แอสฟัลต์ผสมเย็น – ผลิตคุณภาพที่ดีขึ้นด้วยการใช้โซนิเคชัน

อิมัลชันแอสฟัลต์แบบผสมเย็นขึ้นอยู่กับการควบคุมการกระจายขนาดของหยด ความหนืด และความเสถียรอย่างสำคัญ ในขณะที่ต้องลดการใช้พลังงานที่จำเป็นในการประมวลผลให้น้อยที่สุด โซนิเคเตอร์ของ Hielscher สามารถทำลายหยดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดเวลาในการประมวลผล และช่วยให้คุณบรรลุข้อกำหนดที่เข้มงวดขึ้นด้วยการใช้สารลดแรงตึงผิวที่น้อยลงและที่อุณหภูมิต่ำกว่า หน้านี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับกลไก, เส้นทางการขยายขนาดสามขั้นตอน, และการเลือกวิศวกรรมหนักที่ทำให้เครื่องโซนิคของ Hielscher ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในการผลิตแอสฟัลต์ผสมเย็น

ทำไมต้องใช้โซนิเคเตอร์สำหรับอิมัลชันแอสฟัลต์แบบผสมเย็น

กลไกทางเศรษฐกิจหลักได้แก่ การบีบอัดเวลาพักอาศัย, ความต้องการอิมัลซิไฟเออร์ที่ต่ำลงที่ขนาดหยดเป้าหมายเดียวกัน, ช่วงที่แคบลงและดังนั้นจึงมีความเสถียรในการเก็บรักษาที่ดีขึ้น, และความเป็นไปได้ในการทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับโรเตอร์-สเตเตอร์หรือโคลอยด์มิลล์, อัลตราซาวนด์ส่งพลังงานผ่านไมโครเจ็ตคาวิเตชันแทนการเฉือนระหว่างเครื่องมือและสเตเตอร์ ซึ่งแปลเป็นการแตกตัวของหยดที่เร็วขึ้นที่พลังงานเฉพาะที่กำหนด

• การลดลงของความหนืดที่วัดได้ประมาณ 20 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ที่สูตรไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากการโซนิเคชัน ร่วมกับการเปลี่ยนแปลงไปสู่หยดอิมัลชันที่มีขนาดเล็กกว่าและมีความเป็นโมโนดิสเปอร์สมากขึ้น
• การประหยัดสารลดแรงตึงผิว 10 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์สำหรับเป้าหมาย d90 และช่วงความเสถียรที่กำหนด เนื่องจากสนามคาวิเตชันสามารถสร้างหยดขนาดเล็กได้
• เวลาในการประมวลผลที่สั้นลงและขนาดของอุปกรณ์ที่เล็กลง เนื่องจากการใช้คลื่นเสียงสามารถบรรลุความหนืดตามข้อกำหนดและขนาดของหยดน้ำได้โดยการโซนิเคชันแบบอินไลน์
• อุณหภูมิการผสมที่ต่ำลง ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานและการสัมผัสกับควันของพนักงาน ขณะเดียวกันก็สอดคล้องกับนโยบายของสหภาพยุโรปและสหรัฐอเมริกาในการลดคาร์บอนในวัสดุปูผิวถนน

กลไก: การลดขนาดและกระจายตัวของหยดน้ำโดยกระบวนการคาวิเตชัน

ต่างจากการเฉือนเชิงกลล้วนๆ การเกิดโพรงอากาศเชิงอะคูสติกสร้างแรงดันที่เปลี่ยนแปลงในท้องถิ่นหลายร้อยบาร์และไมโครเจ็ตที่มีความเร็วในระดับสิบถึงร้อยเมตรต่อวินาที ในอิมัลชันแอสฟัลต์แบบผสมเย็น สิ่งนี้ก่อให้เกิดผลเสริมฤทธิ์กันสองประการ ประการแรก การลดขนาดของหยดอย่างรวดเร็วลงสู่การกระจายตัวที่แคบลง ซึ่งช่วยลดความหนืดที่ปริมาณของแข็งคงที่ประการที่สอง การผสมในระดับจุลภาคอย่างเข้มข้นในระดับโมเลกุลที่เร่งการดูดซับของอิมัลซิไฟเออร์ที่พื้นผิวใหม่ ทำให้อิมัลชันมีเสถียรภาพโดยไม่จำเป็นต้องใช้สารอิมัลซิไฟเออร์มากเกินไป ผลลัพธ์สุทธิคือสูตรที่สามารถสูบและวางได้ง่ายขึ้น พร้อมเสถียรภาพในระยะยาวที่ดีขึ้น

การขยายขนาดเชิงเส้น: พลังงานจำเพาะคงที่, แอมพลิจูดคงที่, แรงดันคงที่

กฎปฏิบัติในการปรับขนาดอัลตราโซนิกนั้นเรียบง่าย หากคุณรักษาพลังงานเฉพาะเจาะจง (กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตัน) ความกว้างของคลื่นเสียงที่หน้าสัมผัสของโซโนทรอด และความดันในเครื่องปฏิกรณ์ให้คงที่ คุณภาพของอิมัลชันจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อปรับขนาด นี่ไม่ใช่การคาดเดา แต่เป็นวิธีที่ความเข้มของการเกิดโพรงอากาศและพลวัตของฟองอากาศสัมพันธ์กับสนามเสียง และเหตุใดการโซนิเคชันในอุตสาหกรรมจึงสามารถออกแบบได้อย่างแน่นอนกล่าวอีกนัยหนึ่ง โปรโตคอลที่คุณใช้บนเครื่องโซนิเคเตอร์ UP400St ที่แอมพลิจูด 40 เปอร์เซ็นต์ และ 0.6 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตัน จะถูกทำซ้ำบนระบบ 4xUIP6000hdT โดยการส่งพลังงานต่อมวลที่แอมพลิจูดเดียวกันผ่านเซลล์ไหลที่ทำงานที่ความดันเดียวกัน

เส้นทางสามขั้นตอนจากความคิดสู่การผลิต

1) การทดสอบในห้องปฏิบัติการด้วย UP400St เริ่มต้นด้วยการคัดกรองสูตรและอัตราส่วนบนเครื่องโซนิเคเตอร์แบบกะทัดรัด UP400St (400 วัตต์) ดำเนินการในโหมดแบตช์หรือโหมดหมุนเวียนด้วยเซลล์ไหลขนาดเล็กเพื่อจับค่าแอมพลิจูด อุณหภูมิ และพลังงานเฉพาะ ภายในหนึ่งวันโดยทั่วไปคุณสามารถกำหนดช่วงพลังงานเฉพาะที่ให้ขนาดการกระจายของหยดและค่าความหนืดตามที่ต้องการโดยไม่เกิดการกลับเฟสหรือความร้อนที่มากเกินไป

2) การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการด้วย UIP2000hdT
ย้ายไปใช้ UIP2000hdT (2 kW) เพื่อตรวจสอบการประมวลผลต่อเนื่อง วัดผลกระทบของความดัน และปรับแต่งปริมาณการผลิตต่อหน่วยเทียบกับคุณภาพที่นี่คุณสามารถล็อกรอบการทำงาน, การควบคุมอุณหภูมิแบบอินไลน์, และความดัน (โดยทั่วไป 2 ถึง 5 บาร์เพื่อเพิ่มความเข้มของการเกิดโพรงอากาศ) นี่คือจุดที่คุณพิสูจน์การประหยัดสารลดแรงตึงผิว, เป้าหมาย d90 หรือช่วง, และเวลาพักที่สามารถทำได้ในอัตราการไหลที่เป็นจริง ขณะบันทึกพลังงานเพื่อความสมดุลของ OPEX

3) ขยายขนาดสู่การผลิตด้วย 4xUIP6000hdT
การตั้งค่าโซนิเคเตอร์เต็มรูปแบบมักใช้การขนานเพื่อทำลายหลายตันต่อชั่วโมงตัวอย่างเช่น UIP6000hdT (6 kW ต่อเครื่อง) จำนวนสี่เครื่องทำงานแบบขนานที่ 0.5 kWh/t พลังงานเฉพาะกระบวนการประมาณ 10 ถึง 12 ตันต่อชั่วโมง เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้ควบคุมด้วยแอมพลิจูดและติดตั้งกับเซลล์ไหลและบูสเตอร์ฮอร์น สนามเสียงจึงสามารถทำซ้ำได้ นั่นหมายความว่าค่า d50, span และความหนืดของ Brookfield ของคุณตรงกับข้อมูลจากกระบวนการทดลองภายในขอบเขตการกระจายตัวเชิงวิเคราะห์

การเปรียบเทียบอัลตราซาวด์กับโรเตอร์-สเตเตอร์และโคลอยด์มิลล์

โรเตอร์-สเตเตอร์และโคลอยด์มิลล์มีความทนทานและคุ้นเคย แต่พวกมันแลกเปลี่ยนความเข้มข้นของพลังงานกับเวลาการพักและการใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ นอกจากนี้ยังผูกขนาดของหยดกับหน้าต่างกระบวนการที่แคบมาก และอาจต้องการอุณหภูมิที่สูงขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงการเพิ่มขึ้นของความหนืดอัลตราซาวด์แยกการแตกของหยดน้ำออกจากแรงเฉือนระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว และใช้การเกิดโพรงอากาศแทน ดังนั้นคุณจึงสามารถได้ขนาดหยดน้ำที่เท่ากันหรือดีกว่าในเวลาที่สั้นกว่า ด้วยพลังงานเฉพาะรวมที่เท่ากันหรือต่ำกว่า การบำรุงรักษาก็แตกต่างกันเช่นกัน ไม่มีความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์ ในทางปฏิบัติ ผู้ปฏิบัติงานรายงานว่าวงจรการทำความสะอาดในสถานที่ทำได้เร็วขึ้นและการเปลี่ยนสูตรทำได้ง่ายขึ้น