Mixer Geser Tinggi untuk Manufaktur Pasta Gigi
Pasta Gigi Manufaktur
Pasta gigi, dentifrices dan gel terdiri dari empat komponen utama air, abrasive, fluorides dan deterjen. Sementara kandungan air sebagian besar bervariasi antara 20 dan 45%, abrasif adalah komponen utama yang berkontribusi dengan setidaknya 50% untuk formulasi pasta gigi. Abrasive yang banyak digunakan termasuk partikel aluminium hidroksida (Al(OH)3), kalsium karbonat (CaCO3), natrium karbonat, berbagai kalsium hidrogen fosfat, silika terhidrasi, zeolit, mika, dan hidroksiapatit (Ca5(PO4(300] (dalam waktu 399]
Pasta gigi umum dan formulasi dentifrice diproduksi umumnya mengikuti langkah-langkah di bawah ini:
Pada awalnya, air, humectant (misalnya, sorbitol, gliserin, propilen glikol) dan bahan cair lainnya dicampur bersama sehingga dasar cair diperoleh.
Untuk mendapatkan tekstur annd reologi tertentu dari pasta gigi akhir, pengubah reologi dan pengikat ditambahkan ke dasar cair. Pengubah dan pengikat reologi memberikan pasta gigi ketebalan dan teksturnya. Pengikat yang umum digunakan termasuk permen karet karaya, bentonit, natrium alginat, methylcellulose, carrageenan, dan magnesium aluminium silikat. Beberapa pengubah reologi harus pra-campuran dengan bahan cair non-air seperti gliserin atau minyak esensial penyedap. Atau, pengubah reologi dapat dicampur ke dalam bahan bubuk lainnya untuk memfasilitasi dispersi koloid.
Pada langkah berikutnya, bahan aktif (misalnya kalsium fluorida, seng klorida, hidroksiapatit), aditif rasa pemanis dan pengawet dicampur ke dalam campuran.
Kemudian, bubur yang mengandung partikel abrasif dan / atau pengisi dimasukkan ke dalam campuran pasta gigi. Karena abrasive adalah bahan utama, yang ditambahkan ke beban padat yang tinggi, pencampuran geser tinggi yang kuat dan andal diperlukan untuk memenuhi tugas yang menuntut ini.
Setelah itu, rasa dan pewarna aditif ditambahkan.
Pada langkah pencampuran akhir, deterjen atau sudser (agen berbusa) yang bertindak sebagai stabilisator dan meningkatkan distribusi pasta gigi yang seragam selama menyikat gigi, ditambahkan ke formulasi. Deterjen dan sudser dicampur ke dalam campuran pasta gigi pada intensitas lembut untuk meminimalkan berbusa. Sudsers umum adalah natrium lauryl sulfat, natrium lauryl sulfoacetate, natrium sulfosuccinate dioktyl, sulfolaurate, natrium lauryl sarcosinate, natrium stearyl fumarat, dan natrium stearyl laktat.
- Air
- Partikel abrasif
- Humectants (misalnya sorbitol, gliserin)
- Menstabilkan Surfaktan
- Pengubah reologi (pengental)
- Agen pewarnaan
- Agen perasa
- Pengawet (misalnya p-hydrozybenzoate)
- Detergen
Tergantung pada jenis produk pasta gigi, bahan aktif lainnya seperti bakterisida, pemutih, fluorida, dll ditambahkan.
Pasta Gigi Alami, Label Bersih
Produsen pasta gigi organik, pasta alami merumuskan produk hanya menggunakan bersertifikat organik dan / atau bahan-bahan alami. Merek pasta gigi alami memenuhi permintaan konsumen yang sadar kesehatan, yang ingin menghindari bahan buatan yang biasa ditemukan pada pasta gigi biasa. Karena permintaan konsumen yang sedang tren untuk produk label bersih, semakin kecil serta merek terkenal yang lebih besar menawarkan pasta gigi label bersih. Mixer ultrasonik sangat ideal untuk skala manufaktur kecil dan menengah juga. Sebagai non-termal, murni metode pencampuran mekanik, ultrasonication tidak mengubah alami, formulasi organik. Pencampuran ultrasonik kompatibel dengan bahan-bahan alami seperti baking soda, lidah buaya, minyak kayu putih, mur, ekstrak tanaman (misalnya bijak, mint, ekstrak stroberi), dan minyak esensial (misalnya mint, spearmint, kayu manis).
Baca lebih lanjut tentang mixer geser ultrasonik untuk produksi produk kecantikan label bersih!
- Pencampuran Homogen
- Pembasahan Menyeluruh
- Penanganan Konsentrasi Padat Tinggi
- Tidak Ada Masalah dengan Abrasive
- proses yang cepat
- proses inline kontinyu
- Aman, Kuat, dan Andal
Bagaimana Apakah High-Shear mixing dengan Sonikasi bekerja?
Mixer geser tinggi ultrasonik menggunakan prinsip mekanis yang sama dengan sistem pencampuran industri lain yang umum digunakan, misalnya mixer pisau geser tinggi, mixer multi-poros, pabrik koloid, homogenizer tekanan tinggi, dan penghasut pisau. Mixer geser tinggi ultrasonik sering digunakan untuk membubarkan dan partikel pabrik, untuk mengemulsi fase minyak dan air, untuk membasahi dan melarutkan materi padat serta menghasilkan campuran homogen dari segala jenis cairan dan bubur. Mixer ultrasonik mengirimkan gaya geser tinggi melalui probe ultrasonik ke dalam wadah pencampuran, seperti ke dalam tangki batch atau ke dalam sel aliran. Probe mixer ultrasonik bergetar dalam cairan pada frekuensi yang sangat tinggi dan amplitudo sehingga menciptakan gelembung kavitasi ultrasonik intens di media. Runtuhnya gelembung kavitasi menghasilkan kekuatan geser yang kuat, yang mengganggu dan memecahkan tetesan, aglomertes, agregat, dan bahkan partikel utama. Sebagai kavitasi ultrasonik menghasilkan kecepatan tinggi kavitasi streaming dengan hingga 1000km / jam, jet cairan kavitasi mempercepat partikel. Ketika partikel dipercepat bertabrakan satu sama lain, bertindak sebagai media penggilingan. Akibatnya, partikel bertabrakan pecah dan dikurangi menjadi mikron- atau ukuran nano. Di bidang kavitasi ultrasonik, tekanan bergantian dengan cepat dan berulang kali antara vakum dan hingga 1000bar. Mixer putar dengan 4 bilah mixer perlu beroperasi pada RPM 300.000 yang mengejutkan untuk mencapai frekuensi siklus tekanan bolak-balik yang sama. Mixer putar konvensional dan mixer rotor-stator tidak menciptakan jumlah kavitasi yang signifikan karena keterbatasannya dalam kecepatan.
Sebelum dan sesudah sonikasi: Kurva hijau menunjukkan ukuran partikel sebelum sonikasi, kurva merah adalah distribusi ukuran partikel dari silika ultrasonically tersebar.
Ultrasonic Pasta Gigi Mixing
Mixer geser tinggi ultrasonik dapat digunakan sebagai prosesor inline batch dan kontinu. Untuk bahan yang sangat kental dan pemrosesan volume tinggi, penggunaan reaktor sel aliran yang dapat ditekan lebih disukai karena ini memungkinkan Anda untuk berjalan di bawah kondisi ultrasonikasi yang diintensifkan (yaitu tekanan mengintensifkan kavitasi). Selain itu, dengan menggunakan pengaturan aliran canggih seperti bagian atau pengaturan proses diskrit, campuran pasta gigi lengkap dipaksa untuk melewati zona kavitasi ultrasonik di sel aliran. Hal ini memastikan bahwa setiap partikel mendapatkan perlakuan yang sama sehingga dispersing dan pencampuran yang sangat seragam diperoleh.
Pengolahan Bagian Ultrasonik
Untuk setiap langkah proses, yaitu ketika campuran bahan baru ditambahkan ke dasar cair, campuran pasta melewati dari satu tangki melalui reaktor ultrasonik ke dalam tangki kedua. Proses perjalanan ini memastikan hasil pencampuran yang sangat andal dan seragam. Sementara selama proses pencampuran batch geser tinggi konvensional pencampuran berlebih harus diterapkan untuk memastikan bahwa semua partikel bisa tersebar, pengaturan sel aliran ultrasonik adalah menghemat waktu dan energi, karena waktu pemrosesan dikurangi menjadi perlakuan minimum per partikel.
Dalam pencampuran batch geser tinggi konvensional, beberapa partikel mendapatkan over-diproses, sementara beberapa partikel tidak pernah masuk ke zona pencampuran aktif. Menggunakan reaktor sel aliran ultrasonik memastikan bahwa setiap partikel melihat perlakuan geser tinggi yang sama. Karena proses perjalanan, setiap partikel diperlakukan pada frekuensi dan intensitas yang sama.
Pemrosesan Tip: Ultrasonic mixing di bawah tekanan
Menerapkan tekanan pada reaktor ultrasonik atau sel aliran mengintensifkan kavitasi akustik. Hielscher Ultrasonics memasok berbagai jenis sel aliran dan reaktor, yang dapat dengan mudah bertekanan hingga 5 barg. Reaktor ultrasonik yang disesuaikan dapat menangani tekanan yang lebih tinggi hingga 300barg.
Efek De-Aerating Ultrasonik
Blade agitator dan mixer geser tinggi konvensional memperkenalkan volume gelembung gas yang tinggi ke dalam campuran, yang merupakan kerugian besar. De-aerasi campuran pasta gigi akhir memerlukan langkah pemrosesan tambahan, yaitu memakan waktu dan energi. Selama pencampuran ultrasonik, jebakan gelembung udara umumnya sangat rendah jika dibandingkan dengan agitator tangki konvensional dan mixer geser tinggi. Menggunakan reaktor sel aliran ultrasonik mencegah penggabungan gelembung gas yang tidak perlu karena campuran diberi makan dari tangki penyimpanan dalam aliran yang stabil dalam sistem tertutup. Dalam pengaturan sel aliran ultrasonik, campuran pasta diberi makan pada tekanan terus menerus ke zona kavitasi ultrasonik. Pengaturan aliran-melalui ultrasonik mencegah jebakan gas yang tidak diinginkan selama proses pencampuran. Selain itu, sonikasi adalah teknik de-aerasi dan degassing yang mapan dan mempromosikan bersatunya gelembung udara sehingga mereka dapat naik ke atas dan volatilize.
Baca lebih lanjut tentang ultrasonik de-aerasi dan degassing!
Ultrasonik flow cell reaktor di ultrasonik tinggi-geser mixer UIP4000hdT (4kW)
Kalsium berukuran nanoumhydroxyapatite digiling dengan homogenizer ultrasonik UP200ST (konsentrasi padatan 30%, 150Ws / g, pembesaran 10X)
Keuntungan mixer ultrasonik berkinerja tinggi
Mixer geser tinggi ultrasonik menciptakan gaya geser yang intens, yang memiliki dampak yang diperlukan pada partikel seperti padatan, tetesan, kristal, dan serat untuk memecahnya ke ukuran yang ditargetkan, yang dapat berada dalam kisaran mikron atau nano. Mudah menangani viskositas tinggi dan beban padat yang tinggi, mixer inline geser tinggi ultrasonik sangat ideal untuk memproses produk pasta seperti pasta gigi, dentifrices dan gel. Gaya geser akustik mencapai pembasahan menyeluruh dari bahan bubuk dan campuran mereka seragam menjadi pasta homogen.
Tergantung pada kekerasan partikel dan kerapuhan, parameter proses ultrasonik dapat disesuaikan dengan tepat untuk mencapai hasil pencampuran yang bercita-cita tinggi. Bila dibandingkan dengan metode pencampuran alternatif seperti agitator pisau geser tinggi, homogenizers tekanan tinggi, pabrik koloid / manik-manik, mixer poros dll mixer geser tinggi ultrasonik menawarkan keuntungan besar seperti penanganan bebas masalah abrasif dan pemuatan padat yang tinggi, operasi yang mudah dan aman, pemeliharaan rendah dan ketahanan.
- Intensitas tinggi kavitasi dan geser
- Pengolahan partikel seragam
- konsentrasi padat yang tinggi
- Tidak ada nozel/No menyumbat
- Tidak ada penggilingan Medium (yaitu manik) yang diperlukan
- Efek de-aerating
- Skalabilitas linear
- Mudah & operasi yang aman
- Mudah dibersihkan
- Waktu & hemat energi
Batch dan Inline
Hielscher Ultrasonics mixer kinerja tinggi dapat digunakan untuk batch dan inline pengolahan. Tergantung pada volume proses dan throughput per jam, pemrosesan sebaris mungkin disarankan. Sementara batching lebih padat waktu dan padat karya, proses pencampuran inline terus menerus lebih efisien, lebih cepat dan membutuhkan tenaga kerja yang jauh lebih sedikit.
Mixer Ultrasonik untuk Setiap Kapasitas Produk
Hielscher Ultrasonics berbagai produk mencakup spektrum penuh prosesor ultrasonik dari ultrasonicators laboratorium kompak atas sistem bench-top dan pilot untuk prosesor ultrasonik sepenuhnya-industri dengan kapasitas untuk memproses truk per jam. Rangkaian produk lengkap memungkinkan kami untuk menawarkan mixer geser ultrasonik yang paling cocok untuk kapasitas dan tujuan proses Anda.
Skala-up dari mixer ultrasonik yang lebih kecil untuk kapasitas pengolahan yang lebih tinggi sangat sederhana karena proses pencampuran ultrasonik dapat benar-benar linear ditingkatkan dari parameter proses yang Anda tetapkan. Up-scaling dapat dilakukan dengan menginstal unit mixer ultrasonik yang lebih kuat atau clustering beberapa ultrasonicators secara paralel.
Amplitudo Tinggi untuk Efisiensi Pencampuran Tinggi
Hielscher Ultrasonics’ prosesor ultrasonik industri dapat memberikan amplitudo sangat tinggi. Amplitudo hingga 200 μm dapat dengan mudah terus berjalan di 24/7 operasi. Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotrodes ultrasonik yang disesuaikan tersedia. Kekokohan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan untuk 24/7 operasi pada tugas berat dan dalam lingkungan menuntut.
Pengujian mudah dan bebas risiko
Proses ultrasonik dapat benar-benar skala linier. Ini berarti setiap hasil yang telah Anda capai menggunakan laboratorium atau bench-top ultrasonicator, dapat ditingkatkan ke output yang sama persis menggunakan parameter proses yang sama persis. Hal ini membuat ultrasonication ideal untuk pengembangan produk dan implementasi berikutnya ke manufaktur komersial.
Kualitas Tertinggi – Dirancang dan Diproduksi di Jerman
Sebagai bisnis yang dimiliki keluarga dan dikelola keluarga, Hielscher memprioritaskan standar kualitas tertinggi untuk prosesor ultrasonik. Semua ultrasonicators dirancang, diproduksi dan diuji secara menyeluruh di kantor pusat kami di Teltow dekat Berlin, Jerman. Ketahanan dan keandalan peralatan ultrasonik Hielscher menjadikannya kuda kerja dalam produksi Anda. 24/7 operasi di bawah beban penuh dan dalam menuntut lingkungan adalah karakteristik alami dari Hielscher ini kinerja tinggi mixer.
Anda dapat membeli mixer hielscher ultrasonik high-shear dalam ukuran yang berbeda dan persis dikonfigurasi untuk kebutuhan proses Anda. Dari mengobati cairan dalam gelas laboratorium kecil hingga pencampuran bubur dan kue-kue terus menerus pada tingkat industri, Hielscher Ultrasonics menawarkan mixer geser tinggi yang cocok untuk Anda! Silahkan hubungi kami – Kami senang untuk merekomendasikan Anda setup mixer ultrasonik yang ideal!
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
| Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
|---|---|---|
| 1 hingga 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
| n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Homogenizers ultrasonik berdaya tinggi dari laboratorium hingga pilot dan Industri .
Literatur/referensi
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): Thermal and ultrasonic influence in the formation of nanometer scale hydroxyapatite bio-ceramic. Int J Nanomedicine. 2011; 6: 2083–2095.