Diş Macunu Üretimi için Yüksek Kesme Kuvvetli Karıştırıcılar

Diş macunu üretimi, viskoz macunları, yüksek katı madde konsantrasyonlarını ve aşındırıcı parçacıkları işleyebilen karıştırma ekipmanı gerektiren zorlu bir süreçtir. Ultrasonik yüksek kesme kuvvetli karıştırıcılar, tozların tam olarak ıslatılmasını, kolloidal süspansiyonların eşit biçimde homojenleştirilmesini ve düzgün bir parçacık boyutu dağılımını sağlayan yüksek yoğunluklu kesme kuvvetleri oluşturur. Endüstriyel ölçekte sunulan ve büyük hacimli akışları işleyebilen ultrasonik yüksek kesme kuvvetli karıştırıcılar, diş macunu üretimindeki güvenilir iş gücünüzdür!

Diş Macunu Üretimi

Diş macunları, diş temizleme preparatları ve jeller; su, aşındırıcılar, florürler ve deterjanlar olmak üzere dört ana bileşenden oluşur. Su içeriği çoğunlukla %20–45 arasında değişirken, aşındırıcılar diş macunu formülasyonuna en az %50 oranında katkıda bulunan ana bileşenlerdir. Yaygın olarak kullanılan aşındırıcılar arasında alüminyum hidroksit (Al(OH)₃), kalsiyum karbonat (CaCO₃), sodyum karbonat, çeşitli kalsiyum hidrojen fosfatlar, hidratlı silikalar, zeolitler, mika ve hidroksiapatit (Ca₅(PO₄)3OH) parçacıkları bulunur.
Yaygın diş macunu ve diş temizleme preparatı formülasyonları genellikle aşağıdaki adımlar izlenerek üretilir:
İlk olarak su, nem tutucu (ör. sorbitol, gliserin, propilen glikol) ve diğer sıvı bileşenler, sıvı bir baz elde edilecek şekilde birlikte karıştırılır.
Nihai diş macununun belirli bir reolojiye ve dokuya sahip olması için sıvı baza reoloji düzenleyiciler ve bağlayıcılar eklenir. Reoloji düzenleyiciler ve bağlayıcılar, diş macununa kıvamını ve dokusunu verir. Yaygın olarak kullanılan bağlayıcılar arasında karaya zamkı, bentonit, sodyum aljinat, metilselüloz, karragenan ve magnezyum alüminyum silikat bulunur. Bazı reoloji düzenleyicilerin, gliserin veya aroma veren uçucu yağlar gibi su içermeyen bir sıvı bileşenle önceden karıştırılması gerekir. Alternatif olarak reoloji düzenleyici, kolloidal dispersiyonu kolaylaştırmak için diğer toz bileşenlerle karıştırılabilir.
Bir sonraki adımda etkin bileşenler (ör. kalsiyum florür, çinko klorür, hidroksiapatit), tatlandırıcı aroma katkıları ve koruyucular karışıma eklenerek karıştırılır.
Ardından aşındırıcı parçacıklar ve / veya dolgu maddeleri içeren bir süspansiyon, diş macunu karışımına katılır. Aşındırıcılar yüksek katı madde yüklemesiyle eklenen ana bileşen olduğundan, bu zorlu görevi yerine getirmek için güçlü ve güvenilir, yüksek kesme kuvvetli karıştırma gerekir.
Daha sonra aroma ve renk katkıları eklenir.
Son karıştırma adımında formülasyona, stabilizatör görevi gören ve diş fırçalama sırasında diş macununun eşit dağılımını iyileştiren bir deterjan veya köpürtücü (köpük oluşturucu madde) eklenir. Köpük oluşumunu en aza indirmek için deterjan ve köpürtücü, diş macunu karışımına düşük yoğunlukta karıştırılarak katılır. Yaygın köpürtücüler; sodyum lauril sülfat, sodyum lauril sülfoasetat, dioktil sodyum sülfosüksinat, sülf Laurat, sodyum lauril sarkosinat, sodyum stearil fumarat ve sodyum stearil laktattır.

Tipik bir temel diş macunu formülasyonu şu bileşenlerden oluşur:

• Su
• Aşındırıcı parçacıklar
• Nem tutucular (ör. sorbitol, gliserin)
• Stabilize edici yüzey aktif maddeler
• Reoloji düzenleyiciler (kıvam artırıcılar)
• Renklendirici maddeler
• Aroma verici maddeler
• Koruyucular (ör. p-hydrozybenzoate)
• Deterjan

Diş macunu ürününün türüne bağlı olarak bakterisitler, beyazlatıcılar, florür vb. diğer etkin bileşenler eklenir.

Doğal, Temiz Etiketli Diş Macunları

Organik, doğal diş macunu üreticileri, ürünlerini yalnızca organik sertifikalı ve / veya doğal bileşenler kullanarak formüle eder. Doğal diş macunu markaları, sıradan diş macunlarında yaygın olarak bulunan yapay bileşenlerden kaçınmak isteyen, sağlığına önem veren tüketicilerin talebine yanıt verir. Tüketicilerin temiz etiketli ürünlere yönelik artan talebi nedeniyle, giderek daha fazla küçük marka ve büyük, tanınmış marka temiz etiketli diş macunları sunmaktadır. Ultrasonik karıştırıcılar, küçük ve orta ölçekli üretim için de idealdir. Isıl olmayan, tamamen mekanik bir karıştırma yöntemi olan ultrasonikasyon, doğal ve organik formülasyonları değiştirmez. Ultrasonik karıştırma; karbonat, aloe vera, okaliptüs yağı, mür, bitki özütü (ör. adaçayı, nane, çilek özütü) ve uçucu yağlar (ör. nane, yeşil nane, tarçın) gibi doğal bileşenlerle uyumludur.
Temiz etiketli güzellik ürünlerinin üretiminde kullanılan ultrasonik kesme kuvvetli karıştırıcılar hakkında daha fazla bilgi edinin!

Sonikasyonla Yüksek Kesme Kuvvetli Karıştırma Nasıl Çalışır?

Ultrasonik yüksek kesme kuvvetli karıştırıcılar; yüksek kesme kuvvetli kanatlı karıştırıcılar, çok şaftlı karıştırıcılar, kolloid değirmenleri, yüksek basınçlı homojenizatörler ve kanatlı karıştırıcılar gibi yaygın olarak kullanılan diğer endüstriyel karıştırma sistemleriyle aynı mekanik prensibi kullanır. Ultrasonik yüksek kesme kuvvetli karıştırıcılar sıklıkla parçacıkları disperse etmek ve öğütmek, yağ ve su fazlarını emülsifiye etmek, katı maddeleri ıslatmak ve çözündürmek ve ayrıca her türlü sıvı ve süspansiyonun homojen karışımlarını üretmek için kullanılır. Ultrasonik karıştırıcılar, yüksek kesme kuvvetlerini ultrasonik bir prob aracılığıyla bir kesikli işlem tankı veya akış hücresi gibi bir karıştırma kabına aktarır. Ultrasonik karıştırıcının probu, sıvı içinde çok yüksek frekans ve genliklerde titreşerek ortamda yoğun ultrasonik kavitasyon kabarcıkları oluşturur. Kavitasyon kabarcıklarının çökmesi, damlacıkları, aglomeraları, agregaları ve hatta birincil parçacıkları parçalayan güçlü kesme kuvvetleri meydana getirir. Ultrasonik kavitasyon, 1000km/h değerine kadar ulaşan yüksek hızlı kavitasyon akımları oluşturduğundan, kavitasyon kaynaklı sıvı jetleri parçacıkları hızlandırır. Hızlandırılan parçacıklar birbirleriyle çarpıştığında öğütme ortamı görevi görür. Bunun sonucunda çarpışan parçacıklar parçalanır ve mikron veya nano boyuta küçülür. Ultrasonik kavitasyon alanında basınçlar, vakum ile 1000bar değerine kadar ulaşan basınçlar arasında hızla ve tekrar tekrar değişir. 4 karıştırıcı kanadı bulunan döner bir karıştırıcının, aynı dönüşümlü basınç döngüsü frekansına ulaşabilmesi için şaşırtıcı bir hız olan 300.000 RPM hızında çalışması gerekir. Geleneksel döner karıştırıcılar ve rotor-stator karıştırıcılar, hız sınırlamaları nedeniyle kayda değer miktarda kavitasyon oluşturmaz.

Sonikasyon öncesi ve sonrası: Yeşil eğri sonikasyon öncesindeki parçacık boyutunu gösterir; kırmızı eğri, ultrasonik olarak disperse edilmiş silikanın parçacık boyutu dağılımıdır.

Diş Macununun Ultrasonik Olarak Karıştırılması

Ultrasonik yüksek kesme kuvvetli karıştırıcılar, kesikli işlem ve sürekli hat içi işlem cihazları olarak kullanılabilir. Yüksek viskoziteli malzemeler ve yüksek hacimli işlemler için basınçlandırılabilir bir akış hücresi reaktörünün kullanılması tercih edilir; çünkü bu, yoğunlaştırılmış ultrasonikasyon koşullarında çalışmanıza olanak tanır (yani basınç, kavitasyonu yoğunlaştırır). Ayrıca geçişli veya ayrık bir süreç düzeneği gibi gelişmiş akış düzenekleri kullanılarak, diş macunu karışımının tamamının akış hücresindeki ultrasonik kavitasyon bölgesinden geçmesi zorunlu kılınır. Bu, her parçacığın aynı işleme tabi tutulmasını ve böylece son derece eşit bir dispersiyon ve karıştırma elde edilmesini sağlar.

Ultrasonik Geçişli İşleme

Her işlem adımında, yani sıvı baza yeni bir bileşen karışımı eklendiğinde, macun karışımı bir tanktan ultrasonik reaktör üzerinden ikinci bir tanka geçer. Bu geçişli süreç, son derece güvenilir ve eşit bir karıştırma sonucu sağlar. Geleneksel yüksek kesme kuvvetli kesikli karıştırma işlemi sırasında tüm parçacıkların disperse edilmesini sağlamak için fazla karıştırma uygulanması gerekirken, ultrasonik akış hücresi düzeneği zaman ve enerji tasarrufu sağlar; çünkü işlem süresi, parçacık başına gereken minimum işlem süresine indirilir.
Geleneksel yüksek kesme kuvvetli kesikli karıştırmada bazı parçacıklar aşırı işlenirken, bazı parçacıklar aktif karıştırma bölgesine hiç girmez. Ultrasonik bir akış hücresi reaktörünün kullanılması, her parçacığın aynı yüksek kesme kuvvetli işleme tabi tutulmasını sağlar. Geçişli süreç sayesinde her parçacık aynı frekans ve yoğunlukta işlenir.

İşleme İpucu: Basınç Altında Ultrasonik Karıştırma

Ultrasonik reaktöre veya akış hücresine basınç uygulanması, akustik kavitasyonu yoğunlaştırır. Hielscher Ultrasonics, kolayca 5 barg değerine kadar basınçlandırılabilen çeşitli akış hücresi ve reaktör türleri sunar. Özelleştirilmiş ultrasonik reaktörler, 300barg değerine kadar ulaşan daha yüksek basınçlarda da çalışabilir.

Ultrasonik Hava Giderme Etkileri

Kanatlı karıştırıcılar ve geleneksel yüksek kesme kuvvetli karıştırıcılar, karışıma yüksek hacimlerde gaz kabarcığı katar; bu da önemli bir dezavantajdır. Nihai diş macunu karışımından havanın giderilmesi, zaman ve enerji tüketen ek bir işlem adımı gerektirir. Ultrasonik karıştırma sırasında hava kabarcıklarının hapsolması, geleneksel tank karıştırıcılarına ve yüksek kesme kuvvetli karıştırıcılara kıyasla genellikle çok düşüktür. Ultrasonik bir akış hücresi reaktörünün kullanılması, karışım kapalı bir sistemde bekletme tankından sabit bir akışla beslendiği için istenmeyen gaz kabarcıklarının gereksiz yere karışıma katılmasını önler. Ultrasonik akış hücresi düzeneğinde macun karışımı, ultrasonik kavitasyon bölgesine sürekli basınç altında beslenir. Ultrasonik akışlı düzenek, karıştırma işlemi sırasında gazın istenmeden hapsolmasını önler. Ayrıca sonikasyon, hava ve gaz giderme için yerleşik bir tekniktir ve hava kabarcıklarının birleşmesini teşvik ederek yüzeye yükselip gaz hâlinde uzaklaşmalarına olanak tanır.
Ultrasonik hava ve gaz giderme hakkında daha fazla bilgi edinin!

Yüksek Performanslı Ultrasonik Karıştırıcıların Avantajları

Ultrasonik yüksek kesme kuvvetli karıştırıcılar, katılar, damlacıklar, kristaller ve lifler gibi parçacıkları mikron veya nano aralığında olabilen hedef bir boyuta küçültmek için parçacıklar üzerinde gerekli etkiyi oluşturan yoğun kesme kuvvetleri üretir. Yüksek viskoziteleri ve yüksek katı madde yüklemelerini kolayca işleyebilen ultrasonik yüksek kesme kuvvetli hat içi karıştırıcılar, diş macunları, diş temizleme preparatları ve jeller gibi macun ürünlerinin işlenmesi için idealdir. Akustik kesme kuvvetleri, toz bileşenlerin tam olarak ıslatılmasını sağlar ve bunları homojen bir macun oluşturacak şekilde eşit biçimde karıştırır.
Parçacıkların sertliğine ve kırılganlığına bağlı olarak ultrasonik işlem parametreleri, istenen karıştırma sonucunu elde etmek için hassas biçimde ayarlanabilir. Yüksek kesme kuvvetli kanatlı karıştırıcılar, yüksek basınçlı homojenizatörler, kolloid değirmenleri / boncuklu değirmenler, şaftlı karıştırıcılar vb. alternatif karıştırma yöntemleriyle karşılaştırıldığında, ultrasonik yüksek kesme kuvvetli karıştırıcılar; aşındırıcıların ve yüksek katı madde yüklemelerinin sorunsuz işlenmesi, kolay ve güvenli kullanım, düşük bakım gereksinimi ve sağlamlık gibi önemli avantajlar sunar.

Kesikli ve Hat İçi İşleme

Hielscher Ultrasonics yüksek performanslı karıştırıcıları, kesikli ve hat içi işleme için kullanılabilir. İşlem hacminize ve saatlik işleme kapasitenize bağlı olarak hat içi işleme önerilebilir. Kesikli işleme daha fazla zaman ve iş gücü gerektirirken, sürekli hat içi karıştırma işlemi daha verimli ve daha hızlıdır ve önemli ölçüde daha az iş gücü gerektirir.

Her Üretim Kapasitesi için Ultrasonik Karıştırıcılar

Hielscher Ultrasonics ürün yelpazesi, kompakt laboratuvar sonikatörlerinden tezgâh üstü ve pilot sistemlere, saatte kamyonlar dolusu malzeme işleme kapasitesine sahip tamamen endüstriyel ultrasonik işlem cihazlarına kadar ultrasonik işlem cihazlarının tüm çeşitlerini kapsar. Bu kapsamlı ürün yelpazesi, işlem kapasitenize ve hedeflerinize en uygun ultrasonik kesme kuvvetli karıştırıcıyı sunmamıza olanak tanır.
Ultrasonik karıştırma işlemi, belirlenmiş işlem parametrelerinizden hareketle tamamen doğrusal biçimde ölçeklendirilebildiğinden, daha küçük bir ultrasonik karıştırıcıdan daha yüksek işleme kapasitelerine geçiş çok basittir. Ölçek büyütme, daha güçlü bir ultrasonik karıştırıcı ünitesi kurularak veya birden fazla sonikatör paralel olarak bir araya getirilerek yapılabilir.

Yüksek Karıştırma Verimliliği için Yüksek Genlikler

Hielscher Ultrasonics endüstriyel ultrasonik işlem cihazları, çok yüksek genlikler sağlayabilir. 200µm değerine kadar olan genliklerde 24/7 çalışmada kolayca kesintisiz çalışılabilir. Daha da yüksek genlikler için özelleştirilmiş ultrasonik sonotrotlar mevcuttur. Hielscher ultrasonik ekipmanlarının sağlamlığı, ağır hizmet koşullarında ve zorlu ortamlarda 24/7 çalışmaya olanak tanır.

Kolay, Risksiz Denemeler

Ultrasonik işlemler tamamen doğrusal biçimde ölçeklendirilebilir. Bu, bir laboratuvar veya tezgâh üstü sonikatör kullanarak elde ettiğiniz her sonucun, tamamen aynı işlem parametreleri kullanılarak tam olarak aynı çıktıyı verecek şekilde ölçeklendirilebileceği anlamına gelir. Bu özellik, ultrasonikasyonu ürün geliştirme ve ardından ticari üretime uygulama için ideal kılar.

En Yüksek Kalite – Almanya’da Tasarlanmış ve Üretilmiştir

Aile mülkiyetinde olan ve aile tarafından yönetilen bir işletme olarak Hielscher, ultrasonik işlem cihazları için en yüksek kalite standartlarına öncelik verir. Tüm sonikatörler, Almanya’da Berlin yakınlarındaki Teltow’da bulunan merkezimizde tasarlanır, üretilir ve kapsamlı biçimde test edilir. Hielscher ultrasonik ekipmanlarının sağlamlığı ve güvenilirliği, onları üretiminizde güçlü bir iş gücü hâline getirir. Tam yük altında ve zorlu ortamlarda 24/7 çalışma, Hielscher yüksek performanslı karıştırıcılarının doğal bir özelliğidir.

Hielscher ultrasonik yüksek kesme kuvvetli karıştırıcılarını çeşitli boyutlarda ve işlem gereksinimlerinize tam olarak uyarlanmış yapılandırmalarla satın alabilirsiniz. Küçük bir laboratuvar beherinde sıvıların işlenmesinden endüstriyel düzeyde süspansiyonların ve macunların sürekli akışlı karıştırılmasına kadar Hielscher Ultrasonics, size uygun bir yüksek kesme kuvvetli karıştırıcı sunar! Lütfen bizimle iletişime geçin – size ideal ultrasonik karıştırıcı düzeneğini önermekten memnuniyet duyarız!

Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında bir fikir verir: