Взгляд изнутри. Производство средств защиты растений ALFA Smart Agro

Первые средства защиты растений появились более 2,5 тыс. лет назад. Еще в 470 г. до н.э. древнегреческий философ Демокрит писал, что опрыскивание водным настоем из маслин помогает защитить растения от мучнистой росы. С развитием сельского хозяйства количество средств защиты растений увеличилось, а народные методы переросли в профессиональные комплексы СЗР. На мировую арену вышли гиганты-производители агрохимии для сельскохозяйственных культур. 

До недавнего времени наша страна скромно «сидела на скамье импортеров» СЗР. Сегодня украинский рынок движется вперед. Компания ALFA Smart Agro построила в Белой Церкви новый современный завод по производству СЗР. Спустя несколько месяцев после запуска этого предприятия Latifundist.com решил проинспектировать его и лично проверить, как рождаются «разумные» средства защиты растений для сельхозкультур.

Белоцерковский завод препаративных форм: без шума и пыли
Мы уже писали, что Белоцерковский завод препаративных форм официально открылся в октябре 2016 г. На данный момент он производит средства защиты растений и микроудобрения в форме водных растворов и концентратов суспензий. В этом году компания планирует запустить производство концентратов эмульсий. Сейчас здесь работает свыше 50 человек. Чтобы выйти на проектную мощность в 11,5 тыс. т/год, производство на заводе «кипит» круглые сутки, рабочие здесь трудятся посменно. Но это еще не все. На базе предприятия создан настоящий интеллектуальный центр по разработке новых формуляций средств защиты растений. 

Нам не терпится посмотреть на весь путь создания продукта: от идеи его состава до готового препарата. С большими ожиданиями подъезжаем к заводу. На территории обращаем внимание на живописный парк с «фигурными» елями и другими деревьями, которым туман и мороз придали особого шарма. Сразу замечаем, что вокруг тишина и нет посторонних запахов. Может мы не туда попали? 

Но нет. Нас встречает технический директор Белоцерковского завода препаративных форм Валерий Прокопенко и приглашает на экскурсию по заводу. Внутри приятно удивляет красивый интерьер. Его наличие говорит о многом. Ведь большинство отечественных предприятий на подобные «мелочи» зачастую не обращают внимания. Здесь просторные светлые комнаты, большой зимний сад с зелеными растениями, яркие картины и красивая мебель. Снова удивляемся тишине, но нас уверяют, что работа идет полным ходом. Ну что же, с жаждой к новым знаниям отправляемся изучать весь производственный процесс. 

«Производство у нас компактное и высокотехнологичное. Мы разрабатываем и производим собственные формуляции СЗР. Контроль качества внедрен абсолютно на всех этапах — от концепции продукта до его промышленного производства», - Валерий Прокопенко технический директор БЗПФ.

Агрономическая лаборатория: здесь рождается концепция продукта

Разработка состава новых препаратов ALFA Smart Agro начинается в агрономической лаборатории. А работа над новыми продуктами — гораздо раньше. Агрономы-консультанты компании прямо «в полях» выясняют, какие именно продукты нужны аграриям. После изучения потребностей сельхозпроизводителей формируется цель создания нового продукта и его назначение. 

Для тестирования эффективности фунгицидов и протравителей семян, а также для проведения фитопатологической диагностики агрономическая лаборатория укомплектована самым современным лабораторным оборудованием. Более того, для тестирования средств защиты растений в лаборатории построен современный фитотрон.

Работа в лаборатории требует строгого соблюдения специальных правил. Ключевые — асептика и стерильность. В воздухе и на поверхности окружающих нас предметов всегда имеется большое количество разнообразной микрофлоры. Чтобы результаты исследований были достоверными, нужны чистые культуры микроорганизмов и исключение возможности попадания в них спор других грибов. 

Перед началом каждого исследования лабораторная посуда и инструменты стерилизуются в термошкафу при температуре +160 °С. Современный автоматический автоклав позволяет проводить стерилизацию питательных сред и растворов при разных режимах, регулировать температуру и время стерилизации, а также, после проведения анализа, уничтожать фитопатологический материал в чашках Петри. Кроме того, регулярно проводится стерилизация всего помещения с помощью специальных ультрафиолетовых ламп.
«Чтобы работать с одним конкретным возбудителем, необходимо создать стерильные условия и предотвратить контаминацию спор грибов, которые «летают» в воздухе. К примеру, в верхней части этой комнаты, как и в любом другом помещении, могут находиться споры грибов рода Aspergillus spp. — черная плесень, на уровне 1,5 метра обитают споры грибов рода Penicillium spp. И если не проводить стерилизацию помещения, соответствующих питательных сред и лабораторной посуды, то обеспечить условия для качественного исследования и получения достоверных результатов будет невозможно», - Сергей Кнечунас директор по развитию и управлению продуктами ALFA Smart Agro.

После стерилизации необходимых инструментов и питательных сред начинается сам процесс лабораторного исследования и контроля качества продуктов СЗР. Для этого необходимый фитопатоген (гриб) выделяют в чистую культуру, пересевают в чашки Петри с питательной средой и «выращивают» в термостате для дальнейшей диагностики. Работу проводят исключительно в ламинарном боксе, который оснащен специальными фильтрами для очистки воздуха и создания стерильных условий в нем. Сначала воздух проходит через два фильтра грубой очистки, потом через НЕРА-фильтр попадает в ламинарный бокс и снова через фильтр выводится на улицу. Таким образом, попадание других грибов или бактерий из внешней среды полностью исключается, и создаются стерильные условия для проведения лабораторной диагностики. 

Затем начинается тестирование эффективности действующих веществ. Путем комбинирования разных действующих веществ в различной концентрации исследователи создают наиболее эффективную субстанцию — прототип нового препарата для защиты растений. 

Фитотрон: задаем погоду в любое время года

В агрономической лаборатории изучают также действие прототипа в реальной среде. Современный фитотрон (климакамера) с позволяет моделировать погодные условия из разных климатических зон Украины, что дает уникальную возможность испытывать препараты на культурах до 10 раз в год, тогда как в полевых условиях подобные опыты можно проводить только один раз в год. 

Фитотрон оборудован полками с необходимой подсветкой на каждом уровне. В специальные горшочки исследователи высевают культуру и, после получения всходов, обрабатывают ее прототипом препарата. Фитотрон также оборудован системой капельного орошения растений.

Чтобы тепло в комнате распределялось равномерно, в климакамере установлен теплый пол. Температуру в помещении измеряют с помощью 4 датчиков, установленных на разной высоте. К примеру, на верхнем ярусе температура +27 ⁰С, на нижнем — +25 ⁰С. Уровень температуры поддерживается автоматически. Влажность в комнате тоже настроена по ярусам. И если она, например, достигла 85%, автоматически включается вытяжной вентилятор и уменьшается полив. При необходимости все показатели можно регулировать с помощью блока управления.

Исследование одного препарата в фитотроне длится около месяца. Здесь изучают эффективность различных действующих веществ, влияние на растения и почву, определяют преимущества и недостатки опытных образцов препаратов. Результатом проделанной работы в агрономической лаборатории является концепция нового препарата — какие именно действующие вещества и в какой пропорции должны быть в новом продукте для его максимальной эффективности.

Химическая лаборатория: контроль качества важнее всего

Из агрономической лаборатории процесс создания средств защиты растений перемещается в лабораторию химическую. Ее сотрудники получают «на руки» концепцию нового продукта, в которой прописаны основные действующие вещества. Задача химиков — создать новый полноценный препарат с высокими показателями качества и эффективности. Кроме того, специалисты во главе с директором по разработке формуляций Мортеном Педерсеном, ученым-химиком с международным опытом, координируют внедрение опытных образцов продуктов в промышленное производство. Сейчас на разных стадиях разработки здесь находится около 20 продуктов.

«Мы создаем свыше 50 прототипов каждого нового продукта. Проверяем, отвечают ли они всем пожеланиям и требованиям с точки зрения биологии, окружающей среды, физико-химических свойств, химического состава. К примеру, чтобы понять, какой из образцов лучше только по физико-химическим показателям, нужно провести около 40 видов тестов. Такое большое количество тестов позволяет сравнивать и выбирать лучшее», - Мортен Педерсен, директор по разработке формуляций.

Важная часть работы химической лаборатории — контроль качества. У каждого продукта свои параметры, поэтому приходится внимательно следить за процессом. Компания руководствуется регламентами и стандартами качества международной организации CIPAC (Collaborative International Pesticides Analytical Council), которые включают в себя 193 показателя лабораторного анализ-контроля. 

Всего в процессе создания СЗР и подготовки препаратов к промышленному производству в ALFA Smart Agro осуществляется семь этапов контроля. 



«Для контроля качества сырья лаборант отбирает усредненную пробу сырья, которое поступает к нам на завод. Эту пробу мы сравниваем со стандартным образцом. Далее проверяем по сертификату поставщика, соответствует ли сырье всем характеристикам», - Мортен Педерсен, директор по разработке формуляций.

Действующие вещества проверку проходят на современном хроматографе. Метод жидкостной хроматографии (проведение параллельного анализа двух проб из одного образца с двукратным повтором) позволяет получить точные результаты по исследованию всего используемого сырья. Детальная информация о качественном и количественном составе исходных компонентов, промежуточного и готового продуктов в итоге обеспечивает качество и стабильность готового продукта. 

Такая система дает возможность четко определить качественные показатели сырья еще на стадии разработки технологии нового продукта. Кроме того, специалисты ALFA Smart Agro регулярно осуществляют аудит компаний-производителей сырья. 

Ассортимент Белоцерковского завода препаративных форм охватывает несколько разных типов препаратов, но все их объединяет одна и та же основа — вода. От ее качества зависит многое. Поэтому вся поступающая на завод вода проходит специальную фильтрацию и очистку. После чего, наравне с другими сырьевыми ингредиентами, вода проходит контроль качества — обязательную проверку на соответствие требованиям рецептуры.

Когда все компоненты прошли десятки тестов на качество, в химической лаборатории приступают к созданию и тестированию продукта. Главное требование — чтобы новый препарат был более качественным и эффективным, чем его предшественники, имел больший спектр или более длительный период действия. 

Максимальный объем препарата, который можно получить в химической лаборатории — 700-800 мл. Этого количества препарата достаточно для дальнейших исследований качества. Новый продукт проверяют на уровень pH, плотность, стойкость суспензии в рабочем растворе, поверхностное натяжение и вязкость. Для этого в лаборатории имеются все необходимые приборы — жидкостной и тонкослойный хроматограф, лазерный измеритель размера частиц, спектрограф, вискозиметр и прочие. 

Мини-завод: производство в миниатюре

Чтобы проводить дальнейшие испытания продукта, необходимо намного больше, чем 700 мл. Чтобы не тестировать образцы сразу в промышленных масштабах, на предприятии создали уникальный мини-завод. Этот мини-дублер на нескольких квадратных метрах позволяет воспроизвести все технологические процессы, которые ведутся в цеху. 

Установка состоит из 6 реакторов, нескольких насосов, 2 бисерных мельниц и охладителя для воды. Объем каждого реактора — до 18 л. Все реакторы внутри охлаждаются с помощью циркуляции холодной воды. Производство начинается с двух первых реакторов, куда помещают все необходимые ингредиенты нового препарата. Низкоскоростные мешалки тщательно смешивают продукт, после чего он через трубки переходит в два последних реактора с высокоскоростными мешалками. Там смесь снова перемешивается до нужной консистенции.

Следующий этап — бисерная мельница. Средства защиты усваиваются растением с помощью устьиц. В устьице могут проникнуть частицы размером не больше 3-5 микрон. Именно бисерные мельницы позволяют достичь таких крошечных размеров. После первой бисерной мельницы размер частиц в растворе составляет порядка 27-32 микрона. Такие частицы не будут усваиваться растением, и препарат не будет эффективен. Поэтому после первого помола следует второй. На выходе со второй мельницы получают готовый препарат с размером частиц 3-5 микрон. На этом производственный цикл на мини-заводе заканчивается. 

«В Украине в отрасли производства СЗР аналогов такого оборудования точно нет. Эта эксклюзивная установка дает возможность воспроизвести все технологические задумки, которые рождаются в химической и агрономической лабораториях. Производство препарата в небольших количествах позволяет не только исключить ошибки серийного масштаба, но и минимизирует затраты на исследования и энергоресурсы. На мини-заводе обучают новых сотрудниковперед тем, как разрешают им приступить к работе в цеху», - Александр Петров, директор по качеству БЗПФ.

Полученный на мини-заводе препарат возвращается на доработку в химическую лабораторию. И проходит очередной круг испытаний на вязкость, поверхностное натяжение и другие. Если в процессе опытного производства были выявлены недостатки препарата, исследователи делят готовый продукт на несколько частей и экспериментируют с изменением вспомогательных веществ.

Но и это еще не все. После всех своих экспериментов химическая лаборатория представляет новый готовый препарат. Его ждет еще несколько испытаний на проверку качества. Одни из них — температурные тесты по методике CIPAC, которые позволяют оценить, как поведут себя продукты через 2-3 года. Ведь очень важно, чтобы продукт оставался стабильным и эффективным в течение всего срока хранения. Этот анализ состоит из нескольких этапов: тестирование препарата при температуре +54 ºС в течение 14 дней, при 0 ºС в течение 7 дней, в условиях перепадов температуры от -15 ºС до +40 ºС на протяжение 21 дня и два года при температуре +21-23 ºС. 

После испытаний продукты ждут экзамены в агрономической лаборатории и на опытных полях. И лишь затем — государственная регистрация и разрешение на промышленный выпуск. Разработка нового продукта занимает в среднем 2-3 года. 

Производство: делим на 4

Только когда все испытания остались позади и свидетельство о регистрации получено, технологическая карта передается на производство. С интересом идем смотреть, как идея, рожденная в агрономической и химической лабораториях, становится промышленным продуктом.

Технология производства точно такая же, как и на мини-заводе, но объемы гораздо больше. Цех по выпуску концентратов суспензий делится на четыре производственные линии, которые предназначены для изготовления 4 разных типов продуктов: фунгицидов, инсектицидов, гербицидов и протравителей. Эти линии полностью автономны, поэтому попадание «соседнего» вещества в продукт полностью исключено. 

Каждая линия состоит из реакторов и бисерных мельниц. Уникальность этих реакторов заключается в мешалках. На каждом реакторе установлено 3 мешалки: по центру 1 якорная, а по бокам 2 турбинные. Только представьте — скорость оборотов в реакторе составляет несколько тысяч в минуту! Сначала в реактор загружают необходимое количество воды. Потом в него с помощью вакуумметрического давления загружают все компоненты, прописанные в технологической карте. Такая система загрузки компонентов позволяет исключить контакт человека с химическими веществами.

После этого наступает время контроля качества. Лаборант берет образцы препарата после каждого этапа производства, проверяет показатели качества и соответствие продукта необходимым нормам. Если образцы прошли тест, препарат подают в бисерную мельницу на первую степень измельчения.

В мельницах применяется метод мокрого двухступенчатого помола. На первой стадии помола удается получить частицы размером 10-12 микрон. После первого измельчения лаборант берет образец для второй стадии контроля, где проверяют размер частиц. Далее продукт снова попадает в бисерную мельницу, где достигается необходимый размер частиц. После завершения измельчения следует финальный контроль размера частиц и других свойств продукта и — все готово — продукт переходит на стадию фасовки. 

К слову, упаковка также проходит контроль качества. На все канистры и тару для препаратов разработана соответствующая спецификация, в которой указаны необходимые параметры. Сейчас на заводе используется тара украинского производителя, в ближайших планах — наладить собственное производство. 

После фасовки и упаковки препарат получает свой сертификат качества и отправляется на склад, где ожидает своего потребителя. Кстати, в Украине спрос на СЗР достаточно большой. Ежегодно в Украину импортируют около 70 тыс. т препаратов, что составляет свыше 90% всех препаратов в стране. Но в планах специалистов ALFA Smart Agro занять 15% внутреннего рынка СЗР, уменьшив зависимость страны от импорта и обеспечив отечественных агропроизводителей качественными продуктами по разумной цене.

"То, что вы сегодня увидели — абсолютно новое явление в Украине. Это касается всего оборудования, подхода к работе, технологическим решениям. Мы постарались предложить наиболее современное решение, и у нас это получилось", — резюмировал Валерий Прокопенко.