Dispersi Bentonit Ultrasonik
- Lempung bentonit, seperti natrium bentonit, kalsium bentonit, dan kalium bentonit, terutama digunakan sebagai aditif untuk fluida pengeboran, pengikat, pemurni, adsorben, dan sebagai penghalang air tanah.
- Karena ikatan yang kuat dan gaya van der Waals, pendispersian bentonit memerlukan gaya pencampuran yang intens untuk memecah aglomerat secara seragam.
- Pendispersian ultrasonik merupakan metode yang sangat andal untuk menghasilkan bubur berviskositas tinggi dengan konsentrasi padatan yang tinggi. Dengan demikian, teknologi ultrasonik mengungguli pengaduk konvensional dalam menghasilkan bubur bentonit yang homogen.
Dispersi Bentonit
Bentonit memiliki beragam aplikasi, seperti sebagai pelumas, pengental, atau adsorben. Untuk memanfaatkan karakteristik material bentonit, partikel/kepingan bentonit harus terdistribusi secara seragam dalam medium dasar. Dispersi bentonit memiliki kapasitas pengembangan yang tinggi dan dapat mengadsorpsi fluida dalam jumlah besar. Ketika didispersikan ke dalam cairan, dispersi bentonit membentuk suspensi koloid atau gel yang sangat tiksotropik . Sifat koloid dispersi bentonit sangat bergantung pada kualitas dispersinya. Oleh karena itu, ultrasonikasi merupakan teknik pendispersian yang diutamakan untuk memperoleh bubur bentonit berkualitas tinggi.
Dispersi bentonit ultrasonik (dilakukan dengan pencampur ultrasonik UIP2000hdT)
Permasalahan
Metode pendispersian konvensional sering kali tidak dapat menghasilkan gaya geser intens yang diperlukan untuk menyiapkan bubur bentonit terfungsionalisasi yang homogen. Tiksotropi bentonit serta kemampuan pengikatan air dan pengembangannya yang luar biasa memerlukan peralatan pendispersian di atas rata-rata yang unggul dalam menangani bubur dengan viskositas tinggi dan memberikan gaya geser yang cukup untuk memecah aglomerat.
Viskositas dispersi bentonit meningkat seiring meningkatnya konsentrasi. Peralatan pencampuran konvensional tidak mampu menangani bubur kental tersebut sehingga kualitas dispersi dan hidrasi tidak memadai.
Karena kapasitas pencampuran yang tidak memadai, pendispersi konvensional harus dikombinasikan dengan langkah pemrosesan tambahan, misalnya penggilingan.
Solusi
Peralatan ultrasonik berdaya tinggi menghasilkan gaya geser yang intens yang dengan mudah memutus ikatan antarpartikel bentonit. Bubur bentonit berviskositas tinggi dapat diproses secara homogen dengan mengalirkan suspensi melalui ruang reaktor ultrasonik, tempat partikel mengalami deaglomerasi dan pendispersian hingga mencapai ukuran partikel yang seragam. Pengadukan dan penggeseran yang intens membantu memperkecil partikel hingga ukuran partikel yang ditargetkan. Ultrasonikasi berdaya tinggi mendelaminasi dan mengeksfoliasi bentonit (montmorilonit), sehingga menghasilkan luas permukaan partikel yang besar yang berkontribusi pada peningkatan pengembangan dan fungsionalisasi bentonit.
Dispersi Lempung Ultrasonik
Cara kerjanya: Gaya ultrasonik yang sangat intens yang diinduksi dalam cairan menciptakan kavitasi. Kavitasi ultrasonik terwujud sebagai geser murni. Dengan demikian, teknologi pencampuran dan pendispersian ultrasonik ideal untuk menghasilkan suspensi tiksotropik dengan muatan partikel yang sangat tinggi.
Berkat penggeseran yang intens, ultrasonik memungkinkan pendispersian lempung secara efisien menjadi bubur. Karena sonikasi dilakukan sebagai proses inline kontinu, bahkan bubur berviskositas tinggi seperti lumpur pengeboran, emulsi bitumen, lateks, atau cat.
Hielscher Ultrasonics adalah mitra Anda untuk pemrosesan ultrasonik yang andal. Kami menawarkan rangkaian lengkap homogenizer ultrasonik – mulai dari perangkat laboratorium hingga peralatan ultrasonik industri untuk aplikasi yang menuntut seperti penggilingan, deaglomerasi dan dispersi. Dengan gugus UIP10000 atau UIP16000, praktis tidak ada batasan dalam pemrosesan komersial bahkan untuk aliran bervolume sangat besar, termasuk material berviskositas tinggi dan berbentuk pasta.
Pendispersi ultrasonik industri
Dispersi Ultrasonik:
- Dispersi Berkecepatan Tinggi
- Muatan Padatan Tinggi
- Dispersi Nano
- Hidrasi Sempurna
- Tanpa “Mata Ikan“
- Pengembangan yang Lebih Baik
- Fungsionalisasi Partikel
- Efek Pembentukan Gel
- Pemrosesan Seragam
- Reprodusibilitas
- Kualitas Produk yang Andal
Pemrosesan Ultrasonik Inline
Literatur/Referensi
- Bergaya, F.; Kemudian, BKG; Lagaly, G. (2011): Buku Pegangan Ilmu Tanah Liat. Elservier 1978.
- Grim, RE:; Güven, N. (1978): Bentonit: Geologi, mineralogi, sifat dan kegunaan. Elservier 2011.
- Mekhamer, W. K. (2010): The colloidal stability of raw bentonite deformed mechanically by ultrasound. Journal of Saudi Chemical Society 14, 2010. 301–306.
- Wikipedia: Bentonit
Tentang Bentonit
Lempung bentonit, termasuk natrium bentonit, kalsium bentonit, dan kalium bentonit, terutama terdiri atas mineral smektit, biasanya montmorilonit (misalnya Al-montmorilonit Al2O3•4(SiO2)•H2O). Montmorilonit merupakan smektit dioktahedral, tetapi jenis smektit lain juga dapat ditemukan. Smektit bertanggung jawab atas sifat-sifat bentonit yang diinginkan, tetapi sifat kation yang dapat dipertukarkan pada antarlapisan juga memengaruhi sifat-sifat tersebut. Oleh karena itu, bentonit dengan Na+ sebagai kation antarlapisan dapat memiliki sifat yang sangat berbeda dari bentonit dengan Ca+ sebagai kation antarlapisan. Sebagian besar bentonit komersial mengandung lebih dari 80% smektit, tetapi berbagai mineral lain dapat ditemukan sebagai pengotor. Mineral-mineral ini dapat mencakup kuarsa, feldspar, kalsit, dan gipsum. Keberadaan mineral-mineral ini dapat memengaruhi nilai industri bentonit, menurunkan atau meningkatkan nilainya bergantung pada aplikasi tertentu. Bentonit memiliki sifat koloid yang kuat dan volumenya meningkat beberapa kali lipat ketika bersentuhan dengan air, sehingga menghasilkan fluida yang menyerupai gel dan kental . Sifat-sifat khusus bentonit seperti hidrasi, pengembangan, penyerapan air, viskositas, dan tiksotropi, menjadikannya material yang bernilai untuk beragam aplikasi.
Lempung bentonit umumnya digunakan sebagai pelumas, pengental, adsorben, aditif reologi, pengikat, katalis, pemurni, penstabil, pengemulsi, atau tanah pemucat. Berkat fungsinya, beragam aplikasi gel bentonit viskoelastis mencakup industri minyak mineral dan pengeboran, kimia, keramik, pengecoran, industri bangunan dan pembersihan, pertanian dan hortikultura, produksi kertas, industri pangan, serta sektor kosmetik dan farmasi.
Bentonit dalam bentuk turunannya dikenal sebagai Bentone, yaitu lempung organik termodifikasi dengan fungsi yang disesuaikan untuk aplikasi tertentu. Misalnya, Bentone 52 dan Bentone 57 serta Bentone 1000 merupakan bahan pengental yang umum digunakan untuk cat dan pelapis, sedangkan Bentone 27, Bentone 128, Bentone 150, Bentone 155, dan Bentone 1000 merupakan pemodifikasi reologi yang digunakan dalam industri minyak dan pengeboran. Bentone EW, Bentone HC, Bentone MA, dan Bentonite BC 342 digunakan sebagai pengental dan pembentuk gel dalam kosmetik dan sediaan farmasi.
Mesin ultrasonik berdaya tinggi dari Hielscher andal dan efektif untuk mendispersikan semua serbuk lempung organik bentonit, hektorit dan Bentone secara seragam menjadi dispersi Bentone, gel Bentone atau ke dalam formulasi produk akhir.
Fakta yang Perlu Diketahui
Homogenizer jaringan ultrasonik sering disebut sebagai sonikator probe/sonifikator, pelisis sonik, disruptor ultrasonik, penggiling ultrasonik, sono-ruptor, sonifier, dismembrator sonik, disruptor sel, pendispersi ultrasonik, pengemulsi, atau pelarut. Berbagai istilah tersebut berasal dari beragam aplikasi yang dapat dilakukan melalui sonikasi.