Mixere de înaltă forfecare pentru fabricarea pastei de dinți

Fabricarea pastei de dinți este un proces solicitant care necesită echipamente de amestecare capabile să manipuleze paste vâscoase, concentrații ridicate de solide și particule abrazive. Mixerele cu ultrasunete de forfecare înaltă oferă forțe de forfecare de înaltă intensitate care asigură umezirea completă a pulberilor, omogenizarea uniformă a suspensiilor coloidale și distribuția uniformă a dimensiunii particulelor. Disponibile la scară industrială și capabile să proceseze fluxuri de volum mare, mixerele cu ultrasunete de forfecare înaltă sunt calul dvs. de lucru de încredere în fabricarea pastei de dinți!

Fabricarea pastei de dinți

Pastele de dinți, dentifricele și gelurile constau în cele patru componente principale ale apei, abrazivilor, fluorurilor și detergenților. În timp ce conținutul de apă variază în cea mai mare parte între 20 și 45%, abrazivii sunt principalele componente care contribuie cu cel puțin 50% la formularea pastei de dinți. Abrazivii utilizați pe scară largă includ particule de hidroxid de aluminiu (Al(OH)₃), carbonat de calciu (CaCO₃), carbonat de sodiu, diferiți hidrogenofosfați de calciu, silice hidratate, zeoliți, mică și hidroxiapatită (Ca₅(OP₄)3OH).
Formulele obișnuite de pastă de dinți și dentifrice sunt fabricate în general urmând pașii de mai jos:
La început, apa, umectantul (de exemplu, sorbitol, glicerină, propilen glicol) și alte ingrediente lichide sunt amestecate împreună, astfel încât să se obțină o bază lichidă.
Pentru a obține o anumită reologie și textură a pastei de dinți finale, se adaugă modificatori și lianți de reologie la baza lichidă. Modificatorii și lianții de reologie conferă pastei de dinți grosimea și textura acesteia. Lianții utilizați în mod obișnuit includ guma karaya, bentonita, alginatul de sodiu, metilceluloza, caragenanul și silicatul de aluminiu de magneziu. Unii modificatori de reologie trebuie să fie pre-amestecați cu ingrediente lichide neapoase, cum ar fi glicerina sau uleiurile esențiale aromatizante. Alternativ, modificatorul de reologie poate fi amestecat în alte ingrediente sub formă de pulbere pentru a facilita dispersia coloidală.
În etapa următoare, ingredientele active (de exemplu, fluorura de calciu, clorura de zinc, hidroxiapatita), aditivii de îndulcire și conservanții sunt amestecați în amestec.
Apoi, o suspensie care conține particule abrazive și? sau umpluturi este încorporată în amestecul de pastă de dinți. Deoarece materialele abrazive sunt ingredientul principal, care sunt adăugate la o încărcătură solidă mare, este necesară o amestecare puternică și fiabilă la forfecare ridicată pentru a îndeplini această sarcină solicitantă.
Ulterior, se adaugă aroma și aditivii coloranți.
În etapa finală de amestecare, la formulă se adaugă un detergent sau sudser (agent de spumare) care acționează ca stabilizator și îmbunătățește distribuția uniformă a pastei de dinți în timpul periajului dinților. Detergentul și sudserul sunt amestecate în amestecul de pastă de dinți la o intensitate ușoară pentru a minimiza spumarea. Sudserele comune sunt lauril sulfatul de sodiu, laurilsulfoacetatul de sodiu, dioctilsulfosuccinatul de sodiu, sulfolaratul, lauril sarcosinatul de sodiu, stearilfumaratul de sodiu și stearillactatul de sodiu.

O formulare tipică de bază a pastei de dinți constă în:

• Apă
• particule abrazive
• Umectanți (de exemplu, sorbitol, glicerină)
• Agenți tensioactivi stabilizatori
• Modificatori de reologie (agenți de îngroșare)
• Coloranți
• Agenți aromatizanți
• Conservanți (de exemplu, p-hidrozibenzoat)
• Detergent

În funcție de tipul de pastă de dinți, se adaugă alte ingrediente active, cum ar fi bactericide, agenți de albire, fluorură etc.

Paste de dinți naturale, cu etichetă curată

Producătorii de paste de dinți organice, naturale formulează produse folosind numai certificate ecologic și? sau ingrediente naturale. Mărcile de pastă de dinți naturală răspund cererii consumatorilor conștienți de sănătate, care doresc să evite ingredientele artificiale care se găsesc în mod obișnuit în pastele de dinți obișnuite. Datorate consumatorilor’ Cererea în creștere pentru produse cu etichetă curată, din ce în ce mai multe mărci mai mici și mai mari oferă paste de dinți cu etichetă curată. Mixerele cu ultrasunete sunt ideale și pentru producția de dimensiuni mici și medii. Ca metodă de amestecare non-termică, pur mecanică, ultrasonicarea nu modifică formulările naturale, organice. Amestecarea cu ultrasunete este compatibilă cu ingrediente naturale precum bicarbonat de sodiu, aloe vera, ulei de eucalipt, smirnă, extract de plante (de exemplu, salvie, mentă, extract de căpșuni) și uleiuri esențiale (de exemplu, mentă, mentă, scorțișoară).
Citiți mai multe despre mixerele de forfecare cu ultrasunete pentru producția de produse de înfrumusețare cu etichetă curată!

Cum funcționează amestecarea de înaltă forfecare prin sonicare?

Mixerele cu ultrasunete de forfecare înaltă utilizează același principiu mecanic ca și alte sisteme de amestecare industriale utilizate în mod obișnuit, de exemplu, mixere cu lamă de forfecare ridicată, mixere cu mai multe arbori, mori coloide, omogenizatoare de înaltă presiune și agitatoare cu lame. Mixere cu ultrasunete de forfecare mare sunt frecvent utilizate pentru a dispersa și măcina particule, pentru a emulsiona fazele de ulei și apă, pentru a umezi și solubiliza materia solidă, precum și pentru a produce amestecuri omogene de orice fel de lichide și suspensii. Mixerele cu ultrasunete transmit forțele de forfecare ridicată printr-o sondă ultrasonică într-un vas de amestecare, cum ar fi într-un rezervor de lot sau într-o celulă de flux. Sonda mixerului cu ultrasunete vibrează în lichid la o frecvență și amplitudini foarte mari, creând astfel bule intense de cavitație cu ultrasunete în mediu. Colapsul bulelor de cavitație are ca rezultat forțe puternice de forfecare, care perturbă și sparg picăturile, aglomeratele, agregatele și chiar particulele primare. Deoarece cavitația cu ultrasunete generează streaming cavitațional de mare viteză cu până la 1000 km? h, jeturile lichide cavitaționale accelerează particulele. Când particulele accelerate se ciocnesc între ele, acționează ca medii de frezare. În consecință, particulele care se ciocnesc se sparg și sunt reduse la dimensiuni micronice sau nano. În câmpul de cavitație cu ultrasunete, presiunile alternează rapid și repetat între vid și până la 1000bar. Un mixer rotativ cu 4 lame de mixer ar trebui să funcționeze la o viteză uimitoare de 300.000 RPM pentru a atinge aceeași frecvență a ciclurilor de presiune alternativă. Mixerele rotative convenționale și mixerele rotor-stator nu creează o cantitate semnificativă de cavitație din cauza limitării vitezei lor.

Înainte și după sonicare: Curba verde arată dimensiunea particulelor înainte de sonicare, curba roșie este distribuția dimensiunii particulelor de silice dispersate ultrasonically.

Amestecarea pastei de dinți cu ultrasunete

Mixerele cu ultrasunete de forfecare înaltă pot fi utilizate ca procesoare inline în lot și continuu. Pentru materiale foarte vâscoase și prelucrare cu volum mare, este preferată utilizarea unui reactor cu celule de flux presurizabile, deoarece acest lucru vă permite să rulați în condiții de ultrasonication intensificate (adică presiunea intensifică cavitația). În plus, prin utilizarea unor setări sofisticate de flux, ar fi un pasaj sau configurarea discretă a procesului, amestecul complet de pastă de dinți este forțat să treacă prin zona cavitațională cu ultrasunete din celula de flux. Acest lucru asigură că fiecare particulă primește același tratament, astfel încât să se obțină o dispersie și amestecare foarte uniformă.

Prelucrarea pasajului cu ultrasunete

Pentru fiecare etapă a procesului, care este atunci când un nou amestec de ingrediente este adăugat la baza lichidă, amestecul de pastă trece de la un rezervor prin reactorul cu ultrasunete într-un al doilea rezervor. Acest proces de trecere asigură un rezultat de amestecare extrem de fiabil și uniform. În timp ce în timpul unui proces convențional de amestecare lot de forfecare mare excesul de amestecare trebuie aplicat pentru a se asigura că toate particulele se dispersează, configurarea celulelor de flux cu ultrasunete este de economisire a timpului și a energiei, deoarece timpul de procesare este redus la tratamentul minim pe particulă.
În amestecarea convențională în loturi de forfecare ridicată, unele particule sunt supra-procesate, în timp ce unele particule nu intră niciodată în zona de amestecare activă. Folosind un reactor cu celule de flux cu ultrasunete asigură că fiecare particulă vede același tratament de forfecare mare. Datorită procesului de trecere, fiecare particulă este tratată la aceeași frecvență și intensitate.

Sfat de procesare: Amestecarea cu ultrasunete sub presiune

Aplicarea presiunii asupra reactorului cu ultrasunete sau a celulei de flux intensifică cavitația acustică. Hielscher Ultrasonics furnizează diferite tipuri de celule de flux și reactoare, care pot fi ușor presurizate până la 5 barg. Reactoare cu ultrasunete personalizate pot gestiona presiuni chiar mai mari de până la 300barg.

Efecte de dezaerare cu ultrasunete

Agitatoarele cu lame și mixerele convenționale cu forfecare ridicată introduc volume mari de bule de gaz în amestec, ceea ce reprezintă un dezavantaj major. Dezaerarea amestecului final de pastă de dinți necesită o etapă suplimentară de procesare, care consumă timp și energie. În timpul amestecării cu ultrasunete, prinderea bulelor de aer este, în general, foarte scăzută în comparație cu agitatoarele convenționale ale rezervoarelor și mixerele de forfecare înaltă. Utilizarea unui reactor cu celule de flux cu ultrasunete previne încorporarea inutilă a bulelor de gaz nedorite, deoarece amestecul este alimentat din rezervorul de reținere într-un flux constant într-un sistem închis. Într-o configurație de celule de flux cu ultrasunete, amestecul de pastă este alimentat la presiune continuă în zona de cavitație cu ultrasunete. Configurarea fluxului cu ultrasunete previne prinderea nedorită a gazului în timpul procesului de amestecare. În plus, sonicare este o tehnică bine stabilită de dezaerare și degazare și promovează coalescența bulelor de aer, astfel încât acestea să se poată ridica la vârf și volatiliza.
Citiți mai multe despre dezaerarea cu ultrasunete și degazarea!

Avantajele mixerelor cu ultrasunete de înaltă performanță

Mixerele cu ultrasunete de forfecare înaltă creează forțe intense de forfecare, care au impactul necesar asupra particulelor, ar fi solide, picături, cristale și fibre pentru a le descompune la o dimensiune vizată, care poate fi în domeniul micron sau nano. Manipulând cu ușurință vâscozități ridicate și sarcini solide mari, mixerele inline cu ultrasunete de forfecare ridicată sunt ideale pentru prelucrarea produselor de pastă, cum ar fi pastele de dinți, dentifricele și gelurile. Forțele acustice de forfecare realizează o umezire completă a ingredientelor pulberii și le amestecă uniform într-o pastă omogenă.
În funcție de duritatea particulelor și fragilitatea, parametrii procesului cu ultrasunete pot fi ajustați exact pentru a obține rezultatul de amestecare aspirat. În comparație cu metodele alternative de amestecare, ar fi agitatoarele cu lamă de forfecare înaltă, omogenizatoarele de înaltă presiune, morile coloidale? mărgele, mixerele cu arbore etc. mixerele cu ultrasunete cu forfecare ridicată oferă avantaje majore, cum ar fi manipularea fără probleme a materialelor abrazive și a încărcăturilor solide ridicate, operarea ușoară și sigură, întreținerea redusă și robustețea.

lot și în linie

Hielscher Ultrasonics mixere de înaltă performanță pot fi utilizate pentru lot și inline de prelucrare. În funcție de volumul procesului și de debitul orar, poate fi recomandată procesarea în linie. În timp ce lotizarea necesită mai mult timp și forță de muncă, un proces continuu de amestecare în linie este mai eficient, mai rapid și necesită mult mai puțină forță de muncă.

Mixere cu ultrasunete pentru fiecare capacitate de produs

Hielscher Ultrasonics gama de produse acoperă întregul spectru de procesoare cu ultrasunete de la ultrasonicators de laborator compact peste banc-top și sisteme pilot la procesoare cu ultrasunete complet industriale, cu capacitatea de a procesa camioane pe oră. Gama completă de produse ne permite să vă oferim cel mai potrivit mixer de forfecare cu ultrasunete pentru capacitatea și obiectivele procesului.
Scale-up de la un mixer cu ultrasunete mai mic la capacități de procesare mai mari este foarte simplu, deoarece procesul de amestecare cu ultrasunete poate fi scalat complet liniar de la parametrii de proces stabilite. Up-scaling se poate face fie prin instalarea unei unități mixer cu ultrasunete mai puternice sau gruparea mai multor ultrasonicators în paralel.

Amplitudini mari pentru eficiență ridicată de amestecare

Hielscher Ultrasonics’ Procesoarele industriale cu ultrasunete pot oferi amplitudini foarte mari. Amplitudinile de până la 200 μm pot fi rulate cu ușurință continuu în funcționare 24/7. Pentru amplitudini și mai mari, sunt disponibile sonotrode cu ultrasunete personalizate. Robustețea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 în medii grele și solicitante.

Testare ușoară, fără riscuri

Procesele cu ultrasunete pot fi scalate complet liniar. Acest lucru înseamnă că fiecare rezultat pe care l-ați obținut folosind un ultrasonicator de laborator sau banc-top, poate fi scalat la exact aceeași ieșire folosind exact aceiași parametri de proces. Acest lucru face ultrasonication ideal pentru dezvoltarea produselor și implementarea ulterioară în producția comercială.

Cea mai înaltă calitate – Proiectat și fabricat în Germania

Fiind o afacere de familie, Hielscher acordă prioritate celor mai înalte standarde de calitate pentru procesoarele sale cu ultrasunete. Toate ultrasunetele sunt proiectate, fabricate și testate temeinic la sediul nostru central din Teltow, lângă Berlin, Germania. Robustețea și fiabilitatea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher îl fac un cal de bătaie în producția dumneavoastră. Funcționarea 24/7 la sarcină maximă și în medii solicitante este o caracteristică naturală a mixerelor de înaltă performanță Hielscher.

Puteți cumpăra Hielscher mixere cu ultrasunete de înaltă forfecare în orice dimensiune diferită și configurate exact la cerințele de proces. De la tratarea fluidelor într-un pahar mic de laborator la fluxul continuu prin amestecarea suspensiilor și pastelor la nivel industrial, Hielscher Ultrasonics oferă un mixer adecvat de forfecare înaltă pentru tine! Va rugam sa ne contactati – Suntem bucuroși să vă recomandăm configurarea ideală a mixerului cu ultrasunete!

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre: