Mješalice s visokim smicanjem za proizvodnju paste za zube

Proizvodnja paste za zube je zahtjevan proces koji zahtijeva opremu za miješanje koja može podnijeti viskozne paste, visoke koncentracije krutih tvari i abrazivne čestice. Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem pružaju smične sile visokog intenziteta koje obezbeđuju temeljno vlaženje praha, ujednačenu homogenizaciju koloidnih suspenzija i ravnomernu raspodelu veličine čestica. Dostupni u industrijskim razmjerima i sposobni za obradu velikih tokova, ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem vaš su pouzdan radni konj u proizvodnji paste za zube!

Proizvodnja paste za zube

Zubne paste, paste za zube i gelovi sastoje se od četiri glavne komponente: vode, abraziva, fluorida i deterdženata. Dok sadržaj vode uglavnom varira između 20 i 45%, abrazivi su glavne komponente koje doprinose sa najmanje 50% formulaciji paste za zube. Široko korišćeni abrazivi uključuju čestice aluminijum hidroksida (Al(OH)₃), kalcijum karbonat (CaCO₃), natrijum karbonat, razni kalcijum hidrogen fosfati, hidratisani silicijum dioksid, zeoliti, liskun i hidroksiapatit (Ca₅(PO₄)3OH).
Uobičajene formulacije paste za zube i paste za zube se proizvode općenito slijedeći korake u nastavku:
Najprije se pomiješaju voda, humektant (npr. sorbitol, glicerin, propilen glikol) i drugi tekući sastojci tako da se dobije tečna baza.
Da bi se dobila određena reologija i tekstura konačne paste za zube, tečnoj bazi se dodaju modifikatori reologije i veziva. Modifikatori reologije i veziva daju pasti za zube njenu gustoću i teksturu. Često korištena veziva uključuju karaya gumu, bentonit, natrijum alginat, metilcelulozu, karagenan i magnezijum aluminijum silikat. Neki modifikatori reologije zahtijevaju da se prethodno pomiješaju s nevodenim tekućim sastojkom kao što je glicerin ili eterična ulja arome. Alternativno, modifikator reologije se može umiješati u druge sastojke u prahu kako bi se olakšala koloidna disperzija.
U sljedećem koraku, aktivni sastojci (npr. kalcijum fluorid, cink hlorid, hidroksiapatit), aditivi za zaslađivanje i konzervansi se miješaju u mješavinu.
Zatim se kaša koja sadrži abrazivne čestice i/ili punila ugrađuje u mješavinu paste za zube. Budući da su abrazivi glavni sastojak, koji se dodaju visokom čvrstom opterećenju, potrebno je snažno, pouzdano miješanje sa visokim smicanjem da bi se ispunio ovaj zahtjevan zadatak.
Nakon toga se dodaju aditivi za aromu i boje.
U završnom koraku miješanja, u formulaciju se dodaje deterdžent ili sredstvo za pjenu (sredstvo za pjenjenje) koji djeluje kao stabilizator i poboljšava ujednačenu distribuciju paste za zube tokom pranja zuba. Deterdžent i pjena se miješaju u mješavinu paste za zube blagim intenzitetom kako bi se smanjilo stvaranje pjene. Uobičajene pjene su natrijum lauril sulfat, natrijum lauril sulfoacetat, dioktil natrijum sulfosukcinat, sulfolaurat, natrijum lauril sarkozinat, natrijum stearil fumarat i natrijum stearil laktat.

Tipična osnovna formulacija paste za zube sastoji se od:

• Voda
• abrazivne čestice
• Ovlaživači (npr. sorbitol, glicerin)
• Stabilizirajući surfaktanti
• Modifikatori reologije (zgušnjivači)
• Sredstva za bojenje
• Sredstva za aromatiziranje
• Konzervansi (npr. p-hidrozibenzoat)
• Deterdžent

Ovisno o vrsti proizvoda paste za zube, dodaju se i drugi aktivni sastojci kao što su baktericidi, izbjeljivači, fluoridi itd.

Prirodne paste za zube Clean-Label

Proizvođači organskih, prirodnih pasta za zube formuliraju proizvode koristeći samo organski certificirane i/ili prirodne sastojke. Brendovi prirodnih pasta za zube zadovoljavaju potrebe potrošača koji brinu o zdravlju, koji žele izbjeći umjetne sastojke koji se obično nalaze u redovnim pastama za zube. Zbog rastuće potražnje potrošača za proizvodima s čistim etiketama, sve više manjih kao i većih poznatih brendova nudi čiste paste za zube. Ultrazvučni mikseri su idealni i za male i srednje proizvodne opsege. Kao netermalna, čisto mehanička metoda miješanja, ultrazvuk ne mijenja prirodne, organske formulacije. Ultrazvučno miješanje je kompatibilno s prirodnim sastojcima kao što su soda bikarbona, aloe vera, ulje eukaliptusa, smirna, biljni ekstrakt (npr. žalfija, menta, ekstrakt jagode) i eterična ulja (npr. menta, metvica, cimet).
Pročitajte više o ultrazvučnim mješalicama za proizvodnju čistih kozmetičkih proizvoda!

Kako funkcionira miješanje sa visokim smicanjem pomoću ultrazvuka?

Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem koriste isti mehanički princip kao i drugi uobičajeno korišćeni industrijski sistemi za mešanje, npr. mešalice sa visokim smicanjem, mešalice sa više osovina, koloidni mlinovi, homogenizatori visokog pritiska i mešalice sa oštricom. Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem se često koriste za dispergovanje i mlevenje čestica, za emulgovanje uljnih i vodenih faza, za vlaženje i solubilizaciju čvrstih materija, kao i za proizvodnju homogenih mešavina bilo koje vrste tečnosti i suspenzije. Ultrazvučni mikseri prenose silu visokog smicanja preko ultrazvučne sonde u posudu za mešanje, kao što je u šaržni rezervoar ili u protočnu ćeliju. Sonda ultrazvučnog miksera vibrira u tekućini na vrlo visokoj frekvenciji i amplitudama stvarajući intenzivne ultrazvučne kavitacijske mjehuriće u mediju. Kolaps kavitacionih mjehurića rezultira snažnim silama smicanja, koje ometaju i razbijaju kapljice, aglomerate, agregate, pa čak i primarne čestice. Kako ultrazvučna kavitacija stvara kavitacijski protok velike brzine do 1000 km/h, kavitacijski tekući mlaznici ubrzavaju čestice. Kada se ubrzane čestice sudare jedna s drugom, djeluju kao medij za mljevenje. Kao posljedica toga, čestice u sudaru se razbijaju i smanjuju se na mikronske ili nano-veličine. U polju ultrazvučne kavitacije, pritisci se brzo i uzastopno mijenjaju između vakuuma i do 1000 bara. Rotacijski mikser sa 4 lopatice miksera trebao bi raditi na nevjerojatnih 300.000 o/min da bi postigao istu frekvenciju naizmjeničnih ciklusa pritiska. Konvencionalni rotacioni mikseri i mikseri rotor-stator ne stvaraju značajnu količinu kavitacije zbog njihovog ograničenja u brzini.

Prije i poslije ultrazvučne obrade: zelena kriva pokazuje veličinu čestica prije ultrazvučne obrade, crvena krivulja je raspodjela veličine čestica ultrazvučno raspršenog silicijum dioksida.

Ultrazvučno miješanje paste za zube

Ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem mogu se koristiti kao serijski i kontinuirani inline procesori. Za visoko viskozne materijale i obradu velikog volumena, poželjna je upotreba reaktora s protočnim ćelijama pod pritiskom, jer vam to omogućava rad u uvjetima intenziviranja ultrazvuka (tj. pritisak pojačava kavitaciju). Nadalje, korištenjem sofisticiranih postavki protoka kao što su prolaz ili diskretno podešavanje procesa, kompletna smjesa paste za zube je prisiljena da prođe kroz ultrazvučnu kavitacijsku zonu u protočnoj ćeliji. Ovo osigurava da svaka čestica dobije isti tretman, tako da se dobije visoko ujednačeno dispergiranje i miješanje.

Ultrazvučna obrada prolaza

Za svaki korak procesa, a to je kada se nova mješavina sastojaka dodaje u tečnu bazu, smjesa paste prolazi iz jednog spremnika kroz ultrazvučni reaktor u drugi spremnik. Ovaj proces prolaska osigurava vrlo pouzdan i ujednačen rezultat miješanja. Dok se tokom konvencionalnog procesa šaržnog miješanja s visokim smicanjem mora primijeniti višak miješanja kako bi se osiguralo da se sve čestice rasprše, podešavanje ultrazvučne protočne ćelije štedi vrijeme i energiju, budući da je vrijeme obrade svedeno na minimalni tretman po čestici.
U konvencionalnom šaržnom miješanju s velikim smicanjem, neke čestice se previše obrađuju, dok neke čestice nikada ne dospiju u aktivnu zonu miješanja. Upotreba ultrazvučnog reaktora protočne ćelije osigurava da svaka čestica vidi isti tretman visokog smicanja. Zbog procesa prolaska, svaka čestica se tretira istom frekvencijom i intenzitetom.

Savjet za obradu: Ultrazvučno miješanje pod pritiskom

Primjena pritiska na ultrazvučni reaktor ili protočnu ćeliju pojačava akustičnu kavitaciju. Hielscher Ultrasonics isporučuje različite tipove protočnih ćelija i reaktora, koji se lako mogu podesiti pod pritiskom do 5 bara. Prilagođeni ultrazvučni reaktori mogu podnijeti čak i veće pritiske do 300 barg.

Ultrazvučni efekti de-aeracije

Mešalice sa oštricama i konvencionalne mešalice sa visokim smicanjem unose velike količine gasnih mehurića u smešu, što je veliki nedostatak. Odzračivanje konačne mješavine paste za zube zahtijeva dodatni korak obrade, koji zahtijeva vrijeme i energiju. Tokom ultrazvučnog miješanja, hvatanje mjehurića zraka je općenito vrlo malo u poređenju sa konvencionalnim miješalicama u rezervoaru i mješalicama sa visokim smicanjem. Korištenje reaktora s ultrazvučnim protočnim ćelijama sprječava nepotrebno ugrađivanje neželjenih mjehurića plina jer se smjesa dovodi iz spremnika u stalnom toku u zatvorenom sistemu. U postavci ultrazvučne protočne ćelije, smjesa paste se dovodi pod kontinuiranim pritiskom u zonu ultrazvučne kavitacije. Ultrazvučno podešavanje protoka sprečava neželjeno zarobljavanje gasa tokom procesa mešanja. Nadalje, ultrazvuk je dobro uspostavljena tehnika odzračivanja i otplinjavanja i promovira spajanje mjehurića zraka kako bi se mogli podići na vrh i ispariti.
Pročitajte više o ultrazvučnoj deaeraciji i otplinjavanju!

Prednosti ultrazvučnih miksera visokih performansi

Ultrazvučni mikseri visokog smicanja stvaraju intenzivne sile smicanja, koje imaju potreban utjecaj na čestice kao što su čvrste tvari, kapljice, kristali i vlakna kako bi ih razbili do ciljane veličine, koja može biti u mikronskom ili nano opsegu. Lako rukovanje visokim viskozitetima i velikim čvrstim opterećenjem, ultrazvučni inline mikseri sa visokim smicanjem idealni su za obradu proizvoda od paste kao što su paste za zube, paste za zube i gelovi. Akustične sile smicanja postižu temeljito vlaženje sastojaka praha i ravnomjerno ih miješaju u homogenu pastu.
Ovisno o tvrdoći i krhkosti čestica, ultrazvučni parametri procesa mogu se precizno podesiti kako bi se postigao željeni rezultat miješanja. U poređenju sa alternativnim metodama mešanja kao što su mešalice sa oštricom visokog smicanja, homogenizatori pod visokim pritiskom, koloidni/perlasti mlinovi, osovinske mešalice itd. ultrazvučne mešalice sa visokim smicanjem nude velike prednosti kao što su rukovanje abrazivima bez problema i velika opterećenja čvrste materije, jednostavan i siguran rad, nisko održavanje i robusnost.

batch i inline

Hielscher Ultrasonics mikseri visokih performansi mogu se koristiti za serijsku i inline obradu. Ovisno o volumenu vašeg procesa i propusnosti po satu, može se preporučiti inline obrada. Dok je doziranje zahtjevnije za vrijeme i rad, kontinuirani proces miješanja u liniji je efikasniji, brži i zahtijeva znatno manje rada.

Ultrazvučni mikseri za svaki kapacitet proizvoda

Asortiman proizvoda Hielscher Ultrasonics pokriva cijeli spektar ultrazvučnih procesora od kompaktnih laboratorijskih ultrasonikatora preko stolnih i pilot sistema do potpuno industrijskih ultrazvučnih procesora sa kapacitetom za obradu kamiona po satu. Cijeli asortiman proizvoda nam omogućava da vam ponudimo najprikladniju ultrazvučnu mješalicu za vaše procesne kapacitete i ciljeve.
Povećanje veličine od manjeg ultrazvučnog miksera na veće kapacitete obrade je vrlo jednostavno jer se proces ultrazvučnog miješanja može potpuno linearno skalirati prema vašim utvrđenim parametrima procesa. Povećanje se može obaviti bilo instaliranjem snažnije ultrazvučne jedinice za miješanje ili grupiranjem nekoliko ultrazvučnih uređaja paralelno.

Visoke amplitude za visoku efikasnost miješanja

Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo velike amplitude. Amplitude do 200 µm mogu se lako raditi u kontinuitetu u radu 24/7. Za još veće amplitude, dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava 24/7 rad u teškim uslovima iu zahtjevnim okruženjima.

Lako testiranje bez rizika

Ultrazvučni procesi se mogu potpuno linearno skalirati. To znači da svaki rezultat koji ste postigli korištenjem laboratorijskog ili stonog ultrazvučnog aparata, može se skalirati na potpuno isti izlaz koristeći potpuno iste procesne parametre. Ovo čini ultrasonication idealnim za razvoj proizvoda i naknadnu implementaciju u komercijalnu proizvodnju.

Najviša kvaliteta – Dizajniran i proizveden u Njemačkoj

Kao porodično preduzeće koje vodi porodica, Hielscher daje prioritet najvišim standardima kvaliteta za svoje ultrazvučne procesore. Svi ultrasonikatori su dizajnirani, proizvedeni i temeljno testirani u našem sjedištu u Teltowu blizu Berlina, Njemačka. Robusnost i pouzdanost Hielscherove ultrazvučne opreme čine je radnim konjem u vašoj proizvodnji. 24/7 rad pod punim opterećenjem iu zahtjevnim okruženjima prirodna je karakteristika Hielscherovih miksera visokih performansi.

Hielscher ultrazvučne mješalice s visokim smicanjem možete kupiti u bilo kojoj različitoj veličini i točno konfigurirane prema vašim zahtjevima procesa. Od tretmana tekućina u maloj laboratorijskoj čaši do kontinuiranog protočnog miješanja suspenzije i paste na industrijskom nivou, Hielscher Ultrasonics nudi odgovarajući mikser sa visokim smicanjem za vas! Molimo kontaktirajte nas – Drago nam je da vam preporučimo idealnu postavku ultrazvučnog miksera!

Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata: