Højforskydningsblandere til fremstilling af tandpasta

Tandpastafremstilling er en krævende proces, der kræver blandingsudstyr, der er i stand til at håndtere tyktflydende pastaer, høje faste koncentrationer og slibende partikler. Ultralydsblandere med høj forskydning giver forskydningskræfter med høj intensitet, der giver grundig befugtning af pulvere, ensartet homogenisering af kolloide opslæmninger og jævn partikelstørrelsesfordeling. Ultralydsblandere med høj forskydning fås i industriel skala og er i stand til at behandle store volumenstrømme og er din pålidelige arbejdshest inden for tandpastafremstilling!

Fremstilling af tandpasta

Tandpastaer, tandplejer og geler består af de fire hovedkomponenter vand, slibemidler, fluorider og rengøringsmidler. Mens vandindholdet for det meste varierer mellem 20 og 45 %, er slibemidler de vigtigste komponenter, der bidrager med mindst 50 % til tandpastaformuleringen. Udbredte slibemidler omfatter partikler af aluminiumhydroxid (Al (OH)₃), calciumcarbonat (CaCO₃), natriumcarbonat, forskellige calciumhydrogenphosphater, hydratiserede silicaer, zeolitter, glimmer og hydroxyapatit (Ca₅(PO)₄)3OH).
Almindelige tandpasta- og tandlægeformuleringer fremstilles generelt ved at følge nedenstående trin:
Først blandes vand, fugtighedsbevarende middel (f.eks. sorbitol, glycerin, propylenglycol) og andre flydende ingredienser sammen, så der opnås en flydende base.
For at opnå en bestemt reologi og tekstur af den endelige tandpasta tilsættes reologimodifikatorer og bindemidler til den flydende base. Reologimodifikatorer og bindemidler giver tandpasta dens tykkelse og tekstur. Almindeligt anvendte bindemidler omfatter karayagummi, bentonit, natriumalginat, methylcellulose, carrageenan og magnesiumaluminiumsilikat. Nogle reologimodifikatorer kræver at være forblandet med ikke-vandige flydende ingredienser såsom glycerin eller aromatiserende æteriske olier. Alternativt kan reologimodifikatoren blandes i andre pulveriserede ingredienser for at lette den kolloide dispersion.
I det næste trin blandes aktive ingredienser (f.eks. calciumfluorid, zinkchlorid, hydroxyapatit), sødende smagstilsætningsstoffer og konserveringsmidler i blandingen.
Derefter inkorporeres en opslæmning indeholdende slibende partikler og / eller fyldstoffer i tandpastablandingen. Da slibemidler er hovedingrediensen, der tilsættes til en høj fast belastning, kræves der en kraftfuld og pålidelig blanding med høj forskydning for at udføre denne krævende opgave.
Derefter tilsættes smags- og farvetilsætningsstoffer.
I det sidste blandingstrin tilsættes et vaskemiddel eller skummiddel (skummiddel), der fungerer som stabilisator og forbedrer den ensartede fordeling af tandpasta under tandbørstning, til formuleringen. Vaskemidlet og skummet blandes i tandpastablandingen med en blid intensitet for at minimere skumdannelse. Almindelige skumper er natriumlaurylsulfat, natriumlaurylsulfoacetat, dioctyl natriumsulfosuccinat, sulfolaurat, natriumlaurylsarcosinat, natriumstearylfumarat og natriumstearyllactat.

En typisk grundlæggende tandpastaformulering består af:

• Vand
• slibende partikler
• Fugtighedsbevarende midler (f.eks. sorbitol, glycerin)
• Stabiliserende overfladeaktive stoffer
• Reologimodifikatorer (fortykningsmidler)
• Farvestoffer
• Smagsstoffer
• Konserveringsmidler (f.eks. p-hydrozybenzoat)
• Rengøringsmiddel

Afhængig af typen af tandpastaprodukt tilsættes andre aktive ingredienser såsom bakteriedræbende midler, blegemidler, fluor osv.

Naturlige, rene tandpastaer

Producenter af økologiske, naturlige tandpastaer formulerer produkter med kun økologisk certificerede og / eller naturlige ingredienser. Naturlige tandpastamærker imødekommer efterspørgslen fra sundhedsbevidste forbrugere, som ønsker at undgå de kunstige ingredienser, der almindeligvis findes i almindelige tandpastaer. På grund af forbrugernes stigende efterspørgsel efter clean label-produkter tilbyder flere og flere mindre såvel som større kendte mærker 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. Ultralydsblanding er kompatibel med naturlige ingredienser såsom bagepulver, aloe vera, eukalyptusolie, myrra, planteekstrakt (f.eks. salvie, mynte, jordbærekstrakt) og æteriske olier (f.eks. Mynte, grønmynte, kanel).
Læs mere om ultralydsforskydningsblandere til produktion af clean-label skønhedsprodukter!

Hvordan fungerer blanding med høj forskydning ved sonikering?

Ultralydsblandere med høj forskydning bruger det samme mekaniske princip som andre almindeligt anvendte industrielle blandesystemer, f.eks. højforskydningsbladblandere, flerakslede blandere, kolloidmøller, højtrykshomogenisatorer og klingeomrørere. Ultralydsblandere med høj forskydning bruges ofte til at sprede og fræse partikler, til at emulgere olie- og vandfaser, til at våde og opløse fast stof samt til at producere homogene blandinger af enhver form for væsker og opslæmninger. Ultralydsblandere overfører de høje forskydningskræfter via en ultralydssonde ind i en blandebeholder, såsom i en batchtank eller ind i en flowcelle. Sonden fra ultralydsblanderen vibrerer i væsken ved en meget høj frekvens og amplituder og skaber derved intense ultralydskavitationsbobler i mediet. Kavitationsboblernes kollaps resulterer i kraftige forskydningskræfter, der forstyrrer og bryder dråber, agglomerater, aggregater og endda primære partikler. Da ultralydskavitation genererer kavitationel streaming med høj hastighed med op til 1000 km / t, accelererer de kavitationelle væskestråler partikler. Når de accelererede partikler kolliderer med hinanden, fungerer de som fræsemedier. Som en konsekvens splintres de kolliderende partikler og reduceres til mikron- eller nanostørrelse. I ultralydskavitationsfeltet skifter tryk hurtigt og gentagne gange mellem vakuum og op til 1000 bar. En roterende mixer med 4 blandeblade skal fungere med svimlende 300.000 omdrejninger pr. minut for at opnå den samme frekvens af vekslende trykcyklusser. Konventionelle roterende blandere og rotor-statorblandere skaber ingen væsentlig kavitation på grund af deres begrænsning i hastighed.

Før og efter sonikering: Den grønne kurve viser partikelstørrelsen før sonikering, den røde kurve er partikelstørrelsesfordelingen af ultralydsdispergeret silica.

Ultralyd tandpasta blanding

Ultralydsblandere med høj forskydning kan bruges som batch- og kontinuerlige inline-processorer. Til meget viskøse materialer og behandling med højt volumen foretrækkes brugen af en tryksat flowcellereaktor, da dette giver dig mulighed for at køre under intensiverede ultralydsbetingelser (dvs. tryk intensiverer kavitation). Ved at bruge en sofistikeret flowopsætning såsom en passage eller diskret procesopsætning tvinges den komplette tandpastablanding desuden til at passere gennem ultralydskavitationszonen i flowcellen. Dette sikrer, at hver partikel får den samme behandling, så der opnås en meget ensartet dispergering og blanding.

Ultralyd passage behandling

For hvert procestrin, som er, når en ny ingrediensblanding tilsættes til den flydende base, passerer pastablandingen fra en tank gennem ultralydsreaktoren til en anden tank. Denne passageproces sikrer et meget pålideligt og ensartet blandingsresultat. Mens der under en konventionel batchblanding med høj forskydning skal påføres overskydende blanding for at sikre, at alle partikler bliver spredt, er ultralydsflowcelleopsætningen tids- og energibesparende, da behandlingstiden reduceres til minimumsbehandlingen pr. partikel.
Ved konventionel batchblanding med høj forskydning bliver nogle partikler overbehandlet, mens nogle partikler aldrig kommer ind i den aktive blandingszone. Brug af en ultralydsflowcellereaktor sikrer, at hver partikel ser den samme behandling med høj forskydning. På grund af passageprocessen behandles hver partikel med samme frekvens og intensitet.

Behandlingstip: Ultralydsblanding under tryk

Påføring af tryk på ultralydsreaktoren eller flowcellen intensiverer den akustiske kavitation. Hielscher Ultrasonics leverer forskellige flowcelle- og reaktortyper, som let kan sættes under tryk op til 5 barg. Tilpassede ultralydsreaktorer kan håndtere endnu højere tryk på op til 300 barg.

Ultralyd de-luftende effekter

Bladomrørere og konventionelle højforskydningsblandere introducerer store mængder gasbobler i blandingen, hvilket er en stor ulempe. Afluftningen af den endelige tandpastablanding kræver et ekstra behandlingstrin, hvilket er tids- og energikrævende. Under ultralydsblanding er indfangningen af luftbobler generelt meget lav sammenlignet med konventionelle tankomrørere og blandere med høj forskydning. Brug af en ultralydsflowcellereaktor forhindrer unødvendig inkorporering af uønskede gasbobler, da blandingen tilføres fra spildevandstanken i en jævn strøm i et lukket system. I en ultralydsflowcelleopsætning føres pastablandingen ved kontinuerligt tryk ind i ultralydskavitationszonen. Ultralydsgennemstrømningsopsætningen forhindrer uønsket indfangning af gas under blandingsprocessen. Desuden er sonikering en veletableret teknik til afluftning og afgasning og fremmer sammensmeltningen af luftbobler, så de kan stige til toppen og fordampe.
Læs mere om ultralydsbeluftning og afgasning!

Fordelene ved højtydende ultralydsblandere

Ultralydsblandere med høj forskydning 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. Ultralyds inline-blandere med høj forskydning er nemme at håndtere høje viskositeter og høje faste belastninger og er ideelle til at behandle pastaprodukter såsom tandpastaer, tandlege og geler. De akustiske forskydningskræfter opnår en grundig befugtning af pulveringredienserne og blander dem ensartet til en homogen pasta.
Afhængig af partiklernes hårdhed og skørhed kan ultralydsprocesparametrene justeres nøjagtigt for at opnå det tilstræbte blandingsresultat. Sammenlignet med alternative blandingsmetoder såsom højforskydningsbladomrørere, højtrykshomogenisatorer, kolloid / perlemøller, akselblandere osv. ultralydsblandere med høj forskydning giver store fordele såsom problemfri håndtering af slibemidler og høje faste belastninger, den nemme og sikre betjening, lav vedligeholdelse og robusthed.

batch og inline

Hielscher Ultrasonics højtydende mixere kan bruges til batch- og inline-behandling. Afhængigt af procesvolumen og gennemløb pr. time kan det anbefales at foretage indbygget behandling. Mens batching er mere tids- og arbejdskrævende, 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 laboratorieultralydapparater over bord- og pilotsystemer til fuldt industrielle ultralydsprocessorer med kapacitet til at behandle lastbiler i timen. Det fulde produktsortiment giver os mulighed for at tilbyde dig den bedst egnede ultralydsforskydningsblander til din proceskapacitet og dine mål.
Opskaleringen fra en mindre ultralydsblander til højere behandlingskapaciteter er meget enkel, da ultralydsblandingsprocessen kan skaleres fuldstændigt lineært ud fra dine etablerede procesparametre. Opskalering kan udføres ved enten at installere en mere kraftfuld ultralydsblanderenhed eller klynge flere ultralydapparater parallelt.

Høje amplituder for høj blandingseffektivitet

Hielscher Ultrasonics’ Industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift. For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydssonotroder tilgængelige. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift ved tunge og krævende miljøer.

Nem, risikofri test

Ultralydsprocesser kan skaleres fuldstændigt lineært. Dette betyder, at hvert resultat, du har opnået ved hjælp af en ultralydsapparat i laboratoriet eller en ultralydsmaskine, kan skaleres til nøjagtigt det samme output ved hjælp af nøjagtig de samme procesparametre. Dette gør ultralydbehandling ideel til produktudvikling og efterfølgende implementering i kommerciel fremstilling.

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. Robustheden og pålideligheden af Hielschers ultralydsudstyr gør det til en arbejdshest i din produktion. 24/7 drift under fuld belastning og i krævende miljøer er en naturlig egenskab ved Hielschers højtydende armaturer.

Du kan købe Hielscher ultralydsblandere med høj forskydning i enhver anden størrelse og nøjagtigt konfigureret til dine proceskrav. Fra behandling af væsker i et lille laboratoriebæger til kontinuerlig gennemstrømningsblanding af gylle og pastaer på industrielt niveau, tilbyder Hielscher Ultrasonics en passende mixer med høj forskydning til dig! Kontakt os venligst – Vi er glade for at kunne anbefale dig den ideelle ultralydsmixeropsætning!

Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater: