دوغاب کردن بنتونیت با سرعت بالا

بنتونیت نوعی خاک طبیعی از جنس سیلیکات آلومینیوم است که می تواند چندین برابر وزن خودش آب جذب کرده و یک سوسپانسیون کلوئیدی تیکسوتروپیک یا یک ژل تشکیل دهد. ساختار ژل با تشکیل باندهای هیدروژنی در بین ذرات خاک ایجاد می شود. این باندها با اعمال تنش برشی به سرعت شکسته می شوند و پس از حذف تنش برشی دوباره به سرعت تشکیل می شوند.

کاربردهای بنتونیت در صنایع مختلف

یکی از مهم ترین کاربردهای بنتونیت در ساخت ” گل حفاری ” است. با این وجود به عنوان عامل معلق ساز ، پایدار کننده ، جاذب و عامل شفاف کننده هم در بسیاری از صنایع استفاده می شود.

برخی از کاربردهای بنتونیت در جدول زیر آمده است:

کاربردهای بنتونیت در صنایع مختلف
صنعتمحل مصرف
شیمی آلیعامل ضد چسبندگی کودهای گرانولی
ماده اولیه آفت کش ها
عامل معلق ساز
مهندسی عمرانفندانسیون ها
امولسیون های آسفالت
دوغاب ها
آرایشی بهداشتیضد عرق ها و دئودورانت ها
رژلب ها، کرم ها و لوسیون ها
صنایع غذاییعامل همبند کننده، به عنوان افزودنی و نگهدارنده در غذای حیوانات خانگی، عامل شفاف کننده آبمیوه ها و روغن های خوراکی
صنعت نفتگل حفاری
داروسازیپایدارکننده
عامل غلظت دهنده و سوسپانسیون کننده در کرم ها و پمادها
متفرقهکوتینگ کاغذ
پاک کننده مرکب کاغذ
غلظت دهنده مرکب ها و رنگ های چاپ

فرایند تولید

صرف نظر از تنوع کاربرد و روش های مختلف فرایند و تهیزات مورد استفاده، برخی الزامات فرایندی مشترک وجود دارد که برای دستیابی به بالاترین سطح کارایی باید رعایت شود.

  • تجهیزات میکسینگ باید قادر باشد ذرات پودر را به سرعت در داخل مایع اصلی پراکنده نماید.
  • بنتونیت باید به ریزترین ذرات تشکیل دهنده خود تفکیک شود تا بیشترین سطح فعال ذرات در تماس با مایع قرار گیرد و به حالت ژل درآید.
  • برای ایجاد پیوندهای فعال به نیروی برشی نیاز است.
  • هنگامی که ویسکوزیته افزایش می یابد، بایستی جریان اختلاط قوی در داخل مخزن حفظ شود.

مشکلات رایج تولید کنندگان

هنگام استفاده از همزن های معمولی ممکن است با مشکلات زیر مواجه شویم:

  • همزن های معمولی برای کاهش اندازه ذرات و فعال کردن اثر ژل، برش کافی ایجاد نمی کنند.
  • هنگامی که بنتونیت به آب اضافه می شود، ذرات آن تمایل دارند که به هم بچسبند و گلوله شوند. حرکت چرخشی میکسرهای معمولی قادر نیست این گلوله ها را از هم باز کند.
  • برای بدست آوردن یک مخلوط همگن و کامل شدن انحلال ذرات با استفاده از همزن های معمولی ، به زمان طولانی نیاز است.
  • برای رسیدن به اندازه ذرات مطلوب به تجهیزات اضافی مانند ” کلوئید میل ” نیاز است.

هنگامی که ویسکوزیته زیاد می شود، همزدن مخلوط و توزیع ذرات شدیدا سخت می شود

راه حل های فناوران صادق اسپادانا

کلیه مشکلات فوق الذکر به وسیله یک دستگاه میکسر هموژنایزر قابل حل است.

با استفاده از میکسر هموژنایزر فرایند به صورت زیر خواهد بود:

میکسر هموژنایزر

مرحله ۱

مخزن اصلی با آب شارژ شده و میکسر هموژنایزر استارت می شود. که باعث ایجاد یک جریان قوی در داخل مخزن می شود.

سپس بنتونیت اضافه شده و به سرعت در داخل آب پراکنده می شود. سرعت بالای چرخش روتور، مکشی بسیار قوی ایجاد می کند که مخلوط آب و بنتونیت را از کف مخزن به داخل هد میکسر هموژنایزر می کشاند.

میکسر هموژنایزر

مرحله ۲

نیروی گریز از مرکز ایجاد شده، آب و ذرات به کناره های هد دستگاه می راند. ذرات بنتونیت در فاصله کم بین تیغه روتور و دیواره استاتور شکسته می شود و سپس با فشار و سرعت زیاد از داخل منافذ استاتور خارج شده و به توده مواد داخل مخزن باز می گردد. در همان زمان مواد جدید به داخل هد دستگاه کشیده می شود.

میکسر هموژنایزر

مرحله ۳

این مراحل یک الگوی اختلاط دایره ای در داخل مخزن تشکیل می دهد که باعث می شود مواد موجود در مخزن، در طول زمان کوتاهی چندین مرحله از داخل هد دستگاه عبور کنند.

همین امر شکسته شدن ذرات پودر و ایجاد سطح فعال بیشتر را به دنبال دارد. که فرایند جذب آب را تسریع می کند.

مزایا

فرایند فوق مزایای زیر را به همراه خواهد داشت:

  • همگن شدن سریع پودر در داخل مایع
  • باز شدن تمام گلوله ها و کلوخه ها به خاطر نیروی برش شدید ایجاد شده در هد روتور / استاتور
  • مصرف انرژی بهینه و صرفه اقتصادی بالا
  • کاهش زمان فرایند برای تشکیل سوسپانسیون های پایدار (که باعث کاهش سایش و هزینه های تعمیرات و نگهداری تجهیزات می شود)

انتخاب دستگاه مناسب برای تولید

حجم تولید، نوع فرمولاسیون، نوع افزودنی ها و ویسکوزیته محصول نهایی پارامترهایی هستند که تعیین می کنند کدامیک از دستگاه های فناوران صادق اسپادانا برای انجام یک فرایند مناسبتر است.

در زیر برخی از دستگاه های مناسب برای این فرایند معرفی شده است:

میکسر هموژنایزر بچ

  • مناسب برای تولید تا حجم ۴۰۰ گالن در هر بچ
  • قابل نصب بر روی پایه متحرک
  • به راحتی از یک مخزن به مخزن دیگر قابل انتقال است.
  • قابل ساخت در ابعاد آزمایشگاهی و پایلوت
میکسر هموژنایزر

پمپ هموژنایزر

  • مناسب برای تولید با حجم های بالا
  • عاری از هواخوردگی و ورود حباب به محصول
  • به سادگی روی هر خط تولید موجود نصب می شود.
  • قابلیت خود پمپ کنندگی
  • قابل استفاده برای تخلیه مخزن در انتهای کار
  • قابلیت نصب پریمیکس برای ویسکوزیته های بالاتر
میکسر هموژنایزر

میکسر هموژنایزر پودر / مایع

  • ایده آل برای بچ های بزرگتر
  • قابلیت مخلوط کردن سریع حجم زیاد پودر با مایع
  • تمیزکاری آسان
  • نیاز به نیروی اپراتوری کمتر
  • مناسب برای میکس مواد با ویسکوزیته های بالا
  • مناسب برای انجام فرایند در دماهای بالا
میکسر هموژنایزر پودر / مایع