การกระจายตัวของเบนโทไนต์ด้วยอัลตราซาวนด์
- ดินเบนโทไนต์ เช่น โซเดียมเบนโทไนต์ แคลเซียมเบนโทไนต์ และโพแทสเซียมเบนโทไนต์ ใช้เป็นหลักในรูปของสารเติมแต่งสำหรับของไหลเจาะ สารยึดประสาน สารทำให้บริสุทธิ์ สารดูดซับ และวัสดุกั้นน้ำใต้ดิน
- เนื่องจากมีแรงยึดเหนี่ยวที่แข็งแกร่งและแรงแวนเดอร์วาลส์ การกระจายตัวของเบนโทไนต์จึงต้องอาศัยแรงผสมที่รุนแรงเพื่อสลายกลุ่มอนุภาคที่เกาะกลุ่มกันอย่างสม่ำเสมอ
- การกระจายตัวด้วยอัลตราซาวนด์เป็นวิธีที่เชื่อถือได้อย่างยิ่งในการผลิตสารแขวนลอยข้นที่มีความหนืดสูงและมีความเข้มข้นของของแข็งสูง ด้วยเหตุนี้ อัลตราซาวนด์จึงเหนือกว่าเครื่องกวนทั่วไปในการผลิตสารแขวนลอยข้นเบนโทไนต์ที่เป็นเนื้อเดียวกัน
การกระจายตัวของเบนโทไนต์
เบนโทไนต์มีการใช้งานหลากหลาย เช่น เป็นสารหล่อลื่น สารเพิ่มความข้น หรือสารดูดซับ เพื่อให้ได้รับประโยชน์จากคุณลักษณะของวัสดุเบนโทไนต์ อนุภาคหรือแผ่นอนุภาคเบนโทไนต์ต้อง กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ ในตัวกลางพื้นฐาน ระบบกระจายตัวของเบนโทไนต์มีความสามารถในการพองตัวสูงและสามารถดูดซับของไหลได้ในปริมาณมาก เมื่อกระจายตัวในของเหลว ระบบกระจายตัวของเบนโทไนต์จะเกิดเป็นสารแขวนลอยคอลลอยด์หรือเจลที่มี สมบัติทิกโซทรอปีสูง สมบัติคอลลอยด์ของระบบกระจายตัวของเบนโทไนต์ขึ้นอยู่กับคุณภาพของการกระจายตัวอย่างมาก ดังนั้น การใช้อัลตราซาวนด์ จึงเป็นเทคนิคการกระจายตัวที่เลือกใช้เพื่อให้ได้สารแขวนลอยข้นเบนโทไนต์คุณภาพสูง
การกระจายตัวของเบนโทไนต์ด้วยอัลตราซาวนด์ (ดำเนินการด้วยเครื่องผสมอัลตราซาวนด์ UIP2000hdT)
ปัญหา
วิธีการกระจายตัวแบบทั่วไปมักไม่สามารถสร้างแรงเฉือนที่รุนแรงตามที่จำเป็นสำหรับการเตรียมสารแขวนลอยข้นที่เป็นเนื้อเดียวกันของเบนโทไนต์ที่ปรับแต่งสมบัติแล้ว สมบัติทิกโซทรอปี รวมถึงความสามารถในการจับน้ำและพองตัวที่โดดเด่นของเบนโทไนต์ ทำให้ต้องใช้อุปกรณ์กระจายตัวที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าระดับทั่วไปและจัดการสารแขวนลอยข้นที่มี ความหนืดสูง ได้อย่างดีเยี่ยม พร้อมทั้งให้แรงเฉือนเพียงพอที่จะสลายกลุ่มอนุภาคที่เกาะกลุ่มกัน
ความหนืดของระบบกระจายตัวของเบนโทไนต์เพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น อุปกรณ์ผสมทั่วไปไม่สามารถจัดการสารแขวนลอยข้นหนืดได้ จึงทำให้คุณภาพของ การกระจายตัว และ การเกิดไฮเดรชัน ไม่เพียงพอ
เนื่องจากความสามารถในการผสมไม่เพียงพอ จึงต้องใช้เครื่องกระจายตัวทั่วไปควบคู่กับขั้นตอนการแปรรูปเพิ่มเติม เช่น การบด
วิธีแก้ปัญหา
อุปกรณ์อัลตราซาวนด์กำลังสูงให้ แรงเฉือนที่รุนแรง ซึ่งสลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคเบนโทไนต์ได้อย่างง่ายดาย สารแขวนลอยข้นเบนโทไนต์ที่มีความหนืดสูงสามารถผ่านกระบวนการได้อย่างเป็นเนื้อเดียวกัน โดยป้อนสารแขวนลอยผ่านห้องปฏิกรณ์อัลตราซาวนด์ ซึ่งอนุภาคจะได้รับการ สลายกลุ่มอนุภาค และ กระจายตัว เพื่อให้มีขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ การกวนและการเฉือนที่รุนแรงช่วยลดขนาดอนุภาคให้ถึงขนาดเป้าหมาย การใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงจะ แยกชั้น และ ลอกชั้น ของเบนโทไนต์ (มอนต์มอริลโลไนต์) ทำให้อนุภาคมีพื้นที่ผิวสูง ซึ่งช่วยปรับปรุง การพองตัว และ การปรับแต่งสมบัติ ของเบนโทไนต์
การกระจายตัวของดินเหนียวด้วยอัลตราซาวนด์
หลักการทำงาน: แรงอัลตราซาวนด์ที่รุนแรงมากซึ่งเหนี่ยวนำขึ้นในของเหลวก่อให้เกิด คาวิเทชัน ส่วน คาวิเทชัน จากอัลตราซาวนด์แสดงออกเป็นการเฉือนล้วน ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีการผสมและการกระจายตัวด้วยอัลตราซาวนด์จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตสารแขวนลอยที่มีสมบัติทิกโซทรอปีและมีปริมาณอนุภาคสูงมาก
เนื่องจากการเฉือนที่รุนแรง อัลตราซาวนด์จึงช่วยให้ดินเหนียวกระจายตัวเป็นสารแขวนลอยข้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากการใช้อัลตราซาวนด์ดำเนินการเป็นกระบวนการต่อเนื่องในสายการผลิต แม้แต่สารแขวนลอยข้นที่มีความหนืดสูง เช่น โคลนเจาะ อิมัลชันบิทูเมน ลาเท็กซ์ หรือ สี.
Hielscher Ultrasonics เป็นพันธมิตรของคุณสำหรับกระบวนการอัลตราซาวนด์ที่เชื่อถือได้ เรานำเสนอเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราซาวนด์ครบทุกประเภท – ตั้งแต่ อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ ไปจนถึง อุปกรณ์อัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรม สำหรับการใช้งานที่มีข้อกำหนดสูง เช่น การบด, การสลายกลุ่มอนุภาค และ การกระจายตัว ด้วยการใช้ชุดเครื่อง UIP10000 หรือ UIP16000 แทบไม่มีข้อจำกัดในการแปรรูปเชิงพาณิชย์ แม้แต่กระแสวัสดุที่มีปริมาตรมากอย่างยิ่ง รวมถึงวัสดุที่มีความหนืดสูงและมีลักษณะเป็นเนื้อเพสต์
เครื่องกระจายตัวอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรม
การกระจายตัวด้วยอัลตราซาวนด์:
- การกระจายตัวด้วยความเร็วสูง
- รองรับปริมาณของแข็งสูง
- การกระจายตัวระดับนาโน
- การเกิดไฮเดรชันอย่างสมบูรณ์
- ไม่มี “ก้อนตาปลา“
- การพองตัวที่ดีขึ้น
- การปรับแต่งสมบัติของอนุภาค
- ผลในการก่อเจล
- การแปรรูปอย่างสม่ำเสมอ
- ความสามารถในการทำซ้ำ
- คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่เชื่อถือได้
กระบวนการอัลตราซาวนด์ในสายการผลิต
เอกสาร/เอกสารอ้างอิง
- Bergaya, F.; Theng, B.K.G.; Lagaly, G. (2011): คู่มือวิทยาศาสตร์ดินเหนียว. Elservier 1978.
- Grim, R.E:; Güven, N. (1978): เบนโทไนต์: ธรณีวิทยา แร่วิทยา สมบัติ และการใช้งาน. Elservier 2011.
- Mekhamer, W. K. (2010): เสถียรภาพคอลลอยด์ของเบนโทไนต์ดิบที่เปลี่ยนรูปเชิงกลด้วยอัลตราซาวนด์. Journal of Saudi Chemical Society 14, 2010. 301–306.
- วิกิพีเดีย: เบนโทไนต์
เกี่ยวกับเบนโทไนต์
ดินเบนโทไนต์ เช่น โซเดียมเบนโทไนต์ แคลเซียมเบนโทไนต์ และโพแทสเซียมเบนโทไนต์ ประกอบด้วยแร่สเมกไทต์เป็นหลัก โดยปกติคือ มอนต์มอริลโลไนต์ (เช่น Al-montmorillonite Al2O3•4(SiO2)•H2O) มอนต์มอริลโลไนต์เป็นสเมกไทต์ชนิดไดออกตะฮีดรัล แต่ก็อาจพบสเมกไทต์ชนิดอื่นได้ สเมกไทต์เป็นองค์ประกอบที่ทำให้เบนโทไนต์มีสมบัติที่พึงประสงค์ แต่ลักษณะของแคตไอออนที่แลกเปลี่ยนได้ระหว่างชั้นก็มีอิทธิพลต่อสมบัติเช่นกัน ดังนั้น เบนโทไนต์ที่มี Na+ เป็นแคตไอออนระหว่างชั้นจึงอาจมีสมบัติแตกต่างอย่างมากจากเบนโทไนต์ที่มี Ca+ เป็นแคตไอออนระหว่างชั้น เบนโทไนต์เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่มีสเมกไทต์มากกว่า 80% อย่างไรก็ตาม อาจมีแร่อื่น ๆ หลายชนิดเป็นสิ่งเจือปน แร่เหล่านี้อาจรวมถึงควอตซ์ เฟลด์สปาร์ แคลไซต์ และยิปซัม การมีแร่เหล่านี้อาจส่งผลต่อมูลค่าทางอุตสาหกรรม โดยลดหรือเพิ่มมูลค่าของเบนโทไนต์ ขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะ เบนโทไนต์มี สมบัติคอลลอยด์เด่นชัด และปริมาตรของเบนโทไนต์จะเพิ่มขึ้นหลายเท่าเมื่อสัมผัสกับน้ำ ทำให้เกิดของไหลที่มีลักษณะ คล้ายเจล และ หนืด สมบัติพิเศษของเบนโทไนต์ เช่น การเกิดไฮเดรชัน, การพองตัว, การดูดซึมน้ำ, ความหนืด และ ทิกโซทรอปี ทำให้เบนโทไนต์เป็นวัสดุที่มีคุณค่าสำหรับการใช้งานหลากหลาย
ดินเบนโทไนต์มักใช้เป็นสารหล่อลื่น สารเพิ่มความข้น สารดูดซับ สารเติมแต่งเพื่อปรับสมบัติรีโอโลยี สารยึดประสาน ตัวเร่งปฏิกิริยา สารทำให้บริสุทธิ์ สารทำให้คงตัว สารทำอิมัลชัน หรือดินฟอกสี ด้วยสมบัติการใช้งานเหล่านี้ เจลเบนโทไนต์ที่มีสมบัติหนืดหยุ่นจึงมีการใช้งานหลากหลายในอุตสาหกรรมน้ำมันแร่และการเจาะ เคมี เซรามิก โรงหล่อ อุตสาหกรรมก่อสร้างและทำความสะอาด เกษตรกรรมและพืชสวน การผลิตกระดาษ อุตสาหกรรมอาหาร ตลอดจนภาคเครื่องสำอางและเภสัชกรรม
อนุพันธ์ของเบนโทไนต์ เป็นที่รู้จักในชื่อ Bentone ซึ่งเป็นดินเหนียวอินทรีย์ดัดแปรที่มีสมบัติการใช้งานปรับให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะ ตัวอย่างเช่น Bentone 52 และ Bentone 57 และ Bentone 1000 เป็นสารเพิ่มความข้นที่ใช้กันทั่วไปในสีและสารเคลือบ ขณะที่ Bentone 27, Bentone 128, Bentone 150, Bentone 155 และ Bentone 1000 เป็นสารปรับสมบัติรีโอโลยีที่ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันและการเจาะ Bentone EW, Bentone HC, Bentone MA และ Bentonite BC 342 ใช้เป็นสารเพิ่มความข้นและสารก่อเจลในเครื่องสำอางและเภสัชภัณฑ์
เครื่องอัลตราซาวนด์กำลังสูงของ Hielscher เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพในการกระจายผงดินเหนียวอินทรีย์ทุกชนิด ได้แก่ เบนโทไนต์, เฮกทอไรต์ และ Bentone ให้กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอใน ระบบกระจายตัวของ Bentone, เจล Bentone หรือในสูตรผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
ข้อเท็จจริงที่ควรรู้
เครื่องโฮโมจีไนเซอร์เนื้อเยื่อด้วยอัลตราซาวนด์มักเรียกว่าเครื่องโซนิเคเตอร์แบบโพรบ/เครื่องโซนิฟิเคเตอร์ เครื่องสลายด้วยคลื่นเสียง เครื่องทำลายโครงสร้างด้วยอัลตราซาวนด์ เครื่องบดอัลตราซาวนด์ เครื่องโซโนรัปเตอร์ เครื่องโซนิไฟเออร์ เครื่องแยกสลายด้วยคลื่นเสียง เครื่องทำลายเซลล์ เครื่องกระจายตัวอัลตราซาวนด์ เครื่องทำอิมัลชัน หรือเครื่องละลาย คำเรียกต่าง ๆ เหล่านี้มาจากการใช้งานหลากหลายที่สามารถดำเนินการได้ด้วยอัลตราซาวนด์