Παραγωγή χρωστικών ουσιών με διασπορείς υψηλής απόδοσης
Η παραγωγή χρωστικών ουσιών και εναιωρημάτων πιγμέντων απαιτεί αξιόπιστη διασπορά και ανάμιξη. Οι ομογενοποιητές υπερήχων είναι ιδιαίτερα αποδοτικοί στην παραγωγή υγρών και παστοειδών συμπυκνωμένων μιγμάτων και εναιωρημάτων χρωστικών ουσιών. Διαθέσιμοι για κάθε κλίμακα βιομηχανικής παραγωγής, οι διασπορείς υπερήχων βελτιώνουν σημαντικά την παραγωγή χρωστικών ουσιών και πιγμέντων, προσφέροντας εξαιρετικά αποτελέσματα άλεσης και διασποράς, εξοικονόμηση ενέργειας, καθώς και εύκολη εναλλαγή μεταξύ συνθέσεων.
Διασπορά χρωστικών ουσιών με υπερήχους ισχύος
Η κατεργασία με υπερήχους με χρήση καθετήρα είναι μια τεχνική που αξιοποιεί υπερηχητικά κύματα υψηλής έντασης και χαμηλής συχνότητας για την άλεση, την υγρή άλεση, την αποσυσσωμάτωση και τη διασπορά σωματιδίων σε υγρό μέσο. Η ανάμιξη, η άλεση και η διασπορά με υπερήχους βασίζονται στην αρχή λειτουργίας της ακουστικής σπηλαίωσης. Η υπερηχητική/ακουστική σπηλαίωση χαρακτηρίζεται από μικροστροβιλισμούς, πολύ υψηλές δυνάμεις διάτμησης και μεγάλες διαφορές πίεσης και θερμοκρασίας που εμφανίζονται τοπικά. Οι συσκευές υπερήχων εφαρμόζονται σε διεργασίες παραγωγής κατά παρτίδες και συνεχούς ροής και χρησιμοποιούνται τόσο στην εν σειρά παραγωγή μεγάλης κλίμακας όσο και στην έρευνα και ανάπτυξη και στον ποιοτικό έλεγχο.
Διαβάστε περισσότερα για την ταυτόχρονη άλεση πιγμέντων με υπερήχους και τη μικροβιακή αποστείρωση συνθέσεων χρωμάτων και επιστρώσεων (υδατικής βάσης)!
Βιομηχανικό σύστημα υπερήχων για τη διασπορά και την άλεση χρωστικών ουσιών και πιγμέντων.
Πλεονεκτήματα της διασποράς χρωστικών ουσιών με κατεργασία με υπερήχους
Στο πλαίσιο της βιομηχανικής παραγωγής χρωστικών ουσιών με βάση τα πιγμέντα, η κατεργασία με υπερήχους με χρήση καθετήρα προσφέρει αρκετά οφέλη και μπορεί να ξεπεράσει τους παραδοσιακούς μύλους και διασπορείς ως προς την αποδοτικότητα:
- Βελτιωμένη διασπορά: Η κατεργασία με υπερήχους μπορεί να διασπάσει αποτελεσματικά τα συσσωματώματα πιγμέντων και να προαγάγει την καλύτερη διασπορά, οδηγώντας σε βελτιωμένη ένταση χρώματος και υψηλή ομοιομορφία.
- Μειωμένο μέγεθος σωματιδίων: Η ενέργεια σπηλαίωσης που παράγεται με υπερήχους μπορεί να μειώσει το μέγεθος των σωματιδίων των πιγμέντων, με αποτέλεσμα μια λεπτόκοκκη και πιο ομοιογενή χρωστική ουσία. Οι εξαιρετικά υψηλές δυνάμεις διάτμησης που παράγονται από τους υπερήχους ισχύος δημιουργούν πίδακες υγρού, οι οποίοι επιταχύνουν τα σωματίδια μέσα στο υγρό. Όταν τα σωματίδια συγκρούονται μεταξύ τους, θρυμματίζονται σε μικροσκοπικά κομμάτια. Κατά τις συγκρούσεις αυτές μεταξύ σωματιδίων, η επιφάνεια των σωματιδίων επίσης διαβρώνεται και λειαίνεται. Η κατεργασία με υπερήχους είναι μια ιδιαίτερα αποδοτική τεχνική για την παραγωγή νανοσωματιδίων και κολλοειδών εναιωρημάτων με σωματίδια νανομετρικού μεγέθους. Τα μικρότερα μεγέθη σωματιδίων μπορούν να προσφέρουν πλεονεκτήματα όπως αυξημένο κορεσμό χρώματος και καλύτερη σταθερότητα.
- Αποφυγή μέσων άλεσης: Τα μέσα άλεσης, όπως τα σφαιρίδια και οι πέρλες που χρησιμοποιούνται στους παραδοσιακούς μύλους, μπορούν να επιμολύνουν το προϊόν λόγω διάβρωσης, αφήνοντας ανεπιθύμητα υπολείμματα στη διασπορά πιγμέντων. Κατά συνέπεια, αποφεύγονται η απομάκρυνση και ο καθαρισμός τέτοιων σφαιριδίων, διαδικασίες που απαιτούν πολλή εργασία. Η ομογενοποίηση με υπερήχους λειτουργεί χωρίς μέσα άλεσης και χρησιμοποιεί αντ’ αυτών τα στερεά σωματίδια του προϊόντος πιγμέντων ως μέσα άλεσης. Οι δυνάμεις διάτμησης που προκαλούνται από τη σπηλαίωση επιταχύνουν τα σωματίδια μέσα στο υγρό σε εξαιρετικά υψηλή ταχύτητα. Κατά συνέπεια, τα σωματίδια συγκρούονται μεταξύ τους και θρυμματίζονται.
- Αποδοτικότητα ως προς τον χρόνο και την ενέργεια: Η κατεργασία με υπερήχους με χρήση καθετήρα είναι μια σχετικά ταχεία διεργασία που μπορεί να επιτύχει αποδοτική διασπορά σε σημαντικά μικρότερο χρόνο σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους. Αυτή η αποδοτικότητα μπορεί να οδηγήσει σε εξοικονόμηση χρόνου και ενέργειας και σε αυξημένη παραγωγικότητα στη βιομηχανική παραγωγή.
- Έλεγχος διεργασίας: Ο εξοπλισμός υπερήχων επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο σημαντικών παραμέτρων κατεργασίας, όπως η εισαγόμενη ενέργεια, η ένταση, η θερμοκρασία, η πίεση και η διάρκεια. Αυτό επιτρέπει στους κατασκευαστές να προσαρμόζουν τις συνθήκες διεργασίας ανάλογα με τα πιγμέντα, να βελτιστοποιούν τη διεργασία υγρής άλεσης και διασποράς και να προσαρμόζουν τις ιδιότητες των χρωστικών ουσιών σε συγκεκριμένες απαιτήσεις.
Άλεση και διασπορά πιγμέντων μαργαριταρένιας λάμψης με υπερήχους. Το κόκκινο γράφημα δείχνει την κατανομή μεγέθους σωματιδίων πριν από την κατεργασία με υπερήχους, η πράσινη καμπύλη αντιστοιχεί στο στάδιο κατά τη διάρκεια της κατεργασίας με υπερήχους και η μπλε καμπύλη δείχνει τα τελικά πιγμέντα μετά τη διασπορά με υπερήχους.
Παραγωγή συμπυκνωμένων μιγμάτων με ομογενοποιητές υπερήχων
Τα masterbatch είναι συμπυκνώματα χρωστικών ουσιών ή/και προσθέτων σε μια ιξώδη μήτρα, με υψηλότερη περιεκτικότητα σε χρωστικές ουσίες ή/και πρόσθετα από ό,τι στην τελική εφαρμογή. Διατίθενται σε διαφορετικές μορφές (κοκκώδης, υγρή – παστώδης, σκόνη). Οι ομογενοποιητές υπερήχων είναι ιδιαίτερα αποδοτικοί στην ομοιόμορφη διασπορά χρωστικών σε υγρά και παστώδη masterbatch. Τα σωματίδια των χρωστικών μπορούν να διασπαρούν και να αλεστούν με τη χρήση έντονων δυνάμεων σπηλαίωσης και της ανάδευσης που προκαλούν οι υπέρηχοι ισχύος, ώστε το μέγεθος των σωματιδίων να μειωθεί στην υπομικρομετρική και τη νανομετρική κλίμακα.
- masterbatch και συνθέσεις τελικών προϊόντων
- οργανικές και ανόργανες ορυκτές χρωστικές
- συνθέσεις με βάση το νερό και τους διαλύτες
- παραγωγή κατά παρτίδες και εντός γραμμής
- υψηλά και χαμηλά ιξώδη
- οποιαδήποτε κλίμακα όγκου
SonoStation: Κινητό σύστημα διασποράς έτοιμο προς χρήση, που αποτελείται από διασπορείς υπερήχων, αντλία, αναδευτήρα και δεξαμενή
Σύστημα διασποράς με 2x 1kW συσκευές υπερήχων για την παραγωγή χρωστικών ουσιών σε λειτουργία συνεχούς ροής
Διασπορείς υπερήχων υψηλής απόδοσης για την παραγωγή χρωστικών ουσιών
Οι βιομηχανικοί επεξεργαστές υπερήχων της Hielscher Ultrasonics είναι διασπορείς τεχνολογίας αιχμής και προσφέρουν την τέλεια λύση για masterbatch χρωστικών!
Γνωρίστε την απαράμιλλη ισχύ, ακρίβεια και αποδοτικότητα, με την υποστήριξη της δέσμευσής μας για την επιτυχία σας. Επικοινωνήστε μαζί μας τώρα για να μάθετε περισσότερα!
- υψηλή αποδοτικότητα
- τεχνολογία αιχμής
- αξιοπιστία & στιβαρότητα
- ρυθμιζόμενος, ακριβής έλεγχος διεργασίας
- επεξεργασία κατά παρτίδες & εντός γραμμής
- για οποιονδήποτε όγκο
- ευφυές λογισμικό
- έξυπνες λειτουργίες (π.χ. δυνατότητα προγραμματισμού, καταγραφή δεδομένων, τηλεχειρισμός)
- εύκολη και ασφαλής λειτουργία
- χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης
- CIP (επιτόπιος καθαρισμός)
Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Παροχή | Συνιστώμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 0,5 έως 1,5mL | n.a. | VialTweeter | 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100H |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 έως 20L | 0,2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 έως 150L | 3 έως 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 έως 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | μεγαλύτερη | συστοιχία από UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Η Hielscher Ultrasonics κατασκευάζει ομογενοποιητές υπερήχων υψηλών επιδόσεων για εφαρμογές ανάμειξης, διασποράς, γαλακτωματοποίησης και εκχύλισης σε εργαστηριακή, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- 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.
Χρήσιμες πληροφορίες
Οι χρωστικές ουσίες διακρίνονται σε εκείνες που βασίζονται σε ορυκτές χρωστικές και σε εκείνες που βασίζονται σε οργανικές χρωστικές. Και οι δύο τύποι χρωστικών ουσιών χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολυάριθμες εφαρμογές, καθένας με τα δικά του πλεονεκτήματα και ζητήματα που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη. Η επιλογή μεταξύ τους εξαρτάται από παράγοντες όπως το επιθυμητό χρωματικό εύρος, οι απαιτήσεις σταθερότητας, οι ειδικές ανάγκες της εφαρμογής και οι κανονιστικές παράμετροι.
Οργανικές χρωστικές
Οι χρωστικές ουσίες που βασίζονται σε οργανικές χρωστικές προέρχονται από ενώσεις με βάση τον άνθρακα, όπως φυτικά εκχυλίσματα ή συνθετικές πηγές. Προσφέρουν ευρύ φάσμα χρωμάτων και αποχρώσεων και χρησιμοποιούνται συνήθως σε διάφορους βιομηχανικούς κλάδους, όπως τα καλλυντικά, η κλωστοϋφαντουργία και οι εκτυπώσεις. Οι οργανικές χρωστικές μπορούν να προσφέρουν εξαιρετική χρωστική ισχύ και λαμπρότητα, αλλά ενδέχεται να είναι πιο επιρρεπείς στο ξεθώριασμα με την πάροδο του χρόνου, ιδιαίτερα όταν εκτίθενται στο ηλιακό φως ή σε άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες.
Χρώματα με βάση ορυκτές χρωστικές
Οι τεχνητά συντιθέμενες ανόργανες χρωστικές περιλαμβάνονται επίσης στον συλλογικό όρο «ορυκτά χρώματα». Αυτές οι χρωστικές είναι οξείδια ή άλατα των μετάλλων μολύβδου, ψευδαργύρου, τιτανίου, βαρίου, χρωμίου, σιδήρου, αργιλίου, υδραργύρου, καδμίου, χαλκού, μαγγανίου και κοβαλτίου. Περιλαμβάνουν τα λευκά χρώματα λευκό του μολύβδου (ανθρακικός μόλυβδος) και λευκό του ψευδαργύρου (οξείδιο του ψευδαργύρου). Λευκό του τιτανίου (διοξείδιο του τιτανίου), λιθοπόνιο (θειούχος ψευδάργυρος) και σταθερό λευκό (θειικό βάριο).
Οι έγχρωμες και μαύρες χρωστικές περιλαμβάνουν το μίνιο (οξείδιο του μολύβδου), το κίτρινο της Νάπολης (αντιμονικός μόλυβδος), το κίτρινο του χρωμίου (χρωμικός μόλυβδος), το πορτοκαλί του χρωμίου, το πράσινο του χρωμίου (οξείδιο του χρωμίου), το κίτρινο του ψευδαργύρου (χρωμικός ψευδάργυρος), τον ιό του χαλκού (οξικός χαλκός), το μόνιμο πράσινο, το ερυθρό οξείδιο του σιδήρου, το αγγλικό ερυθρό και επίσης το σμάλτο.
Αυτές οι χρωστικές είναι ιδιαίτερα σταθερές και ανθεκτικές στο ξεθώριασμα.
Η Hielscher Ultrasonics κατασκευάζει ομογενοποιητές υπερήχων υψηλών επιδόσεων από εργαστηριακή έως βιομηχανική κλίμακα.