Mixer Geser Tinggi untuk Produksi Pasta Gigi

Produksi pasta gigi merupakan proses yang menuntut peralatan pencampur yang mampu menangani pasta kental, konsentrasi padatan tinggi, dan partikel abrasif. Mixer geser tinggi ultrasonik menghasilkan gaya geser berintensitas tinggi yang memastikan pembasahan serbuk secara menyeluruh, homogenisasi bubur koloid yang seragam, dan distribusi ukuran partikel yang merata. Tersedia dalam skala industri dan mampu memproses aliran bervolume besar, mixer geser tinggi ultrasonik merupakan peralatan andalan Anda dalam produksi pasta gigi!

Produksi Pasta Gigi

Pasta gigi, bahan pembersih gigi, dan gel terdiri atas empat komponen utama, yaitu air, bahan abrasif, fluorida, dan detergen. Meskipun kandungan air umumnya bervariasi antara 20 dan 45%, bahan abrasif merupakan komponen utama yang menyumbang setidaknya 50% dari formulasi pasta gigi. Bahan abrasif yang banyak digunakan meliputi partikel aluminium hidroksida (Al(OH)₃), kalsium karbonat (CaCO₃), natrium karbonat, berbagai kalsium hidrogen fosfat, silika terhidrasi, zeolit, mika, dan hidroksiapatit (Ca₅(PO₄)3OH).
Formulasi pasta gigi dan bahan pembersih gigi yang umum biasanya diproduksi dengan mengikuti langkah-langkah berikut:
Pertama, air, humektan (misalnya sorbitol, gliserin, propilen glikol), dan bahan cair lainnya dicampur hingga diperoleh bahan dasar cair.
Untuk memperoleh reologi dan tekstur tertentu pada pasta gigi akhir, pengubah reologi dan bahan pengikat ditambahkan ke bahan dasar cair. Pengubah reologi dan bahan pengikat memberikan kekentalan dan tekstur pada pasta gigi. Bahan pengikat yang umum digunakan meliputi gom karaya, bentonit, natrium alginat, metilselulosa, karagenan, dan magnesium aluminium silikat. Beberapa pengubah reologi perlu dicampur terlebih dahulu dengan bahan cair nonair seperti gliserin atau minyak esensial pemberi rasa. Sebagai alternatif, pengubah reologi dapat dicampurkan ke bahan serbuk lainnya untuk memudahkan dispersi koloid.
Pada langkah berikutnya, bahan aktif (misalnya kalsium fluorida, seng klorida, hidroksiapatit), bahan tambahan pemanis dan pemberi rasa, serta pengawet dicampurkan ke dalam campuran.
Kemudian, bubur yang mengandung partikel abrasif dan / atau bahan pengisi dimasukkan ke dalam campuran pasta gigi. Karena bahan abrasif merupakan bahan utama yang ditambahkan hingga mencapai muatan padatan tinggi, diperlukan pencampuran geser tinggi yang kuat dan andal untuk memenuhi tugas yang menuntut ini.
Setelah itu, bahan tambahan pemberi rasa dan pewarna ditambahkan.
Pada tahap pencampuran terakhir, detergen atau pembusa (bahan pembentuk busa) yang berfungsi sebagai penstabil dan meningkatkan pemerataan pasta gigi selama penyikatan gigi ditambahkan ke dalam formulasi. Detergen dan pembusa dicampurkan ke dalam campuran pasta gigi pada intensitas rendah untuk meminimalkan pembentukan busa. Pembusa yang umum digunakan adalah natrium lauril sulfat, natrium lauril sulfoasetat, dioktil natrium sulfosuksinat, sulfolaurat, natrium lauril sarkosinat, natrium stearil fumarat, dan natrium stearil laktat.

Formulasi dasar pasta gigi yang umum terdiri atas:

• Air
• Partikel abrasif
• Humektan (misalnya sorbitol, gliserin)
• Surfaktan Penstabil
• Pengubah reologi (pengental)
• Bahan pewarna
• Bahan pemberi rasa
• Pengawet (misalnya p-hydrozybenzoate)
• Detergen

Bergantung pada jenis produk pasta gigi, bahan aktif lain seperti bakterisida, pemutih, fluorida, dan sebagainya ditambahkan.

Pasta Gigi Alami dengan Label Bersih

Produsen pasta gigi organik dan alami memformulasikan produk hanya menggunakan bahan bersertifikat organik dan / atau bahan alami. Merek pasta gigi alami memenuhi permintaan konsumen yang peduli kesehatan dan ingin menghindari bahan buatan yang umumnya ditemukan dalam pasta gigi biasa. Seiring meningkatnya permintaan konsumen akan produk berlabel bersih, semakin banyak merek kecil maupun merek besar ternama menawarkan pasta gigi berlabel bersih. Mixer ultrasonik juga ideal untuk produksi skala kecil dan menengah. Sebagai metode pencampuran nontermal yang sepenuhnya mekanis, sonikasi tidak mengubah formulasi alami dan organik. Pencampuran ultrasonik kompatibel dengan bahan alami seperti soda kue, lidah buaya, minyak eukaliptus, mur, ekstrak tumbuhan (misalnya ekstrak sage, mint, stroberi), dan minyak esensial (misalnya mint, spearmint, kayu manis).
Baca lebih lanjut tentang mixer geser ultrasonik untuk produksi produk kecantikan berlabel bersih!

Bagaimana Cara Kerja Pencampuran Geser Tinggi dengan Sonikasi?

Mixer geser tinggi ultrasonik menggunakan prinsip mekanis yang sama dengan sistem pencampuran industri lain yang umum digunakan, misalnya mixer bilah geser tinggi, mixer multiporos, penggiling koloid, homogenizer tekanan tinggi, dan pengaduk bilah. Mixer geser tinggi ultrasonik sering digunakan untuk mendispersikan dan menggiling partikel, mengemulsikan fase minyak dan air, membasahi dan melarutkan bahan padat, serta menghasilkan campuran homogen dari berbagai jenis cairan dan bubur. Mixer ultrasonik menyalurkan gaya geser tinggi melalui probe ultrasonik ke dalam wadah pencampur, seperti tangki batch atau sel alir. Probe mixer ultrasonik bergetar di dalam cairan pada frekuensi dan amplitudo yang sangat tinggi sehingga menghasilkan gelembung kavitasi ultrasonik yang intens di dalam medium. Runtuhnya gelembung kavitasi menghasilkan gaya geser kuat yang memecah dan menghancurkan tetesan, aglomerat, agregat, bahkan partikel primer. Karena kavitasi ultrasonik menghasilkan aliran kavitasi berkecepatan tinggi hingga 1000km/h, semburan cairan kavitasi mempercepat partikel. Ketika partikel yang dipercepat saling bertumbukan, partikel tersebut bertindak sebagai media penggilingan. Akibatnya, partikel yang bertumbukan pecah dan ukurannya berkurang hingga skala mikron atau nano. Di dalam medan kavitasi ultrasonik, tekanan berganti dengan cepat dan berulang kali antara vakum dan hingga 1000bar. Mixer putar dengan 4 bilah pencampur harus beroperasi pada kecepatan luar biasa, yaitu 300.000 RPM, untuk mencapai frekuensi siklus pergantian tekanan yang sama. Mixer putar konvensional dan mixer rotor-stator tidak menghasilkan kavitasi dalam jumlah signifikan karena keterbatasan kecepatannya.

Sebelum dan sesudah sonikasi: Kurva hijau menunjukkan ukuran partikel sebelum sonikasi, sedangkan kurva merah menunjukkan distribusi ukuran partikel silika yang didispersikan secara ultrasonik.

Pencampuran Pasta Gigi Ultrasonik

Mixer geser tinggi ultrasonik dapat digunakan sebagai pemroses batch maupun inline berkelanjutan. Untuk bahan yang sangat kental dan pemrosesan bervolume tinggi, penggunaan reaktor sel alir yang dapat diberi tekanan lebih disukai karena memungkinkan pengoperasian dalam kondisi sonikasi yang diperkuat (yaitu tekanan memperkuat kavitasi). Selain itu, dengan menggunakan konfigurasi aliran yang canggih seperti konfigurasi proses lintasan atau diskret, seluruh campuran pasta gigi dipaksa melewati zona kavitasi ultrasonik di dalam sel alir. Hal ini memastikan setiap partikel mendapatkan perlakuan yang sama sehingga diperoleh dispersi dan pencampuran yang sangat seragam.

Pemrosesan Ultrasonik dengan Lintasan

Pada setiap langkah proses, yaitu ketika campuran bahan baru ditambahkan ke bahan dasar cair, campuran pasta mengalir dari satu tangki melalui reaktor ultrasonik ke tangki kedua. Proses lintasan ini memastikan hasil pencampuran yang sangat andal dan seragam. Dalam proses pencampuran batch geser tinggi konvensional, pencampuran berlebih harus dilakukan untuk memastikan semua partikel terdispersi, sedangkan konfigurasi sel alir ultrasonik menghemat waktu dan energi karena waktu pemrosesan dikurangi hingga perlakuan minimum per partikel.
Dalam pencampuran batch geser tinggi konvensional, sebagian partikel diproses secara berlebihan, sedangkan sebagian lainnya tidak pernah memasuki zona pencampuran aktif. Penggunaan reaktor sel alir ultrasonik memastikan setiap partikel mengalami perlakuan geser tinggi yang sama. Berkat proses lintasan, setiap partikel diberi perlakuan pada frekuensi dan intensitas yang sama.

Kiat Pemrosesan: Pencampuran Ultrasonik di Bawah Tekanan

Pemberian tekanan pada reaktor ultrasonik atau sel alir memperkuat kavitasi akustik. Hielscher Ultrasonics menyediakan berbagai jenis sel alir dan reaktor yang dapat dengan mudah diberi tekanan hingga 5 barg. Reaktor ultrasonik yang dibuat khusus dapat menangani tekanan yang lebih tinggi lagi, hingga 300barg.

Efek Deaerasi Ultrasonik

Pengaduk bilah dan mixer geser tinggi konvensional memasukkan gelembung gas dalam volume besar ke dalam campuran, yang merupakan kelemahan utama. Deaerasi campuran pasta gigi akhir memerlukan langkah pemrosesan tambahan yang menghabiskan waktu dan energi. Selama pencampuran ultrasonik, terperangkapnya gelembung udara umumnya sangat rendah dibandingkan dengan pengaduk tangki dan mixer geser tinggi konvensional. Penggunaan reaktor sel alir ultrasonik mencegah masuknya gelembung gas yang tidak diinginkan secara tidak perlu karena campuran diumpankan dari tangki penampung dengan aliran stabil dalam sistem tertutup. Dalam konfigurasi sel alir ultrasonik, campuran pasta diumpankan dengan tekanan kontinu ke zona kavitasi ultrasonik. Konfigurasi aliran tembus ultrasonik mencegah terperangkapnya gas yang tidak diinginkan selama proses pencampuran. Selain itu, sonikasi merupakan teknik deaerasi dan penghilangan gas yang telah mapan serta mendorong koalesensi gelembung udara sehingga gelembung dapat naik ke permukaan dan terlepas sebagai gas.
Baca lebih lanjut tentang deaerasi dan penghilangan gas secara ultrasonik!

Keunggulan Mixer Ultrasonik Berkinerja Tinggi

Mixer geser tinggi ultrasonik menghasilkan gaya geser intens yang memberikan dampak yang diperlukan pada partikel seperti padatan, tetesan, kristal, dan serat untuk memecahnya hingga ukuran target, yang dapat berada dalam rentang mikron atau nano. Dengan kemampuan menangani viskositas tinggi dan muatan padatan tinggi secara mudah, mixer inline geser tinggi ultrasonik ideal untuk memproses produk pasta seperti pasta gigi, bahan pembersih gigi, dan gel. Gaya geser akustik menghasilkan pembasahan menyeluruh pada bahan serbuk dan mencampurkannya secara merata menjadi pasta homogen.
Bergantung pada kekerasan dan kerapuhan partikel, parameter proses ultrasonik dapat disesuaikan secara tepat untuk mencapai hasil pencampuran yang diinginkan. Dibandingkan dengan metode pencampuran alternatif seperti pengaduk bilah geser tinggi, homogenizer tekanan tinggi, penggiling koloid / penggiling manik, mixer poros, dan sebagainya, mixer geser tinggi ultrasonik menawarkan keunggulan utama seperti penanganan bahan abrasif dan muatan padatan tinggi tanpa masalah, pengoperasian yang mudah dan aman, kebutuhan perawatan rendah, serta ketangguhan.

Batch dan Inline

Mixer berkinerja tinggi Hielscher Ultrasonics dapat digunakan untuk pemrosesan batch dan inline. Bergantung pada volume proses dan kapasitas pemrosesan per jam Anda, pemrosesan inline mungkin direkomendasikan. Pemrosesan batch membutuhkan lebih banyak waktu dan tenaga kerja, sedangkan proses pencampuran inline berkelanjutan lebih efisien, lebih cepat, dan membutuhkan jauh lebih sedikit tenaga kerja.

Mixer Ultrasonik untuk Setiap Kapasitas Produksi

Rangkaian produk Hielscher Ultrasonics mencakup seluruh spektrum pemroses ultrasonik, mulai dari sonikator laboratorium yang ringkas, sistem meja dan skala pilot, hingga pemroses ultrasonik sepenuhnya berskala industri dengan kapasitas memproses muatan beberapa truk per jam. Rangkaian produk yang lengkap memungkinkan kami menawarkan mixer geser ultrasonik yang paling sesuai dengan kapasitas dan tujuan proses Anda.
Peningkatan skala dari mixer ultrasonik yang lebih kecil ke kapasitas pemrosesan yang lebih tinggi sangat sederhana karena proses pencampuran ultrasonik dapat ditingkatkan skalanya secara sepenuhnya linear berdasarkan parameter proses yang telah Anda tetapkan. Peningkatan skala dapat dilakukan dengan memasang unit mixer ultrasonik yang lebih bertenaga atau menggabungkan beberapa sonikator secara paralel.

Amplitudo Tinggi untuk Efisiensi Pencampuran Tinggi

Pemroses ultrasonik industri Hielscher Ultrasonics dapat menghasilkan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200µm dapat dengan mudah dijalankan secara terus-menerus dalam operasi 24/7. Untuk amplitudo yang lebih tinggi lagi, tersedia sonotrode ultrasonik yang dibuat khusus. Ketangguhan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan operasi 24/7 untuk pekerjaan berat dan di lingkungan yang menuntut.

Pengujian Mudah dan Bebas Risiko

Proses ultrasonik dapat ditingkatkan skalanya secara sepenuhnya linear. Ini berarti setiap hasil yang telah Anda capai menggunakan sonikator laboratorium atau sonikator meja dapat ditingkatkan skalanya untuk memperoleh keluaran yang persis sama dengan menggunakan parameter proses yang persis sama. Hal ini menjadikan sonikasi ideal untuk pengembangan produk dan penerapan selanjutnya dalam produksi komersial.

Kualitas Tertinggi – Dirancang dan Diproduksi di Jerman

Sebagai perusahaan yang dimiliki dan dikelola keluarga, Hielscher mengutamakan standar kualitas tertinggi untuk pemroses ultrasoniknya. Semua sonikator dirancang, diproduksi, dan diuji secara menyeluruh di kantor pusat kami di Teltow dekat Berlin, Jerman. Ketangguhan dan keandalan peralatan ultrasonik Hielscher menjadikannya peralatan andalan dalam produksi Anda. Operasi 24/7 pada beban penuh dan di lingkungan yang menuntut merupakan karakteristik bawaan mixer berkinerja tinggi Hielscher.

Anda dapat membeli mixer geser tinggi ultrasonik Hielscher dalam berbagai ukuran dan dengan konfigurasi yang tepat sesuai kebutuhan proses Anda. Mulai dari pengolahan fluida dalam gelas beker laboratorium kecil hingga pencampuran bubur dan pasta dengan aliran tembus berkelanjutan pada skala industri, Hielscher Ultrasonics menawarkan mixer geser tinggi yang sesuai untuk Anda! Silakan hubungi kami – kami dengan senang hati merekomendasikan konfigurasi mixer ultrasonik yang ideal untuk Anda!

Tabel di bawah ini memberikan gambaran perkiraan kapasitas pemrosesan sonikator kami: