Мешалице са високим смицањем за производњу пасте за зубе

Производња пасте за зубе је захтеван процес који изискује опрему за мешање способну за обраду вискозних паста, високих концентрација чврсте материје и абразивних честица. Ултразвучне мешалице са високим смицањем стварају силе смицања високог интензитета које обезбеђују темељно квашење прахова, равномерну хомогенизацију колоидних суспензија и уједначену расподелу величине честица. Доступне у индустријским размерама и способне за обраду токова велике запремине, ултразвучне мешалице са високим смицањем ваш су поуздан ослонац у производњи пасте за зубе!

Производња пасте за зубе

Пасте за зубе, средства за чишћење зуба и гелови састоје се од четири главне компоненте: воде, абразива, флуорида и детерџената. Док се садржај воде углавном креће између 20 и 45%, абразиви су главне компоненте, са уделом од најмање 50% у формулацији пасте за зубе. Широко коришћени абразиви обухватају честице алуминијум-хидроксида (Al(OH)₃), калцијум-карбоната (CaCO₃), натријум-карбонат, различите калцијум-хидрогенфосфате, хидратисане силицијум-диоксиде, зеолите, лискун и хидроксиапатит (Ca₅(PO₄)3OH).
Уобичајене формулације паста за зубе и средстава за чишћење зуба углавном се производе према следећим корацима:
Најпре се вода, хумектанс (нпр. сорбитол, глицерин, пропилен-гликол) и други течни састојци мешају тако да се добије течна основа.
Да би се постигла одређена реологија и текстура готове пасте за зубе, течној основи додају се модификатори реологије и везивна средства. Модификатори реологије и везивна средства дају пасти за зубе густину и текстуру. Уобичајена везивна средства обухватају караја гуму, бентонит, натријум-алгинат, метилцелулозу, карагенан и магнезијум-алуминијум-силикат. Неки модификатори реологије захтевају претходно мешање са неводеним течним састојком као што су глицерин или етарска уља за ароматизацију. Алтернативно, модификатор реологије може се помешати са другим прашкастим састојцима како би се олакшало колоидно дисперговање.
У следећем кораку у смешу се умешавају активни састојци (нпр. калцијум-флуорид, цинк-хлорид, хидроксиапатит), ароматични додаци који заслађују и конзерванси.
Затим се у смешу пасте за зубе уноси суспензија која садржи абразивне честице и / или пунила. Пошто су абразиви главни састојак и додају се у количини која доводи до високог садржаја чврсте материје, за овај захтеван задатак потребно је снажно, поуздано мешање са високим смицањем.
Након тога додају се ароме и боје.
У завршном кораку мешања формулацији се додаје детерџент или средство за пењење, које делује као стабилизатор и побољшава равномерну расподелу пасте за зубе током прања зуба. Детерџент и средство за пењење умешавају се у смешу пасте за зубе благим интензитетом како би се пењење свело на минимум. Уобичајена средства за пењење су натријум-лаурилсулфат, натријум-лаурилсулфоацетат, диоктил-натријум-сулфосукцинат, сулфолаурат, натријум-лаурилсаркозинат, натријум-стеарилфумарат и натријум-стеариллактат.

Типична основна формулација пасте за зубе састоји се од:

• Воде
• Абразивних честица
• Хумектанаса (нпр. сорбитола, глицерина)
• Стабилизујућих површински активних материја
• Модификатора реологије (згушњивача)
• Боја
• Арома
• Конзерванаса (нпр. p-хидроксибензоата)
• Детерџента

У зависности од врсте пасте за зубе, додају се и други активни састојци, као што су бактерициди, средства за избељивање, флуорид итд.

Природне пасте за зубе са чистом декларацијом

Произвођачи органских, природних паста за зубе формулишу производе користећи само састојке сертификоване као органске и / или природне састојке. Брендови природних паста за зубе задовољавају потребе потрошача који воде рачуна о здрављу и желе да избегну вештачке састојке који се обично налазе у уобичајеним пастама за зубе. Због растуће потражње потрошача за производима са чистом декларацијом, све више мањих, као и већих познатих брендова нуди пасте за зубе са чистом декларацијом. Ултразвучни миксери су такође идеални за производњу малог и средњег обима. Као нетермичка, чисто механичка метода мешања, ултразвучна обрада не мења природне, органске формулације. Ултразвучно мешање је компатибилно са природним састојцима као што су сода бикарбона, алоја вера, уље еукалиптуса, смирна, биљни екстракти (нпр. екстракти жалфије, нане и јагоде) и етерична уља (нпр. нане, зелене нане и цимета).
Прочитајте више о ултразвучним миксерима са смицајним дејством за производњу козметичких производа са чистом декларацијом!

Како функционише мешање са високим смицањем применом ултразвучне обраде?

Ултразвучни миксери са високим смицањем користе исти механички принцип као и други уобичајени индустријски системи за мешање, нпр. лопатични миксери са високим смицањем, миксери са више вратила, колоидни млинови, хомогенизатори високог притиска и лопатичне мешалице. Ултразвучни миксери са високим смицањем често се користе за дисперговање и млевење честица, емулговање уљане и водене фазе, квашење и солубилизацију чврсте материје, као и за производњу хомогених смеша свих врста течности и суспензија. Ултразвучни миксери преко ултразвучне сонде преносе велике смицајне силе у посуду за мешање, као што су резервоар за шаржну обраду или проточна ћелија. Сонда ултразвучног миксера вибрира у течности на веома високој фреквенцији и са веома великим амплитудама, стварајући тако интензивне ултразвучне кавитационе мехуриће у медијуму. Колапс кавитационих мехурића ствара снажне смицајне силе које разарају и разбијају капљице, агломерате, агрегате, па чак и примарне честице. Пошто ултразвучна кавитација ствара кавитационо струјање велике брзине, до 1000km/h, кавитациони млазеви течности убрзавају честице. Када се убрзане честице међусобно сударају, оне делују као медијуми за млевење. Као последица тога, честице које се сударају разбијају се и уситњавају до микрометарских или нанометарских величина. У ултразвучном кавитационом пољу притисци се брзо и узастопно смењују између вакуума и притиска до 1000bar. Ротациони миксер са 4 лопатице морао би да ради на запањујућих 300.000 RPM да би постигао исту фреквенцију циклуса наизменичне промене притиска. Конвенционални ротациони миксери и роторско-статорски миксери не стварају значајну количину кавитације због ограничења своје брзине.

Пре и после ултразвучне обраде: зелена крива приказује величину честица пре ултразвучне обраде, а црвена крива представља расподелу величине честица ултразвучно диспергованог силицијум-диоксида.

Ултразвучно мешање пасте за зубе

Ултразвучни миксери са високим смицањем могу се користити као уређаји за шаржну и континуирану проточну обраду. За високо вискозне материјале и обраду великих запремина предност се даје употреби реактора са проточном ћелијом који може да ради под притиском, јер то омогућава рад у условима појачане ултразвучне обраде (тј. притисак појачава кавитацију). Поред тога, коришћењем софистицираних конфигурација протока, као што су конфигурација са пролазном обрадом или конфигурација дискретног процеса, целокупна смеша пасте за зубе принудно се усмерава кроз ултразвучну кавитациону зону у проточној ћелији. Тиме се обезбеђује да свака честица буде подвргнута истом третману, чиме се постижу изузетно равномерно дисперговање и мешање.

Ултразвучна пролазна обрада

У сваком кораку процеса, када се нова мешавина састојака додаје течној основи, пастозна смеша прелази из једног резервоара кроз ултразвучни реактор у други резервоар. Овај поступак пролазне обраде обезбеђује веома поуздан и уједначен резултат мешања. Док је током конвенционалног шаржног мешања са високим смицањем потребно продужено мешање како би се обезбедило дисперговање свих честица, систем са ултразвучном проточном ћелијом штеди време и енергију, јер се време обраде своди на минимално потребну обраду сваке честице.
При конвенционалном шаржном мешању са високим смицањем, неке честице се прекомерно обрађују, док друге никада не доспеју у активну зону мешања. Употреба ултразвучног реактора са проточном ћелијом обезбеђује да свака честица буде подвргнута истој обради са високим смицањем. Захваљујући поступку пролазне обраде, свака честица се обрађује при истој фреквенцији и интензитету.

Савет за обраду: ултразвучно мешање под притиском

Примена притиска у ултразвучном реактору или проточној ћелији појачава акустичну кавитацију. Hielscher Ultrasonics испоручује различите типове проточних ћелија и реактора, у којима се лако може постићи притисак до 5 barg. Прилагођени ултразвучни реактори могу да издрже још више притиске, до 300barg.

Ефекти ултразвучног уклањања ваздуха

Лопатичасте мешалице и конвенционалне мешалице са високим смицањем уносе велике запремине гасних мехурића у смешу, што представља велики недостатак. Уклањање ваздуха из коначне смеше пасте за зубе захтева додатни корак обраде, који троши време и енергију. Током ултразвучног мешања, задржавање ваздушних мехурића у смеши углавном је веома мало у поређењу са конвенционалним резервоарским мешалицама и мешалицама са високим смицањем. Употреба ултразвучног реактора са проточном ћелијом спречава непотребно уношење нежељених гасних мехурића, јер се смеша доводи из резервоара за складиштење уједначеним протоком у затвореном систему. У систему са ултразвучном проточном ћелијом, пастозна смеша се доводи под сталним притиском у зону ултразвучне кавитације. Ултразвучни проточни систем спречава нежељено задржавање гаса током процеса мешања. Осим тога, соникација је добро утврђена техника уклањања ваздуха и дегазације и подстиче коалесценцију ваздушних мехурића, тако да они могу да се подигну на површину и испаре.
Прочитајте више о ултразвучном уклањању ваздуха и дегазацији!

Предности ултразвучних мешалица високих перформанси

Ултразвучне мешалице са високим смицањем стварају интензивне силе смицања, које остварују потребно дејство на честице, као што су чврсте честице, капљице, кристали и влакна, како би их уситниле до циљане величине, која може бити у микрометарском или нанометарском опсегу. Пошто лако обрађују материјале високе вискозности и смеше са високим садржајем чврсте материје, ултразвучне проточне мешалице са високим смицањем идеалне су за обраду пастозних производа као што су пасте за зубе, средства за чишћење зуба и гелови. Акустичне силе смицања обезбеђују темељно квашење прашкастих састојака и њихово равномерно мешање у хомогену пасту.
У зависности од тврдоће и кртости честица, параметри ултразвучног процеса могу се прецизно подесити како би се постигао жељени резултат мешања. У поређењу са алтернативним методама мешања, као што су лопатичасте мешалице са високим смицањем, хомогенизатори високог притиска, колоидни млинови / млинови са куглицама, осовинске мешалице итд., ултразвучне мешалице са високим смицањем нуде значајне предности, као што су обрада абразива и смеша са високим садржајем чврсте материје без проблема, једноставан и безбедан рад, мали захтеви за одржавањем и робусност.

Шаржна и проточна обрада

Мешалице високих перформанси компаније Hielscher Ultrasonics могу се користити за шаржну и проточну обраду. У зависности од запремине коју обрађујете и часовног капацитета обраде, проточна обрада може бити препоручљива. Док шаржна обрада захтева више времена и рада, континуирани поступак проточног мешања је ефикаснији, бржи и захтева знатно мање рада.

Ултразвучне мешалице за сваки производни капацитет

Асортиман производа компаније Hielscher Ultrasonics обухвата читав спектар ултразвучних процесора, од компактних лабораторијских ултразвучних уређаја, преко стоних и пилотских система, до потпуно индустријских ултразвучних процесора са капацитетом обраде камионских товара на сат. Комплетан асортиман производа омогућава нам да вам понудимо најпогоднију ултразвучну мешалицу са смицајним дејством за ваш капацитет обраде и ваше циљеве.
Прелазак са мање ултразвучне мешалице на веће капацитете обраде веома је једноставан, јер се поступак ултразвучног мешања може повећавати потпуно линеарно на основу ваших утврђених процесних параметара. Повећање капацитета може се остварити постављањем снажније ултразвучне мешалице или паралелним повезивањем више ултразвучних уређаја у групу.

Високе амплитуде за високу ефикасност мешања

Индустријски ултразвучни процесори компаније Hielscher Ultrasonics могу да остваре веома високе амплитуде. Амплитуде до 200µm могу се лако одржавати непрекидно у режиму рада 24/7. За још више амплитуде доступне су ултразвучне сонотроде израђене по мери. Робусност ултразвучне опреме компаније Hielscher омогућава рад 24/7 при великим оптерећењима и у захтевним окружењима.

Једноставно испитивање без ризика

Ултразвучни процеси могу се повећавати потпуно линеарно. То значи да се сваки резултат који сте постигли помоћу лабораторијског или стоног ултразвучног уређаја може пренети на већи обим уз постизање потпуно истог резултата и коришћење потпуно истих процесних параметара. Због тога је ултразвучна обрада идеална за развој производа и касније увођење у комерцијалну производњу.

Највиши квалитет – пројектовано и произведено у Немачкој

Као предузеће у породичном власништву којим управља породица, Hielscher даје приоритет највишим стандардима квалитета за своје ултразвучне процесоре. Сви ултразвучни уређаји пројектују се, производе и темељно испитују у нашем седишту у Телтову, близу Берлина, у Немачкој. Робусност и поузданост ултразвучне опреме компаније Hielscher чине је поузданим ослонцем у вашој производњи. Рад 24/7 под пуним оптерећењем и у захтевним окружењима природна је одлика мешалица високих перформанси компаније Hielscher.

Ултразвучне мешалице са великим смицајним силама компаније Hielscher можете купити у различитим величинама и са конфигурацијом тачно прилагођеном захтевима вашег процеса. Од обраде флуида у малој лабораторијској чаши до континуираног проточног мешања суспензија и пасти на индустријском нивоу, Hielscher Ultrasonics нуди одговарајућу мешалицу са великим смицајним силама за вас! Контактирајте нас – радо ћемо вам препоручити идеалну конфигурацију ултразвучне мешалице!

Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја: