato amónico;
sulfonatos tales como petroleosulfonatos,
alquilbenceno-sulfonatos (por ejemplo,
dodecilbencenosulfonato sódico (lineal) o dodecilbencenosulfonato
sódico (ramificado)), alquilnaftalenosulfonatos (por ejemplo,
dibutilnaftalenosulfonato sódico), alquilsulfonatos (por ejemplo,
alfa-olefinsulfonatos), sulfosuccinatos tales como
dialquilsulfosuccinatos (por ejemplo, dioctilsufosuccinato sódico)
y monoalquilsulfosuccinatos y succinamidas (por ejemplo,
laurilsulfosuccinato disódico y
N-alquilsulfosuccinato disódico); amidas sulfonadas
tales como
N-metil-N-cocotaurato
sódico; isetionatos tales como cocoilisetionato sódico;
sarcosinatos tales como N-lauroilsarcosina; y
fosfatos tales como fosfatos de alquiléter etoxilado y fosfatos de
alquilarileter etoxilado. Entre los ejemplos de tensioactivos
anfóteros están incluidas betaínas tales como betaínas simples (por
ejemplo, cocodimetilbetaína), sulfobetaínas, amidobetaínas y
cocoamidosulfo-betaínas; compuestos de imidazolinio
tales como lauroanfodiacetato disódico, cocoanfoacetato sódico,
cocoanfopropionato sódico, cocoaminodipropionato disódico y
cocoanfohidroxipropilsulfonato sódico; y otros tensioactivos
anfóteros tales como N-alquil,
N,-.bis(2-hidroxietil)glicina y
alquilaminadipropionatos. Entre los ejemplos de lubricantes están
incluidos ácidos grasos tales como ácido oleílico; aceites de
silicona tales como polidimetilsiloxano; ésteres grasos tales como
aceite de maíz, azúcares y azúcares reducidos. En una realización
preferente, al menos un adyuvante añadido a la mezcla de reacción
es catiónico, anfótero o seleccionado entre la clase de
tensioactivos conocidos como alquilpoliglicósidos (APG) y alquil
C_{16-22} éteres (cada uno de los cuales es no
iónico). Son particularmente preferidos derivados de polioxietileno
de tales tensioactivos catiónicos y anfóteros. El término
"alquilo" se usa en el presente contexto para denotar una o
varias cadenas de hidrocarburo saturado o insaturado, lineales o
ramificadas, que tienen, a no ser que se indique lo contrario, de
aproximadamente 8 a aproximadamente 22 átomos de carbono.
El coadyuvante o la mezcla de coadyuvante se
añade preferiblemente en estado líquido. Se puede añadir coadyuvante
sólido en estado sólido o, alternativamente, se puede calentar a
una temperatura por encima de su punto de fusión y añadirlo en
estado líquido. También se puede añadir coadyuvante sólido como
suspensión acuosa o, si la solubilidad del coadyuvante es
suficientemente alta, se puede añadir como solución. También se
puede calentar coadyuvante sólido para mejorar las características
de deslizamiento del coadyuvante.
El ácido glifosato en partículas se puede añadir
al reactor en forma de polvo seco o de torta húmeda. Aunque ello
sea crítico para la presente invención, estudios preliminares
indican que las partículas de ácido glifosato que tienen un
diámetro nominal de más de aproximadamente 400 \mum o incluso de
aproximadamente 300 \mum pueden afectar perjudicialmente a la
velocidad a que se produce la reacción del ácido glifosato con el
amoniaco. Preferiblemente, por tanto, el ácido glifosato tiene una
distribución de tamaños de partícula tal que como mínimo
aproximadamente 80% de las partículas tiene un diámetro nominal
menor que aproximadamente 400 \mum y, más preferiblemente, un
diámetro nominal menor que 300 \mum. Más preferiblemente, el ácido
glifosato tiene una distribución de tamaños de partícula tal que
como mínimo aproximadamente 90% de las partículas. tiene un
diámetro nominal menor que aproximadamente 400 \mum y, más
preferiblemente, un diámetro nominal menor que aproximadamente 300
\mum. En una realización particularmente preferente, la
distribución de tamaños de partícula es tal que el diámetro nominal
medio es de aproximadamente 30 \mum a aproximadamente 230 \mum,
más preferiblemente de aproximadamente 50 \mum a aproximadamente
150 \mum y, aún más preferiblemente, de aproximadamente 75 \mum
a aproximadamente 125 \mum. Sin embargo, se señala que la
distribución de tamaños de partícula puede variar fuera de estos
intervalos sin desviarse del ámbito de la presente invención.
Preferiblemente, el ácido glifosato en
partículas se añade en forma de una torta húmeda que tiene un
contenido de humedad de menos de aproximadamente 18%, más
preferiblemente de aproximadamente 5% a aproximadamente 15%, más
preferiblemente de aproximadamente 8% a aproximadamente 15% y, más
preferiblemente, de aproximadamente 11% a aproximadamente 13% en
peso. Si el ácido glifosato se suministra en forma de una torta
húmeda, puede ser necesario suministrar el ácido glifosato usando
un alimentador, como se describe más adelante, con el fin de
mantener una velocidad de suministro constante. La torta de ácido
glifosato es un material algo cohesivo que típicamente no se
desliza libremente sin aplicar una fuerza externa. Incluso cuando se
agita, la torta húmeda tiende a formar "puentes" en zonas
estáticas dentro del recipiente de alimentación en el que la torta
no se mueve. Con el tiempo, éstos pueden crecer hasta el punto de
que la torta no se desliza desde el recipiente de alimentación,
dando ello por resultado una cantidad en exceso de amoniaco en la
etapa de reacción corriente abajo. Cuando la reacción se realiza
continuamente, se prefiere suministrar la torta de ácido glifosato
usando un equipo que mantenga fiablemente una velocidad de
suministro constante y que no sea susceptible de que se formen
puentes.
La Fig. 2 muestra un aparato de alimentación
adecuado que está diseñado para minimizar la cuantía de la formación
de puentes. El aparato incluye un alimentador superior 102 y un
alimentador inferior 104. El alimentador superior incluye una tolva
de alimentación 116 equipada con un agitador 106 accionado por un
motor 108.
El agitador incluye paletas superiores 110 y
paletas inferiores 112. Las paletas superiores preferiblemente son
paletas abiertas de una forma tal que se ajustan estrechamente
dentro de las paredes de la tolva. Las paletas inferiores 112 están
colocadas para que se mantenga una holgura mínima, preferiblemente
de menos de aproximadamente
1,6 mm, desde la cabecera del tornillo en el alimentador inferior para evitar la acumulación de torta húmeda en la placa del fondo. Los alimentadores que emplean este tipo de diseño del agitador típicamente proporcionan una holgura de aproximadamente 6,5 mm entre los bordes de las paletas y la placa del fondo. Como se ve más claramente en las Figs. 3 y 4, la placa 114 del fondo está formada con un canalón integral 118 en el que se aloja el alimentador inferior 104. Si la holgura entre las paletas y la placa del fondo es demasiado grande, se pueden formar puentes de torta húmeda a lo largo de la parte de arriba de este canalón, impidiendo o parando el deslizamiento de la torta húmeda al alimentados inferior. Preferiblemente, por tanto, la holgura es inferior a aproximadamente 6,5 mm para reducir la tendencia de la torta húmeda de glifosato a acumularse sobre la placa. Debe notarse que la velocidad del agitador puede afectar también al comportamiento del alimentador. Esto es, si el agitador gira demasiado rápidamente, puede forzar al material a la unidad alimentadora inferior más rápidamente que el tornillo transporta la torta húmeda al aparato de reacción. Si la velocidad de agitación es demasiado baja, el agitador no romperá los puentes que se forman en la tolva. La velocidad óptima del agitador para un diseño de alimentador dado puede determinarse fácilmente por experimentación rutinaria para asegurar que la velocidad de alimentación no sea afectada perjudicialmente y que se suprima suficientemente la formación de puentes.
1,6 mm, desde la cabecera del tornillo en el alimentador inferior para evitar la acumulación de torta húmeda en la placa del fondo. Los alimentadores que emplean este tipo de diseño del agitador típicamente proporcionan una holgura de aproximadamente 6,5 mm entre los bordes de las paletas y la placa del fondo. Como se ve más claramente en las Figs. 3 y 4, la placa 114 del fondo está formada con un canalón integral 118 en el que se aloja el alimentador inferior 104. Si la holgura entre las paletas y la placa del fondo es demasiado grande, se pueden formar puentes de torta húmeda a lo largo de la parte de arriba de este canalón, impidiendo o parando el deslizamiento de la torta húmeda al alimentados inferior. Preferiblemente, por tanto, la holgura es inferior a aproximadamente 6,5 mm para reducir la tendencia de la torta húmeda de glifosato a acumularse sobre la placa. Debe notarse que la velocidad del agitador puede afectar también al comportamiento del alimentador. Esto es, si el agitador gira demasiado rápidamente, puede forzar al material a la unidad alimentadora inferior más rápidamente que el tornillo transporta la torta húmeda al aparato de reacción. Si la velocidad de agitación es demasiado baja, el agitador no romperá los puentes que se forman en la tolva. La velocidad óptima del agitador para un diseño de alimentador dado puede determinarse fácilmente por experimentación rutinaria para asegurar que la velocidad de alimentación no sea afectada perjudicialmente y que se suprima suficientemente la formación de puentes.
La unidad de alimentación inferior 104
preferiblemente es un dispositivo transportador capaz de descargar
material que tiene un contenido de humedad suficiente para causar la
conexión desde el alimentador superior 102 al reactor.
Preferiblemente, el dispositivo transportador es un alimentador de
tornillo que comprende una hélice individual, una espiral rotativa
abierta 120, representada en la Fig. 3.
Si bien, preferiblemente, el ácido glifosato se
suministra continuamente al proceso usando un equipo como el
descrito, sin desviarse del ámbito de la presente invención se puede
usar cualquier equipo que mantenga fiablemente una velocidad
constante del ácido glifosato. Tal equipo está disponible
comercialmente en, por ejemplo, Merrick Industries (Lynn Haven,
Florida).
Preferiblemente, el amoniaco se suministra al
reactor a una velocidad suficiente para proporcionar una cantidad
aproximadamente estequiométrica requerida para reaccionar con el
ácido glifosato que se suministra al reactor para formar glifosato
monoamónico. Consecuentemente, la relación molar de amoniaco a ácido
glifosato añadido al reactor es de aproximadamente 1 mol de
amoniaco por mol de ácido glifosato. Una adición de amoniaco menor
que aproximadamente 1 mol de amoniaco por mol de ácido glifosato
puede dar por resultado que una parte del ácido glifosato quede sin
reaccionar. Sin embargo, generalmente es aceptable, sin desviarse
del ámbito de la presente invención, con tal que la porción de
ácido glifosato sin reaccionar sea relativamente pequeña, por
ejemplo inferior a aproximadamente 20%, dando ello por resultado la
presencia de como mínimo 4 moles de glifosato amónico por mol de
ácido glifosato no neutralizado en la mezcla de reacción. Una
velocidad de adición de amoniaco mayor que aproximadamente 1 mol de
amoniaco por mol puede dar por resultado la pérdida de gas
amoniaco, aumentando el coste de materias primas y el coste de los
controles ambientales. Además, una velocidad de adición de más de
aproximadamente 1 mol de amoniaco por mol de ácido glifosato puede
dar por resultado que una porción del ácido glifosato reaccione
para formar glifosato diamónico. La sal diamónica es más
higroscópica que la sal monoamónica y, por ello, menos deseable.
Preferiblemente, la relación molar de amoniaco a ácido glifosato
añadido al reactor es de aproximadamente 0,8 a aproximadamente 1,25,
preferiblemente de aproximadamente 0,9 a aproximadamente 1,1 y, aún
más preferiblemente, de aproximadamente 0,95 a aproximadamente 1,05
moles de amoniaco por mol de ácido glifosato añadido.
El amoniaco se puede suministrar al reactor como
amoniaco acuoso (NH_{4}OH) líquido, amoniaco anhidro líquido,
amoniaco anhidro gaseoso o combinaciones de ellos a través de uno o
varios puertos. El amoniaco acuoso aporta agua adicional al
reactor, aumentando la cantidad total de agua suministrada al
reactor, como se describe seguidamente. El amoniaco anhidro, sea
como líquido o como gas, no afecta al balance total de agua. Sin
embargo, si se suministra en forma de líquido, parte o la totalidad
del amoniaco anhidro líquido puede convertirse en amoniaco anhidro
gaseoso después de entrar en el recipiente de reacción. El amoniaco
anhidro líquido absorbe el calor de vaporización requerido para
convertir el amoniaco líquido en amoniaco gaseoso de la masa de
reacción, lo que reduce la cantidad de calor a disipar que se
necesitaría de otra manera, por ejemplo, mediante vaporación de
agua desde la masa de reacción o un sistema externo de enfriamiento
tal como una camisa de agua fría. Consecuentemente, el amoniaco se
suministra preferiblemente al reactor como amoniaco anhidro en forma
de líquido.
Independientemente de que se suministre el
amoniaco anhidro en forma de líquido o en forma de gas, al menos
parte de amoniaco anhidro gaseoso puede estar luego en el reactor.
Preferiblemente, por tanto, el reactor está diseñado para crear y
mantener una gran superficie interfacial entre la masa de reacción y
la atmósfera interna del recipiente de reacción (esto es, el
reactor mezcla los componentes de reacción de manera que en la masa
de reacción queda atrapado un volumen significativo de gas). La
superficie interfacial denominada en este contexto interfaz
gas-pasta, puede afectar a la eficacia con la que el
ácido glifosato reacciona con el amoniaco gas presente en la
atmósfera
interna.
interna.
\vskip1.000000\baselineskip
Preferiblemente, la cantidad total de agua
suministrada al reactor es de aproximadamente 10% a aproximadamente
25% o más, preferiblemente de aproximadamente 13% a aproximadamente
18% en peso del total de ácido glifosato, amoniaco, agua y
coadyuvante añadido al recipiente de reacción. Dentro de este
intervalo, la cantidad de agua presente en la masa inicial de
reacción no es crítica. La cantidad precisa de agua para un aparato
particular y las condiciones de reacción en conjunto puede
determinarlas fácilmente un experto en la técnica.
En general, la cantidad de agua suministrada al
reactor preferiblemente es suficiente para contribuir útilmente a
la disipación de calor mediante enfriamiento por evaporación. Esto
es, la evaporación de agua de la masa de reacción disipa algo del
calor generado en la reacción. Si bien la reacción se puede realizar
a temperaturas tan bajas como la temperatura ambiente, típicamente,
la temperatura de la masa de reacción aumenta rápidamente debido a
la naturaleza exotérmica de la reacción. La temperatura a la que se
realiza la reacción típicamente es de aproximadamente 70ºC a
aproximadamente 105ºC y más preferiblemente es de aproximadamente
100ºC. Típicamente la masa de reacción se enfría para prevenir un
sobrecalentamiento de la masa de reacción; la evaporación de agua
de la masa de reacción reduce la cantidad de calor que sería
necesario eliminar de otra forma. Ventajosamente, la evaporación de
agua reduce además la cantidad de agua que sería necesario eliminar
en una etapa posterior si se desea un contenido de agua más
reducido.
Aunque es deseable reducir algo la concentración
de humedad, también es deseable mantener una concentración de
humedad suficiente para sostener la homogeneidad de la masa de
reacción con el fin de que la reacción sea completa. Esto es, la
evaporación de algo de agua de la masa de reacción, también reduce
el contenido de humedad, afectando así a las características de
deslizamiento de la masa de reacción. Consecuentemente,
preferiblemente el agua se suministra al reactor a una velocidad
suficiente para proporcionar no sólo el efecto de enfriamiento por
evaporación, como se ha descrito, sino también para asegurar que se
pueda homogeneizar fácilmente la masa de reacción con el grado de
energía disponible en el sistema de mezcla usado en el rector, de
manera que la reacción ácido-base transcurra
uniformemente y completamente produciendo una pasta que se puede
procesar corriente abajo. En algunos tipos de equipo de mezcla o
amasado a alta energía que tienen un sistema eficaz de enfriamiento
en forma de, por ejemplo, una camisa de agua, es aceptable una masa
relativamente rígida que tiene un contenido de humedad
relativamente bajo, mientras que en un equipo de más baja energía o
un equipo que tiene un sistema de enfriamiento por conducción menos
eficaz, puede ser deseable formar una pasta más húmeda, más
fluida.
La proporción de agua que se añade como parte
del ácido glifosato húmedo, amoniaco y coadyuvante puede variar sin
desviarse del ámbito de la presente invención con tal que la
cantidad de agua añadida sea conforme con el intervalo dado antes.
Por ejemplo, cuando se mezclan 100 partes en peso de ácido glifosato
con 10 partes en peso de amoniaco (expresados ambos sobre la base
de exentos de agua) y en la etapa de reacción no se añaden otros
ingredientes excepto agua, una cantidad de agua adecuada es de
aproximadamente 12 a aproximadamente 37 partes en peso. Como se ha
descrito antes, parte o la totalidad de esta agua puede estar
presente en la composición de ácido glifosato o amoniaco añadida.
Por ejemplo, si se añaden 10 partes en peso de amoniaco en forma de
amoniaco acuoso (29% en peso de amoniaco, 71% en peso de agua) a 100
partes en peso de ácido glifosato en forma de torta húmeda que
tiene un contenido de humedad del 10%, la cantidad total de agua
presente en estos ingredientes es de aproximadamente 35,6 partes en
peso y la cantidad máxima de agua adicional a añadir es de
aproximadamente 1,4 partes en peso. En general, en tal situación no
es necesaria agua adicional. Sin embargo, si se añaden 10 partes en
preso de amoniaco anhidro a 100 partes en peso de ácido glifosato en
forma de torta húmeda que tiene un contenido de humedad del 12%, la
cantidad total de agua presente en estos ingredientes es de sólo
aproximadamente 13,6 partes en peso y se puede añadir agua adicional
hasta aproximadamente la cantidad de 23,4 partes en peso.
\newpage
Típicamente, la evaporación de agua da por
resultado una disminución de aproximadamente 1 a aproximadamente 15
y, más típicamente, de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 puntos
porcentuales del contenido de humedad de la masa de reacción
durante la etapa de reacción, de manera que la pasta de glifosato
descargada del reactor puede tener un contenido de humedad de
aproximadamente 0,1% a aproximadamente 20%. Preferiblemente, la
pasta de glifosato amónico tiene un contenido de humedad de
aproximadamente 2% a aproximadamente 20%, más preferiblemente de
aproximadamente 2% a aproximadamente 15%, aún más preferiblemente de
aproximadamente 2% a aproximadamente 10%, aún más preferiblemente
de aproximadamente 2% a aproximadamente 5% y, muy preferiblemente de
aproximadamente 3% a aproximadamente 5% en peso. Debe señalarse que
puede continuar evaporándose una cantidad sustancial de agua de la
masa de reacción durante el enfriamiento; así, el contenido de agua
de la masa de reacción preferiblemente se determina después de que
se haya dejado que la composición se enfríe a de aproximadamente
50ºC a aproximadamente 70ºC. El contenido de humedad se puede medir
usando cualquier medio conocido en la técnica para esta
determinación; hay disponibles comercialmente dispositivos para
medir el contenido de humedad, por ejemplo, de Denver Instrument
Company (Arvada, Colorado).
Si el contenido de humedad de la pasta de
glifosato amónico es mayor que aproximadamente 15% en peso, a la
mezcla de reacción se puede aportar más calor para aumentar la
evaporación de agua; adicional o alternativamente se puede reducir
más el contenido de humedad de la composición por aplicación de
calor y/o vacío a la composición después de completar la etapa de
reacción. Se puede usar cualquier procedimiento de reducción de la
humedad o secado parcial conocido en la técnica.
Para evitar la necesidad de aplicar calor y/o
vacío para eliminar más agua, se prefiere que las condiciones del
proceso sean tales que la pasta de glifosato amónico tenga un
contenido de humedad de no más de aproximadamente 15% en peso. Más
exactamente, es preferible no añadir más agua al comienzo del
proceso que la necesaria para conseguir una consistencia adecuada
de la composición y un enfriamiento por evaporación suficiente, y
para que resulte una pasta de glifosato amónico que se pueda
procesar corriente abajo y que tenga un contenido de humedad de
aproximadamente 2% a aproximadamente 15%, aún más preferiblemente de
aproximadamente 2% a aproximadamente 10%, aún más preferiblemente
de aproximadamente 2% a aproximadamente 5% y, muy preferiblemente,
de aproximadamente 3% a aproximadamente 5% en peso. Por tanto,
preferiblemente se añade amoniaco como amoniaco anhidro y la
cantidad de agua introducida, incluida la humedad asociada con el
ácido glifosato, preferiblemente es menor que aproximadamente 18%
y, más preferiblemente, menor que aproximadamente 15% en peso de la
totalidad de ácido glifosato, amoniaco, agua y coadyuvante
añadida.
La pasta de glifosato amónico producida por el
procedimiento descrito detalladamente en lo que antecede se puede
envasar como composición herbicida concentrada, bien en la condición
de producida o la de secada, por ejemplo, por secado en tambor para
producir escamas sólidas. Además, dependiendo de la cantidad añadida
de coadyuvante y el contenido de humedad de la pasta de glifosato
amónico, la pasta puede solidificar después de enfriar para formar
una mezcla que se "desmorona" al tocarla.
\vskip1.000000\baselineskip
Sorprendentemente se ha encontrado que la pasta
de glifosato amónico de la presente invención es particularmente
adecuada como intermedio en la preparación de una composición
herbicida granular seca, como se describe más en particular
seguidamente. Lo que es especialmente sorprendente es que se ha
encontrado que el glifosfato amónico en la forma de pasta que se
puede procesar corriente abajo, generada aquí, tiene las propiedades
de absorción y adsorción requeridas para poder formularla
eficientemente como una composición herbicida granular seca con
coadyuvante hasta aproximadamente 25% en peso de la formulación
acabada, por un procedimiento de granulación por extrusión.
En otra realización de la presente invención,
por tanto, la pasta de glifosato amónico se procesa para formar
gránulos secos de glifosato amónico. De acuerdo con esta
realización, se añade más coadyuvante a la pasta de glifosato
amónico y se mezcla hasta que se forma una mezcla húmeda homogénea
que preferiblemente tiene la consistencia de una rosquilla, lo que
en este contexto se expresa como que se forma una mezcla de
glifosato amónico extruible. Preferiblemente, el coadyuvante es un
tensioactivo capaz de intensificar la eficacia herbicida del
producto acabado. En una realización particularmente preferente, el
(los) coadyuvante(s) comprende(n) uno o varios
tensioactivos catiónicos. Dependiendo de la cantidad de coadyuvante
añadido a la mezcla de reacción, con la pasta de glifosato amónico
se pueden combinar uno o varios coadyuvante(s) (separadamente
o mezclados si se usa más de uno). En una realización, con la pasta
de glifosato amónico acabada también se combinan cantidades
adicionales del (los) coadyuvante(s) añadido(s) a la
masa de reacción; en otra realización, el (los)
coadyuvante(s) añadidos) a la masa de reacción difieren el
algún aspecto (composición o proporción relativa si son más de uno)
del (los) coadyuvante(s) combinado(s) con la pasta
acabada de glifosato amónico. Típicamente, la cantidad de
coadyuvante añadido a la masa de reacción será menor que la cantidad
de coadyuvante añadido a la pasta acabada de glifosato amónico.
La relación ponderal de la totalidad de
coadyuvante a glifosato amónico depende de, entre otros factores,
el tipo de coadyuvante o el coadyuvante usado. Frecuentemente, tal
relación será un compromiso entre, por una parte, el suministro
suficiente de coadyuvante para dar un alto grado de eficacia
herbicida al producto acabado y, por otra parte, el que la cantidad
de coadyuvante sea menor que la que da por resultado que los
gránulos acabados sean pegajosos o propensos de otra forma a
agregarse y a que se forman terrones. Un experto en la técnica
puede determinar por ensayos rutinarios la relación de coadyuvante a
ácido glifosato que produce un alto grado de eficacia herbicida sin
producir una formulación granular seca que tiene gránulos pegajosos.
Teniendo en cuenta el coadyuvante añadido a la mezcla de reacción y
el coadyuvante adicional añadido a la pasta de glifosato amónico
acabada antes de la extrusión, la relación ponderal de coadyuvante
total a glifosato amónico (sobre base seca) en los gránulos
acabados generalmente es de aproximadamente 1:9 a aproximadamente
1:2. Típicamente, la relación ponderal será de aproximadamente 1:6 a
aproximadamente 1:3; cuando el coadyuvante seleccionado es una
polioxialquilenalquilamina, por ejemplo, sebolilamina etoxilada
(20), se ha encontrado que una relación ponderal particularmente
útil es de aproximadamente 1:3 a aproximadamente 1:5.
La adición de coadyuvante a la pasta de
glifosato amónico inmediatamente después terminar la etapa de
reacción, sin permitir que se enfríe la composición, puede dar por
resultado que el coadyuvante no se mezcle íntimamente con la pasta
para formar una mezcla de glifosato amónico extruible. Aunque
algunos coadyuvantes son más tolerantes que otros a este respecto,
generalmente se prefiere añadir el coadyuvante a la pasta de
glifosato amónico después de haberse enfriado la pasta a una
temperatura de aproximadamente 25ºC a aproximadamente 75ºC, más
preferiblemente de aproximadamente 50ºC a aproximadamente 70ºC, más
preferiblemente a aproximadamente 70ºC.
En una realización de la presente invención, la
pasta de glifosato amónico y el coadyuvante se mezclan para formar,
en el mismo recipiente en que se realiza la etapa de reacción, una
mezcla húmeda extruible. Preferiblemente, en esa realización el
amoniaco y el ácido glifosato reaccionan para formar una pasta de
glifosato amónico y la pasta se enfría a una temperatura de menos
de aproximadamente 70ºC antes de añadir el coadyuvante para formar
la mezcla de glifosato amónico extruible. Esto es, el ácido
glifosato, el amoniaco, el coadyuvante y el agua entran en el
extremo de entrada del reactor para formar una masa de reacción. La
masa de reacción es conducida a alguna distancia hacia la descarga
del reactor, denominada zona de reacción. La pasta de glifosato
amónico formada en la zona de reacción se conduce luego a través de
la zona de enfriamiento, en la que la pasta se enfría desde la
temperatura a la que tiene lugar la reacción (esto es, de
aproximadamente 70ºC a aproximadamente 105ºC) a una temperatura
inferior a aproximadamente 70ºC. Finalmente se añade coadyuvante a
la pasta enfriada para formar una mezcla de glifosato amónico
extruible y la pasta de glifosato amónico extruible se descarga en
el extremo de descarga del reactor. Las velocidades del ácido
glifosato, el amoniaco, el coadyuvante y el agua cerca de la
entrada son similares a velocidad a la que se añade coadyuvante
adicional a la pasta de glifosato amónico enfriada y se controlan
para que los ingredientes se mezclen en las proporciones
deseadas.
En otra realización, la reacción se efectúa en
un reactor continuo como se ha descrito antes para formar una pasta
de glifosato amónico que luego se suministra continuamente a un
aparato mezclador separado, por ejemplo, una amasadora continua, en
el que se añade el coadyuvante adicional a la pasta de glifosato
amónico para formar una pasta de glifosato amónico extruible. Hay
disponibles comercialmente tales aparatos mezcladores continuos,
por ejemplo, de Fuji Paudal Ltd. (Osaka, Japón) y Readco
Manufacturing Inc. (York, Pensilvania).
Opcionalmente, sin desviarse del ámbito de la
presente invención, se pueden añadir otros materiales a cualquier
proceso para producir la pasta de glifosato amónico o al proceso
para formar la mezcla de glifosato amónico extruible. Por ejemplo,
se puede añadir una pequeña cantidad de sulfito sódico para inhibir
la formación de nitrosamina. Adicional o alternativamente, se
pueden añadir otros ingredientes que intensifican la actividad
herbicida, esto es, sales inorgánicas tales como sulfato amónico, o
incluso un segundo herbicida activo.
El segundo herbicida activo, si se incluye,
puede ser, como el glifosato, un ácido que se convierte en su sal
amónico durante la mezcladura con amoniaco en la etapa (a). Son
ejemplos ilustrativos de tales herbicidas, acifluorfeno, asulam,
benazolina, bentazon, bilanafos, bromacilo, bromoxinilo, clorabem,
clopiralid, 2,4-D, 2,4-DB, dalapon,
dicamba, diclorprop, diclofop, endotall, fenac, fenoxaprop,
flamprop, fluazifop, flumiclorac, fluoroglicofeno, fomesafeno,
fosamina, glufosamina, haloxifop, imazamet, imazametabenz, imazamox,
imazapic, imazapir, imazaquina, imazetapir, ioxinilo, MCPA, MCPB,
mecoprop,, ácido metilarsónico, naptalam, ácido nonanoico,
picloram, quinclorac, quizalofop, ácido sulfámico,
2,3,6-TBA, TCA y triclopyr. Alternativamente,
cualquiera de estos ingredientes herbicidas activos se puede añadir
neutralizado y en forma de una sal.
Generalmente, las sales de los herbicidas
mencionados son solubles en agua y el producto final del
procedimiento es una formulación granular soluble en agua.
Opcionalmente se puede incluir en la mezcla un ingrediente herbicida
activo insoluble en agua, en cuyo caso, el producto final del
procedimiento es una formulación granular dispersable en agua.
Entre los herbicidas insolubles en agua, útiles en esta realización
de la invención, están incluidos ilustrativamente acetoclor,
aclonifeno, alaclor, ametrin, amidosulfuron, anilofos, atrazina,
azafenidina, azimsulfuron, benzofluralina, benfuresato,
benzosulfuron-metilo, bensulida, benzofenap,
bifenox, bromobutida, bromobenoxim, butaclor, butamifos, butralina,
butroxydim, butylate, cafenstrole, carbetamide,
carfentrazone-etilo, chlormethoxifen, clorbromuron,
cloridazon, clorimuron-etilo, chlorotoluron,
chlomitrofen, chlorotoluron, chlorpropham, chlorsulfuron,
clorthal-dimetilo, clortiamida, cinmetilina,
cinosulfuron, cletodim, clodinaftop-propargilo,
clomazona, clometrop, cloransulam-metilo, cinazina,
cicloato, ciclosulfamuron, cicloxidim,
cihalofob-butilo, daimuron, desmedipham, desmetrin,
diclobeniol, diclofop-metilo, difludenican,
dimefuron, dimeperato, dimethaclor, dimetametrin, dimetenamid,
dinitramine, dinoteb, diphenamid, dithiopyr, diuron, EPTC,
esprocarb, etalfluralina, etametsulfuron-etilo,
ethofumesate, ethoxysulfuron, etobenzanid,
fenoxaprop-etilo, fenuron,
flamprop-metilo, flazasulfuron,
fluazifop-butilo, flucloralina, flumetsulam,
flumiclorac-pentilo, flumioxazina, fluometuron,
fluorocloridon, fluoroglicofen-etilo, flupoxam,
flurenol, fluridona,
fluroxipir-1-metilheptilo,
flurtamona, flutiacet-etilo, fomesafeno,
halosulfuron, haloxifop-metilo, hexazinona,
imazosulfuron, indanofan, isoproturon, isouron, isoxaben,
isoxaflutol, isoxapirifop, lactofeno, lenacilo, linuron, mefenacet,
metamitron, metazaclor, metabenztiazuron, metildimron,
metobenzuron, metobromuron, metolaclor, metosulam, metoxuron,
metribuzina, metsulfuron, molinato, monolinuron, naproanilida,
napropamida, naptalam, neburon, nicosulfuron, norflurazon,
orbencarb, oryzalin, oxadiargyl, oxadiazon, oxasulfuron,
oxifluorfeno, pebulato, pendimetalina, pentanoclor, pentoxazona,
fenmedifam, piperofos, pretilaclor, primisulfuron, prodiamina,
prometon, prometrina, propaclor, propanilo, propaquizafop,
propazina, profam, propisoclor, propizamida, prosulfocarb,
prosulfuron, piraflufen-etilo, pirazolynato,
pyrazosulfuron-etilo, pirazoxifeno, piributicarb,
piridato, piriminobac-metilo, quinclorac,
quinmerac, quizalofop-etilo, rimsulfuron,
sethoxydim, siduron, simazina, simetrina, sulcotriona,
sulfentrazona, sulfometuron, sulfosulfuron, tebutam, tebutiuron,
terbacilo, terbumeton, terbutilazina, tenilclor, tiazopir,
tifensulfuron, tiobencarb, tiocabazilo, tralkoxydim, triallato,
trisulfuron, tribenuron, trietazina, trifluratina, trisulfuron y
vernolato.
La mezcla extruible de glifosato amónico se
suministra a una extrusora para formar gránulos de glifosato amónico
húmedo. Preferiblemente, la extrusora tiene una entrada a través
de la cual se suministra la mezcla de glifosato amónico extruible,
una salida que comprende un tamiz que tiene aberturas a través de
las cuales se extruye la mezcla extruible de glifosato amónico para
formar barras extruidas, y un elemento transportador que transporta
la mezcla extruible de glifosato amónico desde la entrada a la
salida. El proceso de extrusión se puede realizar en cualquier
aparato de extrusión conocido en la técnica, tal como extrusoras del
tipo de cesta, extrusoras axiales, extrusoras radiales o extrusoras
de doble cúpula. En una realización preferente, el proceso de
extrusión se puede realizar usando una extrusora radial de baja
presión o una extrusora de doble cúpula. Tales extrusoras están
disponibles comercialmente, por ejemplo las de Fuji Paudal Company
Ltd. (Osaka, Japón), Readco Manufacturing Inc. (York, Pensilvania)
y Bonnett Co. (Union Town, Ohio).
La mezcla extruible de glifosato amónico
preferiblemente se extruye a través de tamices que preferiblemente
tienen aberturas de aproximadamente 0,6 a aproximadamente 1,5 mm.
Hay disponibles comercialmente tamices que tienen un diámetro
nominal de este intervalo, por ejemplo, tamices con aberturas que
tienen un diámetro nominal de aproximadamente 0,5 mm,
aproximadamente 0,6 mm, aproximadamente 0,7 mm, aproximadamente 1,0
mm, aproximadamente 1,2 mm o mayores, por ejemplo, las de LCI
Corporation (Charlotte, North Carolina). El tamaño de las aberturas
se selecciona sobre la base del tamaño deseado de los gránulos de
glifosato amónico y no es crítico para el procedimiento de la
presente invención.
La adición de coadyuvante a la masa de reacción
y adicionalmente a la pasta de glifosato amónico (en particular,
antes de la etapa de extrusión) da por resultado la formación de una
mezcla extruible de glifosato amónico que es menos pegajosa y menos
abrasiva para la boquilla o el tamiz de extrusión. Consecuentemente,
la cuantía de potencia requerida por la extrusora puede reducirse
significativamente (por ejemplo una reducción de la potencia
requerida de 5%, 20%, 30% o incluso más, dependiendo del coadyuvante
seleccionado y la cantidad añadida a la mezcla de reacción).
Además, se puede aumentar significativamente la producción de la
extrusora (por ejemplo, un aumento de la producción de
aproximadamente 5%, 10%, 25%, 50% o incluso más dependiendo del
coadyuvante seleccionado y la cantidad añadida a la mezcla de
reacción).
El material extruido que sale de los tamices
forma inicialmente barras alargadas que tienden a romperse
espontáneamente para formar gránulos cilíndricos cortos. Si las
barras no se rompen fácilmente puede ser necesario añadir un
dispositivo de corte en la cabeza de la extrusora; sin embargo, si
el polvo de glifosato amónico tiene las propiedades de absorción
y/o adsorción deseadas y la cantidad de agua añadida está dentro del
intervalo óptimo descrito antes, usualmente no es necesaria una
operación de corte.
Inmediatamente después de la extrusión, los
gránulos están húmedos y son coherentes, pero no son pegajosos y no
se aglomeran. En este momento, si se desea, los gránulos se pueden
someter a una acción de rotación o sacudidas, por ejemplo en un
tambor o dispositivo para hacer pellas redondas, para obtenerlos con
una forma más redondeada y con un tamaño más uniforme.
Finalmente, los gránulos húmedos se pueden secar
para reducir si se desea la concentración de humedad. Se puede usar
cualquier procedimiento de secado, pero un procedimiento preferido
es el secado en lecho fluido. Preferiblemente se usa una secadora
continua de lecho fluido con una alimentación continua desde la
extrusora y una salida continua, por ejemplo, a un recipiente de
mantenimiento o una unidad de envasado, opcionalmente pasando por
una etapa de clasificación como se ha indicado antes.
Preferiblemente, los gránulos se secan a un contenido de humedad
por debajo de aproximadamente 1%, más preferiblemente por debajo de
aproximadamente 0,5% en peso.
Después del secado, los gránulos se pueden
envasar o se pueden mantener en una tolva u otro recipiente de
almacenamiento hasta que se envasen, pero generalmente se prefiere
clasificar primeramente los gránulos, por ejemplo, por cribado,
para retener sólo los que están en un intervalo de tamaños deseado.
Ésta es una etapa adicional (e) del procedimiento de la presente
invención. Un intervalo ilustrativo de tamaños a retener es mayor
que la malla 40 (aproximadamente 0,6 mm) y menor que la malla 5
(aproximadamente 5 mm). Los gránulos de tamaño demasiado grande o
demasiado pequeño o sus fragmentos o agregados se pueden reciclar
añadiéndolos a la mezcla húmeda antes de la extrusión.
\vskip1.000000\baselineskip
Los Ejemplos siguientes se presentan a fines
ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de la invención. Los
ejemplos permitirán comprender mejor la invención y percibir mejor
sus ventajas y ciertas variaciones de la ejecución.
Ejemplo
1
Este ejemplo ilustra la diferencia de que el
reactor continuo funcione con coadyuvante y sin coadyuvante. La
composición se preparó en una mezcladora de eje doble corrotativo
con tornillos de 12,7 cm de diámetro (fabricada por Readco
Manufacturing Inc., York, Pensilvania). Se inyectaron en el reactor
la torta húmeda de ácido glifosato, agua y amoniaco líquido
anhidro. El amoniaco reaccionó con el glifosato produciendo una
pasta de glifosato amónico. A la salida de la mezcladora se hizo una
descarga súbita de vapor de agua del producto. Una solución de
pasta en agua al 1% tenía un pH de aproximadamente 4. Con la mezcla
resultante se mezcló el tensioactivo Witco FloMo 1407 y la mezcla
se extruyó a través de una boquilla de 1,0 mm y se secó en una
secadora de lecho fluido para producir un gránulo soluble en agua
que contenía glifosato y tensioactivo. Cuando se extruyó, la
rosquilla formó barras alargadas que fácilmente formaron terrones
con una ligera presión. Después de secar el producto era
blando.
Sin detener el proceso anterior, en el extremo
frontal de la mezcladora se inyectó uno por ciento en peso de
tensioactivo y la adición de agua se rebajó para mantener el mismo
contenido de agua anterior de la pasta. El consumo de energía bajó
rápidamente en aproximadamente 37% con pequeña fluctuación. Una
solución de la pasta en agua al 1% tenía un pH de aproximadamente
4. Se añadió como antes el tensioactivo Witco FloMo 1407. La mezcla
resultante se extruyó a través de una boquilla de 1,0 mm y se secó
en una secadora de lecho fluido, obteniéndose un gránulo soluble en
agua que contenía glifosato y tensioactivo. Cuando se extruyó, la
rosquilla formó barras cortas que no formaban fácilmente terrones.
Después de secar, el producto tenía una textura dura crujiente.
Ejemplo
2
Este ejemplo ilustra la reacción más rápida
lograda con la adición de tensioactivo. Este ejemplo es
esencialmente el del Ejemplo 1 con los mismos suministros. Después
de llegar al equilibrio sin la adición de tensioactivo, se realizó
una parada en caliente parando simultáneamente todas las
operaciones. Se abrió el reactor y se tomaron muestras en puntos
seleccionados del reactor. Se midió el pH de las muestras después de
dilución en agua. Los resultados indican que la totalidad de la
reacción con amoniaco tiene lugar corriente abajo del punto en que
se inyecta amoniaco. Cada muestra sucesiva corriente abajo del punto
de inyección tenía un pH más alto, lo que indica que la reacción
tenía lugar en todo el camino a la cámara de reacción.
Se volvió a poner en funcionamiento el reactor
con suministros equivalentes a los de la segunda parte del Ejemplo
1. Después de alcanzar el equilibrio con la adición de tensioactivo,
se realizó una parada en caliente parando simultáneamente todas las
operaciones. Se abrió el reactor y se tomaron muestras en puntos
seleccionados del reactor. Se midió el pH de las muestras después
de dilución en agua. Los resultados indican que la totalidad de la
reacción con amoniaco tiene lugar corriente abajo desde el punto en
que se inyecta amoniaco. El pH de cada muestra sucesiva corriente
abajo del punto de inyección aumentó para la primera mitad del
reactor y luego permaneció constante, lo que indica que la reacción
había sido completa en la primera mitad del reactor.
Ejemplo
3
Este ejemplo ilustra la mayor producción posible
con la adición de tensioactivo. Este ejemplo es esencialmente el
Ejemplo 2, con los mismos suministros. Después de alcanzar el
equilibrio sin añadir tensioactivo en las condiciones iniciales, la
velocidad de reacción era de 0,76
mol-gramo/min-litro de volumen de
reacción. Las velocidades de todos los suministros se aumentaron
luego en 18%. Se detectó un fuerte olor a amoniaco que procedía de
la salida, indicador de que la reacción no era completa, lo que a su
vez indicaba que la velocidad de reacción era inferior a
0,89-mol-gramo/min-litro
de volumen de reacción. Se introdujo el tensioactivo Witco FloMo
1407 en la cantidad de 1% en peso y se mantuvo la misma la velocidad
del agua. Después de haber introducido el tensioactivo, no se
detectó amoniaco de la descarga, lo que indicaba que la reacción
había sido completa. La velocidad de aportación de todos los
suministros se aumentó luego en 42% más. Incluso a esta velocidad
de producción de 1,27
mol-gramo/min-litro de volumen de
reacción, el producto era de buena calidad y no tenía olor a
amoniaco.
A la vista de lo anterior, se verá que se han
conseguido varios objetivos de la invención. Puesto que se podrían
hacer varios cambios en el procedimiento descrito sin desviarse del
ámbito de la invención, se propugna que todas las materias
contenidas en la descripción anterior se interpreten como
ilustrativas y no en sentido limitativo. Además, cuando se
introducen elementos de la presente invención o su(s)
realización(es) preferente(s), los artículos
"uno", "una", "el" y "ella" ha de entenderse que
significan uno o varios de los elementos. Los términos "que
comprenden", "que incluyen" y "que tienen" ha de
entenderse que son inclusivos y que puede haber elementos
adicionales que no son los mencionados.
Claims (32)
1. Un procedimiento para preparar una
composición de una pasta de glifosato amónico, que comprende mezclar
en un reactor (i) ácido glifosato en partículas, (ii) amoniaco,
(iii) agua y (iv) coadyuvante para formar una masa de reacción en
la que reaccionan el ácido glifosato y el amoniaco formando una
composición de pasta de glifosato amónico, siendo la cantidad total
de agua añadida al reactor de 10% a 25% en peso de la totalidad de
ácido glifosato, amoniaco, agua y coadyuvante añadida al
reactor.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la relación ponderal de coadyuvante a ácido glifosato
añadido al reactor es como mínimo de 1:500, preferiblemente como
mínimo de 1:250.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la relación ponderal de coadyuvante a ácido glifosato
añadido al reactor es de 1:100 a 1:2, preferiblemente de 1:50 a 1:2,
más preferiblemente de 1:20 a 1:2.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la relación molar de amoniaco a ácido glifosato añadido al
reactor es de 0,8 a 1,25, preferiblemente de 0,9 a 1,1, más
preferiblemente de 0,95 a 1,05.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la cantidad total de agua añadida al reactor es de 15% a 18%
en peso de la totalidad de ácido glifosato, amoniaco, agua y
coadyuvante añadida al reactor.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la composición de la pasta de glifosato amónico tiene un
contenido de humedad de 2% a 20% en peso, preferiblemente de 2% a
15% en peso, más preferiblemente de 2% a 10% en peso, muy
preferiblemente de 3% a 5% en peso.
7. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-6, en el que el coadyuvante se
selecciona entre el grupo constituido por un tensioactivo no
iónico, un tensioactivo catiónico, un tensioactivo aniónico, un
tensioactivo anfótero, un tensioactivo de silicona, un tensoactivio
fluorocarburo, un lubricante y mezclas de ellos.
8. El procedimiento de la reivindicación 7, en
el que el coadyuvante es un tensioactivo catiónico seleccionado
entre el grupo constituido por alquilaminas etoxiladas, alquilaminas
cuaternarias, acetatos de alquilamina, óxidos de amina y mezclas de
ellos.
9. El procedimiento de la reivindicación 7, en
el que el coadyuvante añadido al reactor es un lubricante.
10. El procedimiento de la reivindicación 9, en
el que el lubricante es un aceite de silicona.
11. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que el aceite de silicona es polidimetilsiloxano.
12. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 1-11, en el que la totalidad o
parte del agua del reactor se introduce en su totalidad o en parte
como humedad asociada con el ácido glifosato y/o como el componente
agua del amoniaco acuoso o el coadyuvante.
13. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 1-11, en el que el amoniaco se
introduce como amoniaco anhidro, preferiblemente amoniaco anhidro
líquido.
14. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que el agua se introduce, en su totalidad o en parte, como
humedad asociada con el ácido glifosato, en una cantidad de 13% a
18% en peso de la totalidad de ácido glifosato, amoniaco, agua y
coadyuvante añadida al reactor.
15. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 1-14, siendo el procedimiento un
procedimiento continuo realizado en un reactor continuo que
comprende:
una cámara alargada sustancialmente cerrada que
tiene (i) una abertura en el extremo de entrada adecuada para la
introducción del ácido glifosato en partículas, (ii) una abertura en
el extremo de salida adecuada para descargar la composición de
pasta de glifosato amónico, y (iii) entre los extremos de entrada y
salida uno o más puertos adecuados para la introducción de amoniaco
y agua y teniendo dispuestos en el reactor
uno o varios ejes rotatorios, cada uno en un eje
paralelo a la dimensión alargada de la cámara, teniendo cada uno
uno o varios elementos de tornillo coaxiales con el eje y una
pluralidad de varillas y/o paletas dispuestas radialmente de manera
que la rotación de los ejes produce uno o varios de los efectos
siguientes (i) el suministro del ácido glifosato a la cámara a
través de la abertura del extremo de entrada; (ii) la mezcla del
ácido glifosato, el amoniaco, el coadyuvante y el agua para formar
una masa de reacción que tiene una gran interfase
gas-pasta; (iii) el transporte de la masa de
reacción y la composición de la pasta de glifosato amónico
resultante hacia el extremo de salida de la cámara, y (iv) la
descarga del producto glifosato amónico desde la abertura del
extremo de salida.
16. El procedimiento de la reivindicación 15, en
el que (i) se suministra ininterrupidamente acído glifosato en
forma de torta húmeda por elementos de tornillo dispuestos en la
abertura en el extremo de entrada de la cámara de manera que no se
forme un espacio continuo de aire que permitiría un retroescape de
amoniaco en el extremo de entrada; (ii) la velocidad de rotación
del eje es tal que el tiempo de permanencia del ácido glifosato en
la cámara sea suficiente para permitir que la reacción de formación
de la composición de pasta de glifosato amónico sea total; y (iii)
el amoniaco se inyecta a través de un puerto situado a una distancia
desde el extremo de salida suficiente para que sustancialmente no
haya purga del amoniaco desde la abertura en el extremo de
salida.
17. El procedimiento continuo de cualquiera de
las reivindicaciones 15 y 16 para preparar una composición de pasta
de glifosato amónico, procedimiento que comprende:
suministrar continuamente (i) ácido glifosato en
partículas, (ii) amoniaco, (iii) agua y (iv) coadyuvante a un
reactor que opera en régimen continuo para formar una masa de
reacción en la que se forma glifosato amónico y se genera calor por
reacción del ácido glifosato y el amoniaco, siendo la cantidad del
suministro de agua de 10% a 25% en peso de la totalidad de ácido
glifosato en partículas, amoniaco, agua y coadyuvante suministrada
al reactor;
reducir el contenido de agua de la masa de
reacción a de 2% a 15% en peso usando el calor de la reacción de
ácido glifosato y amoniaco para causar la evaporación de agua y
formar la composición de pasta de glifosato amónico;
conducir la composición de pasta de glifosato
amónico a una zona de descarga de producto del reactor.
18. El procedimiento de la reivindicación 17,
procedimiento que además comprende añadir uno o varios
coayuvan-
te(s) a la composición de pasta de glifosato amónico para formar una mezcla extruible de glifosato amónico, y
te(s) a la composición de pasta de glifosato amónico para formar una mezcla extruible de glifosato amónico, y
suministrar continuamente la mezcla extruible de
glifosato amónco a una extrusora que tiene una entrada, un elemento
transportador y una salida, estando constituida esencialmente la
salida por un tamiz a través del cual se extruye la mezcla
extruible de glifosato amónico para formar barras extruidas que se
rompen o cortan para formar gránulos coherentes húmedos.
19. El procedimiento de la reivindicación 18 en
el que las aberturas del tamiz tienen un diámetro de 0,5 mm
a
2 mm.
2 mm.
20. El procedimiento de la reivindicación 18, en
el que las aberturas del tamiz tienen un diámetro de 0,6 mm
a
1,2 mm.
1,2 mm.
21. El procedimiento de la reivindicación 18 que
además comprende clasificar o moler los gránulos para eliminar o
reciclar gránulos, fragmentos de gránulos y agregados de gránulos
que están fuera del intervalo de tamaños deseado.
22. El procedimiento de la reivindicación 18 en
el que, si el contenido de humedad de la pasta de glifosato amónico
al terminar la reacción es mayor que 10% en peso, se aplica calor
y/o vacío para reducir el contenido de humedad de la pasta a de 5%
a 10% en peso antes de formar la mezcla extruible de glifosato
amónico.
23. El procedimiento de la reivindicación 18 que
además comprende romper o cortar las barras extruidas para formar
los gránulos.
24. El procedimiento de la reivindicación 18 que
además comprende rodar y/o voltear los gránulos húmedos para
impartir a los gránulos una forma más esférica y una mayor
uniformidad de tamaños.
25. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 1-24, en el que el ácido glifosato
en partículas, el amoniaco, el agua y el coadyuvante se añaden al
reactor de manera que el ácido glifosato en partículas, el
amoniaco, el agua y el coadyuvante se mezclan antes de una
exposición sustancial del ácido glifosato al amoniaco.
26. El procedimiento de la reivindicación 25, en
el que el ácido glifosato en partículas, el agua y el coadyuvante
se premezclan antes de introducirlos en el reactor.
27. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 1-26, en el que el coadyuvante se
selecciona de manera que (i) la velocidad a la que reaccionan el
ácido glifosato y el amoniaco para formar glifosato amónico aumenta
o (ii) la resistencia al deslizamiento de la masa de reacción y la
composición de pasta de glifosato amónico formada seguidamente se
reduce a medida que van siendo conducidas a la región de descarga
del producto del reactor.
28. El procedimiento de la reivindicación 26, en
el que el coadyuvante se selecciona de manera que el consumo de
energía del reactor se reduce en como mínimo 5%, preferiblemente en
como mínimo 10%, más preferiblemente en como mínimo 20%.
29. El procedimiento de la reivindicación 26, en
el que la velocidad a la que reaccionan el ácido glifosato y
amoniaco para formar glifosato amónico es como mínimo de 0,05
mol-gramo/min-litro de volumen del
reactor, preferiblemente de como mínimo 0,1
mol-gramo/min-litro de volumen del
reactor, más preferiblemente de como mínimo 0,3
mol-gramo/min-litro de volumen del
reactor o como mínimo de 0,4
mol-gramo/min-litro de volumen
del
reactor.
reactor.
30. El procedimiento de la reivindicación 18, en
el que el coadyuvante se selecciona de manera que la producción de
la extrusora se incrementa en como mínimo 5%, preferiblemente en
como mínimo 25%, más preferiblemente en más de 50%.
31. El procedimiento de la reivindicación 18, en
el que la mezcla extruible de glifosato amónico es de una
consistencia tal que las barras extruidas se rompen espontáneamente
después de la extrusión formando los gránulos.
32. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 6, 14 o 18, en el que la pasta de glifosato amónico
se puede procesar corriente abajo sin reducir más el contenido de
humedad
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