Máy trộn cắt cao để sản xuất kem đánh răng
Sản xuất kem đánh răng là một quá trình đòi hỏi thiết bị trộn có khả năng xử lý bột nhão nhớt, nồng độ rắn cao và các hạt mài mòn. Máy trộn cắt cao siêu âm cung cấp lực cắt cường độ cao giúp làm ướt toàn bộ bột, đồng nhất đồng đều bùn keo và phân bố kích thước hạt đồng đều. Có sẵn ở quy mô công nghiệp và có khả năng xử lý các dòng khối lượng lớn, máy trộn siêu âm có độ cắt cao là con ngựa làm việc đáng tin cậy của bạn trong sản xuất kem đánh răng!
Sản xuất kem đánh răng
Kem đánh răng, răng giả và gel bao gồm bốn thành phần chính của nước, chất mài mòn, florua và chất tẩy rửa. Trong khi hàm lượng nước chủ yếu thay đổi từ 20 đến 45%, chất mài mòn là thành phần chính đóng góp ít nhất 50% vào công thức kem đánh răng. Chất mài mòn được sử dụng rộng rãi bao gồm các hạt nhôm hydroxit (Al (OH)3), canxi cacbonat (CaCO3), natri cacbonat, các loại canxi hydro photphat khác nhau, silica ngậm nước, zeolit, mica và hydroxyapatite (Ca5(PO4)3OH).
Các công thức kem đánh răng và bột răng thông thường được sản xuất theo các bước dưới đây:
Lúc đầu, nước, chất giữ ẩm (ví dụ: sorbitol, glycerin, propylene glycol) và các thành phần lỏng khác được trộn với nhau để thu được cơ sở lỏng.
Để có được kết cấu và kết cấu lưu biến nhất định của kem đánh răng cuối cùng, các chất điều chỉnh lưu biến và chất kết dính được thêm vào cơ sở chất lỏng. Chất điều chỉnh và chất kết dính lưu biến làm cho kem đánh răng có độ dày và kết cấu. Chất kết dính thường được sử dụng bao gồm kẹo cao su karaya, bentonit, natri alginate, methylcellulose, carrageenan và magiê nhôm silicat. Một số chất điều chỉnh lưu biến yêu cầu được pha trộn trước với thành phần lỏng không chứa nước như glycerine hoặc tinh dầu hương liệu. Ngoài ra, chất điều chỉnh lưu biến có thể được trộn vào các thành phần dạng bột khác để tạo điều kiện thuận lợi cho sự phân tán dạng keo.
Trong bước tiếp theo, các thành phần hoạt tính (ví dụ: canxi florua, kẽm clorua, hydroxyapatit), phụ gia hương vị làm ngọt và chất bảo quản được trộn vào hỗn hợp.
Sau đó, một loại bùn có chứa các hạt mài mòn và / hoặc chất độn được kết hợp vào hỗn hợp kem đánh răng. Vì chất mài mòn là thành phần chính, được thêm vào tải trọng rắn cao, nên cần có khả năng trộn cắt cao mạnh mẽ, đáng tin cậy để hoàn thành nhiệm vụ đòi hỏi khắt khe này.
Sau đó, các chất phụ gia hương vị và chất tạo màu được thêm vào.
Trong bước trộn cuối cùng, chất tẩy rửa hoặc chất tạo bọt (chất tạo bọt) hoạt động như chất ổn định và cải thiện sự phân bố đồng đều của kem đánh răng trong quá trình đánh răng, được thêm vào công thức. Chất tẩy rửa và sudser được trộn vào hỗn hợp kem đánh răng với cường độ nhẹ nhàng để giảm thiểu tạo bọt. Chất tạo bọt phổ biến là natri lauryl sulfat, natri lauryl sulfoacetate, dioctyl natri sulfosuccinate, sulfolaurate, natri lauryl sarcosinate, natri stearyl fumarate và natri stearyl lactate.
Một công thức kem đánh răng cơ bản điển hình bao gồm:
- Nước
- hạt mài mòn
- Chất giữ ẩm (ví dụ: sorbitol, glycerin)
- Chất hoạt động bề mặt ổn định
- Chất điều chỉnh lưu biến (chất làm đặc)
- Chất tạo màu
- Chất tạo hương liệu
- Chất bảo quản (ví dụ: p-hydrozybenzoate)
- Chất tẩy rửa
Tùy thuộc vào loại sản phẩm kem đánh răng mà các hoạt chất khác như thuốc diệt khuẩn, chất làm trắng, florua,...
Kem đánh răng tự nhiên, nhãn sạch
Các nhà sản xuất kem đánh răng hữu cơ, tự nhiên tạo ra các sản phẩm chỉ sử dụng các thành phần tự nhiên và được chứng nhận hữu cơ. Các thương hiệu kem đánh răng tự nhiên đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng có ý thức về sức khỏe, những người muốn tránh các thành phần nhân tạo thường thấy trong kem đánh răng thông thường. Do nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng đối với các sản phẩm nhãn sạch, ngày càng có nhiều thương hiệu nổi tiếng nhỏ hơn cũng như lớn hơn cung cấp kem đánh răng nhãn sạch. Máy trộn siêu âm cũng lý tưởng cho quy mô sản xuất vừa và nhỏ. Là một phương pháp trộn không nhiệt, hoàn toàn cơ học, siêu âm không làm thay đổi các công thức hữu cơ, tự nhiên. Trộn siêu âm tương thích với các thành phần tự nhiên như muối nở, lô hội, dầu bạch đàn, mộc dược, chiết xuất thực vật (ví dụ: cây xô thơm, bạc hà, chiết xuất dâu tây) và tinh dầu (ví dụ: bạc hà, bạc hà, quế).
Đọc thêm về máy trộn cắt siêu âm để sản xuất các sản phẩm làm đẹp nhãn sạch!
- Pha trộn đồng nhất
- Làm ướt kỹ lưỡng
- Xử lý nồng độ rắn cao
- Không có vấn đề gì với chất mài mòn
- Quy trình nhanh chóng
- Quy trình nội tuyến liên tục
- An toàn, mạnh mẽ và đáng tin cậy
Trộn cắt cao bằng siêu âm hoạt động như thế nào?
Máy trộn cắt cao siêu âm sử dụng nguyên lý cơ học tương tự như các hệ thống trộn công nghiệp thường được sử dụng khác, ví dụ như máy trộn lưỡi cắt cao, máy trộn nhiều trục, máy nghiền keo, máy đồng nhất áp suất cao và máy khuấy lưỡi. Máy trộn siêu âm có độ cắt cao thường được sử dụng để phân tán và xay các hạt, nhũ hóa các pha dầu và nước, làm ướt và hòa tan chất rắn cũng như tạo ra hỗn hợp đồng nhất của bất kỳ loại chất lỏng và bùn nào. Máy trộn siêu âm truyền lực cắt cao thông qua đầu dò siêu âm vào bình trộn, chẳng hạn như vào bể chứa hoặc vào tế bào dòng chảy. Đầu dò của máy trộn siêu âm rung động trong chất lỏng ở tần số và biên độ rất cao, do đó tạo ra các bong bóng xâm thực siêu âm mạnh mẽ trong môi trường. Sự sụp đổ của các bong bóng xâm thực dẫn đến lực cắt mạnh, phá vỡ và phá vỡ các giọt, kết tụ, tập hợp và thậm chí cả các hạt sơ cấp. Khi xâm thực siêu âm tạo ra luồng xâm thực tốc độ cao lên đến 1000km / h, các tia chất lỏng xâm thực sẽ tăng tốc các hạt. Khi các hạt gia tốc va chạm với nhau, chúng hoạt động như môi trường phay. Kết quả là, các hạt va chạm vỡ vụn và giảm xuống kích thước micron hoặc nano. Trong trường xâm thực siêu âm, áp suất xen kẽ nhanh chóng và lặp đi lặp lại giữa chân không và lên đến 1000bar. Một máy trộn quay với 4 lưỡi trộn sẽ cần hoạt động ở tốc độ đáng kinh ngạc 300.000 vòng / phút để đạt được cùng tần số của chu kỳ áp suất xen kẽ. Máy trộn quay thông thường và máy trộn rôto-stato không tạo ra lượng xâm thực đáng kể do hạn chế về tốc độ của chúng.

Trước và sau khi siêu âm: Đường cong màu xanh lá cây cho thấy kích thước hạt trước khi siêu âm, đường cong màu đỏ là sự phân bố kích thước hạt của silica phân tán siêu âm.
Trộn kem đánh răng siêu âm
Máy trộn siêu âm có độ cắt cao có thể được sử dụng làm bộ xử lý hàng loạt và liên tục. Đối với vật liệu có độ nhớt cao và xử lý khối lượng lớn, việc sử dụng lò phản ứng tế bào dòng chảy có áp suất được ưu tiên vì điều này cho phép bạn chạy trong điều kiện siêu âm tăng cường (tức là áp suất tăng cường xâm thực). Hơn nữa, bằng cách sử dụng một thiết lập dòng chảy phức tạp như một lối đi hoặc thiết lập quy trình rời rạc, hỗn hợp kem đánh răng hoàn chỉnh buộc phải đi qua vùng xâm thực siêu âm trong cảm biến dòng chảy. Điều này đảm bảo rằng mỗi hạt được xử lý giống nhau để thu được sự phân tán và pha trộn đồng đều cao.
Xử lý đoạn siêu âm
Đối với mỗi bước quy trình, đó là khi hỗn hợp thành phần mới được thêm vào cơ sở lỏng, hỗn hợp bột nhão đi từ một bể qua lò phản ứng siêu âm vào bể thứ hai. Quá trình đi qua này đảm bảo kết quả trộn đồng đều và có độ tin cậy cao. Trong khi trong quá trình trộn hàng loạt cắt cao thông thường, phải áp dụng trộn dư thừa để đảm bảo rằng tất cả các hạt được phân tán, thiết lập cảm biến dòng siêu âm giúp tiết kiệm thời gian và năng lượng, vì thời gian xử lý được giảm xuống mức xử lý tối thiểu trên mỗi hạt.
Trong trộn hàng loạt cắt cao thông thường, một số hạt bị xử lý quá mức, trong khi một số hạt không bao giờ đi vào vùng trộn hoạt động. Sử dụng lò phản ứng tế bào dòng chảy siêu âm đảm bảo rằng mỗi hạt đều được xử lý có độ cắt cao giống nhau. Do quá trình đi qua, mọi hạt được xử lý ở cùng tần số và cường độ.
Mẹo xử lý: Trộn siêu âm dưới áp suất
Tác dụng áp lực lên lò phản ứng siêu âm hoặc tế bào dòng chảy làm tăng cường sự xâm thực âm thanh. Hielscher Ultrasonics cung cấp các loại tế bào dòng chảy và lò phản ứng khác nhau, có thể dễ dàng được điều áp lên đến 5 barg. Lò phản ứng siêu âm tùy chỉnh có thể xử lý áp suất cao hơn lên đến 300barg.
Hiệu ứng khử khí siêu âm
Máy khuấy lưỡi và máy trộn cắt cao thông thường đưa một lượng lớn bọt khí vào hỗn hợp, đây là một nhược điểm lớn. Việc khử khí của hỗn hợp kem đánh răng cuối cùng đòi hỏi một bước xử lý bổ sung, tốn thời gian và năng lượng. Trong quá trình trộn siêu âm, sự mắc kẹt của bọt khí thường rất thấp khi so sánh với máy khuấy bể thông thường và máy trộn có độ cắt cao. Sử dụng lò phản ứng tế bào dòng chảy siêu âm ngăn chặn sự kết hợp không cần thiết của các bọt khí không mong muốn khi hỗn hợp được cấp từ bể chứa theo dòng chảy ổn định trong một hệ thống khép kín. Trong thiết lập tế bào dòng siêu âm, hỗn hợp bột nhão được đưa ở áp suất liên tục vào vùng xâm thực siêu âm. Thiết lập dòng chảy qua siêu âm ngăn chặn sự mắc kẹt không mong muốn của khí trong quá trình trộn. Hơn nữa, siêu âm là một kỹ thuật khử khí và khử khí được thiết lập tốt và thúc đẩy sự kết hợp của bọt khí để chúng có thể bay lên đỉnh và bay hơi.
Đọc thêm về khử khí và khử khí siêu âm!
Ưu điểm của máy trộn siêu âm hiệu suất cao
Máy trộn cắt cao siêu âm tạo ra lực cắt mạnh, có tác động cần thiết lên các hạt như chất rắn, giọt, tinh thể và sợi để phá vỡ chúng thành kích thước mục tiêu, có thể nằm trong phạm vi micron hoặc nano. Dễ dàng xử lý độ nhớt cao và tải trọng rắn cao, máy trộn nội tuyến siêu âm có độ cắt cao lý tưởng để xử lý các sản phẩm bột nhão như kem đánh răng, bột răng và gel. Lực cắt âm thanh đạt được sự làm ướt kỹ lưỡng các thành phần bột và trộn chúng đồng đều thành hỗn hợp đồng nhất.
Tùy thuộc vào độ cứng và độ giòn của hạt, các thông số quá trình siêu âm có thể được điều chỉnh chính xác để đạt được kết quả trộn mong muốn. Khi so sánh với các phương pháp trộn thay thế như máy khuấy lưỡi cắt cao, máy đồng nhất áp suất cao, máy nghiền keo / hạt, máy trộn trục, v.v. máy trộn siêu âm cắt cao mang lại những ưu điểm lớn như xử lý chất mài mòn và tải trọng rắn cao không gặp vấn đề gì, vận hành dễ dàng và an toàn, bảo trì thấp và mạnh mẽ.
- Xâm thực và cắt cường độ cao
- Xử lý hạt đồng nhất
- Nồng độ rắn cao
- Không có vòi phun / không bị tắc nghẽn
- Không cần môi trường xay xát (tức là hạt)
- Hiệu ứng khử khí
- Khả năng mở rộng tuyến tính
- dễ & Vận hành an toàn
- Dễ dàng vệ sinh
- Thời gian- & Tiết kiệm năng lượng
Hàng loạt và nội tuyến
Máy trộn hiệu suất cao Hielscher Ultrasonics có thể được sử dụng để xử lý hàng loạt và nội tuyến. Tùy thuộc vào khối lượng quy trình và thông lượng hàng giờ của bạn, xử lý nội tuyến có thể được khuyến nghị. Mặc dù việc trộn hàng loạt tốn nhiều thời gian và công sức hơn, nhưng quy trình trộn nội tuyến liên tục hiệu quả hơn, nhanh hơn và đòi hỏi ít lao động hơn đáng kể.
Máy trộn siêu âm cho mọi công suất sản phẩm
Phạm vi sản phẩm Hielscher Ultrasonics bao gồm đầy đủ các bộ xử lý siêu âm từ máy siêu âm phòng thí nghiệm nhỏ gọn trên hệ thống để bàn và thí điểm đến bộ xử lý siêu âm công nghiệp hoàn toàn với khả năng xử lý xe tải mỗi giờ. Phạm vi sản phẩm đầy đủ cho phép chúng tôi cung cấp cho bạn máy trộn cắt siêu âm phù hợp nhất cho công suất và mục tiêu quy trình của bạn.
Việc mở rộng quy mô từ máy trộn siêu âm nhỏ hơn đến công suất xử lý cao hơn rất đơn giản vì quá trình trộn siêu âm có thể được chia tỷ lệ hoàn toàn tuyến tính từ các thông số quy trình đã thiết lập của bạn. Việc mở rộng quy mô có thể được thực hiện bằng cách lắp đặt một bộ trộn siêu âm mạnh hơn hoặc tập hợp song song một số máy siêu âm.
Biên độ cao cho hiệu quả trộn cao
Hielscher Siêu âm’ Bộ xử lý siêu âm công nghiệp có thể cung cấp biên độ rất cao. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy liên tục trong hoạt động 24/7. Đối với biên độ cao hơn nữa, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn. Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 ở nhiệm vụ nặng và trong môi trường khắc nghiệt.
Thử nghiệm dễ dàng, không rủi ro
Các quy trình siêu âm có thể được chia tỷ lệ hoàn toàn tuyến tính. Điều này có nghĩa là mọi kết quả mà bạn đạt được bằng cách sử dụng máy siêu âm phòng thí nghiệm hoặc máy siêu âm để bàn, có thể được mở rộng thành cùng một đầu ra bằng cách sử dụng các thông số quy trình giống hệt nhau. Điều này làm cho siêu âm lý tưởng cho việc phát triển sản phẩm và triển khai sau đó vào sản xuất thương mại.
Chất lượng cao nhất – Được thiết kế và sản xuất tại Đức
Là một doanh nghiệp gia đình và do gia đình điều hành, Hielscher ưu tiên các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất cho bộ vi xử lý siêu âm của mình. Tất cả các ultrasonicators được thiết kế, sản xuất và kiểm tra kỹ lưỡng tại trụ sở chính của chúng tôi ở Teltow gần Berlin, Đức. Mạnh mẽ và độ tin cậy của thiết bị siêu âm của Hielscher làm cho nó trở thành một con ngựa làm việc trong sản xuất của bạn. Hoạt động 24/7 dưới tải đầy đủ và trong môi trường đòi hỏi khắt khe là một đặc tính tự nhiên của máy trộn hiệu suất cao của Hielscher.
Bạn có thể mua máy trộn cắt cao siêu âm Hielscher với bất kỳ kích thước nào khác nhau và được cấu hình chính xác theo yêu cầu quy trình của bạn. Từ việc xử lý chất lỏng trong cốc phòng thí nghiệm nhỏ đến trộn liên tục bùn và bột nhão ở cấp độ công nghiệp, Hielscher Ultrasonics cung cấp một máy trộn có độ cắt cao phù hợp cho bạn! Vui lòng liên hệ với chúng tôi – Chúng tôi rất vui được giới thiệu cho bạn thiết lập máy trộn siêu âm lý tưởng!
Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi:
Khối lượng hàng loạt | Tốc độ dòng chảy | Thiết bị được đề xuất |
---|---|---|
1 đến 500mL | 10 đến 200ml / phút | UP100H |
10 đến 2000mL | 20 đến 400ml / phút | UP200Ht, UP400ST |
0.1 đến 20L | 0.2 đến 4L / phút | UIP2000hdT |
10 đến 100L | 2 đến 10L / phút | UIP4000hdt |
N.A. | 10 đến 100L / phút | UIP16000 |
N.A. | Lớn | Cụm UIP16000 |
Liên hệ với chúng tôi! / Hãy hỏi chúng tôi!

Đồng nhất siêu âm công suất cao từ phòng thí nghiệm đến phi công và Công nghiệp vảy.
Văn học / Tài liệu tham khảo
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): Thermal and ultrasonic influence in the formation of nanometer scale hydroxyapatite bio-ceramic. Int J Nanomedicine. 2011; 6: 2083–2095.