Διασπορά μπεντονίτη με υπερήχους
- Οι μπεντονιτικές άργιλοι, όπως ο νατριούχος μπεντονίτης, ο ασβεστούχος μπεντονίτης και ο καλιούχος μπεντονίτης, χρησιμοποιούνται κυρίως ως πρόσθετα για ρευστά γεώτρησης, συνδετικά, μέσα καθαρισμού, προσροφητικά και ως φραγμοί υπόγειων υδάτων.
- Λόγω των ισχυρών δεσμών και των δυνάμεων van der Waals, η διασπορά του μπεντονίτη απαιτεί έντονες δυνάμεις ανάμειξης για την ομοιόμορφη διάσπαση των συσσωματωμάτων.
- Η διασπορά με υπερήχους είναι μια ιδιαίτερα αξιόπιστη μέθοδος για την παραγωγή πολτών υψηλού ιξώδους με υψηλές συγκεντρώσεις στερεών. Έτσι, οι υπέρηχοι υπερέχουν έναντι των συμβατικών αναδευτήρων στην παραγωγή ομοιογενών πολτών μπεντονίτη.
Διασπορά μπεντονίτη
Ο μπεντονίτης έχει ποικίλες εφαρμογές, όπως ως λιπαντικό, πηκτικό ή προσροφητικό. Για την αξιοποίηση των χαρακτηριστικών του μπεντονίτη ως υλικού, τα σωματίδια/πλακίδιά του πρέπει να είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα σε ένα βασικό μέσο. Οι διασπορές μπεντονίτη έχουν υψηλή ικανότητα διόγκωσης και μπορούν να προσροφήσουν μεγάλη ποσότητα ρευστού. Όταν ο μπεντονίτης διασπείρεται σε υγρό, η διασπορά του σχηματίζει ένα έντονα θιξοτροπικό κολλοειδές εναιώρημα ή πήκτωμα. Οι κολλοειδείς ιδιότητες των διασπορών μπεντονίτη εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την ποιότητα της διασποράς. Επομένως, η κατεργασία με υπερήχους είναι η προτιμώμενη τεχνική διασποράς για την παραγωγή πολτών μπεντονίτη υψηλής ποιότητας.
Διασπορά μπεντονίτη με υπερήχους (πραγματοποιήθηκε με τον αναμείκτη υπερήχων UIP2000hdT)
Προβλήματα
Οι συμβατικές μέθοδοι διασποράς συχνά δεν μπορούν να δημιουργήσουν τις έντονες δυνάμεις διάτμησης που απαιτούνται για την παρασκευή ομοιογενούς πολτού λειτουργικοποιημένου μπεντονίτη. Η θιξοτροπία του μπεντονίτη και η εξαιρετική ικανότητά του να δεσμεύει νερό και να διογκώνεται απαιτούν εξοπλισμό διασποράς ανώτερο του μέσου όρου, ο οποίος διακρίνεται στον χειρισμό πολτών υψηλού ιξώδους και παρέχει επαρκή διάτμηση για τη διάσπαση των συσσωματωμάτων.
Το ιξώδες της διασποράς μπεντονίτη αυξάνεται με την αύξηση της συγκέντρωσης. Ο συμβατικός εξοπλισμός ανάμειξης δεν είναι ικανός να χειριστεί τους παχύρρευστους πολτούς, με αποτέλεσμα ελλείψεις στην ποιότητα της διασποράς και της ενυδάτωσης .
Λόγω της ανεπαρκούς ικανότητας ανάμειξης, οι συμβατικοί διασπορείς πρέπει να συνδυάζονται με πρόσθετα στάδια κατεργασίας, π.χ. άλεση.
Λύση
Ο εξοπλισμός υπερήχων υψηλής ισχύος παρέχει έντονες δυνάμεις διάτμησης που διασπούν εύκολα τους δεσμούς μεταξύ των σωματιδίων μπεντονίτη. Οι πολτοί μπεντονίτη υψηλού ιξώδους μπορούν να υποστούν ομοιογενή κατεργασία με τροφοδοσία του εναιωρήματος μέσω ενός θαλάμου αντιδραστήρα υπερήχων, όπου τα σωματίδια αποσυσσωματώνονται και διασπείρονται με ομοιόμορφο μέγεθος σωματιδίων. Η έντονη ανάδευση και η διάτμηση συμβάλλουν στη μείωση των σωματιδίων έως το επιθυμητό μέγεθος. Η ισχυρή κατεργασία με υπερήχους αποδιαστρωματώνει και αποφυλλώνει τον μπεντονίτη (μοντμοριλλονίτη), με αποτέλεσμα μεγάλη επιφάνεια σωματιδίων, η οποία συμβάλλει στη βελτιωμένη διόγκωση και στη λειτουργικοποίηση του μπεντονίτη.
Διασπορά αργίλων με υπερήχους
Πώς λειτουργεί: Οι εξαιρετικά έντονες δυνάμεις υπερήχων που επάγονται στα υγρά δημιουργούν σπηλαίωση. Η σπηλαίωση από υπερήχους εκδηλώνεται ως καθαρή διάτμηση. Έτσι, η τεχνολογία ανάμειξης και διασποράς με υπερήχους είναι ιδανική για την παραγωγή θιξοτροπικών εναιωρημάτων με πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε σωματίδια.
Λόγω της έντονης διάτμησης, οι υπέρηχοι επιτρέπουν την αποτελεσματική διασπορά αργίλων σε πολτούς. Καθώς η κατεργασία με υπερήχους πραγματοποιείται ως συνεχής διεργασία εντός γραμμής, ακόμη και πολτοί υψηλού ιξώδους, όπως λάσπες γεώτρησης, ασφαλτικά γαλακτώματα, λάτεξ ή χρώματα.
Η Hielscher Ultrasonics είναι ο συνεργάτης σας για αξιόπιστη κατεργασία με υπερήχους. Σας προσφέρουμε την πλήρη σειρά ομογενοποιητών υπερήχων – από την εργαστηριακή συσκευή έως τον βιομηχανικό εξοπλισμό υπερήχων για απαιτητικές εφαρμογές, όπως άλεση, αποσυσσωμάτωση και διασπορά. Με συστοιχίες συσκευών UIP10000 ή UIP16000, δεν υπάρχει ουσιαστικά κανένας περιορισμός στην κατεργασία σε εμπορική κλίμακα ακόμη και ρευμάτων πολύ μεγάλου όγκου, συμπεριλαμβανομένων παστοειδών υλικών υψηλού ιξώδους.
Βιομηχανικοί διασπορείς υπερήχων
Διασπορά με υπερήχους:
- Διασπορά υψηλής ταχύτητας
- Υψηλές περιεκτικότητες σε στερεά
- Διασπορά σε νανοκλίμακα
- Πλήρης ενυδάτωση
- Χωρίς “μάτια ψαριού“
- Βελτιωμένη διόγκωση
- Λειτουργικοποίηση σωματιδίων
- Πηκτωματοποίηση
- Ομοιόμορφη κατεργασία
- Αναπαραγωγιμότητα
- Αξιόπιστη ποιότητα προϊόντος
Κατεργασία με υπερήχους εντός γραμμής
Βιβλιογραφία/Αναφορές
- Bergaya, Φ.; Theng, B.K.G.; Lagaly, Γ. (2011): Εγχειρίδιο της επιστήμης του πηλού. Elservier 1978.
- Grim, R.E:; Güven, N. (1978): Μπεντονίτες: Γεωλογία, ορυκτολογία, ιδιότητες και χρήσεις. Elservier 2011.
- Mekhamer, W. K. (2010): The colloidal stability of raw bentonite deformed mechanically by ultrasound. Journal of Saudi Chemical Society 14, 2010. 301–306.
- Wikipedia: Μπεντονίτης
Σχετικά με τον μπεντονίτη
Οι μπεντονιτικές άργιλοι, όπως ο νατριούχος μπεντονίτης, ο ασβεστούχος μπεντονίτης και ο καλιούχος μπεντονίτης, αποτελούνται κυρίως από ορυκτά της ομάδας των σμεκτιτών, συνήθως μοντμοριλλονίτη (π.χ. Al-μοντμοριλλονίτης Al2O3•4(SiO2)•H2O). Ο μοντμοριλλονίτης είναι διοκταεδρικός σμεκτίτης, αλλά ενδέχεται να απαντούν και άλλοι τύποι σμεκτίτη. Ο σμεκτίτης είναι υπεύθυνος για τις επιθυμητές ιδιότητες του μπεντονίτη, αλλά και η φύση των ανταλλάξιμων κατιόντων στον διαστρωματικό χώρο επηρεάζει τις ιδιότητες. Επομένως, οι μπεντονίτες με Na+ ως διαστρωματικό κατιόν μπορούν να έχουν πολύ διαφορετικές ιδιότητες από τους μπεντονίτες στους οποίους το διαστρωματικό κατιόν είναι Ca+. Οι περισσότεροι εμπορικοί μπεντονίτες περιέχουν περισσότερο από 80% σμεκτίτη, ωστόσο διάφορα άλλα ορυκτά μπορούν να απαντούν ως προσμείξεις. Αυτά τα ορυκτά μπορεί να περιλαμβάνουν χαλαζία, άστριο, ασβεστίτη και γύψο. Η παρουσία αυτών των ορυκτών μπορεί να επηρεάσει τη βιομηχανική αξία, μειώνοντας ή αυξάνοντας την αξία του μπεντονίτη ανάλογα με τη συγκεκριμένη εφαρμογή. Ο μπεντονίτης παρουσιάζει έντονες κολλοειδείς ιδιότητες και ο όγκος του αυξάνεται πολλές φορές όταν έρχεται σε επαφή με νερό, δημιουργώντας ένα ζελατινώδες και ιξώδες ρευστό. Οι ιδιαίτερες ιδιότητες του μπεντονίτη, όπως η ενυδάτωση, διόγκωση, απορρόφηση νερού, το ιξώδες, και η θιξοτροπία, τον καθιστούν πολύτιμο υλικό για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Οι μπεντονιτικές άργιλοι χρησιμοποιούνται συνήθως ως λιπαντικά, πηκτικά, προσροφητικά, ρεολογικά πρόσθετα, συνδετικά, καταλύτες, μέσα καθαρισμού, σταθεροποιητές, γαλακτωματοποιητές ή αποχρωστικές γαίες. Λόγω των λειτουργικών ιδιοτήτων τους, οι ποικίλες εφαρμογές των ιξωδοελαστικών πηκτωμάτων μπεντονίτη εκτείνονται στη βιομηχανία ορυκτελαίων και γεωτρήσεων, στη χημεία, στην κεραμική, στα χυτήρια, στις κατασκευές και στη βιομηχανία καθαρισμού, στη γεωργία και στην κηπουρική, στην παραγωγή χαρτιού, στη βιομηχανία τροφίμων, καθώς και στους τομείς των καλλυντικών και των φαρμάκων.
Τα παράγωγα του μπεντονίτη είναι γνωστά ως Bentone, τα οποία είναι τροποποιημένες οργανοάργιλοι με λειτουργικές ιδιότητες προσαρμοσμένες σε συγκεκριμένες εφαρμογές. Για παράδειγμα, τα Bentone 52 και Bentone 57 και Bentone 1000 είναι κοινά πηκτικά μέσα που χρησιμοποιούνται σε χρώματα και επιστρώσεις, ενώ τα Bentone 27, Bentone 128, Bentone 150, Bentone 155 και Bentone 1000 είναι τροποποιητές ρεολογίας που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία πετρελαίου και γεωτρήσεων. Τα Bentone EW, Bentone HC, Bentone MA και Bentonite BC 342 χρησιμοποιούνται ως πηκτικά και μέσα πηκτωματοποίησης σε καλλυντικά και φαρμακευτικά προϊόντα.
Τα ισχυρά μηχανήματα υπερήχων της Hielscher είναι αξιόπιστα και αποτελεσματικά για την ομοιόμορφη διασπορά όλων των οργανοαργιλικών σκονών μπεντονίτη, εκτορίτη και Bentone σε διασπορές Bentone, πηκτώματα Bentone ή σε συνθέσεις τελικών προϊόντων.
Χρήσιμες πληροφορίες
Οι ομογενοποιητές ιστών με υπερήχους αναφέρονται συχνά ως συσκευές κατεργασίας με υπερήχους με ακίδα, συσκευές ηχητικής λύσης, διαρρήκτες υπερήχων, μύλοι υπερήχων, συσκευές ηχητικής ρήξης, συσκευές υπερήχησης, συσκευές ηχητικού διαμελισμού, συσκευές κυτταρικής διάρρηξης, διασπορείς υπερήχων, γαλακτωματοποιητές ή διαλυτοποιητές. Οι διαφορετικοί όροι προκύπτουν από τις διάφορες εφαρμογές που μπορούν να πραγματοποιηθούν με κατεργασία με υπερήχους.