تصنيع المواد الملوّنة باستخدام أجهزة تشتيت عالية الأداء
يتطلب إنتاج المواد الملوّنة ومعلّقات الأصباغ تشتيتًا وخلطًا موثوقين. تتميز المجانسات بالموجات فوق الصوتية بكفاءة عالية في إنتاج الخلطات المركّزة السائلة والشبيهة بالعجائن ومعلّقات المواد الملوّنة. تتوفر أجهزة التشتيت بالموجات فوق الصوتية لجميع مستويات الإنتاج الصناعي، وتُحسّن إنتاج المواد الملوّنة والأصباغ تحسينًا كبيرًا، إذ توفر نتائج ممتازة في الطحن والتشتيت، وتوفيرًا في الطاقة، وسهولة الانتقال بين التركيبات.
تشتيت المواد الملوّنة بالموجات فوق الصوتية عالية القدرة
المعالجة بالموجات فوق الصوتية باستخدام مسبار هي تقنية تستخدم موجات فوق صوتية عالية الشدة ومنخفضة التردد لطحن الجسيمات وطحنها الرطب وتفكيك تكتلاتها وتشتيتها في وسط سائل. يعتمد الخلط والطحن والتشتيت بالموجات فوق الصوتية على مبدأ عمل التجويف الصوتي. يتميز التجويف فوق الصوتي/الصوتي باضطرابات دقيقة وقوى قص عالية جدًا وفروق كبيرة في الضغط ودرجة الحرارة تحدث موضعيًا. وتُستخدم أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية في عمليات الإنتاج على دفعات وعمليات الإنتاج بالتدفق المستمر، وتشمل استخداماتها الإنتاج واسع النطاق ضمن خطوط الإنتاج، وكذلك البحث والتطوير وضبط الجودة.
اقرأ المزيد عن الطحن بالموجات فوق الصوتية للأصباغ والتعقيم الميكروبي المتزامنين لتركيبات الدهانات والطلاءات (ذات الأساس المائي)!
نظام صناعي بالموجات فوق الصوتية لتشتيت المواد الملوّنة والأصباغ وطحنها.
مزايا تشتيت المواد الملوّنة بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية
في سياق التصنيع الصناعي للمواد الملوّنة القائمة على الأصباغ، توفر المعالجة بالموجات فوق الصوتية باستخدام مسبار عدة فوائد، ويمكن أن تتفوق على المطاحن وأجهزة التشتيت التقليدية من حيث الكفاءة:
- تحسين التشتيت: يمكن للمعالجة بالموجات فوق الصوتية تفكيك تكتلات الأصباغ بفعالية وتعزيز تشتيتها، مما يؤدي إلى تحسين شدة اللون وتحقيق تجانس عالٍ.
- تقليل حجم الجسيمات: يمكن لطاقة التجويف المتولدة بالموجات فوق الصوتية تقليل حجم جسيمات الأصباغ، مما ينتج مادة ملوّنة أدق وأكثر تجانسًا. وتُولّد قوى القص العالية للغاية الناتجة عن الموجات فوق الصوتية عالية القدرة نفاثات سائلة تُسرّع الجسيمات في السائل. وعندما تتصادم الجسيمات بعضها مع بعض، تتفتت إلى أجزاء متناهية الصغر. وخلال هذه التصادمات بين الجسيمات، يتآكل سطح الجسيمات ويصبح أكثر نعومة أيضًا. تُعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية تقنية عالية الكفاءة لإنتاج الجسيمات النانوية والمعلّقات الغروية ذات الأحجام النانوية. ويمكن لأحجام الجسيمات الأصغر أن توفر مزايا مثل زيادة تشبّع اللون وتحسين الثبات.
- الاستغناء عن وسائط الطحن: قد تتسبب وسائط الطحن، مثل الخرز والحبيبات الكروية المستخدمة في المطاحن التقليدية، في تلوث المنتج بسبب تآكلها وترك بقايا غير مرغوب فيها داخل مشتت الأصباغ. وبذلك يمكن تجنب إزالة هذا الخرز وتنظيفه، وهما عمليتان تتطلبان جهدًا كبيرًا. يعمل التجنيس بالموجات فوق الصوتية دون وسائط طحن، ويستخدم بدلًا منها الجسيمات الصلبة الموجودة في منتج الأصباغ بوصفها وسائط طحن. وتُسرّع قوى القص الناتجة عن التجويف الجسيمات في السائل إلى سرعات عالية للغاية. ونتيجة لذلك، تتصادم الجسيمات بعضها مع بعض وتتفتت.
- كفاءة الوقت والطاقة: المعالجة بالموجات فوق الصوتية باستخدام مسبار هي عملية سريعة نسبيًا يمكنها تحقيق تشتيت فعال في وقت أقصر بكثير مقارنة بالطرق التقليدية. ويمكن أن تؤدي هذه الكفاءة إلى توفير الوقت والطاقة وزيادة الإنتاجية في التصنيع الصناعي.
- التحكم في العملية: تتيح معدات الموجات فوق الصوتية التحكم الدقيق في معلمات المعالجة المهمة، مثل الطاقة المُدخلة والشدة ودرجة الحرارة والضغط والمدة. ويُمكّن ذلك المصنّعين من تعديل ظروف العملية بما يناسب الأصباغ، وتحسين عملية الطحن الرطب والتشتيت، وتكييف خصائص المواد الملوّنة لتلبية متطلبات محددة.
طحن أصباغ البريق اللؤلؤي وتشتيتها بالموجات فوق الصوتية. يُظهر الرسم البياني الأحمر توزيع أحجام الجسيمات قبل المعالجة بالموجات فوق الصوتية، ويمثل المنحنى الأخضر التوزيع أثناء المعالجة بالموجات فوق الصوتية، ويُظهر المنحنى الأزرق الأصباغ النهائية بعد التشتيت بالموجات فوق الصوتية.
إنتاج الخلطات المركّزة باستخدام المجانسات بالموجات فوق الصوتية
الخلطات المركّزة هي مركزات للمواد الملوّنة و/أو المواد المضافة في مصفوفة لزجة، تحتوي على نسبة من المواد الملوّنة و/أو المواد المضافة أعلى من نسبتها في التطبيق النهائي. وتتوفر بأشكال توريد مختلفة (حبيبات، سائل – عجينة، مسحوق). تتميز المجانسات بالموجات فوق الصوتية بكفاءة عالية في التشتيت المتجانس للأصباغ في الخلطات المركّزة السائلة والشبيهة بالعجائن. ويمكن تشتيت جسيمات الأصباغ وطحنها باستخدام قوى التجويف الشديدة والتحريك الناتج عن الموجات فوق الصوتية عالية القدرة، لتقليل حجم الجسيمات إلى أحجام دون الميكرون وأحجام نانوية.
- الخلطات المركّزة وتركيبات المنتجات النهائية
- الأصباغ العضوية والأصباغ المعدنية غير العضوية
- التركيبات ذات الأساس المائي والقائمة على المذيبات
- الإنتاج على دفعات وضمن خطوط الإنتاج
- اللزوجات العالية والمنخفضة
- أي نطاق حجمي
SonoStation: نظام تشتيت متنقل جاهز للتشغيل يتكون من أجهزة تشتيت بالموجات فوق الصوتية ومضخة وخلاط وخزان
نظام تشتيت يضم أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية بتكوين 2x 1kW لتصنيع المواد الملوّنة بالتدفق المستمر
أجهزة تشتيت عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية لتصنيع المواد الملوّنة
تُعد المعالجات الصناعية بالموجات فوق الصوتية من Hielscher Ultrasonics أجهزة تشتيت تعتمد أحدث التقنيات، وتوفر الحل المثالي للخلطات المركّزة للأصباغ!
استمتع بقدرة ودقة وكفاءة لا تُضاهى، يدعمها التزامنا بنجاحك. اتصل بنا الآن لمعرفة المزيد!
- كفاءة عالية
- أحدث التقنيات
- موثوقية ومتانة
- تحكم دقيق وقابل للضبط في العملية
- على دفعات وضمن خطوط الإنتاج
- لأي حجم
- برمجيات ذكية
- ميزات ذكية (مثل قابلية البرمجة وتسجيل البيانات والتحكم عن بُعد)
- سهولة التشغيل وأمانه
- صيانة محدودة
- CIP (التنظيف في المكان)
يعطيك الجدول أدناه مؤشرًا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 0.5 إلى 1.5mL | n.a. | VialTweeter | 1 إلى 500mL | 10 إلى 200mL/min | UP100H |
| 10 إلى 2000mL | 20 إلى 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20L | 0.2 إلى 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 إلى 150L | 3 إلى 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 إلى 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
تُصنّع Hielscher Ultrasonics مجانسات عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية لتطبيقات الخلط والتشتيت والاستحلاب والاستخلاص على النطاق المخبري والتجريبي والصناعي.
المؤلفات / المراجع
- Nina Hauptman; Marta Klanjšek Gunde; Matjaž Kunaver; Marija Bešter-Rogač (2011): Influence of dispersing additives on the conductivity of carbon black pigment dispersion. J Coat Technol Res 8, 2011. 553–561.
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Shaik, S., Sonawane, S.H., Barkade, S.S., Bhanvase, B. (2016): Synthesis of Inorganic, Polymer, and Hybrid Nanoparticles Using Ultrasound. In: Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry. Springer, Singapore.
- Badgujar, N.P.; Bhoge, Y.E.; Deshpande, T.D.; Bhanvase, B.A.; Gogate, P.R.; Sonawane, S.H.; Kulkarni, R.D. (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment & Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
حقائق جديرة بالمعرفة
تُصنّف المواد الملوّنة إلى مواد قائمة على المعادن ومواد قائمة على الأصباغ العضوية. ويُستخدم كلا النوعين على نطاق واسع في تطبيقات عديدة، ولكل منهما مزاياه واعتباراته الخاصة. ويعتمد الاختيار بينهما على عوامل مثل نطاق الألوان المطلوب، ومتطلبات الثبات، واحتياجات التطبيق المحددة، والاعتبارات التنظيمية.
الأصباغ العضوية
تُشتق المواد الملوّنة القائمة على الأصباغ العضوية من مركبات قائمة على الكربون، مثل المستخلصات النباتية أو المصادر الاصطناعية. وتوفر مجموعة واسعة من الألوان والدرجات اللونية، وتُستخدم عادةً في صناعات مختلفة، بما فيها مستحضرات التجميل والمنسوجات والطباعة. ويمكن للأصباغ العضوية أن توفر قوة تلوين وسطوعًا ممتازين، لكنها قد تكون أكثر عرضة للبهتان بمرور الوقت، خصوصًا عند تعرضها لأشعة الشمس أو لعوامل بيئية أخرى.
الألوان القائمة على المعادن
تُدرج الأصباغ اللونية غير العضوية المُصنّعة اصطناعيًا أيضًا تحت المصطلح الجامع «الألوان المعدنية». وهذه الأصباغ هي أكاسيد أو أملاح معادن الرصاص والزنك والتيتانيوم والباريوم والكروم والحديد والألومنيوم والزئبق والكادميوم والنحاس والمنغنيز والكوبالت. وتشمل الألوان البيضاء أبيض الرصاص (كربونات الرصاص) وأبيض الزنك (أكسيد الزنك). وأبيض التيتانيوم (ثاني أكسيد التيتانيوم)، والليثوبون (كبريتيد الزنك)، والأبيض الثابت (كبريتات الباريوم).
وتشمل الأصباغ الملوّنة والسوداء أحمر الرصاص (أكسيد الرصاص)، وأصفر نابولي (أنتيمونات الرصاص)، وأصفر الكروم (كرومات الرصاص)، وبرتقالي الكروم، وأخضر الكروم (أكسيد الكروم)، وأصفر الزنك (كرومات الزنك)، والزنجار (أسيتات النحاس)، والأخضر الدائم، وأحمر أكسيد الحديد، والأحمر الإنجليزي، وكذلك السمالت.
تتميز هذه الأصباغ بثبات عالٍ ومقاومة للبهتان.
تُصنّع Hielscher Ultrasonics مجانسات عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية بأحجام تمتد من النطاق المخبري إلى النطاق الصناعي.