પાવર અલ્ટ્રાસોનિક્સ વડે મીણનાં ઇમલ્શન
જ્યારે મીણને નેનો ટીપાં સ્વરૂપે અત્યંત સમાન વિતરણ સાથે વિખેરવામાં આવે છે, ત્યારે સ્થિર મીણ ઇમલ્શન મળે છે. અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સ ઉચ્ચ કર્તન બળો ઉત્પન્ન કરે છે અને સ્થિર મીણ નેનો-ઇમલ્શન બનાવવા માટે વિશ્વસનીય અને મજબૂત પ્રણાલીઓ છે. Hielscher Ultrasonics ના ઉચ્ચ કર્તનવાળા હોમોજેનાઇઝર્સ વિવિધ ઉદ્યોગો માટે ઉત્કૃષ્ટ ઇમલ્શન પ્રદાન કરે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક મીણ ઇમલ્શન
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે ઉત્પન્ન થતાં ઉચ્ચ કર્તન બળો નેનો કદનાં મીણ ઇમલ્શન, દા.ત. સ્થિર પેરાફિન મીણ નેનો-ઇમલ્શન, બનાવવા માટે જરૂરી ઊર્જા પૂરી પાડે છે.
અત્યંત ઉચ્ચ કાર્યાત્મક ગુણધર્મો (દા.ત. ઊંજણ, જળપ્રતિકાર, ઉઝરડા સામે પ્રતિકાર વગેરે) ધરાવતું ઉત્કૃષ્ટ ઉત્પાદન મેળવવા માટે વિવિધ મીણના સંયોજનથી સબ-માઇક્રોન અને નેનો ઇમલ્શન તથા વિક્ષેપણો તૈયાર કરી શકાય છે.
અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનાં ઉચ્ચ કર્તન બળો સંતુલન અવસ્થામાં રહેલા કણો ધરાવતાં સ્થિર, ઉપયોગ માટે તૈયાર મીણ ફોર્મ્યુલેશન બનાવવાનું શક્ય બનાવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશનથી નેનો કદના કણો અને સમાન વિતરણ મળે છે.
મીણ ઇમલ્શનના ઉત્પાદન માટે ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રવાહ-પસાર પ્રણાલી.
- 100nm કરતાં ઓછાં કદનાં અત્યંત નાનાં ટીપાં
- સ્થિર ઇમલ્શન
- વધુ લાંબો સંગ્રહકાળ (યાંત્રિક સ્થિરતા)
- વધુ ઊંચી અસરકારકતા
- ચોક્કસ પ્રક્રિયા નિયંત્રણ
અલ્ટ્રાસોનિક પેરાફિન મીણ નેનો-ઇમલ્શન
સ્થિર પેરાફિન મીણ ઇમલ્શન કેવી રીતે તૈયાર કરવું
નેનો કદનું મીણ ઇમલ્શન પીગળેલા પેરાફિન મીણ (તેલ પ્રાવસ્થા તરીકે), નિસ્યંદિત પાણી અને પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થ તરીકે ઋણાયનિક SDS માંથી તૈયાર કરવામાં આવે છે. સ્થૂળ પૂર્વમિશ્રણ બનાવવા માટે મીણ, પાણી અને પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થને 1000 rpm પર ચુંબકીય સ્ટિરર વડે સમાનરૂપે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે. આ માટે પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થ (ઇમલ્શનમાં સાંદ્રતા 10 mg/ml) અને પાણીને બીકરમાં મિશ્રિત કરીને લગભગ 65–70ºC સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ ચુંબકીય હલન દરમિયાન તેલ પ્રાવસ્થાનો ઘનફળ અંશ 0.2 જાળવી રાખીને પેરાફિન મીણને ટીપે ટીપે ઉમેરવામાં આવે છે.
પેરાફિન મીણ સંપૂર્ણપણે ઉમેરાઈ ગયા પછી, સ્થૂળ રીતે પૂર્વમિશ્રિત ઇમલ્શનને અલ્ટ્રાસોનિક બેન્ચ-ટોપ હોમોજેનાઇઝર UIP1000hdT (1000W, 20kHz) વડે લગભગ 15 min સુધી સોનિકેટ કરવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશન પ્રક્રિયાથી અત્યંત ઊંચી સ્થિરતા ધરાવતું નેનો મીણ ઇમલ્શન મળે છે.
સોનિકેશન વડે પેરાફિન મીણ ઇમલ્શન બનાવવા વિશે વધુ વાંચો!
Hielscher UP400St વડે તૈયાર કરાયેલાં અલ્ટ્રાસોનિક નેનો-ઇમલ્શન
પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો
મીણ ઇમલ્શનને અવકાશીય અવરોધની ક્રિયાવિધિ દ્વારા (બિનઆયનિક ઇમલ્સિફાયરનો ઉપયોગ કરીને) અથવા સ્થિરવિદ્યુતીય ક્રિયાવિધિ દ્વારા (આયનિક ઇમલ્સિફાયર, મોટેભાગે ઋણાયનિક ઇમલ્સિફાયરનો ઉપયોગ કરીને) સ્થિર કરી શકાય છે. ઋણાયનિક અને બિનઆયનિક ઇમલ્સિફાયરનું સંયોજન ઇમલ્શનને શ્રેષ્ઠ સ્થિરતા આપે છે, કારણ કે મીણના કણોને સ્થિરીકરણની બંને ક્રિયાવિધિઓ દ્વારા રક્ષણ મળે છે. આને વિદ્યુત-અવકાશીય સ્થિરીકરણની ક્રિયાવિધિ કહેવામાં આવે છે.
મીણના ઇમલ્સિફિકેશન માટે વિવિધ ઇમલ્સિફાયર અથવા પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો વાપરી શકાય છે, જે ઋણાયનિક, ધનાયનિક અથવા બિનઆયનિક હોઈ શકે છે. બિનઆયનિક પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો તરીકે ફેટી આલ્કોહોલ ઇથોક્સિલેટ્સનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે, કારણ કે તેઓ કઠિન પાણી, pH માં અચાનક થતા ફેરફારો અને વિદ્યુતવિભાજ્યો સામે અસાધારણ સ્થિરતા આપે છે. પદાર્થના અન્ય વિશિષ્ટ ગુણધર્મો માટે અન્ય વિવિધ પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થોનો ઉપયોગ થાય છે, દા.ત. વધુ સારી જળવિકર્ષકતા માટે ઋણાયનિક પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો અથવા વધુ સારા સંલગ્નન માટે ધનાયનિક પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો વપરાય છે.
નોંધ: ટીપાં જેટલાં નાનાં હોય, તેમની સપાટીને આવરી લેવા માટે તેટલો વધુ પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થ જરૂરી બને છે, કારણ કે ગોળાઓનો V/S ગુણોત્તર નીચે મુજબ છે: S/V = 3/R. લંબાઈ અથવા ત્રિજ્યામાં કોઈપણ વધારો, x*l અથવા x*r, થાય ત્યારે સપાટીના ક્ષેત્રફળમાં વધારો x નો વર્ગ હોય છે (x2) અને ઘનફળમાં વધારો x નો ઘન હોય છે (x3).
મીણ ઇમલ્શન અને વિક્ષેપણો વડે ફોર્મ્યુલેશન બનાવવું
અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનો ઉપયોગ માત્ર મીણ ઇમલ્શન / વિક્ષેપણો બનાવવા માટે જ થતો નથી – અંતિમ ઉત્પાદનમાં (દા.ત. કોટિંગ્સ, લેકર્સ, રંગો, સૌંદર્યપ્રસાધનો વગેરેમાં) ઇમલ્શનને ઉમેરણ તરીકે સામેલ કરવા માટે આગળનાં તબક્કાઓમાં મીણ ઇમલ્શન પર પ્રક્રિયા કરવા માટે પણ તેમનો ઉપયોગ થાય છે.
સ્થિર મીણ ઇમલ્શન માટે ભારે કાર્યભાર સહનક્ષમ અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સ
Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું વિશ્વવિખ્યાત સપ્લાયર છે. અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ વિશ્વભરમાં રાસાયણિક, ફાર્મા, સૌંદર્યપ્રસાધન અને ખાદ્ય ઉદ્યોગોમાં વિશ્વસનીય અને મજબૂત “અવિરત કામ કરતા ઉપકરણો” તરીકે જોવા મળે છે. તીવ્ર કેવિટેશન અને ઉચ્ચ શિયર ઉત્પન્ન કરવા માટે Hielscher ના ઔદ્યોગિક કક્ષાના અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ સતત 200µm સુધીના અત્યંત ઊંચા કંપવિસ્તારો (અને માંગ પર તેનાથી પણ વધુ) પ્રદાન કરવામાં સક્ષમ છે. પરિણામે, કણોના કદના અત્યંત સાંકડા વિતરણવાળાં અતિસૂક્ષ્મ નેનો ઇમલ્શન્સ અને ડિસ્પર્ઝન્સ ઉત્પન્ન થાય છે. અમારી ઉચ્ચ શક્તિવાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સિસ્ટમ્સ તમારા મીણનાં ફોર્મ્યુલેશન્સની શ્રેષ્ઠ ગુણવત્તા મેળવવામાં મદદ કરે છે.
Hielscher સોનિકેટર્સની મજબૂતાઈ ભારે કાર્યભાર હેઠળ અને પડકારજનક પરિસ્થિતિઓમાં 24/7 કામગીરી કરવાની સુવિધા આપે છે.
પ્રોબ પ્રકારનું સોનિકેટર UP400St સ્થિર મીણ ઇમલ્શન્સની તૈયારી માટે.
| બેચનું ઘનફળ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500mL | 10 થી 200mL/min | UP100H |
| 10 થી 2000mL | 20 થી 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 થી 100L | 2 થી 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 થી 150L | 3 થી 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | વધુ | ઉપકરણોનો સમૂહ: UIP16000hdT |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
શક્તિશાળી 1.5kW અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર UIP15000hdT ઇનલાઇન ઇમલ્સિફિકેશન માટે ફ્લો સેલ સાથે.
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- Salla Puupponen, Ari Seppälä, Olli Vartia, Kari Saari, Tapio Ala-Nissilä (2015): Preparation of paraffin and fatty acid phase changing nanoemulsions for heat transfer. Thermochimica Acta, Volume 601, 2015. 33-38.
- Behrend, O.; Ax, K.; Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound. Ultrason Sonochem. 7(2), 2000. 77-85.
- Hosseini S.; Tarzi B. G.; Gharachorloo M.; Ghavami M.; Bakhoda H. (2015): Optimization on the Stability of Linseed Oil-in-Water Nanoemulsions Generated by Ultrasonic Emulsification Using Response Surface Methodology (RSM). Orient J Chem 31(2), 2015.
જાણવા યોગ્ય તથ્યો
મીણ શું છે? મીણનો ઉપયોગ શા માટે થાય છે?
મીણની વ્યાખ્યા એવા કાર્બનિક સંયોજનોના વૈવિધ્યસભર વર્ગ તરીકે કરવામાં આવે છે, જે આસપાસના વાતાવરણના તાપમાનની નજીક જળવિકર્ષક અને ઘડી શકાય તેવા ઘન પદાર્થો હોય છે. મીણ વિવિધ ઘટકોનું બનેલું હોય છે, જેમાં હાઇડ્રોકાર્બન્સ (સામાન્ય અથવા શાખાવાળાં આલ્કેન્સ અને આલ્કીન્સ), કીટોન્સ, ડાઇકીટોન્સ, પ્રાથમિક અને દ્વિતીયક આલ્કોહોલ્સ, આલ્ડિહાઇડ્સ, સ્ટેરોલ એસ્ટર્સ, આલ્કેનોઇક એસિડ્સ, ટર્પીન્સ (સ્ક્વાલીન) અને મોનોએસ્ટર્સ (મીણ એસ્ટર્સ)નો સમાવેશ થાય છે. મીણની રાસાયણિક રચના જટિલ હોય છે અને બદલાતી રહે છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે મીણમાં આલ્કેન્સનું પ્રમાણ પ્રમાણમાં ઊંચું હોય છે અને હાઇડ્રોકાર્બન્સમાં લાંબી અથવા અત્યંત લાંબી કાર્બન શૃંખલાઓ (12 થી આશરે 38 કાર્બન પરમાણુઓ સુધીની) હોય છે. તે તાપમાનની વિશાળ શ્રેણીમાં ઘન રહે છે (ગલનબિંદુ 60°C અને 100°C વચ્ચે હોય છે). પીગળે ત્યારે તે ઓછી સ્નિગ્ધતાવાળા પ્રવાહીમાં ફેરવાય છે.
પાણીમાં અદ્રાવ્યતા પરંતુ કાર્બનિક, અધ્રુવીય દ્રાવકોમાં દ્રાવ્યતા તેમનું વિશિષ્ટ લક્ષણ છે. મીણને કુદરતી (વનસ્પતિમાંથી કે પ્રાણીઓમાંથી મેળવેલું), અર્ધકૃત્રિમ અને કૃત્રિમ મીણમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
મીણના વ્યાવસાયિક ઉત્પાદન માટે કાચું તેલ મુખ્ય સ્ત્રોત છે.
પેટ્રોલિયમ મીણના બે સૌથી મહત્ત્વના પ્રકારો પેરાફિન અને સૂક્ષ્મસ્ફટિકીય મીણ છે:
પેરાફિન મીણ મોટેભાગે સફેદ, ગંધહીન, સ્વાદહીન, મીણ જેવી ઘન અવસ્થા ધરાવે છે, તેનું લાક્ષણિક ગલનબિંદુ 46°C અને 68°C (115°F અને 154°F) વચ્ચે હોય છે અને તે આશરે 900 kg/m3 ની ઘનતા ધરાવે છે. તેની રચના સ્થૂળસ્ફટિકીય હોય છે અને તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે, પરંતુ ઈથર, બેન્ઝીન અને અમુક એસ્ટર્સમાં દ્રાવ્ય હોય છે. પેરાફિન મીણ કાચા તેલમાંથી મેળવવામાં આવે છે અને તેમાં 20 થી 40 કાર્બન પરમાણુઓ હોય છે.
સૂક્ષ્મસ્ફટિકીય મીણ, જેને પેટ્રોલેટમ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેનો ઉપયોગ તેની ગંધ, રંગ, તેલનું પ્રમાણ, ઘટ્ટતા અને તેલ બાંધી રાખવાના ગુણધર્મને કારણે અનેકવિધ ઉપયોગોમાં થાય છે.
α-ઓલેફિન મીણ કાં તો Ziegler-Natta ઉત્પ્રેરક સાથે Fischer-Tropsch સંશ્લેષણ દ્વારા ઇથિલીનમાંથી અથવા ઇથિલીનના ઓલિગોમરાઇઝેશન દ્વારા કૃત્રિમ રીતે મેળવવામાં આવે છે. આલ્ફા-ઓલેફિન મીણનો સૌથી સામાન્ય ઉપયોગ સ્નેહક તેલના ઉમેરકો, PVC સ્નેહકો, મીણબત્તીઓ, તેલના શારકામ માટેનાં રસાયણો અને સૌંદર્યપ્રસાધનોમાં થાય છે.
પોલિઇથિલીન મીણ (PE-WAX) એ ઇથિલીન મોનોમરની શૃંખલાઓથી બનેલું અતિ નીચા આણ્વિક વજનનું પોલિઇથિલીન (ULMWPE) છે. પોલિપ્રોપિલીન મીણ (PP-WAX) એ કૃત્રિમ, સ્ફટિકીય, નીચા આણ્વિક વજનનું રેઝિન છે.
પોલિઇથિલીન અને પોલિપ્રોપિલીન મીણ બંને હોમોપોલિમર્સ છે અને મુખ્યત્વે પ્લાસ્ટિક માટેના રંગકોનાં ફોર્મ્યુલેશન્સ બનાવવા માટે વપરાય છે.
કોપોલિમર મીણ જેમ કે ઇથિલીન વિનાઇલ એસિટેટ (EVA) અને ઇથિલીન એક્રિલિક એસિડ (EAA)નાં વ્યુત્પન્નો, કોટિંગનાં ફોર્મ્યુલેશનોમાં, ઉદાહરણ તરીકે મેટાલિક બેઝકોટમાં, વ્યાપકપણે વપરાય છે.
ઉત્પાદનને સ્નિગ્ધતા/સરકવાની ક્ષમતા, પ્રવાહવર્તન, ઘર્ષણ પ્રતિકાર, પરસ્પર ચોંટતા અટકાવવાની/અવરોધક ક્ષમતા, ચમક અથવા મેટ દેખાવ, ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર અને/અથવા જળવિકર્ષકતા આપવા માટે મીણ અને મીણનાં ઉમેરણોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
રસાયણો (દા.ત. સૂક્ષ્મ અને વિશિષ્ટ રસાયણો), કોટિંગ, પેઇન્ટ અને શાહી, ઉમેરણો અને સંશોધકો, સંલગ્નકો, પ્લાસ્ટિક અને PVC, ટાયર અને રબર, બાંધકામ અને ઇમારતો, તાપસ્થિતિક નિયંત્રણ ઉપકરણો, પેકેજિંગ, ખાદ્યપદાર્થો અને સૌંદર્યપ્રસાધનોના ઉત્પાદન જેવા અનેક ઉદ્યોગોમાં મીણ એક વ્યાપકપણે વપરાતો ઘટક છે.
કુદરતી મીણ:
- પ્રાણીજન્ય મીણ: મધમાખીનું મીણ, લેનોલિન, પ્રાણીજ ચરબી, શેલેક, સ્પર્માસેટી
- વનસ્પતિજન્ય મીણ: કાર્નૌબા, કેન્ડેલિલા, સોયા, એરંડા, ચોખાનું ભૂસું, બેબેરી, જોજોબા વગેરે.
ખનિજ મીણ:
- અશ્મિજન્ય મીણ: સેરેસિન, મોન્ટાન, ઓઝોકેરાઇટ, પીટ મીણ
- પેટ્રોલિયમ મીણ: પેરાફિન, સૂક્ષ્મસ્ફટિકીય મીણ, દા.ત. પેટ્રોલેટમ
સંશ્લેષિત મીણ:
કૃત્રિમ મીણ: ઇથિલીન આધારિત પોલિમરો, દા.ત. પોલિઇથિલીન અને પોલિઓલ ઈથર-એસ્ટરો; પોલિઓલેફિન મીણ; ફેટી એસિડ એમાઇડ મીણ; ક્લોરિનેટેડ નેફ્થેલીન; હાઇડ્રોકાર્બન પ્રકાર, દા.ત. ફિશર-ટ્રોપ્શ.
મીણનું ઇમલ્શન શું છે?
મીણનું ઇમલ્શન / મીણનું વિક્ષેપણ એ પાણીમાં એક અથવા અનેક મીણનું સ્થિર મિશ્રણ છે. મીણ અને જલીય પ્રવાહીઓ સામાન્ય રીતે પરસ્પર અમિશ્રણીય હોવાથી, સ્થિર મીણનું ઇમલ્શન બનાવવા માટે પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો અને એક સુવિકસિત મિશ્રણ પ્રક્રિયા, દા.ત. ઉચ્ચ શક્તિના અલ્ટ્રાસાઉન્ડની જરૂર પડે છે. યોગ્ય પરિભાષામાં, મીણના ઇમલ્શનને મીણનું વિક્ષેપણ કહેવું જોઈએ, કારણ કે ઓરડાના તાપમાને મીણ ઘન હોય છે. પરંતુ મીણનાં ઇમલ્શન / વિક્ષેપણો પીગળેલા મીણથી તૈયાર કરવામાં આવતાં હોવાથી, જલીય મીણ ફોર્મ્યુલેશનો માટે “ઇમલ્સિફિકેશન” અને “મીણનું ઇમલ્શન” શબ્દો સૌથી વધુ વપરાય છે, જ્યારે “મીણનું વિક્ષેપણ” શબ્દ મોટે ભાગે દ્રાવક આધારિત મીણ ફોર્મ્યુલેશનનું વર્ણન કરે છે.
ઇમલ્શન શું છે
ઇમલ્શન એ બે કે વધુ પરસ્પર અમિશ્રણીય પ્રવાહીઓનું પ્રવાહીમાં પ્રવાહીનું વિક્ષેપણ છે.
ઇમલ્શન વિવિધ પ્રકારનું હોઈ શકે છે: w/o, o/w, w/o/w, o/w/o
ઇમલ્શનનો પ્રકાર (w/o અથવા o/w) મંદન પરીક્ષણ દ્વારા તપાસી શકાય છે. ઇમલ્શનને માત્ર સતત / બાહ્ય પ્રાવસ્થા વડે જ મંદ કરી શકાય છે. ઇમલ્શનનો પ્રકાર ઓળખવાની બીજી પદ્ધતિ વાહકતા પરીક્ષણ છે. આયનિક o/w ઇમલ્શનો વિદ્યુતપ્રવાહનું વહન કરતાં નથી, જ્યારે o/w ઇમલ્શનો વિદ્યુતપ્રવાહનું વહન કરે છે.
CoCl2 ફિલ્ટર પેપર પરીક્ષણ માટે, ફિલ્ટર પેપરને CoCl2 થી સંસેચિત કરીને સૂકવવામાં આવે છે (વાદળી રંગ). જ્યારે o/w ઇમલ્શન ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે CoCl2 ફિલ્ટર પેપરનો રંગ ગુલાબી થઈ જાય છે.
Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝરો પ્રયોગશાળાના કદથી લઈને ઔદ્યોગિક કદ સુધી બનાવે છે.