Смесители и реакторы amixon® для производства моющих средств

вторское право amixon®, копирование, перепечатка, перевод на другие языки - даже частично - только с письменного разрешения amixon GmbH, Paderborn.

И смесители, и реакторы для синтеза должны быть адаптированы так, чтобы с их помощью можно было качественно выполнять поставленные задачи. Смесители и реакторы amixon выполняют подобные специальные задачи образцово.

Мыло считается одним из древнейших химических продуктов. Даже первобытные племена знали о скользящей и разделительной способностях мыла = щелочных солей высших жирных кислот. Они брали золу от сожженной древесины и размешивали / разводили ее в воде, чтобы получить разбавленную щелочь. Затем сцеживали остатки золы из жидкой фазы и выпаривали ее. Таким образом они концентрировали слабую щелочь и смешивали ее с маслом и жиром — преимущественно в нагретом состоянии. Помутнение указывает на образование мыльного щелока. Он обладает одновременно и жирорастворяющими, и водорастворимыми свойствами. В идеале более твердые компоненты мыльного щелока отделяли от более жидких, чтобы сделать их пригодными к консервации и транспортировке. Шумеры применяли этот метод еще за 3000 лет до н. э., причем, судя по всему, получавшееся мыло изначально использовалось в лечебных целях. По-видимому, очищающие свойства мыла стали культивироваться только при римлянах. В древнеримских записях упоминается германское мыло, состоящее из сала, золы и соков растений. Его использовали для окрашивания волос в красный цвет перед битвой. Утверждается, что арабы научили испанцев искусству мыловарения, и уже Карл Великий во время своего правления с 768 по 814 гг. покровительствовал расселению мыловаров по Франции. Мягкое мыло получило в старонемецком языке такие названия как Seifa («зайфа»), Seipha («зейфа») или Säpa («зепа»). Изготовление твердого белого мыла считалось чем-то особенным и поощрялось, а в качестве сырья для его производства использовались зола морских водорослей и оливковое масло. Мыло с добавлением целебных трав, антиоксидантов, дезодорирующих веществ и ароматических масел было желанным предметом роскоши. Около 900 г. Марсель был столицей мыловарения. Пятьсот лет спустя этот титул перешел к итальянским городам Савоне, Венеции и Генуе. Король Людовик XVI (время правления с 1775 по 21 января 1793 г.) издал во Франции директиву о качестве мыла, согласно которой доля масел в нем должна была составлять не менее 72 процентов от общего веса.

Около 1900 г. вследствие развития промышленных технологий поташ был заменен на искусственную соду и крепкие щелочи на основе гидроксида натрия и гидроксида калия. В 1907 г. компания Henkel создала из базовых химических продуктов пербората и силиката продукт под маркой Persil. В 1929 г. компания Benckiser разработала средство для посудомоечных машин для гостиниц и ресторанов. Хозяйственное мыло стало массовым продуктом. И сегодня большие усилия прилагаются к тому, чтобы сделать моющие средства экологичнее. Так, энзимы и ПАВы, применяемые на данный момент в Европе в моющих средствах, являются биоразлагаемыми, а производители все чаще отказываются от использования микропластика, фосфатов и отбеливателей.

Помимо пенообразующей и моющей способностей здесь также следует упомянуть феномен образования поверхностной пленки, так называемую модель мыльной пленки. В данном случае используется способность мыла образовывать поверхностную пленку. Если погрузить неровно изогнутую проволочную петлю в мыльный раствор, а затем вынуть из него, на петле образуется мыльная пленка. Полученная таким образом поверхность натяжения представляет минимальную площадь. Причудливо изогнутые крыши олимпийских шатров в Мюнхене были сконструированы с помощью этого метода.

Промышленное значение мыла огромно: с одной стороны, за счет своих моющих свойств оно используется как средство личной гигиены, с другой стороны, его применяют для стирки, мытья посуды и уборки в жидкой и твердой форме в виде порошков, гранул, шариков или таблеток. В крупных промышленных комплексах прецизионные смесители, являясь гомогенизаторами периодического действия, выполняют самые разные задачи. Например, есть высокопроизводительные смесители непрерывного действия, используемые для гомогенизации трех, четырех или пяти потоков твердых веществ при производстве универсальных порошков, порошков для цветного белья и порошков для деликатных тканей. Компоненты загружаются дозированно сверху в соответствии с рецептурой и в гомогенизированной форме выгружаются снизу, причем одновременно загружаются 2, 3 или 4 фасовочных машины непрерывного действия. Такая вертикальная смесительная система обеспечивает бережное перемешивание и высокую степень опорожнения по завершении производственного цикла.

Принципиальная схема вертикального смесителя с 3 выпусками и фасовочными установками ниже - © by amixon

Или смесители-грануляторы непрерывного действия преобразуют порошкообразные моющие средства в круглые гранулы правильной формы путем гранулирования. В этом случае частицы уплотняются и хорошо поддаются дозировке, фасовке и транспортировке без мелких фракций.

Другая специфика касается окончательного смешивания моющих средств для производства таблеток / капсул для посудомоечных машин. Они изготавливаются по разным рецептурам и зачастую окрашиваются в разные цвета. Эти цвета указывают на специализированные функции и означают «ополаскиватель», «быстрое высыхание», «чистящий концентрат», «средство для умягчения воды» или даже «косметическое и гигиеническое средство». Высокопроизводительные таблеточные прессы могут формировать таблетки из множества компонентов. Однако для этого прецизионный смеситель должен особенно бережно перемешивать и смачивать порошки таким образом, чтобы подлежащая прессованию порошкообразная масса приобрела специфические характеристики текучести и когезии. Такие смесители должны работать с очень высокой степенью самоочистки.

Помимо очистки мыла также используются как средства для скольжения при формовке металлических заготовок, например штамповке ванн или автомобильных кузовов путем глубокой вытяжки. Помимо этого они применяются в «холодной глубокой вытяжке и пилигримовом прокате» труб. Так называемые металлические мыла, например стеарат магния, стеарат кальция и стеарат натрия, именуются стеаратами и образуются при этерификации стеариновой кислоты в присутствии оксидов / гидроксидов металлов с сепарированием глицерина. Металлическими мылами называют любые мыла, которые не содержат ни соли калия, ни соли натрия. Они имеют вид воскообразного белого порошка и не растворяются в воде. Металлические мыла используются, к примеру, в качестве добавок при производстве лекарственных средств и косметики, кормов для животных, а также как пищевая добавка для «повышения текучести».

В европейском патентном описании № 0330 097 представлены методы изготовления в лабораторных условиях порошкообразных мыл щелочных металлов на основе стеариновой кислоты. Причем указано, что при надлежащем регулировании температуры и использовании подходящей системы перемешивания металлические мыла можно получить в виде мелкодисперсных сыпучих светлых порошков. После резкого перехода из жидкой фазы в твердую выполняется досушивание посредством вакуума. Другие патентные описания, например заявка на патент ФРГ № DE4019167A1, проясняют вопросы изготовления порошкообразного щелочно-нейтрального металлического мыла двухступенчатым способом с целью получения сыпучего хлопьевидного порошка с низким содержанием пыли. Если посмотреть на портфели предложений крупных производителей стеаратов, станет очевидно, насколько широки возможности применения металлических мыл: стеараты кальция и цинка являются эффективными стабилизаторами при производстве пластмасс и позволяют использовать ПВХ в трубопроводах питьевой воды. Это предотвращает эрозию ПВХ-пластмасс. Кроме того, стеарат кальция используется как присадка к смазочным материалам для подшипников качения. Стеарат магния при размере частиц 3–15 мкм обладает очень большой поверхностью и используется в минимальных концентрациях как эффективное средство для повышения текучести любых сыпучих материалов. Здесь все сводится к тому, что операция перемешивания должна выполняться в равной мере бережно и точно, с охватом всего объема камеры. Перемешивание с сильными завихрениями ухудшает сыпучесть. Без стеарата магния нынешняя производительность таблеточных прессов была бы немыслима. В разных составах стеараты таких металлов как цинк, натрий, барий, литий и алюминий действуют совершенно по-разному: например как химический уловитель кислот, как пропитывающее вещество, как вспомогательное средство для вулканизации резины, как смазка для обработки металлов, как гидрофобизатор в производстве строительных материалов, как антислеживающий агент или средство повышения адгезии, как абразив при шлифовании поверхностей или как матирующее средство для лакокрасочных материалов, как загуститель/эмульгатор в кремах, шампунях и продуктах питания, для придания гидрофобности гигроскопичным материалам.

Производственная цепочка металлических мыл чрезвычайно сложна и во многом определяется действующим в компании подходом к технологическим процессам. При этом технологическая операция «смешение порошков» имеет большое значение для многих этапов: прежде всего для сбора и подготовки сырьевой смеси, а также для выполнения синтеза. Гидроксиды упомянутых металлов подаются в порошкообразном виде, а также подходящие масла и жиры. Масса нагревается и гомогенизируется до суспензии или расплава низкой вязкости, которые преобразуются в густовязкую пасту после добавления небольшого количества катализатора или нагрева массы. Затем реакция продолжается при закрытом баке реактора с выделением большого количества тепла, во время чего давление в системе многократно возрастает относительно давления окружающей среды. После успешного выполнения этой операции в реакторе для синтеза создается вакуум, чтобы просушить и охладить массу. В идеале должен получиться тонкодисперсный сыпучий белый порошок, выгружаемый с минимальными остатками.

И смесители, и реакторы для синтеза должны быть адаптированы так, чтобы с их помощью можно было качественно выполнять поставленные задачи. Смесители и реакторы amixon выполняют подобные специальные задачи образцово.

  1. Они в состоянии за короткое время при минимальной затратами энергии подготовить технически идеальную смесь, которую практически невозможно сделать еще лучше.
  2. Здесь все сводится к установлению такой частоты вращения смесительного элемента, при которой окружная скорость составит менее 1 м/с. Из-за маленького размера частиц порошкообразных металлических мыл от них исходит повышенная опасность взрыва пыли.
  3. Как подготовительные смесители, так и смесители для окончательного перемешивания демонстрируют высокую степень опорожнения, что может быть особенно важно для мелкодисперсных конечных продуктов.
  4. Смесители универсальны в использовании и могут работать как при 20-процентной, так и при максимальной загрузке.
  5. На случай потребности в ручной очистке смесители оснащены удобной системой для быстрого доступа.
  6. Смесители длительное время остаются газонепроницаемыми. Это важно, если по соображениям безопасности внутреннее давление варьируется в диапазоне плюс / минус 150 мбар. По причине повышенной опасности взрыва пыли в смесительной камере иногда требуется поддерживать азотную среду, что является весьма нетривиальной задачей.
  7. Кроме того, для реакторов смешения и синтеза важно, чтобы всю площадь аппаратов, включая смесительные элементы, можно было быстро и эффективно термостатировать.
  8. Вдобавок такой реактор для синтеза должен с одинаковой эффективностью перемешивать любые материалы, как жидкие, так и полутвердые, высоковязкие или порошкообразные.
  9. Конструкция смесителей-реакторов для синтеза должна позволять им стабильно выдерживать чередование быстрого нагрева и быстрого охлаждения, а также переменные нагрузки из-за избыточного давления и вакуума. Компания amixon владеет методиками конструирования, которые гарантируют расчетный минимальный срок службы.
  10. Также требуется уверенно справляться с реакционными нагрузками, возникающими из-за варьирующейся консистенции смешиваемого материала: порошкообразной, жидкой, пастообразной, вязкопластичной, высоковязкой и снова свободно текучей порошкообразной.
  11. Зачастую реакторы для синтеза amixon позволяют избежать нежелательного пенообразования.


Начиная с 1983 года компания amixon накопила большой опыт проведения реакций синтеза в самых разных областях и предлагает пользователям великолепный ассортимент аппаратов со спирально-ленточными смесительными элементами, устанавливаемыми вертикально. Для проведения испытаний в заводском экспериментальном цеху компании amixon установлены 5 разных спиральных систем перемешивания и 5 разных реакторов для смешения и синтеза. Как правило, если испытания в экспериментальном цеху оказываются успешными, хорошего результата обработки можно ожидать уже после обмена первичной информацией, так же как и уверенного масштабирования при проектировании крупных агрегатов. Необходимо отметить, что крупные смесители и реакторы для синтеза amixon со спиральным смесительным элементом и объемом до 40 м³ успешно эксплуатируются в самых разных точках земного шара независимо от отрасли.

вторское право amixon®, копирование, перепечатка, перевод на другие языки - даже частично - только с письменного разрешения amixon GmbH, Paderborn.