میکسرهای پُربرش برای تولید خمیردندان

تولید خمیردندان فرایندی دشوار است که به تجهیزات اختلاطی نیاز دارد که بتوانند خمیرهای گرانرو، غلظت‌های بالای مواد جامد و ذرات ساینده را پردازش کنند. میکسرهای پُربرش فراصوتی نیروهای برشی شدیدی ایجاد می‌کنند که ترشوندگی کامل پودرها، همگن‌سازی یکنواخت دوغاب‌های کلوئیدی و توزیع یکنواخت اندازهٔ ذرات را فراهم می‌آورند. میکسرهای پُربرش فراصوتی، که در مقیاس صنعتی عرضه می‌شوند و توانایی پردازش جریان‌هایی با حجم بالا را دارند، تجهیزاتی پرکار و قابل‌اعتماد برای تولید خمیردندان شما هستند!

تولید خمیردندان

خمیردندان‌ها، فرآورده‌های پاک‌کنندهٔ دندان و ژل‌ها از چهار جزء اصلی شامل آب، مواد ساینده، فلوریدها و شوینده‌ها تشکیل می‌شوند. درحالی‌که مقدار آب معمولاً بین 20 و 45% متغیر است، مواد ساینده اجزای اصلی فرمولاسیون خمیردندان هستند و دست‌کم 50% آن را تشکیل می‌دهند. مواد سایندهٔ پرکاربرد شامل ذرات هیدروکسید آلومینیوم (Al(OH)₃)، کربنات کلسیم (CaCO₃)، کربنات سدیم، انواع هیدروژن‌فسفات کلسیم، سیلیکاهای آب‌دار، زئولیت‌ها، میکا و هیدروکسی‌آپاتیت (Ca₅(PO₄)3OH) هستند.
فرمولاسیون‌های رایج خمیردندان و فرآورده‌های پاک‌کنندهٔ دندان عموماً با طی مراحل زیر تولید می‌شوند:
ابتدا آب، مواد نگه‌دارندهٔ رطوبت (مانند سوربیتول، گلیسیرین و پروپیلن گلیکول) و سایر ترکیبات مایع با هم مخلوط می‌شوند تا یک پایهٔ مایع به دست آید.
برای دستیابی به رئولوژی و بافت مشخص در خمیردندان نهایی، اصلاح‌کننده‌های رئولوژی و مواد پیونددهنده به پایهٔ مایع افزوده می‌شوند. اصلاح‌کننده‌های رئولوژی و مواد پیونددهنده به خمیردندان قوام و بافت می‌دهند. مواد پیونددهندهٔ پرکاربرد شامل صمغ کارایا، بنتونیت، آلژینات سدیم، متیل‌سلولز، کاراگینان و سیلیکات منیزیم آلومینیوم هستند. برخی اصلاح‌کننده‌های رئولوژی باید از پیش با یک ترکیب مایع غیرآبی، مانند گلیسیرین یا اسانس‌های طعم‌دهنده، مخلوط شوند. همچنین می‌توان اصلاح‌کنندهٔ رئولوژی را با سایر ترکیبات پودری مخلوط کرد تا پراکنش کلوئیدی تسهیل شود.
در مرحلهٔ بعد، مواد مؤثره (مانند فلورید کلسیم، کلرید روی و هیدروکسی‌آپاتیت)، افزودنی‌های طعم‌دهندهٔ شیرین‌کننده و مواد نگهدارنده با مخلوط ترکیب می‌شوند.
سپس دوغابی حاوی ذرات ساینده و / یا پرکننده‌ها به مخلوط خمیردندان افزوده می‌شود. ازآنجاکه مواد ساینده جزء اصلی هستند و با بارگذاری بالای مواد جامد اضافه می‌شوند، انجام این کار دشوار به اختلاط پُربرش قدرتمند و قابل‌اعتماد نیاز دارد.
پس‌ازآن، افزودنی‌های طعم‌دهنده و رنگ‌دهنده افزوده می‌شوند.
در مرحلهٔ نهایی اختلاط، یک شوینده یا کف‌زا (عامل ایجاد کف) به فرمولاسیون افزوده می‌شود که نقش پایدارکننده دارد و توزیع یکنواخت خمیردندان را هنگام مسواک‌زدن بهبود می‌دهد. شوینده و کف‌زا با شدت ملایم با مخلوط خمیردندان ترکیب می‌شوند تا کف‌کردن به حداقل برسد. کف‌زاهای رایج عبارت‌اند از سدیم لوریل سولفات، سدیم لوریل سولفواستات، دی‌اکتیل سدیم سولفوسوکسینات، سولفولورات، سدیم لوریل سارکوزینات، سدیم استئاریل فومارات و سدیم استئاریل لاکتات.

یک فرمولاسیون پایهٔ معمول خمیردندان شامل موارد زیر است:

• آب
• ذرات ساینده
• مواد نگه‌دارندهٔ رطوبت (مانند سوربیتول و گلیسیرین)
• مواد فعال سطحیِ پایدارکننده
• اصلاح‌کننده‌های رئولوژی (غلظت‌دهنده‌ها)
• مواد رنگ‌دهنده
• مواد طعم‌دهنده
• مواد نگهدارنده (مانند p-hydrozybenzoate)
• شوینده

بسته به نوع محصول خمیردندان، سایر مواد مؤثره مانند مواد باکتری‌کش، سفیدکننده‌ها، فلورید و غیره افزوده می‌شوند.

خمیردندان‌های طبیعی با برچسب پاک

تولیدکنندگان خمیردندان‌های ارگانیک و طبیعی، محصولات خود را تنها با استفاده از ترکیبات دارای گواهی ارگانیک و / یا ترکیبات طبیعی فرموله می‌کنند. برندهای خمیردندان طبیعی به تقاضای مصرف‌کنندگان حساس به سلامت پاسخ می‌دهند که می‌خواهند از ترکیبات مصنوعی رایج در خمیردندان‌های معمولی پرهیز کنند. با افزایش تقاضای مصرف‌کنندگان برای محصولات با برچسب پاک، شمار روزافزونی از برندهای کوچک‌تر و نیز برندهای بزرگ‌تر و شناخته‌شده، خمیردندان‌های با برچسب پاک عرضه می‌کنند. میکسرهای فراصوتی برای تولید در مقیاس کوچک و متوسط نیز ایدئال هستند. فراصوت‌دهی، به‌عنوان روشی غیرحرارتی و صرفاً مکانیکی برای اختلاط، فرمولاسیون‌های طبیعی و ارگانیک را تغییر نمی‌دهد. اختلاط فراصوتی با ترکیبات طبیعی مانند جوش‌شیرین، آلوئه‌ورا، روغن اکالیپتوس، مُرّ، عصاره‌های گیاهی (مانند عصارهٔ مریم‌گلی، نعناع و توت‌فرنگی) و اسانس‌ها (مانند نعناع، نعناع سبز و دارچین) سازگار است.
دربارهٔ میکسرهای برشی فراصوتی برای تولید محصولات زیبایی با برچسب پاک بیشتر بخوانید!

اختلاط پُربرش با فراصوت‌دهی چگونه عمل می‌کند؟

میکسرهای پُربرش فراصوتی از همان اصل مکانیکی سایر سامانه‌های رایج اختلاط صنعتی، مانند میکسرهای تیغه‌ای پُربرش، میکسرهای چندمحوره، آسیاب‌های کلوئیدی، هموژنایزرهای فشاربالا و همزن‌های تیغه‌ای استفاده می‌کنند. میکسرهای پُربرش فراصوتی اغلب برای پراکنده‌سازی و آسیاب‌کردن ذرات، امولسیون‌سازی فازهای روغن و آب، ترکردن و حل‌پذیرسازی مواد جامد و همچنین تولید مخلوط‌های همگن از انواع مایعات و دوغاب‌ها به کار می‌روند. میکسرهای فراصوتی نیروهای پُربرش را از طریق یک پروب فراصوتی به داخل ظرف اختلاط، مانند مخزن ناپیوسته یا سلول جریان، منتقل می‌کنند. پروب میکسر فراصوتی با فرکانس و دامنه‌های بسیار بالا در مایع ارتعاش می‌کند و درنتیجه حباب‌های کاویتاسیون فراصوتی شدیدی در محیط ایجاد می‌شود. فروپاشی حباب‌های کاویتاسیون نیروهای برشی قدرتمندی ایجاد می‌کند که قطرات، کلوخه‌ها، تجمعات ذره‌ای و حتی ذرات اولیه را از هم می‌گسلند و خرد می‌کنند. ازآنجاکه کاویتاسیون فراصوتی جریان کاویتاسیونی پرسرعتی تا 1000km/h ایجاد می‌کند، جت‌های مایع ناشی از کاویتاسیون به ذرات شتاب می‌دهند. هنگامی‌که ذرات شتاب‌گرفته با یکدیگر برخورد می‌کنند، نقش محیط آسیاب را ایفا می‌کنند. درنتیجه، ذرات برخوردکننده خرد می‌شوند و اندازهٔ آن‌ها به مقیاس میکرونی یا نانویی کاهش می‌یابد. در میدان کاویتاسیون فراصوتی، فشارها به‌سرعت و به‌طور مکرر بین خلأ و مقادیر تا 1000bar تغییر می‌کنند. یک میکسر چرخشی با 4 تیغهٔ اختلاط باید با سرعت چشمگیر 300٬000 RPM کار کند تا به همان فرکانس چرخه‌های فشار متناوب برسد. میکسرهای چرخشی متداول و میکسرهای روتور–استاتور به‌دلیل محدودیت سرعت، کاویتاسیون قابل‌توجهی ایجاد نمی‌کنند.

پیش و پس از فراصوت‌دهی: منحنی سبز اندازهٔ ذرات را پیش از فراصوت‌دهی نشان می‌دهد و منحنی قرمز توزیع اندازهٔ ذرات سیلیکای پراکنده‌شده با فراصوت است.

اختلاط فراصوتی خمیردندان

میکسرهای پُربرش فراصوتی را می‌توان برای پردازش ناپیوسته و درون‌خطی پیوسته به کار برد. برای مواد بسیار گرانرو و پردازش حجم‌های بالا، استفاده از راکتور سلول جریان با قابلیت تحت‌فشار قرارگرفتن ترجیح داده می‌شود، زیرا امکان کار در شرایط فراصوت‌دهی تشدیدشده را فراهم می‌کند (یعنی فشار، کاویتاسیون را تشدید می‌کند). افزون‌براین، با استفاده از آرایش‌های پیشرفتهٔ جریان، مانند آرایش فرایند عبوری یا مجزا، تمام مخلوط خمیردندان به عبور از ناحیهٔ کاویتاسیون فراصوتی در سلول جریان وادار می‌شود. این امر تضمین می‌کند که هر ذره تحت تیمار یکسانی قرار گیرد تا پراکنده‌سازی و اختلاطی بسیار یکنواخت حاصل شود.

پردازش عبوری فراصوتی

در هر مرحلهٔ فرایند، یعنی هنگامی‌که مخلوط جدیدی از ترکیبات به پایهٔ مایع افزوده می‌شود، مخلوط خمیری از یک مخزن، از طریق راکتور فراصوتی، به مخزن دوم عبور می‌کند. این فرایند عبوری نتیجهٔ اختلاطی بسیار قابل‌اعتماد و یکنواخت را تضمین می‌کند. درحالی‌که در فرایند متداول اختلاط پُربرش ناپیوسته باید اختلاط اضافی اعمال شود تا از پراکنده‌شدن همهٔ ذرات اطمینان حاصل شود، آرایش سلول جریان فراصوتی در زمان و انرژی صرفه‌جویی می‌کند، زیرا زمان پردازش به حداقل تیمار لازم برای هر ذره کاهش می‌یابد.
در اختلاط پُربرش ناپیوستهٔ متداول، برخی ذرات بیش‌ازحد پردازش می‌شوند، درحالی‌که برخی دیگر هرگز وارد ناحیهٔ فعال اختلاط نمی‌شوند. استفاده از راکتور سلول جریان فراصوتی تضمین می‌کند که هر ذره تحت همان تیمار پُربرش قرار گیرد. به‌واسطهٔ فرایند عبوری، هر ذره با فرکانس و شدت یکسان تیمار می‌شود.

نکتهٔ پردازشی: اختلاط فراصوتی تحت فشار

اعمال فشار به راکتور فراصوتی یا سلول جریان، کاویتاسیون آکوستیکی را تشدید می‌کند. Hielscher Ultrasonics انواع مختلف سلول جریان و راکتور را عرضه می‌کند که به‌آسانی می‌توان آن‌ها را تا 5 barg تحت فشار قرار داد. راکتورهای فراصوتی سفارشی حتی می‌توانند فشارهای بالاتر، تا 300barg، را تحمل کنند.

اثرات هوازدایی فراصوتی

همزن‌های تیغه‌ای و میکسرهای پُربرش متداول، حجم زیادی از حباب‌های گاز را وارد مخلوط می‌کنند که یک عیب عمده است. هوازدایی مخلوط نهایی خمیردندان به یک مرحلهٔ پردازش اضافی نیاز دارد که زمان و انرژی مصرف می‌کند. در اختلاط فراصوتی، به‌دام‌افتادن حباب‌های هوا در مقایسه با همزن‌های مخزنی و میکسرهای پُربرش متداول عموماً بسیار کم است. استفاده از راکتور سلول جریان فراصوتی از ورود غیرضروری حباب‌های گاز ناخواسته جلوگیری می‌کند، زیرا مخلوط از مخزن نگهداری با جریانی ثابت در یک سامانهٔ بسته تغذیه می‌شود. در آرایش سلول جریان فراصوتی، مخلوط خمیری با فشار پیوسته به ناحیهٔ کاویتاسیون فراصوتی تغذیه می‌شود. آرایش فراصوتی جریان‌گذر از به‌دام‌افتادن ناخواستهٔ گاز در طول فرایند اختلاط جلوگیری می‌کند. افزون‌براین، فراصوت‌دهی روشی تثبیت‌شده برای هوازدایی و گاززدایی است و به هم‌جوشی حباب‌های هوا کمک می‌کند تا بتوانند به سطح بالا بیایند و به‌صورت گاز خارج شوند.
دربارهٔ هوازدایی و گاززدایی فراصوتی بیشتر بخوانید!

مزایای میکسرهای فراصوتی با عملکرد بالا

میکسرهای پُربرش فراصوتی نیروهای برشی شدیدی ایجاد می‌کنند که اثر لازم را بر ذرات، ازجمله جامدات، قطرات، بلورها و الیاف می‌گذارند تا آن‌ها را به اندازهٔ هدف خرد کنند؛ این اندازه می‌تواند در محدودهٔ میکرونی یا نانویی باشد. میکسرهای پُربرش فراصوتی درون‌خطی، با قابلیت کار آسان با گرانروی‌های بالا و بارگذاری بالای مواد جامد، برای پردازش محصولات خمیری مانند خمیردندان‌ها، فرآورده‌های پاک‌کنندهٔ دندان و ژل‌ها ایدئال هستند. نیروهای برشی آکوستیکی ترشوندگی کامل ترکیبات پودری را فراهم می‌کنند و آن‌ها را به‌طور یکنواخت در قالب خمیری همگن مخلوط می‌کنند.
بسته به سختی و شکنندگی ذرات، پارامترهای فرایند فراصوتی را می‌توان به‌دقت تنظیم کرد تا نتیجهٔ اختلاط مطلوب حاصل شود. در مقایسه با روش‌های دیگر اختلاط مانند همزن‌های تیغه‌ای پُربرش، هموژنایزرهای فشاربالا، آسیاب‌های کلوئیدی / مهره‌ای، میکسرهای محوری و غیره، میکسرهای پُربرش فراصوتی مزایای عمده‌ای دارند؛ ازجمله پردازش بی‌دردسر مواد ساینده و بارگذاری بالای مواد جامد، کاربری آسان و ایمن، نیاز کم به نگهداری و استحکام.

ناپیوسته و درون‌خطی

میکسرهای با عملکرد بالای Hielscher Ultrasonics را می‌توان برای پردازش ناپیوسته و درون‌خطی به کار برد. بسته به حجم فرایند و ظرفیت پردازش ساعتی شما، ممکن است پردازش درون‌خطی توصیه شود. درحالی‌که پردازش ناپیوسته به زمان و نیروی کار بیشتری نیاز دارد، فرایند اختلاط درون‌خطی پیوسته کارآمدتر و سریع‌تر است و به نیروی کار به‌مراتب کمتری نیاز دارد.

میکسرهای فراصوتی برای هر ظرفیت تولید

مجموعهٔ محصولات Hielscher Ultrasonics تمام طیف پردازشگرهای فراصوتی را در بر می‌گیرد؛ از دستگاه‌های فراصوت آزمایشگاهی جمع‌وجور، سامانه‌های رومیزی و پایلوت تا پردازشگرهای فراصوتی تمام‌صنعتی با ظرفیت پردازش چندین بار کامیون در ساعت. این مجموعهٔ کامل محصولات به ما امکان می‌دهد مناسب‌ترین میکسر برشی فراصوتی را برای ظرفیت و اهداف فرایند شما عرضه کنیم.
افزایش مقیاس از یک میکسر فراصوتی کوچک‌تر به ظرفیت‌های پردازش بالاتر بسیار ساده است، زیرا مقیاس فرایند اختلاط فراصوتی را می‌توان بر پایهٔ پارامترهای تثبیت‌شدهٔ فرایند شما کاملاً خطی افزایش داد. افزایش مقیاس را می‌توان با نصب یک واحد میکسر فراصوتی قدرتمندتر یا با آرایش موازی چند دستگاه فراصوت انجام داد.

دامنه‌های بالا برای بازده بالای اختلاط

پردازشگرهای فراصوتی صنعتی Hielscher Ultrasonics می‌توانند دامنه‌های بسیار بالایی ایجاد کنند. دامنه‌های تا 200µm را می‌توان به‌آسانی و به‌طور پیوسته در کارکرد 24/7 اعمال کرد. برای دامنه‌های بالاتر نیز سونوتْرودهای فراصوتی سفارشی عرضه می‌شوند. استحکام تجهیزات فراصوتی Hielscher امکان کارکرد 24/7 را تحت شرایط کاری سنگین و در محیط‌های دشوار فراهم می‌کند.

آزمایش آسان و بدون ریسک

مقیاس فرایندهای فراصوتی را می‌توان کاملاً خطی افزایش داد. این بدان معناست که هر نتیجه‌ای را که با استفاده از یک دستگاه فراصوت آزمایشگاهی یا رومیزی به دست آورده‌اید، می‌توان با استفاده از دقیقاً همان پارامترهای فرایند به مقیاس بالاتر برد و دقیقاً همان خروجی را به دست آورد. این ویژگی، فراصوت‌دهی را برای توسعهٔ محصول و سپس پیاده‌سازی آن در تولید تجاری ایدئال می‌کند.

بالاترین کیفیت – طراحی و ساخت در آلمان

Hielscher، به‌عنوان کسب‌وکاری با مالکیت و مدیریت خانوادگی، بالاترین استانداردهای کیفیت را برای پردازشگرهای فراصوتی خود در اولویت قرار می‌دهد. تمام دستگاه‌های فراصوت در دفتر مرکزی ما در تلتو، نزدیک برلین در آلمان، طراحی و ساخته می‌شوند و به‌طور کامل آزمایش می‌شوند. استحکام و قابلیت اعتماد تجهیزات فراصوتی Hielscher آن‌ها را به تجهیزاتی پرکار در تولید شما تبدیل می‌کند. کارکرد 24/7 تحت بار کامل و در محیط‌های دشوار، ویژگی ذاتی میکسرهای با عملکرد بالای Hielscher است.

می‌توانید میکسرهای پُربرش فراصوتی Hielscher را در اندازه‌های مختلف و با پیکربندی دقیقاً متناسب با الزامات فرایند خود خریداری کنید. از تیمار سیالات در یک بشر کوچک آزمایشگاهی تا اختلاط پیوستهٔ جریان‌گذر دوغاب‌ها و خمیرها در مقیاس صنعتی، Hielscher Ultrasonics میکسر پُربرش مناسبی برای شما عرضه می‌کند! لطفاً با ما تماس بگیرید – خوشحال می‌شویم آرایش میکسر فراصوتی ایدئال را به شما پیشنهاد کنیم!

جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش دستگاه‌های فراصوت ما را نشان می‌دهد: