अल्ट्रासोनिक गीली मिलिंग: सटीक अभियांत्रिकी से तैयार महीन कण

Hielscher सोनिकेटर नियंत्रित, उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासोनिक कैविटेशन के माध्यम से उच्च दक्षता के साथ कणों का आकार घटाने, नैनो-परिक्षेपण और पायसीकरण के लिए कुशल मिलिंग उपकरण हैं। अनुसंधान और औद्योगिक स्तर, दोनों के लिए अभिकल्पित ये प्रणालियाँ औषधियों, सौंदर्य प्रसाधनों, नैनोसामग्रियों और विशिष्ट रसायनों के क्षेत्र में कणसमुच्चयों को विश्वसनीय ढंग से तोड़ती हैं, चूर्ण को अधिक महीन बनाती हैं और समांगी निलंबन तैयार करती हैं।

मोटे चूर्ण से एकसमान सूक्ष्मकणों और नैनोकणों तक

Hielscher प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर शक्तिशाली, सटीक रूप से नियंत्रित की जा सकने वाली गीली मिलिंग और महीन पिसाई प्रदान करते हैं – बीड्स, गोलों या अन्य मिलिंग माध्यमों के बिना। प्रसंस्करण समय और ऊर्जा की आवश्यकता घटाते हुए कण आकार के संकीर्ण वितरण वाली समांगी, उच्च ठोस अंश वाली स्लरी तैयार करें।
सटीक आयाम नियंत्रण और उन्नत ध्वनिक तरंग संचरण की सहायता से ये सोनिकेटर न्यूनतम तापीय प्रभाव के साथ एकसमान परिणाम प्राप्त करते हैं, जिससे संवेदनशील यौगिक सुरक्षित रहते हैं और साथ ही प्रसंस्करण क्षमता तथा पुनरुत्पादकता अधिकतम होती हैं। जानें कि अल्ट्रासोनिक मिलिंग आपके फ़ॉर्मुलेशन कार्यप्रवाह को कैसे सुव्यवस्थित कर सकती है और उत्पाद के प्रदर्शन को बेहतर बना सकती है।

अल्ट्रासोनिक गीली मिलिंग का उपयोग किसे करना चाहिए?

• ऐसे निर्माता जिन्हें कणों का आकार नियंत्रित रूप से घटाकर माइक्रोन या नैनोमीटर स्तर तक लाने की आवश्यकता है
• वर्णकों, स्याहियों, पेंट और उच्च प्रदर्शन वाली कोटिंग के उत्पादक
• सिरेमिक, खनिज, सीमेंट और धातु ऑक्साइड के प्रसंस्करणकर्ता
• महीन निलंबन विकसित करने वाले औषधीय और सौंदर्य प्रसाधन फ़ॉर्मुलेशन विशेषज्ञ
• बैटरी, उत्प्रेरक और उन्नत सामग्रियों के निर्माता
• अत्यधिक सांद्रित या श्यान स्लरी का प्रसंस्करण करने वाली कंपनियाँ
• कणों का आकार घटाने की ऐसी प्रक्रियाएँ विकसित करने वाली प्रयोगशालाएँ जिन्हें बड़े पैमाने पर लागू किया जा सके
• कण आकार का संकीर्ण, एकसमान वितरण चाहने वाले निर्माता
• ऐसी प्रसंस्करण इकाइयाँ जो मिलिंग बीड्स या गोलों से होने वाले संदूषण से बचना चाहती हैं
• मिलिंग समय, ऊर्जा खपत और सफाई की आवश्यकताएँ घटाने का लक्ष्य रखने वाले उत्पादक

उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासाउंड से कणों के आकार में नियंत्रित कमी

कणों का आकार घटाकर माइक्रोन या नैनोमीटर परास में लाने से किसी फ़ॉर्मुलेशन में बड़ा बदलाव आ सकता है। अधिक महीन कण अभिक्रियाशीलता, स्थिरता, सतही क्षेत्रफल, प्रकाशिक गुणों और अंतिम उत्पाद के प्रदर्शन को बेहतर बना सकते हैं। फिर भी पारंपरिक बॉल, बीड और मीडिया मिलों से घिसाव के कण मिल सकते हैं, मिलिंग माध्यम को अलग करने में अधिक श्रम लग सकता है और उच्च ठोस सांद्रता पर एकसमान उपचार प्रदान करना कठिन हो सकता है। अल्ट्रासोनिक गीली मिलिंग एक स्वच्छ, नियंत्रणीय विकल्प प्रदान करती है।
Hielscher प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर उच्च तीव्रता वाला अल्ट्रासाउंड सीधे द्रव या स्लरी में संचारित करते हैं। बारी-बारी से बदलती दाब तरंगें ध्वनिक कैविटेशन उत्पन्न करती हैं: सूक्ष्म बुलबुले बनते हैं और अत्यधिक तीव्रता के साथ ध्वस्त होते हैं, जिससे उच्च गति वाले द्रव जेट, आघात तरंगें और शक्तिशाली अपरूपण बल उत्पन्न होते हैं। ये बल निलंबित कणों को एक-दूसरे की ओर त्वरित करते हैं। परिणामस्वरूप होने वाली अंतरकण टक्करों, विखंडन और सतही अपरदन से कणसमुच्चयों का आकार – और पर्याप्त तीव्र परिस्थितियों में प्राथमिक कणों का आकार भी – घटकर सूक्ष्म और नैनो स्तर तक पहुँच जाता है।
 

अल्ट्रासोनिक विधि से मिलिंग किया गया एल्युमिना ट्राइहाइड्रेट
AL(OH)3 की आपूर्ति Alcoa World Alumina LLC, Pittsburgh, PA, USA द्वारा की गई थी। AL(OH)3 को एल्युमिनियम ट्राइहाइड्रॉक्साइड ATH Series, Bayer Hydrated Alumina, C-30, KB-30, KC-30, KH-30, Hydragyllite या Gibbsite के नाम से भी जाना जाता है। मोह्स पैमाने पर इसकी कठोरता 2.5 से 3.5 है।

सटीक, दोहराने योग्य और एकसमान कण आकार वितरण

अल्ट्रासोनिक मिलिंग को व्यापक रूप से समायोजित किया जा सकता है। संचालक सामग्री और लक्षित कण आकार के अनुरूप आयाम, ऊर्जा निवेश, दबाव, तापमान, निवास समय और प्रवाह दर को नियंत्रित कर सकते हैं। इससे यह प्रक्रिया कणसमूहों के सौम्य विघटन से लेकर गहन बारीक पिसाई तक के सभी कार्यों के लिए उपयुक्त बनती है। पुनःपरिसंचरण और इनलाइन प्रवाह सेल विन्यास स्लरी को समान रूप से कैविटेशन क्षेत्र के संपर्क में लाते हैं, जिससे पुनरुत्पादनीय परिणाम और संकीर्ण, समरूप कण आकार वितरण प्राप्त करने में मदद मिलती है।
इस स्तर का नियंत्रण पिगमेंट, स्याही, कोटिंग, सिरेमिक, धातु ऑक्साइड, खनिज, उत्प्रेरक, औषधियों और अन्य उन्नत सामग्रियों के लिए मूल्यवान है, जहाँ अत्यधिक बड़े कण या व्यापक आकार वितरण गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं। प्रयोगशाला में स्थापित प्रक्रिया मापदंडों को पायलट और औद्योगिक उत्पादन में लागू किया जा सकता है, जिससे व्यवस्थित विकास और उत्पादन पैमाने का विस्तार संभव होता है।

मिलिंग माध्यम के बिना उच्च ठोस अंश वाली सामग्रियों का प्रसंस्करण

चूँकि कणों का आकार घटाने की प्रक्रिया कैविटेशन और स्वयं कणों के बीच टक्करों से संचालित होती है, इसलिए बीड्स, मोतीनुमा दानों या पिसाई की गेंदों की आवश्यकता नहीं होती। मिलिंग माध्यम को हटाने से संदूषण के एक संभावित स्रोत से बचा जा सकता है और माध्यम खरीदने, साफ करने, बदलने तथा तैयार स्लरी से अलग करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। तरल के संपर्क में आने वाले भागों की सरल ज्यामिति सफाई और एक उत्पाद से दूसरे उत्पाद के प्रसंस्करण पर जाने को भी आसान बनाती है।
Hielscher सोनिकेटर अत्यधिक सांद्र और श्यान स्लरी का प्रसंस्करण कर सकते हैं। उच्च ठोस अंश का अर्थ है संभालने के लिए कम तरल और, कई मामलों में, बाद के चरणों में सांद्रण या सुखाने की कम आवश्यकता। यह कणों की टक्करों की आवृत्ति बढ़ाकर कणों के बीच मिलिंग प्रभाव को भी प्रबल कर सकता है। यह संयोजन अल्ट्रासोनिक मिलिंग को सांद्र मास्टरबैच और उत्पादन पैमाने पर निलंबनों के लिए विशेष रूप से आकर्षक बनाता है।
 

तेल आधारित मैजेंटा पिगमेंट की अल्ट्रासोनिक मिलिंग की प्रगति दर्शाने वाले सूक्ष्मदर्शी चित्र

उदाहरण: उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासाउंड से नैनोकणों की आर्द्र मिलिंग

अल्ट्रासोनिक मिलिंग विशेष रूप से माइक्रोन आकार और नैनो आकार की सामग्रियों, जैसे सिरेमिक, एल्युमिना ट्राइहाइड्रेट, बेरियम सल्फेट, कैल्शियम कार्बोनेट और धातु ऑक्साइड के प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है। नीचे दी गई तालिकाएँ एल्युमिना ट्राइहाइड्रेट (150 माइक्रोन से घटाकर 10 माइक्रोन तक), सिरेमिक (30 माइक्रोन से घटाकर 2 माइक्रोन तक) और सोडियम कार्बोनेट (70 माइक्रोन से घटाकर 3 माइक्रोन तक) की मिलिंग के सूक्ष्मदर्शी चित्र दिखाती हैं। इस पृष्ठ पर दिए गए सूक्ष्मदर्शी चित्र दंत सिरेमिक, मैजेंटा पिगमेंट, सोडियम कार्बोनेट और हाइड्रेटेड एल्युमिना के उदाहरणों के माध्यम से अल्ट्रासोनिक मिलिंग की प्रगति दिखाते हैं।
 

आइसोप्रोपेनॉल में सोडियम कार्बोनेट (Na2CO3) की अल्ट्रासोनिक मिलिंग की प्रगति दर्शाने वाले सूक्ष्मदर्शी चित्र।

प्रसंस्करण के हर चरण से अधिक उत्पादन

अल्ट्रासोनिक ऊर्जा सीधे स्लरी में पहुँचाई जाती है, जहाँ कणों का आकार घटता है। तीव्र कैविटेशन बल मिलिंग चक्रों को छोटा कर सकते हैं, जबकि विद्युत ऊर्जा का यांत्रिक गति में कुशल रूपांतरण पारंपरिक मिलिंग उपकरणों की तुलना में ऊर्जा की माँग घटा सकता है। निरंतर इनलाइन प्रसंस्करण उच्च प्रसंस्करण क्षमता, एकसमान गुणवत्ता और मौजूदा उत्पादन लाइनों में एकीकरण में भी सहायता करता है।
छोटे कण, अधिक संकीर्ण आकार वितरण, अधिक स्वच्छ प्रसंस्करण और उत्पादन पैमाने के कुशल विस्तार की चाह रखने वाले निर्माताओं के लिए, Hielscher प्रोब प्रकार के सोनिकेटर आर्द्र मिलिंग को सटीक रूप से अभिकल्पित प्रक्रिया में बदल देते हैं – प्रयोगशाला परीक्षणों से लेकर निरंतर औद्योगिक उत्पादन तक।

उच्च प्रसंस्करण क्षमता के लिए निरंतर संचालन

अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र स्थापित करना और चलाना बहुत आसान है। पीसी जाने वाली सामग्री के संपर्क में केवल दो भाग आते हैं: टाइटेनियम सोनोट्रोड और स्टेनलेस स्टील प्रवाह सेल। अल्ट्रासोनिक प्रवाह सेल की सरल बनावट के कारण इकाइयों को जल्दी साफ किया जा सकता है। चूँकि Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरण विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदलने में अत्यंत उच्च दक्षता रखते हैं, इसलिए अल्ट्रासोनिक मिलिंग में आम तौर पर पारंपरिक मिलिंग उपकरणों की तुलना में कम शक्ति की आवश्यकता होती है।

जल-आधारित पेंट और कोटिंग फॉर्मूलेशनों में एक साथ वर्णक परिक्षेपण और सूक्ष्मजीवी निर्जीवीकरण के लिए औद्योगिक सोनिकेटर UIP6000hdT (6kW) कणों की मिलिंग का प्रभाव तीव्र अल्ट्रासोनिक कैविटेशन पर आधारित होता है। उच्च तीव्रता पर तरल पदार्थों का सोनिकेशन करते समय, तरल माध्यम में संचरित होने वाली ध्वनि तरंगें बारी-बारी से उच्च-दाब (संपीड़न) और निम्न-दाब (विरलन) चक्र उत्पन्न करती हैं, जिनकी दरें आवृत्ति पर निर्भर करती हैं। निम्न-दाब चक्र के दौरान, उच्च-तीव्रता वाली अल्ट्रासोनिक तरंगें तरल में छोटे निर्वात बुलबुले या रिक्तियाँ बनाती हैं। जब बुलबुले ऐसे आयतन तक पहुँच जाते हैं जहाँ वे और ऊर्जा अवशोषित नहीं कर सकते, तो वे उच्च-दाब चक्र के दौरान तीव्रता से ढह जाते हैं। इस परिघटना को कैविटेशन कहा जाता है।
कैविटेशन बुलबुलों के अंतःस्फोट से सूक्ष्म विक्षोभ और 1000km/hr तक की गति वाले सूक्ष्म जेट उत्पन्न होते हैं। बड़े कणों का सतही क्षरण होता है (आसपास के तरल में कैविटेशन बुलबुलों के ढहने से) या उनका आकार घटता है (कणों के बीच टकराव से होने वाले विखंडन अथवा सतह पर बने कैविटेशन बुलबुलों के ढहने के कारण)। इससे क्रिस्टलाइट के आकार और संरचना में परिवर्तन के कारण विसरण, द्रव्यमान स्थानांतरण प्रक्रियाओं और ठोस-अवस्था अभिक्रियाओं में तीव्र गति आती है।

परिक्षेपण और पाउडरों की गीली मिलिंग के लिए अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर और प्रवाह सेल प्रयोगशाला तथा उत्पादन स्तर पर उपलब्ध हैं। औद्योगिक प्रणालियों में आसानी से बदलाव करके उन्हें इनलाइन संचालन के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। इस प्रक्रिया के अनुसंधान और परीक्षण के साथ-साथ अनेक सोनोकेमिकल प्रक्रियाओं के लिए हम अपने प्रयोगशाला उपकरणों या UIP1000hd की अनुशंसा करते हैं।

Hielscher अल्ट्रासोनिकेटरों का उपयोग करके नैनोडायमंडों को कुशलतापूर्वक और विश्वसनीय रूप से परिक्षेपित किया जा सकता है।

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