Dyspersja i uwodnienie Carbopolu®
Carbopol®* jest rozpuszczalnym w wodzie polimerem, stosowanym jako środek emulgujący, stabilizujący, zawieszający, zagęszczający i żelujący w wielu gałęziach przemysłu, a także jest stosowany jako środek żelujący w żelach do dezynfekcji rąk i innych produktach. Carbopol jest dostępny w kilku różnych gatunkach, które są szeroko stosowane w produkcji kosmetyków i produktów toaletowych, w tym żeli, kremów i balsamów, detergentów i odświeżaczy powietrza. Efekt żelowania jest aktywowany w dwóch etapach, najpierw w dyspersji i hydratacji Carbopolu, a następnie w „neutralizacji” roztworu przez dodanie substancji chemicznych, które zwiększają pH. Środki neutralizujące obejmują trietanoloaminę (TEA), wodorotlenek sodu i wodorotlenek potasu.
*Carbopol® jest zastrzeżonym znakiem towarowym The Lubrizol Corporation.
Proces
Metody produkcji różnią się w zależności od rodzaju produktu, ale można je streścić w następujący sposób:
Problem
- Carbopol jest zwykle dostarczany jako bardzo lekki proszek o niskiej gęstości. Ma tendencję do unoszenia się na powierzchni po dodaniu do wody, co wymaga intensywnego mieszania. Może to powodować problemy z pyleniem.
- Po dodaniu do wody Carbopol ma tendencję do tworzenia aglomeratów, które nie są łatwe do rozproszenia.
- Niektóre proszki mają słabe właściwości płynięcia, co utrudnia ich kontrolowane dozowanie.
- Podczas gdy niektóre gatunki Carbopolu nie wykazują znaczącego wzrostu lepkości aż do momentu zneutralizowania, inne zaczynają natychmiast gęstnieć, co sprawia, że dodanie proszku staje się coraz trudniejsze.
- Aby zakończyć dyspersję/nawodnienie wymagane są długie czasy mieszania.
- Napowietrzanie może tworzyć trwałą pianę, która może wymagać dodatków chemicznych do rozproszenia.
- Wciągnięte powietrze jest bardzo trudne do usunięcia, powodując zmętnienie przezroczystych żeli i powodując problemy, gdy opakowanie jest wypełnione objętościowo, a nie wagowo.
- Potencjalną pełną wydajność trudno jest uzyskać tradycyjnymi metodami. Wiele preparatów zawiera niepotrzebnie wysokie poziomy Carbopolu, aby to zrekompensować.
- Długotrwałe narażenie na intensywne ścinanie może uszkodzić polimer, zmniejszając jego lepkość.
Rozwiązanie
Problemy te można rozwiązać za pomocą miksera Silverson do rozproszenia Carbopolu.
Dyspersja
Dyspersję wykonuje się w ułamku czasu potrzebnego do wykonania konwencjonalnymi środkami, unikając ryzyka nadmiernego ścinania polimeru. Działanie opisano poniżej.
Neutralizacja
W pewnych okolicznościach, w zależności od zawartości procentowej i gatunku Carbopolu, miksery Silverson można stosować do etapu neutralizacji. W przypadku produktów o wysokiej lepkości stosowane są mieszadła / skrobaki o niskim ścinaniu.
Etap 1
Naczynie jest napełnione odpowiednim płynem bazowym. Mikser jest uruchomiony i dodany Carbopol. Szybki obrót jednoczęściowej głowicy roboczej Ultramix tworzy silny wir, wciągając proszek i ciecz do głowicy roboczej, gdzie są one szybko mieszane.
Etap 2
Materiały są następnie przeciskane przez szczeliny z boku głowicy roboczej i wyrzucane z powrotem do korpusu mieszanki. Wszelkie aglomeraty są rozbijane, gdy przechodzą przez szczeliny.
Etap 3
Energiczny ruch w naczyniu stworzony przez Ultramix sprawia, że w krótkim cyklu mieszania cały materiał przechodzi wiele razy przez głowicę roboczą, stopniowo zmniejszając rozmiar cząstek i odsłaniając rosnącą powierzchnię na działanie otaczającej cieczy, co szybko doprowadza do pełnego uwodnienia.
-
Etap 1
Etap 1
Naczynie jest napełnione odpowiednim płynem bazowym. Mikser jest uruchomiony i dodany Carbopol. Szybki obrót jednoczęściowej głowicy roboczej Ultramix tworzy silny wir, wciągając proszek i ciecz do głowicy roboczej, gdzie są one szybko mieszane.
-
Etap 2
Etap 2
Materiały są następnie przeciskane przez szczeliny z boku głowicy roboczej i wyrzucane z powrotem do korpusu mieszanki. Wszelkie aglomeraty są rozbijane, gdy przechodzą przez szczeliny.
-
Etap 3
Etap 3
Energiczny ruch w naczyniu stworzony przez Ultramix sprawia, że w krótkim cyklu mieszania cały materiał przechodzi wiele razy przez głowicę roboczą, stopniowo zmniejszając rozmiar cząstek i odsłaniając rosnącą powierzchnię na działanie otaczającej cieczy, co szybko doprowadza do pełnego uwodnienia.
Zalety
- Wolny od aglomeratów produkt.
- Maksymalizacja wydajności surowca, dzięki prawidłowemu rozproszeniu Carbopolu.
- Zminimalizowane napowietrzenie.
- Trwała emulsja.
- Stała jakość produktu i powtarzalność.
- Szybka dyspersja ogranicza czasy mieszania do minimum, co prowadzi do uniknięcia nadmiernego ścinania polimeru.
Wielkość partii, gatunek i procent Carbopolu oraz lepkość produktu (w zależności od pH roztworu przed zobojętnieniem) określają, który mikser Silverson jest najbardziej odpowiedni do indywidualnych wymagań procesu:
Silverson Ultramix
- Doskonały ruch w zbiorniku
- Nadaje się do szarży z dużą zawartością proszków
- Idealny do mieszanek o wyższej lepkości
- Ultra higieniczna konstrukcja CIP
- Niskie koszty utrzymania
Wysokoobrotowe Miksery Liniowe
- Idealne do większych serii
- Muszą być stosowane w połączeniu z efektywnym mieszadłem wewnątrz zbiornika do zwilżania proszku
- Wolne od napowietrzenia
- Łatwe do wbudowania w istniejącą już instalację
- Samo-pompujące (w zależności od lepkości produktu)
- Dostępne modele do wysokiej lepkości
- Dostępne jednostki wielostopniowe
- Dostepne modele ultra higieniczne
Silverson Flashmix
- Idealne do większych serii
- Muszą być stosowane w połączeniu z efektywnym mieszadłem wewnątrz zbiornika do zwilżania proszku
- Wolne od napowietrzenia
- Łatwe do wbudowania w istniejącą już instalację
- Samo-pompujące (w zależności od lepkości produktu)
- Dostępne modele do wysokiej lepkości
- Dostępne jednostki wielostopniowe
- Dostepne modele ultra higieniczne
Wysokoobrotowe Miksery Dolne
- Odpowiednie do produktów o wysokiej lepkości w połączeniu z mieszadłem kotwicowym/zdrapakiem