Tandkräm tillverkning är en krävande process som kräver blandning utrustning som kan hantera trögflytande pasta, höga fasta koncentrationer och slipande partiklar. Ultraljud hög-skjuvning blandare ger högintensiva skjuvkrafter som ger noggrann vätning av pulver, enhetlig homogenisering av kolloidala uppslamningar och även partikelstorleksfördelning. Finns i industriell skala och kan bearbeta stora volymströmmar, ultraljud hög-skjuvning blandare är din pålitliga arbete häst i tandkräm tillverkning!

Tandkräm Tillverkning

Tandkrämer, dentifrices och geler består i de fyra huvudkomponenterna i vatten, slipmedel, fluorider och rengöringsmedel. Medan vattenhalten mestadels varierar mellan 20 och 45%, slipmedel är de viktigaste komponenterna bidrar med minst 50% till tandkräm formuleringen. Ofta använda slipmedel inkluderar partiklar av aluminiumhydroxid (Al(OH)₃), kalciumkarbonat (CaCO₃), natriumkarbonat, olika kalciumvätgasfosfater, hydratiserade kiseldioxider, zeoliter, glimmer, och hydroxyapatit (Ca₅(PO₄)3OH).
Vanliga tandkräm och dentifrice formuleringar tillverkas i allmänhet följande steg nedan:
Till en början blandas vatten, fuktighetsskydd (t.ex., sorbitol, glycerin, propylenglykol) och andra flytande ingredienser ihop så att en flytande bas erhålls.
För att erhålla en viss reologi annd textur av den slutliga tandkräm, rheology modifierare och bindemedel läggs till den flytande basen. Reologimodifierare och bindemedel ger tandkräm dess tjocklek och textur. Vanligen använda bindemedel inkluderar karaya tuggummi, bentonit, natriumalginat, metylcellulosa, karragenan, och magnesium aluminium silikat. Vissa reologi modifierare kräver att vara pre-blandning med icke-vattenhaltiga flytande ingrediens såsom glycerin eller arom eteriska oljor. Alternativt kan reologimodifieraren blandas till andra pulverformiga ingredienser för att underlätta den kolloidala spridningen.
I nästa steg blandas aktiva ingredienser (t.ex. kalciumfluorid, zinkklorid, hydroxyapatit), sötningssmaktillsatser och konserveringsmedel i blandningen.
Sedan är en slurry som innehåller slipande partiklar och / eller fyllmedel införlivas i tandkräm blandning. Eftersom slipmedel är den viktigaste ingrediensen, som läggs till en hög fast belastning, kraftfull, tillförlitlig hög skjuvning blandning krävs för att uppfylla denna krävande uppgift.
Efteråt tillsätts smak- och färgtillsatser.
I det slutliga blandningssteget tillsätts ett tvättmedel eller sudser (skummedel) som fungerar som stabilisator och förbättrar den enhetliga fördelningen av tandkräm under tandborstning, till formuleringen. Tvättmedlet och sudsern blandas in i tandkrämsblandningen med en mild intensitet för att minimera skumbildning. Vanliga sudsers är natriumlaurylsulfat, natriumlaurylsulfoacetat, dioctyl natriumsulfosuccinat, sulfolarat, natriumlaurylsarcosinate, natriumstearyl fumarat, och natriumstearyllaktat.

En typisk grundläggande tandkrämsformulering består i:

• Vatten
• Slipande partiklar
• Humektanter (t.ex. sorbitol, glycerin)
• Stabiliserande ytaktiva ämnen
• Reologimodifierare (förtjockningsmedel)
• Färgämnen
• Aromämnen
• Konserveringsmedel (t.ex. p-hydrozybensoat)
• Tvättmedel

Beroende på typ av tandkrämsprodukt tillsätts andra aktiva ingredienser som baktericider, blekmedel, fluor etc.

Naturliga, Clean-Label Tandkrämer

Tillverkare av ekologiska, naturliga tandkrämer formulera produkter med endast ekologiskt certifierade och / eller naturliga ingredienser. Naturliga tandkräm varumärken tillgodose efterfrågan av hälsomedvetna konsumenter, som vill undvika de konstgjorda ingredienser som vanligen finns i vanliga tandkrämer. På grund av konsumenternas uppåtgående efterfrågan på rena märkesvaror, fler och fler mindre samt större välkända varumärken erbjuder ren-label tandkrämer. Ultraljud blandare är idealiska för små och medelstora tillverkningsskala, alltför. Som en icke-termisk, rent mekanisk blandningsmetod ändrar ultraljud inte naturliga, organiska formuleringar. Ultraljud blandning är kompatibel med naturliga ingredienser såsom bakpulver, aloe vera, eukalyptusolja, myrra, växtextrakt (t.ex. salvia, mynta, jordgubbsextrakt), och eteriska oljor (t.ex. mynta, spearmint, kanel).
Läs mer om ultraljudsskjuvblandare för produktion av ren-label skönhetsprodukter!

Hur fungerar high-shear blandning av ultraljudsbehandling arbete?

Ultraljud hög skjuvblandare använder samma mekaniska princip som andra vanligt förekommande industriella blandningssystem, t ex hög skjuvning blad blandare, multi-skaft blandare, kolloid kvarnar, högtrycks homogenisatorer, och blad agitatorer. Ultraljud hög-skjuvning blandare används ofta för att skingra och kvarn partiklar, att emulgera olja och vatten faser, att våta och solubilize fasta ämnen samt att producera homogena blandningar av någon form av vätskor och slurries. Ultraljud blandare överföra hög-skjuvning krafter via ett ultraljud sond i en blandning fartyg, såsom i ett parti tank eller i ett flöde cell. Sonden av ultraljudsblandaren vibrerar i vätskan på en mycket hög frekvens och amplituder därigenom skapar intensiva ultraljud kavitation bubblor i mediet. Kollapsen av kavitation bubblor resulterar i kraftfulla skjuvning krafter, som stör och bryter droppar, agglomerat, aggregat, och även primära partiklar. Som ultraljud kavitation genererar hög hastighet cavitational streaming med upp till 1000km / h, den cavitational flytande jets påskynda partiklar. När de accelererade partiklarna kolliderar med varandra, fungerar som fräsningsmedia. Som en följd av detta splittras de kolliderande partiklarna och reduceras till mikron- eller nano-storlek. I ultraljud kavitation fältet växlar tryck snabbt och upprepade gånger mellan vakuum och upp till 1000bar. En roterande mixer med 4 mixerblad skulle behöva arbeta på en svindlande 300.000 RPM för att uppnå samma frekvens av alternerande tryck cykler. Konventionella roterande blandare och rotor-stator blandare skapar ingen betydande mängd kavitation på grund av deras begränsning i hastighet.

Före och efter ultraljudsbehandling: den gröna kurvan visar partikel storlek innan ultraljudsbehandling, den röda kurvan är partikel storleks fördelning av ultraljud spridda kiseldioxid.

Ultraljud Tandkräm Blandning

Ultraljud hög-shear mixers kan användas som batch och kontinuerlig inline processorer. För mycket visköst material och hög volym bearbetning, är användningen av en tryckbar flöde cell reaktorn att föredra eftersom detta gör att du kan köra under intensifierade ultraljud villkor (dvs. trycket intensifierar kavitation). Vidare, genom att använda en sofistikerad flöde uppställningar såsom en passage eller diskret process setup, är den kompletta tandkräm blandningen tvingas passera genom ultraljud cavitational zonen i flödet cellen. Detta säkerställer att varje partikel får samma behandling så att en mycket enhetlig spridning och blandning erhålls.

Ultraljud Passage Bearbetning

För varje processt steg, vilket är när en ny ingrediens blandning läggs till den flytande basen, klistra blandningen passerar från en tank genom ultraljud reaktorn i en andra tank. Denna passageprocess garanterar ett mycket tillförlitligt och enhetligt blandningsresultat. Även under en konventionell hög skjuvning batch blandning process överskott blandning måste tillämpas för att säkerställa att alla partiklar blir spridda, ultraljud flöde cellen setup är tid- och energibesparande, eftersom bearbetningstiden reduceras till den minsta behandlingen per partikel.
I konventionell hög skjuvning parti blandning, vissa partiklar blir över-bearbetade, medan vissa partiklar aldrig komma in i den aktiva blandningszonen. Med hjälp av ett ultraljud flöde cell reaktor säkerställer att varje partikel ser samma hög-skjuvning behandling. På grund av passageprocessen behandlas varje partikel med samma frekvens och intensitet.

Bearbetning Tips: Ultraljud blandning under tryck

Att utöva tryck på ultraljudsreaktorn eller flödescellen intensifierar den akustiska kavitationen. Hielscher Ultrasonics levererar olika flöde cell och typer reaktor, som lätt kan trycksatt upp till 5 barg. Anpassade ultraljudsreaktorer kan hantera ännu högre tryck på upp till 300barg.

Ultraljud De-Aerating Effekter

Bladagatorer och konventionella högskjuvblandare introducerar stora volymer gasbubblor i blandningen, vilket är en stor nackdel. De-aerationen av den slutliga tandkrämsblandningen kräver ett extra bearbetningssteg, som är tids- och energiförbrukande. Under ultraljud blandning, entrapment av luftbubblor är i allmänhet mycket låg jämfört med konventionella tank agitatorer och hög-shear blandare. Med hjälp av ett ultraljud flöde cell reaktor förhindrar onödig införlivandet av oönskade gasbubblor som blandningen matas från holdingtanken i ett stadigt flöde i ett slutet system. I ett ultraljud flöde cell setup, är pasta blandningen matas vid kontinuerligt tryck i ultraljud kavitation zonen. Ultraljudsflöde-genom setup förhindrar oönskade entrapment av gas under blandningsprocessen. Vidare är ultraljudsbehandling en väletablerad teknik för avluftning och avgasning och främjar kolescens av luftbubblor så att de kan stiga till toppen och volatilize.
Läs mer om ultraljudsde-aeration och avgasning!

Fördelarna med högpresterande Ultraljudsblandare

Ultraljud hög skjuvning blandare skapa intensiva skjuvkrafter, som har den nödvändiga inverkan på partiklar såsom fasta ämnen, droppar, kristaller och fibrer för att bryta ner dem till en riktad storlek, som kan vara i mikron eller nano sortiment. Enkelt hantera höga viskositeter och hög fasta belastningar, ultraljud högskjuvning inline mixers är idealiska för att bearbeta klistra produkter såsom tandkrämer, dentifrices och geler. De akustiska skjuvkrafterna uppnår en noggrann vätning av pulveringredienserna och blandar dem enhetligt till en homogen pasta.
Beroende på partiklarna hårdhet och sprödhet, ultraljud processparametrar kan exakt justeras för att uppnå den eftersträvade blandningsresultatet. Vid jämförelse med alternativa blandningsmetoder som högskjuvbladagitatorer, högtrycksmo homogenisatorer, kolloid / pärlkvarnar, axelblandare etc. ultraljudsblandare med hög skjuvning erbjuder stora fördelar som den problemfria hanteringen av slipmedel och hög fast belastning, den enkla och säkra driften, lågt underhåll och robusthet.

Batch och Infogad

Hielscher Ultrasonics högpresterande blandare kan användas för batch och inline bearbetning. Beroende på din processvolym och timgenomströmning kan infogad bearbetning rekommenderas. Även om batching är mer tids- och arbetsintensiv, är en kontinuerlig inline blandningsprocess effektivare, snabbare och kräver betydligt mindre arbetskraft.

Ultraljudsblandare för varje produktkapacitet

Hielscher Ultrasonics produktsortiment täcker hela spektrumet av ultraljud processorer från kompakta lab ultrasonicators över bänk-top och pilotsystem till helt-industriella ultraljud processorer med kapacitet att bearbeta truckloads per timme. Det fullständiga produktsortimentet ger oss möjlighet att erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsskjuvblandaren för din processkapacitet och dina mål.
Skala upp från en mindre ultraljud mixer till högre bearbetning kapaciteter är mycket enkel eftersom ultraljud blandning processen kan vara helt linjär skalas från din etablerade process parametrar. Uppskalning kan göras genom att antingen installera en mer kraftfull ultraljud mixer enhet eller klustring flera ultrasonicators parallellt.

Hög Amplituder för hög blandningseffektivitet

Hielscher Ultrasonics’ industriella ultraljud processorer kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder, anpassade ultraljud sonotrodes finns. Robustheten av Hielschers ultraljud utrustning möjliggör 24/7 drift vid tunga och i krävande miljöer.

Enkel, riskfri testning

Ultraljudsprocesser kan vara helt linjär skalas. Detta innebär att varje resultat som du har uppnått med hjälp av ett labb eller bänk-top ultrasonicator, kan skalas till exakt samma utgång med hjälp av exakt samma processparametrar. Detta gör ultraljud idealisk för produktutveckling och efterföljande genomförande i kommersiell tillverkning.

Högsta kvalitet – Designad och Tillverkad i Tyskland

Som ett familjeägt och familjeägt företag prioriterar Hielscher högsta kvalitet för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultraljudsapparater är konstruerade, tillverkade och noggrant testade i vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin, Tyskland. Robusthet och tillförlitlighet i Hielschers ultraljudsutrustning gör den till en arbetshäst i din produktion. 24/7 drift under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande blandare.

Du kan köpa Hielscher ultraljud hög-shear mixers i någon annan storlek och exakt konfigurerats till din process krav. Från att behandla vätskor i en liten labbbägare till den kontinuerliga genomflödesblandningen av uppslamningar och bakelser på industriell nivå, erbjuder Hielscher Ultrasonics en lämplig högskjuvblandare för dig! Kontakta oss gärna – Vi är glada att rekommendera dig den perfekta ultraljud mixer setup!

Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera: