Mješalice s velikim smicanjem za proizvodnju paste za zube

Proizvodnja paste za zube zahtjevan je proces koji zahtijeva opremu za miješanje sposobnu za rukovanje viskoznim pastama, visokim koncentracijama krutih tvari i abrazivnim česticama. Ultrazvučne miješalice s visokim smicanjem daju smične sile visokog intenziteta koje osiguravaju temeljito vlaženje praha, jednoliku homogenizaciju koloidnih kaša i ravnomjernu raspodjelu veličine čestica. Dostupne u industrijskim razmjerima i sposobne za obradu velikih volumena, ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem vaš su pouzdani radni konj u proizvodnji paste za zube!

Proizvodnja pasta za zube

Zubne paste, paste za zube i gelovi sastoje se od četiri glavne komponente vode, abraziva, fluorida i deterdženata. Dok sadržaj vode uglavnom varira između 20 i 45%, abrazivi su glavne komponente koje doprinose s najmanje 50% formulaciji paste za zube. Naširoko korišteni abrazivi uključuju čestice aluminijevog hidroksida (Al(OH)₃), kalcijev karbonat (CaCO₃), natrijev karbonat, razni kalcijevi hidrogenfosfati, hidratirani silicij, zeoliti, tinjac i hidroksiapatit (Ca₅(PO₄)3OH).
Uobičajene formulacije paste za zube i paste za zube proizvode se općenito prema sljedećim koracima:
Najprije se voda, humektans (npr. sorbitol, glicerin, propilen glikol) i drugi tekući sastojci pomiješaju tako da se dobije tekuća baza.
Kako bi se dobila određena reologija i tekstura konačne paste za zube, modifikatori reologije i veziva dodaju se tekućoj bazi. Modifikatori reologije i veziva daju pasti za zube gustoću i teksturu. Često korištena veziva uključuju karaya gumu, bentonit, natrijev alginat, metilcelulozu, karagenan i magnezij-aluminijev silikat. Neki modifikatori reologije zahtijevaju prethodno miješanje s nevodenim tekućim sastojkom kao što je glicerin ili aromatična eterična ulja. Alternativno, modifikator reologije može se umiješati u druge praškaste sastojke kako bi se olakšala koloidna disperzija.
U sljedećem koraku, aktivni sastojci (npr. kalcijev fluorid, cinkov klorid, hidroksiapatit), aditivi za zaslađivanje okusa i konzervansi se miješaju u mješavinu.
Zatim se kaša koja sadrži abrazivne čestice i/ili punila ugrađuje u mješavinu paste za zube. Budući da su abrazivi glavni sastojak, koji se dodaje visokom čvrstom opterećenju, potrebno je snažno, pouzdano miješanje s velikim smicanjem kako bi se ispunio ovaj zahtjevan zadatak.
Nakon toga se dodaju aditivi za okus i boje.
U završnom koraku miješanja, formulaciji se dodaje deterdžent ili sredstvo za pjenjenje (pjenilo) koje djeluje kao stabilizator i poboljšava ravnomjernu raspodjelu zubne paste tijekom pranja zubi. Deterdžent i sredstvo za pjenjenje lagano se miješaju u mješavinu paste za zube kako bi se smanjilo stvaranje pjene. Uobičajeni sapunici su natrijev lauril sulfat, natrijev lauril sulfoacetat, dioktil natrijev sulfosukcinat, sulfolaurat, natrijev lauril sarkozinat, natrijev stearil fumarat i natrijev stearil laktat.

Tipična osnovna formulacija paste za zube sastoji se od:

• voda
• abrazivne čestice
• Humektanti (npr. sorbitol, glicerin)
• Stabilizirajuće površinski aktivne tvari
• Modifikatori reologije (zgušnjivači)
• Sredstva za bojenje
• Sredstva za poboljšanje okusa
• Konzervansi (npr. p-hidrozibenzoat)
• Deterdžent

Ovisno o vrsti proizvoda paste za zube, dodaju se i drugi aktivni sastojci poput baktericida, izbjeljivača, fluora itd.

Prirodne, čiste paste za zube

Manufacturers of organic, natural toothpastes formulate products using only organically certified and? or natural ingredients. Natural toothpaste brands cater to the demand of health-conscious consumers, who want to avoid the artificial ingredients commonly found in regular toothpastes. Due to consumers’ up-trending demand for clean label products, more and more smaller as well as larger well-known brands offer clean-label toothpastes. Ultrasonic mixers are ideal for small and mid-size manufacturing scale, too. As a non-thermal, purely mechanical mixing method, ultrasonication does not alter natural, organic formulations. Ultrasonic mixing is compatible with natural ingredients such as baking soda, aloe vera, eucalyptus oil, myrrh, plant extract (e.g. sage, mint, strawberry extract), and essential oils (e.g. mint, spearmint, cinnamon).
Pročitajte više o ultrazvučnim mješačima za proizvodnju čistih kozmetičkih proizvoda!

Kako funkcionira visokosmično miješanje sonikacijom?

Ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem koriste isti mehanički princip kao i drugi uobičajeni industrijski sustavi za miješanje, npr. miješalice s oštricama s visokim smicanjem, miješalice s više osovina, koloidni mlinovi, visokotlačni homogenizatori i mješalice s lopaticama. Ultrazvučne miješalice visokog smicanja često se koriste za disperziju i mljevenje čestica, za emulgiranje uljnih i vodenih faza, za vlaženje i otapanje čvrste tvari kao i za proizvodnju homogenih smjesa bilo koje vrste tekućina i kaša. Ultrazvučne miješalice prenose velike smične sile preko ultrazvučne sonde u posudu za miješanje, kao što je šaržni spremnik ili protočna ćelija. Sonda ultrazvučne miješalice vibrira u tekućini vrlo visokom frekvencijom i amplitudama stvarajući intenzivne ultrazvučne kavitacijske mjehuriće u mediju. Kolaps kavitacijskih mjehurića rezultira snažnim silama smicanja, koje ometaju i lome kapljice, aglomerate, agregate, pa čak i primarne čestice. Budući da ultrazvučna kavitacija stvara kavitacijsko strujanje velike brzine do 1000 km/h, kavitacijski tekući mlazevi ubrzavaju čestice. Kada se ubrzane čestice sudaraju jedna s drugom, djeluju kao medij za mljevenje. Kao posljedica toga, čestice pri sudaru se razbijaju i smanjuju na mikronsku ili nano veličinu. U polju ultrazvučne kavitacije, tlakovi se brzo i opetovano mijenjaju između vakuuma i do 1000 bara. Rotaciona miješalica s 4 oštrice miješalice morala bi raditi na nevjerojatnih 300 000 okretaja u minuti kako bi se postigla ista učestalost izmjeničnih ciklusa pritiska. Konvencionalne rotacijske miješalice i miješalice rotor-stator ne stvaraju značajnu količinu kavitacije zbog ograničenja brzine.

Prije i poslije sonikacije: Zelena krivulja pokazuje veličinu čestica prije sonikacije, crvena krivulja je distribucija veličine čestica ultrazvučno raspršenog silicija.

Ultrazvučno miješanje paste za zube

Ultrazvučne miješalice visokog smicanja mogu se koristiti kao šaržni i kontinuirani linijski procesori. Za visoko viskozne materijale i obradu velikog volumena, poželjna je upotreba reaktora s protočnom ćelijom pod pritiskom jer vam to omogućuje rad pod pojačanim uvjetima ultrazvučne obrade (tj. tlak pojačava kavitaciju). Nadalje, upotrebom sofisticiranih postavki protoka kao što su prolaz ili diskretna postavka procesa, kompletna smjesa paste za zube je prisiljena proći kroz ultrazvučnu kavitacijsku zonu u protočnoj ćeliji. To osigurava da svaka čestica dobije isti tretman kako bi se postiglo visoko jednolično raspršivanje i miješanje.

Ultrazvučna obrada prolaza

Za svaki korak procesa, a to je kada se tekućoj bazi dodaje nova mješavina sastojaka, smjesa paste prolazi iz jednog spremnika kroz ultrazvučni reaktor u drugi spremnik. Ovaj proces prolaska osigurava vrlo pouzdan i ujednačen rezultat miješanja. Dok se tijekom konvencionalnog procesa šaržnog miješanja s velikim smicanjem mora primijeniti višak miješanja kako bi se osiguralo da se sve čestice rasprše, postavka ultrazvučne protočne ćelije štedi vrijeme i energiju, jer je vrijeme obrade smanjeno na minimalnu obradu po čestici.
U konvencionalnom šaržnom miješanju s velikim smicanjem, neke se čestice prekomjerno obrađuju, dok neke čestice nikada ne dospiju u zonu aktivnog miješanja. Korištenje ultrazvučnog protočnog ćelijskog reaktora osigurava da svaka čestica vidi isti tretman s visokim smicanjem. Zbog procesa prolaza, svaka se čestica tretira istom frekvencijom i intenzitetom.

Savjet za obradu: Ultrazvučno miješanje pod pritiskom

Primjenom pritiska na ultrazvučni reaktor ili protočnu ćeliju pojačava se akustična kavitacija. Hielscher Ultrasonics isporučuje različite vrste protočnih ćelija i reaktora, koji se lako mogu podići pod tlakom do 5 bara. Prilagođeni ultrazvučni reaktori mogu podnijeti čak i veće tlakove do 300 barg.

Ultrazvučni učinci odzračivanja

Mješalice s lopaticama i konvencionalne miješalice s velikim smicanjem unose velike količine mjehurića plina u smjesu, što je veliki nedostatak. Odzračivanje konačne mješavine paste za zube zahtijeva dodatni korak obrade, koji zahtijeva vrijeme i energiju. Tijekom ultrazvučnog miješanja, zarobljavanje mjehurića zraka općenito je vrlo nisko u usporedbi s konvencionalnim mješalicama u spremniku i mješalicama s velikim smicanjem. Korištenje ultrazvučnog reaktora s protočnim ćelijama sprječava nepotrebno uključivanje neželjenih mjehurića plina jer se smjesa dovodi iz spremnika za držanje u ravnomjernom protoku u zatvorenom sustavu. U postavci ultrazvučne protočne ćelije, smjesa paste se dovodi pod kontinuiranim pritiskom u zonu ultrazvučne kavitacije. Ultrazvučna protočna postavka sprječava neželjeno zarobljavanje plina tijekom procesa miješanja. Nadalje, sonikacija je dobro uspostavljena tehnika deaeracije i otplinjavanja i potiče spajanje mjehurića zraka tako da se mogu popeti do vrha i ispariti.
Pročitajte više o ultrazvučnom odzračivanju i otplinjavanju!

Prednosti ultrazvučnih miksera visokih performansi

Ultrazvučne miješalice visokog smicanja stvaraju intenzivne sile smicanja, koje imaju potreban utjecaj na čestice kao što su čvrste tvari, kapljice, kristali i vlakna kako bi ih razbili do ciljane veličine, koja može biti u mikronskom ili nano rasponu. S lakim rukovanjem visokim viskoznostima i velikim opterećenjem krutim tvarima, ultrazvučne linijske miješalice visokog smicanja idealne su za obradu pasta kao što su paste za zube, paste za zube i gelovi. Akustične sile smicanja postižu temeljito vlaženje sastojaka praha i njihovo jednolično miješanje u homogenu pastu.
Ovisno o tvrdoći i lomljivosti čestica, parametri ultrazvučnog procesa mogu se točno prilagoditi kako bi se postigao željeni rezultat miješanja. U usporedbi s alternativnim metodama miješanja kao što su mješalice s velikim smicanjem, visokotlačni homogenizatori, koloidni/zrnasti mlinovi, osovinske miješalice itd. ultrazvučne mješalice s velikim smicanjem nude velike prednosti kao što je lako rukovanje abrazivima i velikim opterećenjem čvrstim tvarima, jednostavan i siguran rad, malo održavanja i robusnost.

batch i inline

Mikseri visokih performansi Hielscher Ultrasonics mogu se koristiti za šaržnu i inline obradu. Ovisno o volumenu vašeg procesa i propusnosti po satu, može se preporučiti inline obrada. Dok je doziranje više vremena i rada, kontinuirani inline proces miješanja je učinkovitiji, brži i zahtijeva znatno manje rada.

Ultrazvučne miješalice za svaki kapacitet proizvoda

Asortiman proizvoda Hielscher Ultrasonics pokriva cijeli spektar ultrazvučnih procesora od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnih uređaja preko stolnih i pilotskih sustava do potpuno industrijskih ultrazvučnih procesora s kapacitetom obrade tereta kamiona po satu. Cijeli asortiman proizvoda omogućuje nam da vam ponudimo najprikladniju ultrazvučnu mješalicu za vaš procesni kapacitet i ciljeve.
Prelazak s manje ultrazvučne miješalice na veće kapacitete obrade vrlo je jednostavan budući da se proces ultrazvučnog miješanja može potpuno linearno skalirati prema vašim utvrđenim procesnim parametrima. Povećanje veličine može se izvršiti instaliranjem snažnije jedinice ultrazvučne miješalice ili grupiranjem nekoliko ultrazvučnih uređaja paralelno.

Visoke amplitude za visoku učinkovitost miješanja

Hielscher Ultrasonics’ industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation. For even higher amplitudes, customized ultrasonic sonotrodes are available. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.

Jednostavno testiranje bez rizika

Ultrazvučni procesi mogu biti potpuno linearno skalirani. To znači da se svaki rezultat koji ste postigli korištenjem laboratorijskog ili stolnog ultrazvučnog aparata može skalirati na potpuno isti izlaz koristeći potpuno iste procesne parametre. To čini ultrazvuk idealnim za razvoj proizvoda i naknadnu implementaciju u komercijalnu proizvodnju.

Najviša kvaliteta – Dizajnirano i proizvedeno u Njemačkoj

As a family-owned and family-run business, Hielscher prioritizes highest quality standards for its ultrasonic processors. All ultrasonicators are designed, manufactured and thoroughly tested in our headquarter in Teltow near Berlin, Germany. Robustness and reliability of Hielscher’s ultrasonic equipment make it a work horse in your production. 24/7 operation under full load and in demanding environments is a natural characteristic of Hielscher’s high-performance mixers.

Možete kupiti Hielscher ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem u bilo kojoj veličini i točno konfigurirani prema zahtjevima vašeg procesa. Od obrade tekućina u maloj laboratorijskoj čaši do kontinuiranog protočnog miješanja suspenzija i pasta na industrijskoj razini, Hielscher Ultrasonics nudi prikladnu mješalicu s velikim smicanjem za vas! Molimo kontaktirajte nas – drago nam je što vam možemo preporučiti idealnu postavku ultrazvučne miješalice!

Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja: