Tandpasta fremstilling er en krævende proces, der kræver blanding udstyr i stand til at håndtere tyktflydende pastaer, høje faste koncentrationer og slibende partikler. Ultralyd høj-forskydning mixere giver høj intensitet forskydning kræfter, der giver grundig befugtning af pulvere, ensartet homogenisering af kolloide opslæmatuer og endda partikelstørrelse distribution. Fås i industriel skala og i stand til at behandle store volumen strømme, ultralyd høj-shear blandere er din pålidelige arbejde hest i tandpasta fremstilling!

Tandpasta Produktion

Tandpastaer, buler og geler består af de fire hovedkomponenter i vand, slibemidler, fluorider og rengøringsmidler. Mens vandindholdet for det meste varierer mellem 20 og 45%, slibemidler er de vigtigste komponenter, der bidrager med mindst 50% til tandpasta formulering. Udbredte slibemidler omfatter partikler af aluminiumhydroxid (Al(OH)₃), calciumcarbonat (CaCO₃), natriumcarbonat, forskellige calcium hydrogenfosfater, hydrerede silikater, zeolitter, glimmer og hydroxyapatit (Ca₅(PO₄)3OH).
Fælles tandpasta og dentifrice formuleringer er fremstillet generelt efter nedenstående trin:
Ved første blandes vand, fugtighedsbeskænde (f.eks. sorbitol, glycerin, propylenglycol) og andre flydende ingredienser sammen, så der opnås en flydende base.
For at opnå en vis reologi annd tekstur af den endelige tandpasta, reologi modifikatorer og bindemidler tilsættes til den flydende base. Reologi modifikatorer og bindemidler giver tandpasta sin tykkelse og tekstur. Almindeligt anvendte bindemidler omfatter karaya gummi, bentonit, natriumalginat, methylcellulose, carrageenan, og magnesium aluminium silikat. Nogle reologi modifikatorer kræver at være pre-blend med ikke-vandige flydende ingrediens såsom glycerin eller aroma æteriske olier. Alternativt kan reologimodifikatoren blandes i andre pulveriserede ingredienser for at lette kolloid spredning.
I næste trin blandes aktive ingredienser (f.eks. calciumfluorid, zinkchlorid, hydroxyapatit), sødende aromatilsætningsstoffer og konserveringsmidler i blandingen.
Derefter indarbejdes en gylle indeholdende slibende partikler og / eller fyldstoffer i tandpastablandingen. Da slibemidler er hovedingrediensen, der tilsættes til en høj solid belastning, er der behov for kraftig, pålidelig blanding med høj forskydning for at udføre denne krævende opgave.
Derefter tilsættes smags- og farvetilsætningsstoffer.
I det sidste blandingstrin tilsættes et vaskemiddel eller en sudser (skumdannende middel), der fungerer som stabilisator og forbedrer den ensartede fordeling af tandpasta under tandbørstning, til formuleringen. Vaskemidlet og sudseren blandes i tandpastablandingen med en blid intensitet for at minimere skumdannelse. Almindelige sudsers er natriumlaurylsulfat, natriumlaurylsulfat, dioctyl natriumsulfosuccinat, sulfolaurat, natriumlauylsarkosinat, natriumstearyl fumarat og natriumstearyl laktat.

En typisk grundlæggende tandpasta formulering består af:

• Vand
• Slibende partikler
• Fugtighedsbestøvler (f.eks. sorbitol, glycerin)
• Stabiliserende overfladeaktive stoffer
• Reologimodifikatorer (fortykningsstoffer)
• Farvestoffer
• Aromastoffer
• Konserveringsmidler (f.eks. p-hydrozybenzoat)
• Rengøringsmiddel

Afhængigt af typen af tandpasta produkt, andre aktive ingredienser såsom baktericider, fløde, fluor, etc. tilsættes.

Naturlige, rene tandpastaer

Producenter af økologiske, naturlige tandpastaer formulere produkter, der kun bruger økologisk certificerede og / eller naturlige ingredienser. Naturlige tandpasta mærker imødekomme efterspørgslen fra sundhedsbevidste forbrugere, der ønsker at undgå de kunstige ingredienser, der almindeligvis findes i regelmæssige tandpastaer. På grund af forbrugernes trendende efterspørgsel efter rene mærkevarer, flere og flere mindre samt større kendte mærker tilbyder clean-label tandpastaer. Ultralydsblandere er også ideelle til små og mellemstore produktionsskalaer. Som en ikke-termisk, rent mekanisk blandingsmetode ændrer ultralydbehandling ikke naturlige, organiske formuleringer. Ultralyd blanding er kompatibel med naturlige ingredienser såsom bagepulver, aloe vera, eukalyptusolie, myrrh, planteekstrakt (f.eks salvie, mynte, jordbær ekstrakt), og æteriske olier (f.eks mynte, spearmint, kanel).
Læs mere om ultralydsforskydningsblandere til produktion af rene skønhedsprodukter!

Hvordan virker High-Shear Blanding af Sonication Arbejde?

Ultralyd høj forskydning blandere bruge det samme mekaniske princip som andre almindeligt anvendte industrielle blandingssystemer, fx høj forskydning blade blandere, multi-aksel blandere, kolloid møller, højt tryk homogenisatorer, og klinge omrørere. Ultralyd høj-forskydning blandere bruges ofte til at sprede og fræse partikler, at emulgere olie og vand faser, at våd og opløse fast stof samt at producere homogene blandinger af enhver form for væsker og opslædninger. Ultralydsblandere overfører højforskydningskræfterne via en ultralydssonde til en blandekar, såsom i en batchtank eller ind i en flowcelle. Sonden af ultralydmixeren vibrerer i væsken ved en meget høj frekvens og amplituder og skaber derved intense ultralydkavitationsbobler i mediet. Sammenbruddet af kavitationsbobler resulterer i kraftige forskydningskræfter, der forstyrrer og knækker dråber, agglomerater, aggregater og endda primære partikler. Som ultralyd kavitation genererer høj hastighed kavitational streaming med op til 1000 km / t, kavitationelle væskestråler fremskynde partikler. Når de accelererede partikler kolliderer med hinanden, fungerer det som fræsningsmedier. Som følge heraf splintres de kolliderende partikler og reduceres til mikron- eller nanostørrelse. I ultralydkavitationsfeltet veksler tryk hurtigt og gentagne gange mellem vakuum og op til 1000bar. En roterende mixer med 4 mixerblade skulle fungere på en svimlende 300.000 RPM for at opnå den samme frekvens af vekslende trykcyklusser. Konventionelle roterende blandere og rotor-stator blandere skaber ingen betydelig mængde kavitation på grund af deres begrænsning i hastighed.

Før og efter sonikering: Den grønne kurve viser partikelstørrelsesfordelingen før lydbehandling, den røde kurve er partikelstørrelsesfordelingen af ​​ultrasonisk dispergeret silica.

Ultralyd tandpasta blanding

Ultralyd høj-shear blandere kan bruges som batch og kontinuerlig inline processorer. For meget viskøse materialer og høj volumen behandling, er brugen af en pressurizable flow celle reaktor foretrækkes, da dette giver dig mulighed for at køre under intensiveret ultralydbehandling betingelser (dvs. tryk intensiverer kavitation). Desuden er den komplette tandpastablanding tvunget til at passere gennem ultralydkavitationszonen i flowcellen ved hjælp af en sofistikeret flowopsætning såsom en passage eller diskret procesopsætning. Dette sikrer, at hver partikel får den samme behandling, således at en meget ensartet dispergering og blanding opnås.

Ultralyd passage behandling

For hvert procestrin, som er, når en ny ingrediensblanding tilsættes til væskebasen, passerer pastablandingen fra en tank gennem ultralydsreaktoren til en anden tank. Denne passage proces sikrer en meget pålidelig og ensartet blanding resultat. Mens der under en konventionel høj-forskydning batch blanding proces overskydende blanding skal anvendes for at sikre, at alle partikler bliver spredt, ultralyd flow celle setup er tid- og energibesparende, da behandlingstiden er reduceret til den mindste behandling pr partikel.
Ved konventionel blanding af høj forskydningsparti bliver nogle partikler overbearbejdet, mens nogle partikler aldrig kommer ind i den aktive blandingszone. Ved hjælp af en ultralydsflow celle reaktor sikrer, at hver partikel ser den samme høj-forskydning behandling. På grund af passageprocessen behandles hver partikel med samme frekvens og intensitet.

Behandling Tip: Ultralyd Blanding under tryk

Påføring af tryk på ultralydsreaktoren eller flowcellen intensiverer den akustiske kavitation. Hielscher Ultrasonics leverer forskellige flow celle og reaktor typer, som nemt kan undertryk op til 5 barg. Tilpassede ultralydsreaktorer kan håndtere endnu højere tryk på op til 300barg.

Ultralyd afstrålende effekter

Blade omrørere og konventionelle høj-forskydning blandere indføre store mængder af gasbobler i blandingen, hvilket er en stor ulempe. Aferationen af den endelige tandpastablanding kræver et ekstra behandlingstrin, som er tids- og energiforbrugende. Under ultralydsblanding er fastklemningen af luftbobler generelt meget lav sammenlignet med konventionelle tank omrørere og højforskydningsblandere. Ved hjælp af en ultralydsflowcellereaktor forhindrer unødvendig inkorporering af uønskede gasbobler, da blandingen føres fra holdetanken i et stabilt flow i et lukket system. I en ultralydsflowcelleopsætning føres pastablandingen ved kontinuerligt tryk ind i ultralydkavitationszonen. Ultralydgennemstrømningsopsætningen forhindrer uønsket fastklemning af gas under blandingsprocessen. Desuden er sonikering en veletableret teknik til de-beluftning og afgasning og fremmer sammenskomst af luftbobler, så de kan stige til toppen og fordampe.
Læs mere om ultralydafsedning og afgasning!

Fordelene ved højtydende ultralydsmixere

Ultralyd høje forskydningsblandere skaber intense forskydningskræfter, som har den nødvendige indvirkning på partikler som faste stoffer, dråber, krystaller og fibre for at nedbryde dem til en målrettet størrelse, som kan være i mikron- eller nanoområdet. Ultrasonisk indbyggede blandere med høj forskydning er nemt at håndtere høje viskositeter og høje faste belastninger og er ideelle til at behandle pastaprodukter som tandpastaer, buler og geler. De akustiske forskydningskræfter opnår en grundig befugtning af pulveringredienserne og blander dem ensartet i en homogen pasta.
Afhængigt af partiklerne hårdhed og skørhed, kan ultralydsprocesparametrene justeres nøjagtigt for at opnå det stræbte blanderesultat. Sammenlignet med alternative blandingsmetoder såsom høj-shear blade omrørere, højtrykshomogenisatorer, kolloid / perle møller, aksel blandere etc. ultralyd høj forskydning blandere tilbyder store fordele såsom problemfri håndtering af slibemidler og høj solid belastninger, den nemme og sikre drift, lav vedligeholdelse og robusthed.

Batch og indbygget

Hielscher Ultrasonics højtydende armaturer kan bruges til batch- og inline-behandling. Afhængigt af procesdiskenheden og overførselshastigheden pr. time kan indbygget behandling anbefales. Mens batching er mere tids- og arbejdsintensiv, er en kontinuerlig inline blandingsproces mere effektiv, hurtigere og kræver betydeligt mindre arbejdskraft.

Ultralydsblandere til enhver produktkapacitet

Hielscher Ultrasonics produktsortiment dækker hele spektret af ultralydsprocessorer fra kompakte lab ultrasonicators over bench-top og pilot systemer til fuldt industrielle ultralydsprocessorer med kapacitet til at behandle truckloads i timen. Det fulde produktsortiment giver os mulighed for at tilbyde dig den mest egnede ultralydsslanker til din proceskapacitet og dine mål.
Opskaleringen fra en mindre ultralydsblander til højere behandlingskapacitet er meget enkel, da ultralydblandingsprocessen kan være helt lineær skaleret fra dine etablerede procesparametre. Opskalering kan gøres ved enten at installere en mere kraftfuld ultralydsblander enhed eller klyngedannelse flere ultralydsenheder parallelt.

Høje amplituder for høj blandingseffektivitet

Hielscher Ultralyd’ industrielle ultralyds-processorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan let kontinuerligt køres i 24/7 drift. For endnu højere amplituder, tilpassede ultralyd sonotroder er tilgængelige. Robustheden af Hielscher's ultralyds udstyr giver mulighed for 24/7 drift ved tung pligt og i krævende miljøer.

Nem, risikofri test

Ultralydsprocesser kan være fuldstændig lineære skaleret. Det betyder, at hvert resultat, som du har opnået ved hjælp af et laboratorium eller bænk-top ultralydsætter, kan skaleres til nøjagtig samme output ved hjælp af nøjagtig de samme procesparametre. Dette gør ultralydbehandling ideel til produktudvikling og efterfølgende implementering i kommerciel produktion.

Højeste kvalitet – Designet og fremstillet i Tyskland

Som en familieejet og familiedrevet virksomhed prioriterer Hielscher de højeste kvalitetsstandarder for sine ultralydsprocessorer. Alle ultralydapparater er designet, fremstillet og grundigt testet i vores hovedkvarter i Teltow nær Berlin, Tyskland. Robusthed og pålidelighed i Hielschers ultralydsudstyr gør det til en arbejdshest i din produktion. 24/7 drift under fuld belastning og i krævende miljøer er et naturligt kendetegn ved Hielschers højtydende mixere.

Du kan købe Hielscher ultralyd høj-shear mixere i enhver anden størrelse og præcis konfigureret til dine proceskrav. Fra behandling af væsker i et lille laboratoriebæger til den kontinuerlige flow-through blanding af opslædninger og pastaer på industrielt niveau, tilbyder Hielscher Ultrasonics en passende høj-forskydning mixer til dig! Kontakt os venligst – vi er glade for at anbefale dig den ideelle ultralydmixer setup!

Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater: