Vysokosmykové mixéry pro výrobu zubních past

Výroba zubních past je náročný proces, který vyžaduje míchací zařízení schopné zvládnout viskózní pasty, vysoké koncentrace pevných látek a abrazivní částice. Ultrazvukové míchačky s vysokým smykem poskytují vysoce intenzivní smykové síly, které zajišťují důkladné smáčení prášků, rovnoměrnou homogenizaci koloidních suspenzí a rovnoměrnou distribuci velikosti částic. Ultrazvukové mixéry s vysokým střihem, které jsou k dispozici v průmyslovém měřítku a schopné zpracovávat velké objemy, jsou vaším spolehlivým tahounem při výrobě zubních past!

Výroba zubních past

Zubní pasty, zubní pasty a gely se skládají ze čtyř hlavních složek: vody, abraziv, fluoridů a detergentů. Zatímco obsah vody se většinou pohybuje mezi 20 a 45 %, brusiva jsou hlavními složkami, které přispívají nejméně 50 % ke složení zubní pasty. Mezi široce používaná brusiva patří částice hydroxidu hlinitého (Al(OH)₃), uhličitan vápenatý (CaCO₃), uhličitan sodný, různé hydrogenfosforečnany vápenaté, hydratované křemičitany, zeolity, slída a hydroxyapatit (Ca₅(PO₄)3OH).
Běžné zubní pasty a zubní pasty a zubní přípravky se vyrábějí obecně podle následujících kroků:
Nejprve se voda, zvlhčovadlo (např. sorbitol, glycerin, propylenglykol) a další kapalné složky smíchají dohromady, aby se získala kapalná báze.
Aby se získala určitá reologie a textura konečné zubní pasty, přidají se do tekuté báze reologické modifikátory a pojiva. Modifikátory a pojiva reologie dávají zubní pastě její tloušťku a texturu. Mezi běžně používaná pojiva patří karaya guma, bentonit, alginát sodný, methylcelulóza, karagenan a křemičitan hořečnalinitý . Některé modifikátory reologie vyžadují předběžnou směs s nevodnými kapalnými složkami, jako je glycerin nebo aromatické esenciální oleje. Alternativně může být modifikátor reologie přimíchán do jiných práškových složek, aby se usnadnila koloidní disperze.
V dalším kroku se do směsi přimíchají účinné látky (např. fluorid vápenatý, chlorid zinečnatý, hydroxyapatit), sladící aromatické přísady a konzervační látky.
Poté se do směsi zubní pasty zapracuje kaše obsahující abrazivní částice a / nebo plniva. Vzhledem k tomu, že brusiva jsou hlavní složkou, která se přidává k vysokému pevnému zatížení, je pro splnění tohoto náročného úkolu zapotřebí výkonné a spolehlivé míchání s vysokým smykovým třením.
Poté se přidají aromatické a barvicí přísady.
V závěrečném kroku míchání se do složení přidá detergent nebo pěna (pěnidlo), která působí jako stabilizátor a zlepšuje rovnoměrné rozložení zubní pasty během čištění zubů. Čisticí prostředek a pěna jsou přimíchány do směsi zubní pasty s jemnou intenzitou, aby se minimalizovalo pěnění. Běžnými pěnami jsou laurylsulfát sodný, laurylsulfoacetát sodný, dioktylsulfosukcinát sodný, sulfolaurát, laurylsarkosinát sodný, stearylfumarát sodný a stearyllaktát sodný.

Typické základní složení zubní pasty se skládá v:

• Voda
• abrazivní částice
• Zvlhčovadla (např. sorbitol, glycerin)
• Stabilizační povrchově aktivní látky
• Modifikátory reologie (zahušťovadla)
• Barviva
• Dochucovadla
• Konzervační látky (např. p-hydrozybenzoát)
• Čistící prostředek

V závislosti na typu zubní pasty se přidávají další účinné látky, jako jsou baktericidy, bělidla, fluorid atd.

Přírodní, zubní pasty s čistou etiketou

Výrobci organických, přírodních zubních past formulují produkty pouze z organicky certifikovaných a/nebo přírodních složek. Značky přírodních zubních past uspokojují poptávku spotřebitelů, kteří dbají na své zdraví a chtějí se vyhnout umělým přísadám, které se běžně vyskytují v běžných zubních pastách. Vzhledem k rostoucí poptávce spotřebitelů po výrobcích s čistou etiketou nabízí zubní pasty s čistou etiketou stále více menších i větších známých značek. Ultrazvukové mixéry jsou ideální i pro malé a středně velké výrobní podniky. Jako netepelná, čistě mechanická metoda míchání, ultrazvuku nemění přírodní, organické formulace. Ultrazvukové míchání je kompatibilní s přírodními složkami, jako je jedlá soda, aloe vera, eukalyptový olej, myrha, rostlinný extrakt (např. šalvěj, máta, jahodový extrakt) a éterické oleje (např. máta, máta, skořice).
Přečtěte si více o ultrazvukových smykových mixérech pro výrobu kosmetických produktů s čistými etiketami!

Jak funguje míchání s vysokým smykem pomocí ultrazvuku?

Ultrazvukové míchačky s vysokým smykem používají stejný mechanický princip jako jiné běžně používané průmyslové míchací systémy, např. nožové mixéry s vysokým smykem, vícehřídelové mixéry, koloidní mlýny, vysokotlaké homogenizátory a lopatková míchadla. Ultrazvukové mixéry s vysokým smykem se často používají k dispergaci a mletí částic, k emulgaci olejové a vodní fáze, ke zvlhčení a solubilizaci pevných látek a také k výrobě homogenních směsí jakéhokoli druhu kapalin a kalů. Ultrazvukové míchačky přenášejí vysoké smykové síly pomocí ultrazvukové sondy do míchací nádoby, například do vsázkové nádrže nebo do průtočné cely. Sonda ultrazvukového mixéru vibruje v kapalině s velmi vysokou frekvencí a amplitudami, čímž v médiu vytváří intenzivní ultrazvukové kavitační bubliny. Kolaps kavitačních bublin má za následek silné smykové síly, které narušují a lámou kapičky, aglomeráty, agregáty a dokonce i primární částice. Vzhledem k tomu, že ultrazvuková kavitace generuje vysokorychlostní kavitační proudění s rychlostí až 1000 km / h, kavitační kapalinové trysky urychlují částice. Když se urychlené částice srazí navzájem, působí jako mlecí médium. V důsledku toho se srážející se částice roztříští a jsou zmenšeny na velikost mikronů nebo nanometrů. V ultrazvukovém kavitačním poli se rychle a opakovaně střídají tlaky mezi vakuem a až 1000 barů. Rotační mixér se 4 míchacími lopatkami by musel pracovat při ohromujících 300 000 otáčkách za minutu, aby dosáhl stejné frekvence cyklů střídavého tlaku. Konvenční rotační míchačky a rotor-statorové míchačky nevytvářejí žádné významné množství kavitace kvůli jejich omezení rychlosti.

Před a po sonikaci: Zelená křivka ukazuje velikost částic před sonikací, červená křivka je distribuce velikosti částic ultrazvukem dispergovaného oxidu křemičitého.

Ultrazvukové míchání zubní pasty

Ultrazvukové mixéry s vysokým smykem lze použít jako dávkové a kontinuální inline procesory. U vysoce viskózních materiálů a velkoobjemového zpracování je preferováno použití tlakového reaktoru s průtokovými buňkami, protože to umožňuje pracovat za intenzifikovaných podmínek ultrazvuku (tj. tlak zesiluje kavitaci). Kromě toho pomocí sofistikovaných nastavení průtoku, jako je průchod nebo diskrétní nastavení procesu, je kompletní směs zubní pasty nucena procházet ultrazvukovou kavitační zónou v průtokové cele. Tím je zajištěno, že se každé částici dostane stejného zacházení, takže se dosáhne vysoce rovnoměrné dispergace a míchání.

Ultrazvukové zpracování průchodu

Pro každý krok procesu, což je okamžik, kdy se do kapalného základu přidá nová směs přísad, prochází pastovitá směs z jedné nádrže přes ultrazvukový reaktor do druhé nádrže. Tento proces průchodu zajišťuje vysoce spolehlivý a rovnoměrný výsledek míchání. Zatímco během konvenčního procesu míchání šarží s vysokým smykovým střihem musí být aplikováno přebytečné míchání, aby se zajistilo, že se všechny částice rozptýlí, nastavení ultrazvukové průtokové cely šetří čas a energii, protože doba zpracování je snížena na minimální zpracování částice.
Při konvenčním míchání šarží s vysokým smykovým třením se některé částice přepracují, zatímco některé částice se nikdy nedostanou do aktivní míchací zóny. Použití ultrazvukového reaktoru s průtokovými buňkami zajišťuje, že každá částice uvidí stejné zpracování s vysokým smykovým třením. Díky procesu průchodu je každá částice zpracována se stejnou frekvencí a intenzitou.

Tip pro zpracování: Ultrazvukové míchání pod tlakem

Vyvíjení tlaku na ultrazvukový reaktor nebo průtokovou buňku zesiluje akustickou kavitaci. Hielscher Ultrasonics dodává různé typy průtokových buněk a reaktorů, které lze snadno natlakovat až na 5 barg. Ultrazvukové reaktory na míru zvládnou i vyšší tlaky až 300 barg.

Ultrazvukové odvzdušňovací účinky

Lopatková míchadla a konvenční míchadla s vysokým smykem vnášejí do směsi velké množství plynových bublin, což je velká nevýhoda. Odvzdušnění konečné směsi zubních past vyžaduje další krok zpracování, který je časově a energeticky náročný. Během ultrazvukového míchání je zachycení vzduchových bublin obecně velmi nízké ve srovnání s konvenčními míchadly nádrží a míchadly s vysokým střihem. Použití ultrazvukového reaktoru s průtokovými buňkami zabraňuje zbytečnému zapracování nežádoucích plynových bublin, když je směs přiváděna ze záchytné nádrže stálým průtokem v uzavřeném systému. V nastavení ultrazvukové průtokové cely je pastovitá směs přiváděna pod nepřetržitým tlakem do ultrazvukové kavitační zóny. Nastavení ultrazvukového průtoku zabraňuje nežádoucímu zachycení plynu během procesu míchání. Kromě toho je sonikace dobře zavedenou technikou odvzdušňování a odplyňování a podporuje koalescenci vzduchových bublin, aby mohly stoupat na vrchol a odpařovat se.
Přečtěte si více o ultrazvukovém odvzdušňování a odplyňování!

Výhody vysoce výkonných ultrazvukových mixérů

Ultrazvukové mixéry s vysokým smykem vytvářejí intenzivní smykové síly, které mají požadovaný dopad na částice, jako jsou pevné látky, kapky, krystaly a vlákna, aby je rozložily na cílovou velikost, která může být v rozsahu mikronů nebo nano. Ultrazvukové inline míchačky s vysokým smykovým třením, které snadno zvládají vysoké viskozity a vysoké pevné zatížení, jsou ideální pro zpracování pastovitých produktů, jako jsou zubní pasty, zubní pasty a gely. Akustické smykové síly dosáhnou důkladného smáčení práškových složek a jejich rovnoměrného promíchání do homogenní pasty.
V závislosti na tvrdosti a křehkosti částic lze parametry ultrazvukového procesu přesně upravit tak, aby bylo dosaženo očekávaného výsledku míchání. Ve srovnání s alternativními metodami míchání, jako jsou míchadla s vysokým smykovým vedením, vysokotlaké homogenizátory, koloidní / kuličkové mlýny, hřídelové míchačky atd., nabízejí ultrazvukové míchačky s vysokým smykem velké výhody, jako je bezproblémová manipulace s abrazivem a vysokým zatížením pevných látek, snadná a bezpečná obsluha, nízké nároky na údržbu a robustnost.

Dávkové a inline

Hielscher Ultrasonics vysoce výkonné mixéry lze použít pro dávkové a inline zpracování. V závislosti na objemu procesu a hodinové propustnosti se může doporučit vložené zpracování. Zatímco dávkování je náročnější na čas a práci, kontinuální proces inline míchání je efektivnější, rychlejší a vyžaduje výrazně méně práce.

Ultrazvukové míchačky pro každou kapacitu produktu

Produktová řada Hielscher Ultrasonics pokrývá celé spektrum ultrazvukových procesorů od kompaktních laboratorních ultrasonicators přes stolní a pilotní systémy až po plně průmyslové ultrazvukové procesory s kapacitou pro zpracování nákladních automobilů za hodinu. Kompletní sortiment produktů nám umožňuje nabídnout vám nejvhodnější ultrazvukové smykové míchadlo pro vaši procesní kapacitu a cíle.
Přechod z menšího ultrazvukového mixéru na vyšší zpracovatelské kapacity je velmi jednoduchý, protože proces ultrazvukového míchání lze zcela lineárně škálovat od vašich zavedených procesních parametrů. Up-scaling lze provést buď instalací výkonnější ultrazvukové směšovací jednotky, nebo shlukováním několika ultrasonicators paralelně.

Vysoké amplitudy pro vysokou účinnost míchání

Hielscher Ultrasonics’ Průmyslové ultrazvukové procesory mohou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v provozu 24/7. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici přizpůsobené ultrazvukové sonotrody. Robustnost ultrazvukového zařízení Hielscher umožňuje provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu v náročném provozu a v náročných prostředích.

Snadné testování bez rizika

Ultrazvukové procesy lze škálovat zcela lineárně. To znamená, že každý výsledek, kterého jste dosáhli pomocí laboratorního nebo stolního ultrazvuku, lze škálovat na přesně stejný výstup pomocí přesně stejných parametrů procesu. Díky tomu je ultrazvuku ideální pro vývoj produktů a následnou implementaci do komerční výroby.

Nejvyšší kvalita – Navrženo a vyrobeno v Německu

Jako rodinný podnik Hielscher upřednostňuje nejvyšší standardy kvality svých ultrazvukových procesorů. Všechny ultrasonicators jsou navrženy, vyrobeny a důkladně testovány v našem sídle v Teltow poblíž Berlína v Německu. Robustnost a spolehlivost ultrazvukového zařízení Hielscher z něj činí pracovního koně ve vaší výrobě. Provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu při plném zatížení a v náročných prostředích je přirozenou charakteristikou vysoce výkonných míchadel Hielscher.

Můžete si koupit ultrazvukové mixéry Hielscher s vysokým smykem v jakékoli jiné velikosti a přesně nakonfigurované podle vašich procesních požadavků. Od úpravy kapalin v malé laboratorní kádince až po kontinuální průtokové míchání suspenzí a past na průmyslové úrovni, Hielscher Ultrasonics nabízí pro vás vhodný mixér s vysokým smykem! Kontaktujte nás – Jsme rádi, že vám můžeme doporučit ideální nastavení ultrazvukového mixéru!

Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators: