تولید مواد رنگ‌زا با استفاده از دیسپرس‌کننده‌های پربازده
تولید مواد رنگ‌زا و سوسپانسیون‌های رنگدانه به پراکنده‌سازی و اختلاط قابل‌اعتماد نیاز دارد. هموژنایزرهای فراصوتی در تولید مستربچ‌های مایع و خمیری و سوسپانسیون‌های مواد رنگ‌زا بسیار کارآمد هستند. دیسپرس‌کننده‌های فراصوتی، که برای هر مقیاس تولید صنعتی در دسترس‌اند، با ارائه نتایج عالی در آسیاب‌کردن و پراکنده‌سازی، صرفه‌جویی در انرژی و امکان تغییر آسان بین فرمولاسیون‌ها، تولید مواد رنگ‌زا و رنگدانه‌ها را به‌طور چشمگیری بهبود می‌بخشند.
پراکنده‌سازی مواد رنگ‌زا با فراصوت پرتوان
فراصوت‌دهی با پروب روشی است که از امواج فراصوت با شدت بالا و فرکانس پایین برای خردکردن، آسیاب‌کاری تر، کلوخه‌زدایی و پراکنده‌سازی ذرات در محیط مایع استفاده می‌کند. اختلاط، آسیاب‌کردن و پراکنده‌سازی فراصوتی بر پایه سازوکار کاویتاسیون آکوستیکی انجام می‌شود. کاویتاسیون فراصوتی/آکوستیکی با ریزآشفتگی‌ها، نیروهای برشی بسیار زیاد و اختلاف‌های شدید موضعی فشار و دما مشخص می‌شود. سونیکاتورها برای فرایندهای تولید ناپیوسته و جریان پیوسته مناسب‌اند و در تولید درون‌خطی در مقیاس بزرگ و همچنین در تحقیق و توسعه (R+D) و کنترل کیفیت به کار می‌روند.
درباره آسیاب‌کردن فراصوتی رنگدانه‌ها و استریل‌سازی میکروبی هم‌زمان فرمولاسیون‌های رنگ و پوشش (پایه‌آب) بیشتر بخوانید!
سامانه صنعتی فراصوتی برای پراکنده‌سازی و آسیاب‌کردن مواد رنگ‌زا و رنگدانه‌ها.
مزایای پراکنده‌سازی مواد رنگ‌زا با فراصوت‌دهی
در تولید صنعتی مواد رنگ‌زای مبتنی بر رنگدانه، فراصوت‌دهی با پروب مزایای متعددی دارد و از نظر کارایی می‌تواند از آسیاب‌ها و دیسپرس‌کننده‌های متداول پیشی بگیرد:
- پراکنده‌سازی بهتر: فراصوت‌دهی می‌تواند کلوخه‌های رنگدانه را به‌طور مؤثر از هم باز کند و پراکنده‌سازی بهتری ایجاد کند که به افزایش شدت رنگ و یکنواختی بالا می‌انجامد.
- کاهش اندازه ذرات: انرژی کاویتاسیون حاصل از فراصوت می‌تواند اندازه ذرات رنگدانه را کاهش دهد و ماده رنگ‌زای ریزتر و همگن‌تری ایجاد کند. نیروهای برشی بسیار شدید ناشی از فراصوت پرتوان، جت‌های مایعی ایجاد می‌کنند که به ذرات در مایع شتاب می‌دهند. ذرات هنگام برخورد با یکدیگر به قطعات بسیار کوچک خرد می‌شوند. طی این برخوردهای بین‌ذره‌ای، سطح ذرات نیز فرسوده و صاف می‌شود. فراصوت‌دهی روشی بسیار کارآمد برای تولید نانوذرات و سوسپانسیون‌های کلوئیدی با اندازه نانومتری است. اندازه کوچک‌تر ذرات می‌تواند مزایایی مانند افزایش اشباع رنگ و پایداری بهتر فراهم کند.
- حذف نیاز به محیط آسیاب‌کننده: محیط‌های آسیاب‌کننده، مانند مهره‌ها و گلوله‌های مورد استفاده در آسیاب‌های متداول، ممکن است بر اثر فرسایش، بقایای ناخواسته‌ای در پراکنه رنگدانه باقی بگذارند و محصول را آلوده کنند. در نتیجه، با حذف آن‌ها دیگر به جداسازی و تمیزکردن پرزحمت این مهره‌ها نیازی نیست. همگن‌سازی فراصوتی بدون محیط آسیاب‌کننده انجام می‌شود و به‌جای آن از ذرات جامد موجود در محصول رنگدانه‌ای به‌عنوان محیط آسیاب‌کننده استفاده می‌کند. نیروهای برشی کاویتاسیون، ذرات موجود در مایع را به سرعت‌های بسیار بالا می‌رسانند. در نتیجه، ذرات با یکدیگر برخورد کرده و خرد می‌شوند.
- بهره‌وری زمانی و انرژی: فراصوت‌دهی با پروب فرایندی نسبتاً سریع است که در مقایسه با روش‌های متداول می‌تواند پراکنده‌سازی مؤثر را در زمانی به‌مراتب کوتاه‌تر انجام دهد. این کارایی می‌تواند به صرفه‌جویی در زمان و انرژی و افزایش بهره‌وری در تولید صنعتی منجر شود.
- کنترل فرایند: تجهیزات فراصوتی امکان کنترل دقیق پارامترهای مهم فرایند، مانند انرژی ورودی، شدت، دما، فشار و مدت‌زمان را فراهم می‌کنند. این قابلیت به تولیدکنندگان امکان می‌دهد شرایط فرایند را متناسب با رنگدانه‌ها تنظیم کنند، فرایند آسیاب‌کاری تر و پراکنده‌سازی را بهینه سازند و خواص مواد رنگ‌زا را با الزامات مشخص تطبیق دهند.
آسیاب‌کردن و پراکنده‌سازی فراصوتی رنگدانه‌های صدفی. نمودار قرمز توزیع اندازه ذرات پیش از فراصوت‌دهی را نشان می‌دهد، منحنی سبز مربوط به حین فراصوت‌دهی است و منحنی آبی رنگدانه‌های نهایی پس از پراکنده‌سازی فراصوتی را نشان می‌دهد.
تولید مستربچ با استفاده از هموژنایزرهای فراصوتی
مستربچ‌ها کنسانتره‌های مواد رنگ‌زا و/یا افزودنی‌ها در یک ماتریس گرانرو هستند که مقدار مواد رنگ‌زا و/یا افزودنی‌های آن‌ها از مقدار موجود در کاربرد نهایی بیشتر است. این محصولات به شکل‌های مختلفی عرضه می‌شوند (گرانول، مایع – خمیر، پودر). هموژنایزرهای فراصوتی در پراکنده‌سازی یکنواخت رنگدانه‌ها در مستربچ‌های مایع و خمیری بسیار کارآمد هستند. ذرات رنگدانه را می‌توان با استفاده از نیروهای شدید کاویتاسیون و تلاطم ناشی از فراصوت پرتوان پراکنده و آسیاب کرد تا اندازه ذرات به ابعاد زیرمیکرونی و نانومتری کاهش یابد.
- مستربچ‌ها و فرمولاسیون‌های محصول نهایی
- رنگدانه‌های آلی و معدنی غیرآلی
- فرمولاسیون‌های پایه‌آب و پایه‌حلال
- تولید ناپیوسته و درون‌خطی
- گرانروی‌های بالا و پایین
- هر مقیاس حجمی
SonoStation: سامانه متحرک و آماده‌به‌کار پراکنده‌سازی، شامل دیسپرس‌کننده‌های فراصوتی، پمپ، همزن و مخزن
سامانه پراکنده‌سازی متشکل از سونیکاتورهای 2x 1kW برای تولید مواد رنگ‌زا با جریان پیوسته
دیسپرس‌کننده‌های فراصوتی پربازده برای تولید مواد رنگ‌زا
پردازشگرهای فراصوتی صنعتی Hielscher Ultrasonics دیسپرس‌کننده‌هایی با پیشرفته‌ترین فناوری هستند و راهکاری ایده‌آل برای مستربچ‌های رنگدانه ارائه می‌دهند!
توان، دقت و کارایی بی‌همتا را با پشتوانه تعهد ما به موفقیت شما تجربه کنید. برای اطلاعات بیشتر، همین حالا با ما تماس بگیرید!
- کارایی بالا
- پیشرفته‌ترین فناوری
- قابلیت اطمینان و استحکام
- کنترل دقیق و قابل‌تنظیم فرایند
- ناپیوسته و درون‌خطی
- برای هر حجم
- نرم‌افزار هوشمند
- قابلیت‌های هوشمند (مانند برنامه‌پذیری، ثبت داده‌ها و کنترل از راه دور)
- کاربری آسان و ایمن
- نیاز اندک به نگهداری
- CIP (شست‌وشو در محل)
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش سونیکاتورهای ما ارائه می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 0٫5 تا 1٫5mL | قابل‌اعمال نیست | VialTweeter | 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 تا 150L | 3 تا 15L/min | UIP6000hdT |
| قابل‌اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل‌اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی پربازده را برای کاربردهای اختلاط، پراکنده‌سازی، امولسیون‌سازی و استخراج در مقیاس آزمایشگاهی، پایلوت و صنعتی تولید می‌کند.
منابع علمی / مراجع
- 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.
نکات دانستنی
مواد رنگ‌زا به مواد رنگ‌زای پایه‌معدنی و مواد رنگ‌زای مبتنی بر رنگدانه‌های آلی تقسیم می‌شوند. هر دو نوع در کاربردهای متعدد به‌طور گسترده استفاده می‌شوند و هرکدام مزایا و ملاحظات خاص خود را دارند. انتخاب بین آن‌ها به عواملی مانند طیف رنگی مطلوب، الزامات پایداری، نیازهای ویژه هر کاربرد و ملاحظات مقرراتی بستگی دارد.
رنگدانه‌های آلی
مواد رنگ‌زای مبتنی بر رنگدانه‌های آلی از ترکیبات کربن‌پایه، مانند عصاره‌های گیاهی یا منابع سنتزی، به دست می‌آیند. آن‌ها طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها و سایه‌رنگ‌ها را ارائه می‌دهند و معمولاً در صنایع مختلف، از جمله آرایشی، نساجی و چاپ استفاده می‌شوند. رنگدانه‌های آلی می‌توانند قدرت رنگ‌دهی و درخشندگی بسیار خوبی داشته باشند، اما ممکن است با گذشت زمان بیشتر مستعد رنگ‌پریدگی باشند، به‌ویژه هنگام قرارگرفتن در معرض نور خورشید یا دیگر عوامل محیطی.
رنگ‌های پایه‌معدنی
رنگدانه‌های رنگی غیرآلی که به‌صورت مصنوعی سنتز می‌شوند نیز زیر عنوان کلی «رنگ‌های معدنی» دسته‌بندی می‌شوند. این رنگدانه‌ها اکسیدها یا نمک‌های فلزات سرب، روی، تیتانیوم، باریم، کروم، آهن، آلومینیوم، جیوه، کادمیم، مس، منگنز و کبالت هستند. از جمله رنگ‌های سفید این گروه می‌توان به سفید سرب (نوعی کربنات سرب) و سفید روی (نوعی اکسید روی)، سفید تیتانیوم (نوعی دی‌اکسید تیتانیوم)، لیتوپون (نوعی سولفید روی) و بلان فیکس (نوعی سولفات باریم) اشاره کرد.
رنگدانه‌های رنگی و سیاه شامل سرنج (اکسید سرب)، زرد ناپل (آنتیمونات سرب)، زرد کروم (کرومات سرب)، نارنجی کروم، سبز کروم (اکسید کروم)، زرد روی (کرومات روی)، زنگار مس (استات مس)، سبز دائمی، قرمز اکسید آهن، قرمز انگلیسی و همچنین اسمالت هستند.
این رنگدانه‌ها بسیار پایدار و در برابر رنگ‌پریدگی مقاوم‌اند.
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی پربازده را در مقیاس‌های مختلف، از آزمایشگاهی تا صنعتی تولید می‌کند.