Suuren leikkausvoiman sekoittimet hammastahnan valmistukseen

Hammastahnan valmistus on vaativa prosessi, joka edellyttää sekoituslaitteita, jotka pystyvät käsittelemään viskooseja tahnoja, suuria kiintoainepitoisuuksia ja hankaavia hiukkasia. Suuren leikkausvoiman ultraäänisekoittimet tuottavat voimakkaita leikkausvoimia, jotka varmistavat jauheiden perusteellisen kostutuksen, kolloidisten lietteiden tasaisen homogenoinnin ja tasaisen hiukkaskokojakauman. Suuren leikkausvoiman ultraäänisekoittimia on saatavilla teolliseen mittakaavaan, ja ne pystyvät käsittelemään suuria tilavuusvirtoja – ne ovat luotettavia työjuhtia hammastahnan valmistuksessa!

Hammastahnan valmistus

Hammastahnat, hampaiden puhdistusaineet ja geelit koostuvat neljästä pääkomponentista: vedestä, hankaavista aineista, fluorideista ja pesuaineista. Vesipitoisuus vaihtelee yleensä välillä 20–45 %, kun taas hankaavat aineet ovat pääkomponentteja, joiden osuus hammastahnan koostumuksesta on vähintään 50 %. Yleisesti käytettyjä hankaavia aineita ovat alumiinihydroksidin (Al(OH)₃), kalsiumkarbonaatin (CaCO₃), natriumkarbonaatin, erilaisten kalsiumvetyfosfaattien, hydratoitujen piidioksidien, zeoliittien, kiilteen ja hydroksiapatiitin (Ca₅(PO₄)3OH) hiukkaset.
Tavalliset hammastahnat ja hampaiden puhdistusaineet valmistetaan yleensä seuraavien vaiheiden mukaisesti:
Aluksi vesi, kosteudensitoja (esim. sorbitoli, glyseroli, propyleeniglykoli) ja muut nestemäiset ainesosat sekoitetaan keskenään nestemäisen pohjan muodostamiseksi.
Jotta valmiille hammastahnalle saadaan haluttu reologia ja rakenne, nestemäiseen pohjaan lisätään reologian muokkausaineita ja sideaineita. Reologian muokkausaineet ja sideaineet antavat hammastahnalle sen paksuuden ja rakenteen. Yleisesti käytettyjä sideaineita ovat karayakumi, bentoniitti, natriumalginaatti, metyyliselluloosa, karrageeni ja magnesiumalumiinisilikaatti. Jotkin reologian muokkausaineet on esisekoitettava vedettömään nestemäiseen ainesosaan, kuten glyseroliin tai maustaviin eteerisiin öljyihin. Vaihtoehtoisesti reologian muokkausaine voidaan sekoittaa muihin jauhemaisiin ainesosiin kolloidisen dispersion muodostumisen helpottamiseksi.
Seuraavassa vaiheessa seokseen sekoitetaan vaikuttavat aineet (esim. kalsiumfluoridi, sinkkikloridi, hydroksiapatiitti), makeuttavat makulisäaineet ja säilöntäaineet.
Tämän jälkeen hammastahnaseokseen lisätään hankaavia hiukkasia ja / tai täyteaineita sisältävä liete. Koska hankaavat aineet ovat pääainesosa ja niitä lisätään niin paljon, että kiintoainepitoisuus on suuri, tämä vaativa tehtävä edellyttää tehokasta ja luotettavaa sekoitusta suurella leikkausvoimalla.
Sen jälkeen lisätään maku- ja värilisäaineet.
Viimeisessä sekoitusvaiheessa koostumukseen lisätään pesuaine tai vaahdotusaine, joka toimii stabilointiaineena ja parantaa hammastahnan tasaista jakautumista hampaita harjattaessa. Pesuaine ja vaahdotusaine sekoitetaan hammastahnaseokseen pienellä teholla vaahtoamisen minimoimiseksi. Tavallisia vaahdotusaineita ovat natriumlauryylisulfaatti, natriumlauryylisulfoasetaatti, dioktyylinatriumsulfosukkinaatti, sulfolauraatti, natriumlauryylisarkosinaatti, natriumstearyylifumaraatti ja natriumstearyylilaktaatti.

Tyypillinen hammastahnan peruskoostumus sisältää:

• Vettä
• Hankaavia hiukkasia
• Kosteudensitojia (esim. sorbitolia, glyserolia)
• Stabiloivia pinta-aktiivisia aineita
• Reologian muokkausaineita (sakeuttamisaineita)
• Väriaineita
• Makuaineita
• Säilöntäaineita (esim. p-hydrozybenzoate)
• Pesuainetta

Hammastahnatuotteen tyypin mukaan lisätään muita vaikuttavia aineita, kuten bakteereja tappavia aineita, valkaisuaineita, fluoridia jne.

Luonnolliset, ainesosiltaan selkeät hammastahnat

Luonnollisten luomuhammastahnojen valmistajat käyttävät tuotteissaan vain luomusertifioituja ja / tai luonnollisia ainesosia. Luonnolliset hammastahnamerkit vastaavat terveystietoisten kuluttajien kysyntään: nämä haluavat välttää tavallisissa hammastahnoissa yleisesti esiintyviä keinotekoisia ainesosia. Koska kuluttajien kysyntä ainesosiltaan selkeille tuotteille kasvaa, yhä useammat pienet sekä suuret tunnetut tuotemerkit tarjoavat ainesosiltaan selkeitä hammastahnoja. Ultraäänisekoittimet sopivat ihanteellisesti myös pieneen ja keskisuureen valmistusmittakaavaan. Lämpöön perustumattomana, puhtaasti mekaanisena sekoitusmenetelmänä ultraäänikäsittely ei muuta luonnollisia luomukoostumuksia. Ultraäänisekoitus sopii yhteen luonnollisten ainesosien, kuten ruokasoodan, aloe veran, eukalyptusöljyn, mirhan, kasviuutteiden (esim. salvia-, minttu- ja mansikkauutteen) ja eteeristen öljyjen (esim. mintun, vihermintun ja kanelin) kanssa.
Lue lisää ultraäänisekoittimista, jotka tuottavat leikkausvoimia ainesosiltaan selkeiden kauneudenhoitotuotteiden valmistukseen!

Miten suuren leikkausvoiman sekoitus ultraäänikäsittelyllä toimii?

Suuren leikkausvoiman ultraäänisekoittimet käyttävät samaa mekaanista periaatetta kuin muut yleisesti käytetyt teolliset sekoitusjärjestelmät, kuten suuren leikkausvoiman lapasekoittimet, moniakselisekoittimet, kolloidimyllyt, korkeapainehomogenisaattorit ja lapasekoittimet. Suuren leikkausvoiman ultraäänisekoittimia käytetään usein hiukkasten dispergointiin ja jauhatukseen, öljy- ja vesifaasien emulgointiin, kiinteän aineen kostutukseen ja liukoistamiseen sekä kaikenlaisten nesteiden ja lietteiden homogeenisten seosten valmistukseen. Ultraäänisekoittimet välittävät voimakkaat leikkausvoimat ultraäänianturin kautta sekoitusastiaan, kuten eräsäiliöön tai virtauskennoon. Ultraäänisekoittimen anturi värähtelee nesteessä erittäin suurella taajuudella ja suurilla amplitudeilla ja synnyttää siten väliaineeseen voimakkaita ultraäänikavitaatiokuplia. Kavitaatiokuplien luhistuminen tuottaa voimakkaita leikkausvoimia, jotka hajottavat ja rikkovat pisaroita, agglomeraatteja, aggregaatteja ja jopa primäärihiukkasia. Koska ultraäänikavitaatio synnyttää nopeita kavitaatiovirtauksia, joiden nopeus on jopa 1 000 km/h, kavitaation nestesuihkut kiihdyttävät hiukkasia. Kun kiihdytetyt hiukkaset törmäävät toisiinsa, ne toimivat jauhinkappaleina. Tämän seurauksena törmäävät hiukkaset hajoavat ja pienenevät mikro- tai nanokokoon. Ultraäänikavitaatiokentässä paineet vaihtelevat nopeasti ja toistuvasti tyhjiön ja jopa 1 000 bar:n paineen välillä. 4 sekoituslavalla varustetun pyörivän sekoittimen olisi toimittava huikealla 300 000 RPM:n nopeudella saavuttaakseen saman taajuuden vaihteleville painesykleille. Perinteiset pyörivät sekoittimet ja roottori-staattorisekoittimet eivät tuota merkittävää määrää kavitaatiota nopeusrajoitustensa vuoksi.

Ennen ultraäänikäsittelyä ja sen jälkeen: vihreä käyrä näyttää hiukkaskoon ennen ultraäänikäsittelyä, ja punainen käyrä on ultraäänellä dispergoidun piidioksidin hiukkaskokojakauma.

Hammastahnan ultraäänisekoitus

Suuren leikkausvoiman ultraäänisekoittimia voidaan käyttää eräkäsittelyyn ja jatkuvaan läpivirtauskäsittelyyn. Erittäin viskoosien materiaalien ja suurten määrien käsittelyssä suositellaan paineistettavaa virtauskennoreaktoria, sillä se mahdollistaa käytön tehostetuissa ultraäänikäsittelyolosuhteissa (eli paine voimistaa kavitaatiota). Lisäksi kehittyneillä virtausjärjestelyillä, kuten läpimeno- tai erillisellä prosessijärjestelyllä, koko hammastahnaseos pakotetaan kulkemaan virtauskennon ultraäänikavitaatiovyöhykkeen läpi. Näin varmistetaan, että jokainen hiukkanen saa saman käsittelyn ja että dispergointi ja sekoittuminen ovat erittäin tasaisia.

Ultraäänikäsittely läpimenoprosessissa

Jokaisessa prosessivaiheessa eli aina, kun nestemäiseen pohjaan lisätään uusi ainesosaseos, tahnaseos kulkee yhdestä säiliöstä ultraäänireaktorin läpi toiseen säiliöön. Tämä läpimenoprosessi varmistaa erittäin luotettavan ja tasaisen sekoitustuloksen. Perinteisessä suuren leikkausvoiman eräsekoitusprosessissa on sekoitettava ylimääräisesti, jotta kaikki hiukkaset dispergoituvat. Ultraäänivirtauskennojärjestely puolestaan säästää aikaa ja energiaa, sillä käsittelyaika lyhenee hiukkaskohtaisen käsittelyn vähimmäisaikaan.
Perinteisessä suuren leikkausvoiman eräsekoituksessa joitakin hiukkasia käsitellään liikaa, kun taas jotkin hiukkaset eivät koskaan päädy aktiiviselle sekoitusvyöhykkeelle. Ultraäänivirtauskennoreaktorin käyttö varmistaa, että jokaiseen hiukkaseen kohdistuu sama suuren leikkausvoiman käsittely. Läpimenoprosessin ansiosta jokainen hiukkanen käsitellään samalla taajuudella ja voimakkuudella.

Käsittelyvinkki: ultraäänisekoitus paineen alaisena

Ultraäänireaktorin tai virtauskennon paineistaminen voimistaa akustista kavitaatiota. Hielscher Ultrasonics toimittaa erilaisia virtauskenno- ja reaktorityyppejä, jotka voidaan helposti paineistaa jopa 5 barg:n paineeseen. Räätälöidyt ultraäänireaktorit kestävät vielä korkeampia, jopa 300 barg:n paineita.

Ultraäänen ilmanpoistovaikutukset

Lapasekoittimet ja perinteiset suuren leikkausvoiman sekoittimet tuovat seokseen suuria määriä kaasukuplia, mikä on merkittävä haitta. Ilman poistaminen valmiista hammastahnaseoksesta edellyttää ylimääräistä käsittelyvaihetta, joka kuluttaa aikaa ja energiaa. Ultraäänisekoituksessa ilmakuplia jää seokseen yleensä hyvin vähän verrattuna perinteisiin säiliösekoittimiin ja suuren leikkausvoiman sekoittimiin. Ultraäänivirtauskennoreaktorin käyttö estää ei-toivottujen kaasukuplien tarpeettoman sekoittumisen seokseen, sillä seos syötetään varastosäiliöstä tasaisena virtauksena suljetussa järjestelmässä. Ultraäänivirtauskennojärjestelyssä tahnaseos syötetään jatkuvan paineen alaisena ultraäänikavitaatiovyöhykkeelle. Ultraäänen läpivirtausjärjestely estää kaasun ei-toivotun jäämisen seokseen sekoitusprosessin aikana. Lisäksi ultraäänikäsittely on vakiintunut ilman- ja kaasunpoistomenetelmä ja edistää ilmakuplien yhdistymistä, jolloin ne voivat nousta pinnalle ja haihtua.
Lue lisää ultraäänellä tehtävästä ilman- ja kaasunpoistosta!

Tehokkaiden ultraäänisekoittimien edut

Suuren leikkausvoiman ultraäänisekoittimet tuottavat voimakkaita leikkausvoimia, jotka vaikuttavat tarvittavalla tavalla hiukkasiin, kuten kiinteisiin hiukkasiin, pisaroihin, kiteisiin ja kuituihin, ja hajottavat ne tavoitekokoon, joka voi olla mikro- tai nanoluokkaa. Suuren leikkausvoiman jatkuvatoimiset ultraäänisekoittimet käsittelevät helposti suuria viskositeetteja ja kiintoainepitoisuuksia, joten ne sopivat ihanteellisesti tahnamaisten tuotteiden, kuten hammastahnojen, hampaiden puhdistusaineiden ja geelien, käsittelyyn. Akustiset leikkausvoimat kostuttavat jauhemaiset ainesosat perusteellisesti ja sekoittavat ne tasaisesti homogeeniseksi tahnaksi.
Hiukkasten kovuuden ja haurauden mukaan ultraääniprosessin parametreja voidaan säätää tarkasti halutun sekoitustuloksen saavuttamiseksi. Verrattuna vaihtoehtoisiin sekoitusmenetelmiin, kuten suuren leikkausvoiman lapasekoittimiin, korkeapainehomogenisaattoreihin, kolloidi- / helmimyllyihin ja akselisekoittimiin, suuren leikkausvoiman ultraäänisekoittimet tarjoavat merkittäviä etuja, kuten hankaavien aineiden ja suurten kiintoainepitoisuuksien ongelmattoman käsittelyn, helpon ja turvallisen käytön, vähäisen huoltotarpeen ja kestävyyden.

Erä- ja läpivirtauskäsittely

Hielscher Ultrasonicsin tehokkaita sekoittimia voidaan käyttää erä- ja läpivirtauskäsittelyyn. Prosessisi käsittelymäärän ja tuntikohtaisen kapasiteetin mukaan läpivirtauskäsittelyä voidaan suositella. Eräkäsittely vaatii enemmän aikaa ja työtä, kun taas jatkuva läpivirtaussekoitusprosessi on tehokkaampi ja nopeampi ja vaatii huomattavasti vähemmän työtä.

Ultraäänisekoittimet kaikkiin tuotantokapasiteetteihin

Hielscher Ultrasonicsin tuotevalikoima kattaa kaikki ultraääniprosessorit kompakteista laboratorion ultraäänilaitteista pöytä- ja pilottijärjestelmiin sekä täysimittaisiin teollisiin ultraääniprosessoreihin, joiden kapasiteetti riittää kuorma-autokuormallisten käsittelyyn tunnissa. Kattavan tuotevalikoimamme ansiosta voimme tarjota sinulle prosessisi kapasiteettiin ja tavoitteisiin parhaiten sopivan leikkausvoimia tuottavan ultraäänisekoittimen.
Skaalaaminen pienemmästä ultraäänisekoittimesta suurempiin käsittelykapasiteetteihin on erittäin helppoa, sillä ultraäänisekoitusprosessi voidaan skaalata täysin lineaarisesti vakiintuneiden prosessiparametriesi pohjalta. Kapasiteettia voidaan kasvattaa joko asentamalla tehokkaampi ultraäänisekoitinyksikkö tai yhdistämällä useita ultraäänilaitteita rinnakkain.

Suuret amplitudit tehokkaaseen sekoitukseen

Hielscher Ultrasonicsin teolliset ultraääniprosessorit voivat tuottaa erittäin suuria amplitudeja. Jopa 200 µm:n amplitudeja voidaan helposti käyttää jatkuvasti ympärivuorokautisessa 24/7-käytössä. Vielä suurempiin amplitudeihin on saatavilla räätälöityjä ultraäänisonotrodeja. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7-käytön raskaassa kuormituksessa ja vaativissa ympäristöissä.

Helppo, riskitön testaus

Ultraääniprosessit voidaan skaalata täysin lineaarisesti. Tämä tarkoittaa, että jokainen laboratorio- tai pöytämallisella ultraäänilaitteella saavuttamasi tulos voidaan skaalata täsmälleen samaan lopputulokseen käyttämällä täsmälleen samoja prosessiparametreja. Tämä tekee ultraäänikäsittelystä ihanteellisen tuotekehitykseen ja myöhempään käyttöönottoon kaupallisessa valmistuksessa.

Korkein laatu – suunniteltu ja valmistettu Saksassa

Perheomisteisena ja perheen johtamana yrityksenä Hielscher asettaa ultraääniprosessoreissaan etusijalle korkeimmat laatustandardit. Kaikki ultraäänilaitteet suunnitellaan, valmistetaan ja testataan perusteellisesti päätoimipaikassamme Teltowissa, Berliinin lähellä Saksassa. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys ja luotettavuus tekevät niistä tuotantosi työjuhtia. Ympärivuorokautinen 24/7-käyttö täydellä kuormituksella ja vaativissa ympäristöissä on Hielscherin tehokkaiden sekoittimien luontainen ominaisuus.

Voit ostaa Hielscherin suuren leikkausvoiman ultraäänisekoittimia eri kokoisina ja tarkasti prosessisi vaatimuksiin määritettyinä. Hielscher Ultrasonics tarjoaa sinulle sopivan suuren leikkausvoiman sekoittimen nesteiden käsittelystä pienessä laboratorion dekantterilasissa aina lietteiden ja tahnojen jatkuvaan läpivirtaussekoitukseen teollisessa mittakaavassa! Ota yhteyttä – suosittelemme mielellämme sinulle ihanteellista ultraäänisekoitinjärjestelyä!

Alla oleva taulukko antaa viitteellisen arvion ultraäänilaitteidemme käsittelykapasiteetista: