Suv asosidagi qoplamalarni biotsidsiz sterilizatsiya qilish va dispersiyalash

Suv asosidagi qoplamalar keng qoʻllaniladi, chunki ular uchuvchan organik birikmalar (VOC) miqdori kam formulatsiyalarni, xavfsizroq ishlashni va ekologik jihatdan barqarorroq ishlab chiqarishni qoʻllab-quvvatlaydi. Shu bilan birga, tarkibidagi suv ularni mikroblar bilan ifloslanishga juda moyil qiladi. Bakteriyalar, achitqilar va mogʻor zamburugʻlari mahsulotga xomashyo, rezervuarlar, quvurlar, toʻldirish tizimlari yoki ishlab chiqarish va saqlash paytida atrof-muhit taʼsiri orqali kirishi mumkin. Ifloslanish yuz bergach, mikroorganizmlar tez koʻpayib, mahsulot sifatiga ham, yaroqlilik muddatiga ham putur yetkazishi mumkin.
Shu sababli mikrobiologik barqarorlik suv asosidagi boʻyoqlar, qoplamalar, siyohlar va pigment dispersiyalarida sifatning muhim omilidir.

Ultratovush bilan ishlov berish pigmentlarni dispersiyalash va mikroblarni nazorat qilishni bitta sanoat jarayonida birlashtiradi

Anʼanaviy ravishda ishlab chiqaruvchilar buzilishni nazorat qilish uchun konservantlar va idish ichidagi mahsulotni saqlovchi biotsidlarga tayanadi. Biroq meʼyoriy talablar bosimining kuchayishi va tozaroq formulatsiyalarga talabning ortishi muqobil yechimlarni izlashga undamoqda. Yuqori intensivlikdagi ultratovush bilan ishlov berish bitta jarayon bosqichida bir vaqtning oʻzida dispersiyalash va sterilizatsiya qilish imkonini berib, juda samarali yechimni taqdim etadi.
Qoplama ishlab chiqaruvchilari uchun bu ultratovush bilan ishlov berish faqat dispersiyalash texnologiyasi emasligini anglatadi. U, shuningdek, biotsid miqdori kam yoki biotsidsiz formulatsiya strategiyalarini qoʻllab-quvvatlagan holda mikrobiologik barqarorlikni yaxshilash uchun kuchli texnologik vositadir.

Nega mikrobiologik barqarorlik suv asosidagi boʻyoqlarda sanoat uchun nihoyatda muhim?

Mikroblar bilan ifloslanish mahsulot sifati va jarayon ishonchliligiga bevosita taʼsir qiladi: boʻyoqlarning mikrobiologik barqarorligi sanoatda katta ahamiyatga ega, chunki mikroblarning koʻpayishi turli mahsulot nuqsonlari va ishlab chiqarish muammolarini keltirib chiqarishi mumkin. Suv asosidagi formulatsiyalar koʻpincha bogʻlovchilar, dispersantlar, hoʻllovchi moddalar, quyuqlashtiruvchilar va koʻpik soʻndiruvchilar kabi organik tarkibiy qismlarni oʻz ichiga oladi. Agar ishlov berish yoki saqlash vaqtida ifloslanish yuz bersa, bu tarkibiy qismlar mikroblarning koʻpayishi uchun qulay muhit yaratishi mumkin.

Sanoat amaliyotida mikroblarni yetarlicha nazorat qilmaslik quyidagilarga olib kelishi mumkin:

• qovushqoqlikning siljishi va pH oʻzgarishlari
• gaz hosil boʻlishi va idishning shishishi
• badboʻy hid va rang oʻzgarishi
• saqlashdagi barqarorlikning pasayishi
• qoplama pardasidagi nuqsonlar va surtish xususiyatlarining bir xil boʻlmasligi
• botirish vannalarida – tozalash chastotasining ortishi va ifloslanish bilan bogʻliq toʻxtab qolishlar

Mikroblar sababli buzilish faqat mahsulotga zarar yetkazib qolmaydi. U rezervuarlar, quvurlar va qayta aylantirish konturlarida takrorlanuvchi gigiyena muammolarini ham keltirib chiqarib, ishlab chiqarishdagi yoʻqotishlar, qayta ishlash, mijozlarning shikoyatlari va utilizatsiya xarajatlariga olib kelishi mumkin. Shu sababli mikrobiologik barqarorlik ikkinchi darajali xususiyat emas. U tijoriy jihatdan muvaffaqiyatli suv asosidagi qoplamalar uchun asosiy talabdir.

Suv asosidagi qoplamalarda ultratovush bilan ishlov berish qanday ishlaydi?

Akustik kavitatsiya kuchli siljish taʼsirini va shu orqali mikroblarning parchalanishini yuzaga keltiradi: yuqori quvvatli ultratovush akustik kavitatsiya orqali taʼsir qiladi. Ultratovush toʻlqinlari suyuqlikdan oʻtganda mikroskopik pufakchalar hosil boʻladi, kattalashadi va ichkariga qulaydi. Ushbu kavitatsiya hodisalari juda tor hududlarda kuchli siljish kuchlari, turbulentlik, bosim oʻzgarishlari va mikrooqimchalarni yuzaga keltiradi.
Suv asosidagi qoplamalarda bu kavitatsion taʼsirlar qimmatli, chunki ular bir vaqtning oʻzida ham zarrachalarga, ham mikroorganizmlarga taʼsir qiladi. Pigment aglomeratlari samarali ravishda maydaroq zarrachalarga parchalanadi, mikrob hujayralari esa mexanik ravishda shikastlanadi va inaktivatsiya qilinadi. Shu bois ultratovush bilan ishlov berish dispersiya sifati ham, mikrobiologik barqarorlik ham zarur boʻlgan formulatsiyalar uchun ayniqsa jozibadordir.

Bitta jarayon bosqichi ikkita muhim vazifani bajaradi

Pigmentlarni dispersiyalash va mikroblarni nazorat qilishni alohida vazifalar sifatida bajarish oʻrniga, ultratovush bilan ishlov berish ularni bitta amaliyotda birlashtiradi. Bu ikki tomonlama taʼsir sanoat uchun yaqqol afzallik beradi.

Pigment toʻplamlarini deaglomeratsiya qiladigan va zarrachalarni bir tekis dispersiyalaydigan ayni ultratovush energiyasi qoplamadagi yashovchan mikroblar miqdorini ham kamaytirishi mumkin. Natijada ultratovush bilan ishlov berish quyidagilarni qoʻllab-quvvatlaydi:

• pigmentlarning maydaroq va bir tekisroq dispersiyasi
• rang berish kuchi va optik bir xillikning yaxshilanishi
• ishlov berish davomida mikroblar bilan ifloslanishning kamayishi
• suv asosidagi mahsulotlarning saqlashdagi barqarorligi yaxshilanishi
• konservantlar va idish ichidagi mahsulotni saqlovchi biotsidlarga qaramlikning kamayishi

Bu ultratovush bilan ishlov berishni ekologik jihatdan barqarorroq va tarkibiy qismlar roʻyxati tozaroq boʻlgan qoplama tizimlarini ishlab chiqish uchun juda dolzarb qiladi.
 

Ultratovush bilan dispersiyalangan kremniy dioksidi: qizil egri chiziq – ishlov berilmagan; yashil egri chiziq: ultratovush bilan dispersiyalashdan keyin

Boʻyoq pigmentlarini bir vaqtning oʻzida dispersiyalash va sterilizatsiya qilishning afzalliklari

1. Yaxshiroq dispersiya sifati qoplamaning foydalanish xususiyatlarini yaxshilaydi
   Pigmentlar va toʻldiruvchilar koʻpincha mexanik energiya yetarli boʻlmaganda parchalash qiyin boʻlgan aglomeratlarni hosil qiladi. Ultratovush bilan ishlov berish kuchli va yoʻnaltirilgan siljish taʼsirini taʼminlaydi, shu sababli u deaglomeratsiya va zarracha oʻlchamini kichraytirish uchun juda samaralidir. Maydaroq dispersiya yakuniy qoplamaning rangning rivojlanishi, berkitish qobiliyati, yaltiroqligi va uzoq muddatli barqarorligi kabi bir qancha foydalanish xususiyatlarini yaxshilashi mumkin.
2. Bir vaqtning oʻzida sterilizatsiya qilish biotsidlarni kamaytirishga yordam beradi
   Shu bilan birga, ultratovush kavitatsiyasi suyuq fazada mavjud mikrob hujayralarini shikastlashi mumkin. Bu mahsulot oqimidagi ifloslanishni kamaytiradi va faqat kimyoviy konservatsiyaga tayanmasdan mikrobiologik barqarorlikni yaxshilashga yordam beradi. Biotsid miqdori kam yoki biotsidsiz tizimlarni yaratishga intilayotgan ishlab chiqaruvchilar uchun bu jarayonning muhim afzalligidir.
3. Jarayonni jadallashtirish murakkablikni kamaytiradi
   Jarayonning ikkita asosiy maqsadini oqimdagi bitta bosqichda birlashtirish ishlab chiqarishni soddalashtiradi. Dispersiyalash va mikroblarni nazorat qilish uchun alohida ishlov berish bosqichlarini qoʻshish oʻrniga, qoplama ishlab chiqaruvchilari ikkalasini ham bitta boshqariladigan ultratovush bilan ishlov berish jarayoniga birlashtirishi mumkin. Bu mahsulot bilan ishlash amallarini kamaytiradi, tozaroq ishlab chiqarishni qoʻllab-quvvatlaydi va natijalarning takrorlanuvchanligini yaxshilaydi.

Nega biotsidsiz ishlov berishning ahamiyati ortib bormoqda?

Meʼyoriy, ekologik va bozor talablari formulatsiya strategiyalarini qayta shakllantirmoqda
Biotsid miqdori kam va biotsidsiz qoplamalarga oʻtishga bir nechta sanoat omillari turtki bermoqda. Meʼyoriy talablar qatʼiylashmoqda, ekologik talablar oshmoqda, mijozlar esa xavotir uygʻotuvchi moddalar kamroq boʻlgan xavfsizroq va ekologik jihatdan barqarorroq mahsulotlarni soʻramoqda.
Bu sharoitda fizik jarayon texnologiyalari strategik ahamiyat kasb etadi. Ultratovush bilan ishlov berish ayniqsa jozibador, chunki u shunchaki bir qoʻshimchani boshqasi bilan almashtirmaydi. U mexanik energiya orqali dispersiyani ham, mikrobiologik barqarorlikni ham yaxshilaydigan kimyoviy boʻlmagan ishlov berish tamoyilini joriy etadi.

Formulatsiya ishlab chiquvchilar va ishlab chiqarish rahbarlari uchun bu bir qancha afzalliklarni beradi:

• ekologik jihatdan barqarorroq mahsulot konsepsiyalarini qoʻllab-quvvatlash
• anʼanaviy konservantlarga qaramlikning kamayishi
• jarayon gigiyenasining yaxshilanishi
• yangi avlod suv asosidagi qoplamalar uchun bozordagi mavqening mustahkamlanishi

Nega Hielscher ultratovush qurilmalari qoplamalarni sanoatda ishlab chiqarish uchun eng yaxshi yechim?

Takrorlanuvchan ishlov berish sharoitlari uchun aniq boshqaruv

Hielscher ultratovush qurilmalari sanoat jarayonlarini boshqarish uchun ishlab chiqilgan. Qoplama ishlab chiqarishda ultratovush bilan ishlov berish parametrlarini aniq boshqarish zarur, chunki formulatsiyaning xususiyatlari pigment turiga, qattiq moddalar miqdoriga, qovushqoqlikka, haroratga, hajmiy oqim tezligiga va ishlov berish intensivligiga bogʻliq.

Hielscher tizimlari quyidagi muhim jarayon parametrlarini aniq sozlash imkonini beradi:

• amplituda
• bosim
• hajmiy oqim tezligi / qolish vaqti
• harorat
• kiritiladigan energiya

Bu aniqlik ishlab chiqaruvchilarga pigment dispersiyasini optimallashtirish orqali formulatsiya sifatini yaxshilash va mikroblar miqdorining takrorlanuvchan kamayishiga erishish imkonini beradi.

B. subtilis vegetativ hujayralarining ultratovush taʼsiridan oldingi (a) va 30 min davomida ultratovush taʼsiridan keyingi (b), (c) SEM tasvirlari.
Tadqiqot va tasvir: © Hashimoto et al., 2020

Jadallashtirilgan ultratovush bilan ishlov berish uchun bosim ostida ishlay oladigan oqim hujayralari

Oshirilgan bosim kavitatsiya intensivligini oshiradi
Hielscher texnologiyasining asosiy afzalliklaridan biri bosim ostida ishlay oladigan oqim hujayrasi reaktorlaridan foydalanishdir. Bosim kavitatsiyaning kechishiga kuchli taʼsir qiladi. Oshirilgan bosim ostida kavitatsiya yanada intensiv va samarali boʻladi, bu ayniqsa murakkab dispersiyalar va mikroblarni uzluksiz inaktivatsiya qilish uchun qimmatlidir.

Bosim ostida ishlay oladigan oqim hujayralari quyidagilarni qoʻllab-quvvatlaydi:

• jadallashtirilgan ultratovush bilan ishlov berish
• samaraliroq deaglomeratsiya
• jarayon samaradorligining yaxshilanishi

Sanoat qoplama ishlab chiqarish korxonalari uchun bu ultratovush bilan ishlov berishni nafaqat laboratoriya miqyosidagi amalga oshirish imkoniyatiga, balki haqiqiy ishlab chiqarish unumdorligi va mahsulot talablariga ham moslab sozlash mumkinligini anglatadi.

Uzluksiz ishlab chiqarish uchun oqimda ishlov berish

Ultratovush bilan ishlov berishni bevosita ishlab chiqarish liniyasiga integratsiya qilish mumkin
Hielscher ultratovush qurilmalari oqimda ishlov berish uchun juda mos keladi. Bu suv asosidagi qoplamalarga ishlab chiqarish tizimidan oʻtish jarayonida uzluksiz ishlov berish imkonini beradi. Oqimda ultratovush bilan ishlov berish sanoat ishlab chiqarishiga yaxshi mos tushadi, chunki u partiyalar bilan ortiqcha ishlash amallarini bartaraf etadi va uzatish konturlari, qayta aylantirish tizimlari yoki maxsus texnologik liniyalarga integratsiya qilinishi mumkin.

Oqimda ishlov berish aniq amaliy afzalliklarni beradi:

• belgilangan sharoitlarda uzluksiz ishlov berish
• mavjud korxonalarga oson integratsiya qilish
• qoʻlda bajariladigan amallarning kamayishi
• jarayon samaradorligi va bir xilligining yaxshilanishi

Qoplama ishlab chiqaruvchilari uchun bu ultratovush bilan ishlov berishni amaliy ishlab chiqarish texnologiyasiga aylantiradi.

Purkash orqali quritilgan TiO2 ultratovush bilan maydalashdan oldin va keyin

Laboratoriyadan sanoat ishlab chiqarishigacha chiziqli miqyoslash imkoniyati

Jarayon parametrlarini turli miqyoslar oʻrtasida ishonchli koʻchirish mumkin
Miqyosni kengaytirish jarayonni ishlab chiqishda muhim masaladir. Hielscher ultratovush tizimlari chiziqli miqyoslash uchun ishlab chiqilgan, yaʼni laboratoriya yoki tajriba-sanoat miqyosida belgilangan jarayon sharoitlarini sanoat ishlab chiqarishiga tizimli ravishda koʻchirish mumkin.
Bu innovatsion, biotsid miqdori kam qoplamalarni ishlab chiqayotgan kompaniyalar uchun ayniqsa muhim, chunki u joriy etish paytidagi xavfni kamaytiradi va tijoratlashtirishni tezlashtirishga yordam beradi.

Chiziqli miqyoslashning afzalliklariga quyidagilar kiradi:

• jarayonni osonroq ishlab chiqish
• ilmiy tadqiqot va ishlanmalardan (R&D) ishlab chiqarishga ishonchli oʻtish
• yuqoriroq ishlab chiqarish unumdorligida oldindan bashorat qilinadigan ishlash natijalari
• miqyosni kengaytirishdagi noaniqlikning kamayishi

Oson tozalash va jarayonni gigiyenik loyihalash

Maqsad mikrobiologik barqarorlik boʻlganda tozalash imkoniyati muhim
Agar mikroblarni nazorat qilish jarayonning asosiy maqsadi boʻlsa, uskunaning gigiyenasi yanada muhimroq boʻladi. Hielscher ultratovush qurilmalari sanoatda amaliy tozalash va gigiyenik jarayon muhitlariga oson integratsiya qilish uchun ishlab chiqilgan.

Oson tozalash ishlab chiqaruvchilarga quyidagilarda yordam beradi:

• uskunada ifloslanish xavflarini kamaytirish
• mikroblarning koʻpayishini toʻxtatish
• tozalash va texnik xizmat koʻrsatishga sarflanadigan vaqt va mehnatni kamaytirish
• takroriy ishlab chiqarish sikllari davomida jarayon ishonchliligini yaxshilash

Ifloslanish rezervuarlar, oqim turgʻun zonalari va uzatish tizimlarida saqlanib qolishi mumkin boʻlgan suv asosidagi qoplamalarda oson tozalanadigan ultratovush uskunalari mahsulot barqarorligi va ishning puxtaligiga bevosita hissa qoʻshadi.

Grindometrdagi ultratovush bilan ishlov berilgan boʻrli boʻyoq pigmentlarning mukammal bir tekis deaglomeratsiyasi va zarracha oʻlchamlari taqsimotini namoyish etadi

Sanoatda sifatni taʼminlash uchun takrorlanuvchan natijalar

Qoplama ishlab chiqaruvchilari uchun bir xillik zarur
Sanoatda boʻyoq ishlab chiqarish yuqori darajada takrorlanuvchan jarayon natijalarini talab qiladi. Optik xususiyatlar, reologiya, yaroqlilik muddati va mikrobiologik barqarorlik partiyadan partiyaga hamda uzoq ishlab chiqarish davrlari davomida bir xil boʻlib qolishi kerak.

Hielscher ultratovush qurilmalari quyidagilarni qoʻllab-quvvatlaydigan takrorlanuvchan ultratovush sharoitlarini taʼminlaydi:

• pigmentlarning bir tekis dispersiyasi
• zarracha oʻlchamini barqaror kichraytirish
• mikroblarga bir xil ishlov berish
• ishlab chiqarishning turli sikllarida mahsulot sifatining ishonchliligi

Bu takrorlanuvchanlik jarayonni validatsiya qilish, sifatni taʼminlash va ultratovush texnologiyasini sanoatda joriy etish uchun zarur.

Ultratovush bilan ishlov berish zamonaviy suv asosidagi qoplamalar uchun strategik texnologiya sifatida

Qoplamalar sanoati ekologik jihatdan barqarorroq, xavfli qoʻshimchalari kamroq va foydalanish xususiyatlari yanada ishonchli boʻlgan formulatsiyalar tomon rivojlanmoqda. Ultratovush bilan ishlov berish bu yoʻnalishga nihoyatda yaxshi mos keladi, chunki u ishlab chiqarishning ikkita asosiy muammosini bir vaqtning oʻzida hal qiladi: pigmentlarni samarali dispersiyalash zarurati va mikrobiologik barqarorlik zarurati.
Ushbu vazifalarni bitta jarayon bosqichida birlashtirib, ultratovush bilan ishlov berish ishlab chiqaruvchilarga ishlab chiqarishni soddalashtirish, qoplama sifatini yaxshilash va anʼanaviy konservatsiya tizimlariga qaramlikni kamaytirishga yordam beradi. Bu ultratovush bilan ishlov berishni meʼmoriy boʻyoqlar, sanoat qoplamalari, funksional dispersiyalar, siyohlar va ularga aloqador suv asosidagi tizimlar uchun juda jozibador qiladi.
Hielscher ultratovush qurilmalari bu strategiyani amalda joriy etish uchun zarur sanoat platformasini taqdim etadi. Ularning aniq boshqaruvi, bosim ostida ishlay oladigan oqim hujayralari, oqimda ishlash imkoniyati, chiziqli miqyoslanishi, oson tozalanishi va takrorlanuvchan natijalari ularni boʻyoqlar va qoplamalar ishlab chiqarish uchun ayniqsa mos qiladi.

Qoplamalarni ultratovush bilan dispersiyalash va sterilizatsiya qilishning afzalliklaridan foydalaning

Ultratovush bilan ishlov berish yordamida suv asosidagi qoplamalarni biotsidsiz sterilizatsiya qilish va dispersiyalash zamonaviy boʻyoq ishlab chiqarish uchun juda istiqbolli yondashuvdir. Ultratovush bilan ishlov berish bitta birlashtirilgan jarayonda pigment dispersiyasini yaxshilaydi, mikroblar miqdorini kamaytiradi va mahsulotning yanada mustahkam barqarorligini qoʻllab-quvvatlaydi. Bu birikma yuqori mahsulot sifati va jarayon samaradorligini saqlagan holda konservantlarni kamaytirish uchun tobora kuchayib borayotgan bosim ostidagi sanoatda ayniqsa qimmatlidir.
Suv asosidagi boʻyoqlar va qoplamalar ishlab chiqaruvchilari uchun Hielscher ultratovush qurilmalari amaliy va sanoatda sinalgan yechimni taqdim etadi. Ularning jarayonni boshqarish imkoniyati, oqimga integratsiyasi, ishlov berishni jadallashtiruvchi oqim hujayrasi konstruksiyasi, miqyoslanishi, gigiyenik tozalash imkoniyati va takrorlanuvchan ishlash natijalari ularni boʻyoq pigmentlarini bir vaqtning oʻzida dispersiyalash va sterilizatsiya qilish uchun aʼlo tanlov qiladi.

Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:

Loyihalash, ishlab chiqarish va maslahat berish – Germaniyada yaratilgan sifat

Hielscher ultratovush qurilmalari eng yuqori sifat va loyihalash standartlari bilan mashhur. Mustahkamlik va oson boshqarish ultratovush qurilmalarimizni sanoat korxonalariga muammosiz integratsiya qilish imkonini beradi. Hielscher ultratovush qurilmalari ogʻir sharoitlar va yuqori talab qoʻyadigan muhitlarda bemalol ishlaydi.

Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatiga ega kompaniya boʻlib, eng zamonaviy texnologiya va foydalanuvchi uchun qulaylikni oʻzida mujassam etgan yuqori samarali ultratovush qurilmalariga alohida eʼtibor qaratadi. Albatta, Hielscher ultratovush qurilmalari CE talablariga muvofiq boʻlib, UL, CSA va RoHs talablariga javob beradi.

Adabiyotlar / Manbalar

• Spiteri, D., Chot-Plassot, C., Sclear, J., Karatzas, K. A., Scerri, C., Valdramidis, V. (2017): Ultrasound processing of liquid system(s) and its antimicrobial mechanism of action. Letters in
  Applied Microbiology, 65 (4), 2017.. 313-318.
• N.P. Badgujar Y.E. Bhoge T.D. Deshpande B.A. Bhanvase P.R. Gogate S.H. Sonawane R.D. Kulkarni (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment & Resin Technology, Vol. 44, Iss. 4. 214 – 223.
• Karekar, Sammit; Bhanvase, Bharat; Sonawane, Shirish; Deosarkar, Manik; Pinjari, Dipak; Pandit, Aniruddha (2014): Synthesis of zinc molybdate and zinc phosphomolybdate nanopigments by an ultrasound assisted route: Advantage over conventional method. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification 87, 2014.
• Aydin, Z., Turgut, S. & Akbas, H.Z. (2018): Structural Differences of BaTiO3 Ceramics Modified by Ultrasonic and Mechanochemical Methods. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, Vol. 57, No. 7-8, November, 2018.