Mešalniki z visokim striženjem za proizvodnjo zobne paste

Proizvodnja zobne paste je zahteven proces, ki zahteva mešalno opremo, ki je sposobna ravnati z viskoznimi pastami, visokimi koncentracijami trdnih snovi in abrazivnimi delci. Ultrazvočni mešalniki z visoko strižnostjo zagotavljajo visoko intenzivne strižne sile, ki zagotavljajo temeljito vlaženje praškov, enakomerno homogenizacijo koloidnih suspenzij in celo porazdelitev velikosti delcev. Na voljo v industrijskem obsegu in sposobni obdelati velike količine tokov, ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem so vaš zanesljiv delovni konj pri proizvodnji zobne paste!

Proizvodnja zobne paste

Zobne paste, zobne paste in geli so sestavljeni iz štirih glavnih sestavin vode, abrazivov, fluoridov in detergentov. Medtem ko se vsebnost vode večinoma giblje med 20 in 45%, so abrazivi glavne sestavine, ki vsaj 50% prispevajo k formulaciji zobne paste. Široko uporabljeni abrazivi vključujejo delce aluminijevega hidroksida (Al (OH)₃), kalcijev karbonat (CaCO₃), natrijev karbonat, različni kalcijevi hidrogenfosfati, hidrirani silicijev dioksid, zeoliti, sljuda in hidroksiapatit (Ca₅(PO₄)3OH).
Običajne formulacije zobne paste in zobne paste se na splošno proizvajajo po spodnjih korakih:
Najprej se voda, vlažilno sredstvo (npr. sorbitol, glicerin, propilenglikol) in druge tekoče sestavine zmešajo skupaj, tako da dobimo tekočo bazo.
Da bi dobili določeno reologijo in teksturo končne zobne paste, tekoči osnovi dodamo reološke modifikatorje in veziva. Reološki modifikatorji in veziva dajejo zobni pasti debelino in teksturo. Pogosto uporabljena veziva vključujejo karaya gumi, bentonit, natrijev alginat, metilcelulozo, karagenan in magnezijev aluminijev silikat. Nekateri modifikatorji reologije morajo biti predhodno zmešani z nevodno tekočo sestavino, kot je glicerin ali aromatična eterična olja. Druga možnost je, da se modifikator reologije zmeša z drugimi sestavinami v prahu, da se olajša koloidna disperzija.
V naslednjem koraku se v mešanico vmešajo aktivne sestavine (npr. kalcijev fluorid, cinkov klorid, hidroksiapatit), aditivi za sladila in konzervansi.
Nato se v mešanico zobne paste vključi gnojevka, ki vsebuje abrazivne delce in / ali polnila. Ker so abrazivi glavna sestavina, ki se dodajajo visoki trdni obremenitvi, je za izpolnitev te zahtevne naloge potrebno močno in zanesljivo mešanje z visokim striženjem.
Nato se dodajo aromatični in barvilni dodatki.
V zadnjem koraku mešanja se formulaciji doda detergent ali pena (penilo), ki deluje kot stabilizator in izboljša enakomerno porazdelitev zobne paste med ščetkanjem zob. Detergent in pena se zmešata v mešanico zobne paste z nežno intenzivnostjo, da se zmanjša penjenje. Pogosti peni so natrijev lauril sulfat, natrijev lauril sulfoacetat, dioktil natrijev sulfosukcinat, sulfolaurat, natrijev lauril sarkosinat, natrijev stearil fumarat in natrijev stearil laktat.

Tipična osnovna formulacija zobne paste je sestavljena iz:

• Voda
• abrazivni delci
• Vlažilne snovi (npr. sorbitol, glicerin)
• Stabilizacijske površinsko aktivne snovi
• Modifikatorji reologije (zgoščevalci)
• Barvila
• Aromatična sredstva
• Konzervansi (npr. p-hidrozibenzoat)
• Detergent

Glede na vrsto zobne paste se dodajo druge aktivne sestavine, kot so baktericidi, belila, fluorid itd.

Naravne zobne paste s čisto etiketo

Proizvajalci ekoloških, naravnih zobnih past oblikujejo izdelke, ki uporabljajo samo ekološko certificirane in / ali naravne sestavine. Blagovne znamke naravnih zobnih past zadovoljujejo povpraševanje potrošnikov, ki se zavedajo zdravja, ki se želijo izogniti umetnim sestavinam, ki jih običajno najdemo v običajnih zobnih pastah. Zaradi naraščajočega povpraševanja potrošnikov po izdelkih s čisto etiketo vedno več manjših in večjih znanih blagovnih znamk ponuja zobne paste s čisto etiketo. Ultrazvočni mešalniki so idealni tudi za majhne in srednje velike proizvodne lestvice. Kot netoplotna, čisto mehanska metoda mešanja, ultrasonication ne spreminja naravnih, organskih formulacij. Ultrazvočno mešanje je združljivo z naravnimi sestavinami, kot so soda bikarbona, aloe vera, evkaliptusovo olje, mira, rastlinski izvleček (npr. žajbelj, meta, izvleček jagode) in eterična olja (npr. meta, meta, cimet).
Preberite več o ultrazvočnih strižnih mešalnikih za proizvodnjo lepotnih izdelkov s čisto etiketo!

Kako deluje mešanje z visokim striženjem z ultrazvočnim razbijanjem?

Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem uporabljajo enako mehansko načelo kot drugi pogosto uporabljeni industrijski mešalni sistemi, npr. Mešalniki z visokim strižnim rezilom, mešalniki z več gredmi, koloidni mlini, visokotlačni homogenizatorji in mešala rezil. Ultrazvočni mešalniki z visokim strižjem se pogosto uporabljajo za razprševanje in mletje delcev, za emulgiranje oljnih in vodnih faz, za vlaženje in raztapljanje trdnih snovi ter za proizvodnjo homogenih mešanic vseh vrst tekočin in gnojevk. Ultrazvočni mešalniki prenašajo visoke strižne sile prek ultrazvočne sonde v mešalno posodo, na primer v šaržni rezervoar ali v pretočno celico. Sonda ultrazvočnega mešalnika vibrira v tekočini z zelo visoko frekvenco in amplitudo, s čimer ustvarja intenzivne ultrazvočne kavitacijske mehurčke v mediju. Propad kavitacijskih mehurčkov ima za posledico močne strižne sile, ki motijo in lomijo kapljice, aglomerate, agregate in celo primarne delce. Ker ultrazvočna kavitacija ustvarja visokohitrostno kavitacijsko pretakanje do 1000 km / h, kavitacijski tekoči curki pospešujejo delce. Ko pospešeni delci trčijo med seboj, delujejo kot mediji za mletje. Posledično se trkajoči delci razbijejo in se zmanjšajo na mikronsko ali nano-velikost. V ultrazvočnem kavitacijskem polju se tlaki hitro in večkrat izmenjujejo med vakuumom in do 1000 barov. Rotacijski mešalnik s 4 mešalnimi lopaticami bi moral delovati pri neverjetnih 300.000 vrtljajih na minuto, da bi dosegel enako frekvenco izmeničnih tlačnih ciklov. Običajni rotacijski mešalniki in rotor-statorski mešalniki ne ustvarjajo pomembne količine kavitacije zaradi svoje omejitve hitrosti.

Pred in po ultrazvočnem razbijanju: Zelena krivulja prikazuje velikost delcev pred ultrazvočno razpršenim silicijevim dioksidom, rdeča krivulja je porazdelitev velikosti delcev ultrazvočno razpršenega silicijevega dioksida.

Ultrazvočno mešanje zobne paste

Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem se lahko uporabljajo kot serijski in kontinuirani inline procesorji. Za visoko viskozne materiale in obdelavo velikih količin je zaželena uporaba reaktorja s pretočnimi celicami pod tlakom, saj vam to omogoča delovanje v okrepljenih ultrazvočnih pogojih (tj. Tlak intenzivira kavitacijo). Poleg tega je z uporabo sofisticiranih nastavitev pretoka, kot je prehod ali diskretna nastavitev procesa, celotna mešanica zobne paste prisiljena prehajati skozi ultrazvočno kavitacijsko cono v pretočni celici. To zagotavlja, da je vsak delec enako obdelan, tako da se doseže zelo enakomerno razpršitev in mešanje.

Ultrazvočna obdelava prehodov

Za vsak korak procesa, ko se tekoči osnovi doda nova mešanica sestavin, mešanica paste prehaja iz enega rezervoarja skozi ultrazvočni reaktor v drugi rezervoar. Ta prehodni postopek zagotavlja zelo zanesljiv in enakomeren rezultat mešanja. Medtem ko je treba med običajnim postopkom mešanja z visokim strižjem uporabiti presežno mešanje, da se zagotovi, da se vsi delci razpršijo, je nastavitev ultrazvočne pretočne celice varčevanje s časom in energijo, saj se čas obdelave zmanjša na minimalno obdelavo na delec.
Pri običajnem mešanju z visoko strižno serijo se nekateri delci prekomerno obdelajo, medtem ko nekateri delci nikoli ne pridejo v aktivno mešalno cono. Uporaba ultrazvočnega reaktorja pretočnih celic zagotavlja, da vsak delec vidi enako obdelavo z visokim striženjem. Zaradi prehodnega procesa se vsak delec obravnava z enako frekvenco in intenzivnostjo.

Nasvet za obdelavo: Ultrazvočno mešanje pod pritiskom

Uporaba pritiska na ultrazvočni reaktor ali pretočno celico okrepi akustično kavitacijo. Hielscher Ultrasonics dobavlja različne vrste pretočnih celic in reaktorjev, ki jih je mogoče enostavno pod tlakom do 5 barg. Prilagojeni ultrazvočni reaktorji lahko prenesejo še višje pritiske do 300barg.

Ultrazvočni učinki prezračevanja

Mešala z rezilom in običajni mešalniki z visokim striženjem v mešanico vnašajo velike količine plinskih mehurčkov, kar je velika pomanjkljivost. Razzračevanje končne mešanice zobne paste zahteva dodaten korak obdelave, ki je dolgotrajen in energijski. Med ultrazvočnim mešanjem je ujetje zračnih mehurčkov na splošno zelo nizko v primerjavi z običajnimi mešalniki rezervoarjev in mešalniki z visokim striženjem. Uporaba ultrazvočnega reaktorja s pretočnimi celicami preprečuje nepotrebno vključitev neželenih plinskih mehurčkov, saj se mešanica donaša iz zadrževalnega rezervoarja v enakomernem pretoku v zaprtem sistemu. V ultrazvočni nastavitvi pretočne celice se mešanica paste pod neprekinjenim pritiskom donaša v ultrazvočno kavitacijsko cono. Ultrazvočna pretočna nastavitev preprečuje neželeno ujetje plina med postopkom mešanja. Poleg tega je ultrazvočno razglašenje dobro uveljavljena tehnika razzračevanja in razplinjevanja ter spodbuja združevanje zračnih mehurčkov, tako da se lahko dvignejo na vrh in izhlapijo.
Preberite več o ultrazvočnem prezračevanju in razplinjevanju!

Prednosti visoko zmogljivih ultrazvočnih mešalnikov

Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem ustvarjajo intenzivne strižne sile, ki imajo potreben vpliv na delce, kot so trdne snovi, kapljice, kristali in vlakna, da bi jih razgradili na ciljno velikost, ki je lahko v mikronskem ali nano območju. Ultrazvočni linijski mešalniki z visoko strižno močjo so idealni za obdelavo paste, kot so zobne paste, zobne paste in geli. Akustične strižne sile dosežejo temeljito vlaženje sestavin v prahu in jih enakomerno zmešajo v homogeno pasto.
Glede na trdoto in krhkost delcev se lahko ultrazvočni procesni parametri natančno prilagodijo, da se doseže želeni rezultat mešanja. V primerjavi z alternativnimi metodami mešanja, kot so mešala z visoko strižnimi rezili, visokotlačni homogenizatorji, koloidni / kroglični mlini, mešalniki gredi itd., ultrazvočni mešalniki z visokim strižjem ponujajo velike prednosti, kot so nemoteno ravnanje z abrazivi in visoke trdne obremenitve, enostavno in varno delovanje, nizko vzdrževanje in robustnost.

Paketno in v vrstici

Visoko zmogljivi mešalniki Hielscher Ultrasonics se lahko uporabljajo za serijsko in linijsko obdelavo. Glede na obseg procesa in urno prepustnost je morda priporočena obdelava v vrstici. Medtem ko je šaržiranje bolj časovno in delovno intenzivno, je neprekinjen postopek mešanja v liniji učinkovitejši, hitrejši in zahteva bistveno manj dela.

Ultrazvočni mešalniki za vsako zmogljivost izdelka

Paleta izdelkov Hielscher Ultrasonics zajema celoten spekter ultrazvočnih procesorjev od kompaktnih laboratorijskih ultrazvočnih naprav preko namiznih in pilotnih sistemov do popolnoma industrijskih ultrazvočnih procesorjev z zmogljivostjo obdelave tovornjakov na uro. Celotna paleta izdelkov nam omogoča, da vam ponudimo najprimernejši ultrazvočni strižni mešalnik za vašo procesno zmogljivost in cilje.
Povečanje od manjšega ultrazvočnega mešalnika do višjih zmogljivosti obdelave je zelo preprosto, saj je postopek ultrazvočnega mešanja lahko popolnoma linearno prilagojen vašim uveljavljenim procesnim parametrom. Povečanje obsega se lahko izvede z namestitvijo močnejše ultrazvočne mešalne enote ali vzporedno združevanjem več ultrazvočnih zvočnikov.

Visoke amplitude za visoko učinkovitost mešanja

Hielscher Ultrasonics’ Industrijski ultrazvočni procesorji lahko zagotovijo zelo visoke amplitude. Amplitude do 200 μm se lahko enostavno neprekinjeno izvajajo v 24/7 delovanju. Za še višje amplitude so na voljo prilagojene ultrazvočne sonotrode. Robustnost Hielscherjeve ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje pri težkih obremenitvah in v zahtevnih okoljih.

Enostavno testiranje brez tveganja

Ultrazvočni procesi so lahko popolnoma linearno skalirani. To pomeni, da lahko vsak rezultat, ki ste ga dosegli z laboratorijskim ali namiznim ultrazvočnim aparatom, prilagodite na popolnoma enak izhod z uporabo popolnoma enakih procesnih parametrov. Zaradi tega je ultrazvok idealen za razvoj izdelkov in kasnejšo implementacijo v komercialno proizvodnjo.

Najvišja kakovost – Zasnovano in izdelano v Nemčiji

Kot družinsko in družinsko podjetje Hielscher daje prednost najvišjim standardom kakovosti za svoje ultrazvočne procesorje. Vsi ultrazvočni aparati so zasnovani, izdelani in temeljito preizkušeni na našem sedežu v Teltowu blizu Berlina v Nemčiji. Robustnost in zanesljivost Hielscherjeve ultrazvočne opreme je delovni konj v vaši proizvodnji. 24/7 delovanje pri polni obremenitvi in v zahtevnih okoljih je naravna značilnost Hielscherjevih visoko zmogljivih mešalnikov.

Hielscher ultrazvočne mešalnike z visokim striženjem lahko kupite v različnih velikostih in natančno konfigurirane glede na vaše procesne zahteve. Od obdelave tekočin v majhni laboratorijski čaši do neprekinjenega pretočnega mešanja gnojevk in paste na industrijski ravni, Hielscher Ultrasonics ponuja primeren mešalnik z visokim striženjem za vas! Prosimo, kontaktirajte nas – Z veseljem vam priporočamo idealno nastavitev ultrazvočnega mešalnika!

Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov: