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Aplicações de Misturas

Dispersão e hidratação de Carbopol®

O Carbopol®* é um polímero solúvel em água, usado como emulsificante, estabilizador, espessante e agente suspensor em muitas indústrias e também é usado como agente gelificante em géis higienizadores para as mãos e outros produtos. O Carbopol está disponível em diferentes tipos (grades), e são amplamente utilizados na fabricação de cosméticos e produtos de higiene pessoal, incluindo géis, cremes e loções, detergentes e desodorizantes de ambiente. O efeito de gelificação é ativado em duas etapas, a primeira é a dispersão e hidratação do Carbopol e a segunda se faz “neutralizando” a solução pela adição de produtos químicos que aumentam o pH. Os agentes neutralizantes incluem trietanolamina (TEA), hidróxido de sódio e hidróxido de potássio.

* Carbopol® é uma marca registrada da Lubrizol.

O Processo

Os métodos de fabricação variam de acordo com o tipo de produto, mas podem ser resumidos da seguinte forma:

O Problema

  • O Carbopol é geralmente fornecido como um pó muito leve e de baixa densidade. Ele tende a flutuar quando adicionado à água, exigindo agitação vigorosa para ser incorporado. Isso pode causar problemas de poeira.
  • Quando adicionado à água, O Carbopol tende a formar aglomerados que não são facilmente dispersos.
  • Alguns pós têm dificuldade de fluidez, dificultando a adição controlada de pó.
  • Enquanto alguns tipos (grades) de Carbopol não apresentam aumento significativo na viscosidade até serem neutralizados, outros começam a engrossar imediatamente, tornando a adição do pó cada vez mais difícil.
  • Longos tempos de mistura são necessários para completar a dispersão/hidratação.
  • A aeração pode criar uma espuma persistente que pode exigir aditivos químicos para se dispersar.
  • O ar retido é muito difícil de remover, turvando os géis transparentes e causando problemas onde a embalagem é preenchida por volume e não por peso.
  • O rendimento total potencial é difícil de obter com os métodos tradicionais; muitas formulações contêm níveis desnecessariamente altos de Carbopol para compensar isso.
  • A exposição prolongada a alto cisalhamento intenso pode danificar o polímero, reduzindo a viscosidade.

A Solução

Esses problemas podem ser superados usando um misturador Silverson para dispersar o Carbopol.

Dispersão

A dispersão é concluída em uma fração do tempo levado pelos meios convencionais, evitando assim o risco de dano ao polímero por excesso de cisalhamento. A operação é descrita conforme abaixo.

Neutralização

Em certas circunstâncias, os misturadores Silverson podem ser usados para a etapa de neutralização, dependendo da porcentagem e do tipo (grade) do Carbopol. Para produtos de alta viscosidade, um agitador/raspador de baixo cisalhamento seria usado.

Estágio 1

O tanque é carregado com o fluido de base apropriado. O misturador é acionado e o Carbopol é adicionado. A rotação de alta velocidade da cabeça de trabalho do Ultramix cria um vórtice vigoroso, puxando o pó e o líquido para dentro da cabeça de trabalho, onde são rapidamente misturados.

Estágio 2

Os materiais são então forçados a passar através das ranhuras na lateral da cabeça de trabalho e projetados de volta para o corpo da mistura. Quaisquer aglomerados são quebrados à medida que passam pelas ranhuras.

Estágio 3

O movimento vigoroso no tanque criado pelo Ultramix garante que em um curto ciclo de mistura todo o material passe muitas vezes pela cabeça de trabalho, reduzindo progressivamente o tamanho da partícula e expondo uma área de superfície crescente ao líquido circundante. Isso completa rapidamente a hidratação.

  • Estágio 1

    Estágio 1

    O tanque é carregado com o fluido de base apropriado. O misturador é acionado e o Carbopol é adicionado. A rotação de alta velocidade da cabeça de trabalho do Ultramix cria um vórtice vigoroso, puxando o pó e o líquido para dentro da cabeça de trabalho, onde são rapidamente misturados.

  • Estágio 2

    Os materiais são então forçados a passar através das ranhuras na lateral da cabeça de trabalho e projetados de volta para o corpo da mistura. Quaisquer aglomerados são quebrados à medida que passam pelas ranhuras.

  • Estágio 3

    O movimento vigoroso no tanque criado pelo Ultramix garante que em um curto ciclo de mistura todo o material passe muitas vezes pela cabeça de trabalho, reduzindo progressivamente o tamanho da partícula e expondo uma área de superfície crescente ao líquido circundante. Isso completa rapidamente a hidratação.


As vantagens

  • Mistura sem aglomerados.
  • Rendimento maximizado da matéria-prima, pois o Carbopol é corretamente dispersado.
  • Aeração minimizada.
  • Emulsão estável.
  • Qualidade consistente do produto e repetibilidade.
  • A dispersão em alta velocidade proporciona tempos de mistura mais curtos, evitando que o polímero seja danificado por excesso de cisalhamento.

 

O tamanho da batelada, tipo (grade) e porcentagem do Carbopol e a viscosidade do produto (dependendo do pH da solução antes da neutralização) ditam qual misturador Silverson é mais adequado para os requisitos individuais do processo:

Silverson Ultramix

  • Excelente movimento dentro do tanque
  • Capaz de incorporar rapidamente grandes volumes de pós
  • Ideal para misturas de alta viscosidade
  • Design CIP Ultra-Higiênico
  • Baixa manutenção
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Misturadores Em Linha de Alto Cisalhamento

  • Ideal para grandes bateladas
  • Deve ser usado em conjunto com um eficiente agitador interno do tanque de processo, capaz de fazer a umectação do pó
  • Livre de aeração
  • Facilmente adaptado ao processo existente
  • Auto-bombeamento, dependendo da viscosidade do produto
  • Modelos de alta viscosidade disponíveis
  • Unidades multi-estágios disponíveis
  • Modelos Ultra-Higiênicos disponíveis
Mais sobre este misturador

Silverson Flashmix

  • Ideal para grandes bateladas
  • Capaz de incorporar rapidamente grandes volumes de pó
  • Aeração minimizada
  • Requisitos de limpeza minimizados
  • Requerida apenas uma intervenção mínima do operador
  • Adequado para misturas de alta viscosidade
  • Adequado para operação em temperaturas mais altas
  • Facilmente automatizado
  • Opcionais de Funil disponíveis
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Misturadores de alto cisalhamento de fundo de tanque

  • Adequado para uso em cremes de alta viscosidade trabalhando em conjunto com um agitador/raspador do tipo âncora
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