치약 제조를 위한 High-Shear Mixers

치약 제조는 점성 페이스트, 고형분 농도 및 연마 입자를 처리할 수 있는 혼합 장비가 필요한 까다로운 공정입니다. 초음파 고전단 믹서는 분말의 철저한 습윤, 콜로이드 슬러리의 균일한 균질화 및 균일한 입자 크기 분포를 제공하는 고강도 전단력을 제공합니다. 산업 규모로 사용 가능하고 대량의 스트림을 처리할 수 있는 초음파 고전단 믹서는 치약 제조에서 신뢰할 수 있는 작업마입니다!

치약 제조

치약, 치약 및 젤은 물, 연마제, 불소 및 세제의 네 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 수분 함량은 대부분 20에서 45% 사이로 다양하지만 연마제는 치약 제형에 최소 50%를 기여하는 주요 구성 요소입니다. 널리 사용되는 연마재에는 수산화알루미늄(Al(OH)₃), 탄산칼슘(CaCO₃), 탄산나트륨, 각종 인산수소칼슘, 수화실리카, 제올라이트, 운모 및 하이드록시아파타이트(Ca₅(포₄)3OH)입니다.
일반적인 치약 및 치약 제형은 일반적으로 다음 단계에 따라 제조됩니다.
처음에는 물, 습윤제(예: 소르비톨, 글리세린, 프로필렌 글리콜) 및 기타 액체 성분을 함께 혼합하여 액체 염기를 얻습니다.
최종 치약의 특정 유변학 및 질감을 얻기 위해 유변학 개질제와 결합제가 액체 베이스에 추가됩니다. 유변학 개질제와 결합제는 치약에 두께와 질감을 부여합니다. 일반적으로 사용되는 바인더에는 카라야 검, 벤토나이트, 알긴산 나트륨, 메틸셀룰로오스, 카라기난 및 마그네슘 알루미늄 실리케이트가 포함됩니다. 일부 유변학 개질제는 글리세린 또는 향료 에센셜 오일과 같은 비수용성 액체 성분과 사전 혼합해야 합니다. 대안적으로, 레올로지 변형제는 콜로이드 분산을 용이하게 하기 위해 다른 분말 성분에 혼합될 수 있습니다.
다음 단계에서는 활성 성분(예: 불화칼슘, 염화아연, 하이드록시아파타이트), 감미료 첨가제 및 방부제가 블렌드에 혼합됩니다.
그런 다음, 연마 입자 및/또는 충전제를 함유하는 슬러리를 치약 혼합물에 혼입한다. 연마재가 주성분이며 고형물 하중에 첨가되기 때문에 이 까다로운 작업을 수행하기 위해 강력하고 신뢰할 수 있는 고전단 혼합이 필요합니다.
그 후, 향료와 착색 첨가제가 추가됩니다.
최종 혼합 단계에서, 안정제 역할을 하고 양치질 중 치약의 균일한 분포를 개선하는 세제 또는 비눗물(발포제)이 제형에 첨가됩니다. 세제와 거품제를 치약 혼합물에 부드러운 강도로 혼합하여 거품을 최소화합니다. 일반적인 비눗물은 소듐라우릴설페이트, 소듐라우릴설포아세테이트, 디옥틸소듐설포숙시네이트, 설폴라우레이트, 소듐라우릴사르코시네이트, 소듐스테아릴푸마르산염, 소듐스테아릴락테이트입니다.

일반적인 기본 치약 제형은 다음과 같습니다.

• 물
• 연마 입자
• 습윤제(예: 솔비톨, 글리세린)
• 안정화 계면활성제
• 유변학 개질제(증점제)
• 착색제
• 향료
• 방부제(예: p-hydrozybenzoate)
• 세정제

치약 제품의 종류에 따라 살균제, 미백제, 불소 등과 같은 다른 활성 성분이 추가됩니다.

천연 클린 라벨 치약

유기농 천연 치약 제조업체는 유기농 인증 및/또는 천연 성분만을 사용하여 제품을 제조합니다. 천연 치약 브랜드는 일반 치약에서 흔히 발견되는 인공 성분을 피하고 싶어하는 건강을 중시하는 소비자의 요구를 충족시킵니다. 클린 라벨 제품에 대한 소비자의 수요가 증가함에 따라 점점 더 많은 소규모 브랜드와 대형 유명 브랜드가 클린 라벨 치약을 제공합니다. 초음파 믹서는 중소 규모 제조 규모에도 이상적입니다. 비 열적, 순전히 기계적 혼합 방법으로서, 초음파는 자연적이고 유기적인 제형을 변경하지 않습니다. 초음파 혼합은 베이킹 소다, 알로에 베라, 유칼립투스 오일, 몰약, 식물 추출물 (예 : 세이지, 민트, 딸기 추출물) 및 에센셜 오일 (예 : 민트, 스피어민트, 계피)과 같은 천연 성분과 호환됩니다.
클린 라벨 미용 제품 생산을 위한 초음파 전단 믹서에 대해 자세히 알아보십시오!

초음파 처리에 의한 고 전단 혼합은 어떻게 작동합니까?

초음파 고전단 믹서는 일반적으로 사용되는 다른 산업용 혼합 시스템과 동일한 기계적 원리를 사용합니다(예: 고전단 블레이드 믹서, 다중 샤프트 믹서, 콜로이드 밀, 고압 균질화 기 및 블레이드 교반기). 초음파 고전단 믹서는 입자를 분산 및 밀링하고, 오일 및 물 상을 유화하고, 고체 물질을 습윤 및 용해시키고, 모든 종류의 액체 및 슬러리의 균일한 혼합물을 생성하는 데 자주 사용됩니다. 초음파 믹서는 초음파 프로브를 통해 높은 전단력을 배치 탱크 또는 플로우 셀과 같은 혼합 용기로 전달합니다. 초음파 믹서의 프로브는 매우 높은 주파수와 진폭으로 액체에서 진동하여 매체에 강렬한 초음파 캐비테이션 기포를 생성합니다. 캐비테이션 버블의 붕괴는 강력한 전단력을 발생시켜 액적, 응집체, 응집체 및 1차 입자를 파괴하고 파괴합니다. 초음파 캐비테이션이 최대 1000km/h의 고속 캐비테이션 스트리밍을 생성함에 따라 캐비테이션 액체 제트는 입자를 가속합니다. 가속된 입자가 서로 충돌할 때 밀링 매체로 작용합니다. 결과적으로 충돌하는 입자는 부서지고 미크론 또는 나노 크기로 축소됩니다. 초음파 캐비테이션 필드에서 압력은 진공과 최대 1000bar 사이에서 빠르고 반복적으로 번갈아 가며 발생합니다. 4개의 믹서 블레이드가 있는 로터리 믹서는 동일한 빈도의 교대 압력 사이클을 달성하기 위해 무려 300,000RPM에서 작동해야 합니다. 기존의 로터리 믹서와 로터-스테이터 믹서는 속도의 제한으로 인해 상당한 양의 캐비테이션을 생성하지 않습니다.

초음파 처리 전후 : 녹색 곡선은 초음파 처리 전의 입자 크기를 나타내고, 빨간색 곡선은 초음파 분산 실리카의 입자 크기 분포입니다.

초음파 치약 혼합

Ultrasonic high-shear mixers는 배치 및 연속 인라인 프로세서로 사용할 수 있습니다. 점성이 높은 재료와 대량 가공의 경우, 가압 가능한 플로우 셀 반응기를 사용하는 것이 선호되며, 이는 강화 된 초음파 처리 조건 (즉, 압력이 캐비테이션을 강화)에서 실행할 수 있기 때문입니다. 또한, 통로 또는 개별 공정 설정과 같은 정교한 흐름 설정을 사용함으로써 전체 치약 혼합물은 플로우 셀의 초음파 캐비테이션 영역을 통과하도록 강제됩니다. 이렇게 하면 각 입자가 동일한 처리를 받아 매우 균일한 분산 및 혼합을 얻을 수 있습니다.

초음파 통로 처리

새로운 성분 혼합물이 액체 베이스에 추가되는 각 공정 단계에서 페이스트 혼합물은 한 탱크에서 초음파 반응기를 통해 두 번째 탱크로 전달됩니다. 이 통과 공정은 매우 신뢰할 수 있고 균일한 혼합 결과를 보장합니다. 기존의 고전단 배치 혼합 공정 중에는 모든 입자가 분산되도록 하기 위해 과도한 혼합을 적용해야 하지만, 초음파 플로우 셀 설정은 처리 시간이 입자당 최소 처리로 줄어들기 때문에 시간과 에너지를 절약할 수 있습니다.
기존의 고전단 배치 혼합에서 일부 입자는 과도하게 처리되는 반면 일부 입자는 활성 혼합 영역에 들어가지 않습니다. 초음파 플로우 셀 반응기를 사용하면 각 입자가 동일한 고전단 처리를 볼 수 있습니다. 통과 과정으로 인해 모든 입자는 동일한 주파수와 강도로 처리됩니다.

가공 팁: 압력 하에서 초음파 혼합

초음파 반응기 또는 플로우 셀에 압력을 가하면 음향 캐비테이션이 강화됩니다. Hielscher 초음파는 최대 5 barg까지 쉽게 가압 할 수있는 다양한 플로우 셀 및 반응기 유형을 공급합니다. 맞춤형 초음파 반응기는 최대 300barg의 더 높은 압력을 처리할 수 있습니다.

초음파 탈기 효과

블레이드 교반기와 기존의 고전단 믹서는 혼합물에 많은 양의 가스 기포를 도입하는데, 이는 주요 단점입니다. 최종 치약 혼합물의 탈기에는 추가 처리 단계가 필요하며, 이는 시간과 에너지를 많이 소모합니다. 초음파 혼합 중에 기포의 포착은 일반적으로 기존의 탱크 교반기 및 고 전단 믹서와 비교할 때 매우 낮습니다. 초음파 플로우 셀 반응기를 사용하면 혼합물이 폐쇄 시스템의 안정적인 흐름으로 저장 탱크에서 공급될 때 원치 않는 가스 기포가 불필요하게 혼입되는 것을 방지할 수 있습니다. 초음파 플로우 셀 설정에서 페이스트 혼합물은 연속적인 압력으로 초음파 캐비테이션 영역으로 공급됩니다. 초음파 플로우 스루 설정은 혼합 공정 중에 원치 않는 가스 포착을 방지합니다. 또한, 초음파 처리는 탈기 및 탈기의 잘 정립 된 기술이며 기포의 유착을 촉진하여 기포가 위로 올라가 휘발될 수 있도록합니다.
초음파 탈기 및 탈기에 대해 자세히 알아보십시오!

고성능 초음파 믹서의 장점

초음파 고전단 믹서는 고체, 액적, 결정 및 섬유와 같은 입자에 필요한 영향을 미치는 강력한 전단력을 생성하여 미크론 또는 나노 범위의 목표 크기로 분해합니다. 고점도와 고형물 하중을 쉽게 처리할 수 있는 초음파 고전단 인라인 믹서는 치약, 치약 및 젤과 같은 페이스트 제품을 처리하는 데 이상적입니다. 음향 전단력은 분말 성분을 철저히 적시고 균일하게 혼합하여 균일한 페이스트로 만듭니다.
입자 경도와 취성에 따라 초음파 공정 매개변수를 정확하게 조정하여 흡인 혼합 결과를 얻을 수 있습니다. 고전단 블레이드 교반기, 고압 균질화기, 콜로이드 / 비드 밀, 샤프트 믹서 등과 같은 대체 혼합 방법과 비교할 때 초음파 고전단 믹서는 연마재 및 높은 고형물 하중의 문제없는 취급, 쉽고 안전한 작동, 낮은 유지 보수 및 견고성과 같은 주요 이점을 제공합니다.

배치 및 인라인

Hielscher 초음파 고성능 믹서는 배치 및 인라인 처리에 사용할 수 있습니다. 프로세스 볼륨과 시간당 처리량에 따라 인라인 처리가 권장될 수 있습니다. 배치는 시간과 노동 집약적이지만 연속 인라인 혼합 프로세스는 더 효율적이고 빠르며 훨씬 적은 노동력이 필요합니다.

모든 제품 용량을 위한 초음파 믹서

Hielscher 초음파 제품 범위는 벤치 탑 및 파일럿 시스템을 통한 소형 실험실 초음파기에서 시간당 트럭 적재량을 처리 할 수있는 완전 산업용 초음파 프로세서에 이르기까지 초음파 프로세서의 전체 스펙트럼을 다룹니다. 전체 제품 범위를 통해 공정 용량과 목표에 가장 적합한 초음파 전단 믹서를 제공할 수 있습니다.
더 작은 초음파 믹서에서 더 높은 처리 용량으로의 스케일 업은 초음파 혼합 공정이 설정된 공정 매개 변수에서 완전히 선형 확장 될 수 있기 때문에 매우 간단합니다. 업 스케일링은 더 강력한 초음파 믹서 장치를 설치하거나 여러 초음파를 병렬로 클러스터링하여 수행 할 수 있습니다.

높은 mixing 효율을 위한 높은 진폭

Hielscher Ultrasonics’ 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭을 24/7 작동에서 쉽게 연속적으로 실행할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해 맞춤형 초음파 소노트로드를 사용할 수 있습니다. Hielscher의 초음파 장비의 견고 함은 중장비 및 까다로운 환경에서 24/7 작동을 가능하게합니다.

간편하고 위험이 없는 테스트

초음파 공정은 완전히 선형 스케일이 될 수 있습니다. 즉, 실험실 또는 벤치 탑 초음파기를 사용하여 얻은 모든 결과는 정확히 동일한 프로세스 매개 변수를 사용하여 정확히 동일한 출력으로 확장 할 수 있습니다. 따라서 초음파는 제품 개발 및 상업적 제조로의 후속 구현에 이상적입니다.

최고 품질 – 독일에서 설계 및 제조

가족 소유 및 가족 운영 기업인 Hielscher는 초음파 프로세서에 대한 최고 품질 표준을 우선시합니다. 모든 초음파기는 독일 베를린 근처의 Teltow에있는 본사에서 설계, 제조 및 철저한 테스트를 거쳤습니다. Hielscher의 초음파 장비의 견고 함과 신뢰성은 생산에서 일꾼이됩니다. 최대 부하 및 까다로운 환경에서 24/7 작동은 Hielscher의 고성능 믹서의 자연스러운 특성입니다.

Hielscher 초음파 고 전단 믹서를 다양한 크기로 구입하고 공정 요구 사항에 맞게 정확하게 구성 할 수 있습니다. 작은 실험실 비커에서 유체를 처리하는 것부터 산업 수준에서 슬러리와 페이스트의 지속적인 플로우 스루 혼합에 이르기까지 Hielscher 초음파는 적합한 고 전단 믹서를 제공합니다! 문의하시기 바랍니다 – 이상적인 초음파 믹서 설정을 추천하게 되어 기쁩니다!

아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.