Fabricación de colorantes con dispersores de alto rendimiento

La producción de colorantes y suspensiones de pigmentos requiere una dispersión y una mezcla fiables. Los homogeneizadores ultrasónicos son muy eficientes en la producción de concentrados maestros líquidos y pastosos y de suspensiones de colorantes. Disponibles para cualquier escala de producción industrial, los dispersores ultrasónicos mejoran significativamente la producción de colorantes y pigmentos, con excelentes resultados de molienda y dispersión, ahorro energético y facilidad para cambiar de formulación.

Dispersión de colorantes con ultrasonidos de potencia

La ultrasonicación con sonda es una técnica que utiliza ondas ultrasónicas de alta intensidad y baja frecuencia para triturar, moler en húmedo, desaglomerar y dispersar partículas en un medio líquido. La mezcla, la molienda y la dispersión ultrasónicas se basan en el principio de la cavitación acústica. La cavitación ultrasónica o acústica se caracteriza por microturbulencias, fuerzas de cizallamiento muy elevadas y grandes diferencias locales de presión y temperatura. Los ultrasonicadores son aplicables a procesos de producción por lotes y de flujo continuo, y se utilizan tanto en la producción a gran escala en línea como en I+D y en el control de calidad.
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Ventajas de la dispersión de colorantes mediante ultrasonicación

En la fabricación industrial de colorantes a base de pigmentos, la ultrasonicación con sonda ofrece varias ventajas y puede superar en eficiencia a los molinos y dispersores tradicionales:
 

• Mejor dispersión: La ultrasonicación puede disgregar eficazmente los aglomerados de pigmentos y favorecer una mejor dispersión, lo que mejora la intensidad del color y proporciona una elevada uniformidad.
• Reducción del tamaño de partícula: La energía de cavitación generada por los ultrasonidos puede reducir el tamaño de las partículas de pigmento, dando lugar a un colorante más fino y homogéneo. Las fuerzas de cizallamiento extremadamente elevadas generadas por los ultrasonidos de potencia crean chorros de líquido que aceleran las partículas en el líquido. Cuando las partículas chocan entre sí, se fragmentan en piezas diminutas. Durante estas colisiones entre partículas, su superficie también se erosiona y se alisa. La sonicación es una técnica muy eficiente para producir nanopartículas y suspensiones coloidales de tamaño nanométrico. Los tamaños de partícula más pequeños pueden aportar ventajas como una mayor saturación del color y una mejor estabilidad.
• Sin medios de molienda: Los medios de molienda, como las bolas y perlas utilizadas en los molinos tradicionales, pueden contaminar el producto debido a la erosión, que deja residuos no deseados en la dispersión de pigmentos. Por tanto, se evita la retirada y limpieza de estas perlas, tareas que requieren mucha mano de obra. La homogeneización ultrasónica funciona sin medios de molienda y utiliza, en su lugar, las partículas sólidas presentes en el producto pigmentario como medios de molienda. Las fuerzas de cizallamiento de la cavitación aceleran las partículas en el líquido hasta velocidades extremadamente altas. Como resultado, las partículas chocan entre sí y se fragmentan.
• Eficiencia en tiempo y energía: La ultrasonicación con sonda es un proceso relativamente rápido que puede lograr una dispersión eficiente en un tiempo significativamente menor que los métodos tradicionales. Esta eficiencia puede traducirse en ahorro de tiempo y energía y en una mayor productividad en la fabricación industrial.
• Control del proceso: Los equipos ultrasónicos permiten controlar con precisión parámetros importantes del procesamiento, como el aporte de energía, la intensidad, la temperatura, la presión y la duración. Esto permite a los fabricantes ajustar las condiciones del proceso en función de los pigmentos, optimizar la molienda en húmedo y la dispersión, y adaptar las propiedades de los colorantes a requisitos específicos.

Molienda y dispersión ultrasónicas de pigmentos nacarados. La curva roja muestra la distribución del tamaño de partícula antes de la sonicación, la curva verde corresponde a la sonicación en curso y la curva azul muestra los pigmentos finales tras la dispersión ultrasónica.

Producción de concentrados maestros con homogeneizadores ultrasónicos

Los concentrados maestros son concentrados de colorantes y/o aditivos en una matriz viscosa, con un contenido de colorantes y/o aditivos superior al de la aplicación final. Se suministran en distintas formas (granulado, líquido – pasta, polvo). Los homogeneizadores ultrasónicos son muy eficientes para dispersar uniformemente los pigmentos en concentrados maestros líquidos y pastosos. Las partículas de pigmento pueden dispersarse y molerse mediante las intensas fuerzas de cavitación y la agitación producidas por los ultrasonidos de potencia, para reducir su tamaño a escalas submicrométricas y nanométricas.

SonoStation: Sistema móvil de dispersión llave en mano compuesto por dispersores ultrasónicos, bomba, agitador y depósito

Dispersores ultrasónicos de alto rendimiento para la fabricación de colorantes

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La siguiente tabla ofrece una orientación sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros ultrasonicadores: