amixon®-blandare och reaktorer för produktion av tvätt- och metalltvålars

Både blandarna och syntesreaktorerna skall vara anpassade på ett särskilt sätt för att kunna utföra respektive uppgift. amixon blandare och reaktorer klara sådana specialuppgifter på ett exemplariskt sätt.

Tvålen hör till de äldsta kemiska produkterna. Redan på forntiden kände man till tvålens glid- och avskiljande verkan = högre fettsyrors alkalisalter. Då tog man askan efter bränt trä och rörde samman den med /löste den i vatten för att få utspädd lut. Man silade sedan askresterna ur vätskan och lät den koka in. På så sätt koncentrerade man det svaga lutet och blandade det med oljor och fetter - främst i uppvärmt tillstånd. Den grumligheten som visar sig är ett tecken att tvåligt vatten har bildats. Det har samtidigt fettlösande och vattenlösande egenskaper. I bästa fallet isolerade man tvålvattnets fastare beståndsdelarna från de mer flytande för att kunna konservera och transportera det. De gamla Sumerer använde den processen redan för 5 000 år sedan men den tvålen man fick användes först som läkemedel. Först under Romare-tiden kultiverades tvålens rengörande verkan. I gamla romerska skrifter nämns den germanska tvålen bestående av talg, aska och växtsafter. Den användes för att färga håret rött innan striden. Det sägs att konsten att koka tvål kom med araberna till Spanien och redan Karl den Store har under sin tid vid makten 768 till 814 främjad flytten av tvålkokare till Frankernas rike. I det gammaltyska språket hittades begrepp som Seifa, Seipha eller Säpa för såpa. Att kunna framställa hård, vit tvål räknades som något särskilt och främjades genom att använda aska av havsväxter och olivolja som råvaror. Blandad med läkeörter, antioxidanter, deodoranter och luktoljor har tvålen varit en eftertraktad lyxvara. Runt år 900 låg ett av starkt fäste för tvålproduktionen i Marseille. Fem hundra år senare var det de italienska städerna Savona, Venedig och Genua. Kung Ludwig den XVI. (på tronen 1775 till 21. januari 1793) utgav i Frankrike ett direktiv för tvålens kvalitet, oljans andel skulle vara minst 72 viktprocent.

Industriella processer ersatte runt 1900 pottaskan med konstgjord soda samt de starka alkalierna av natriumhydroxid och kaliumhydroxid. Av baskemikalierna perborat och silikat skapade företaget Henkel 1907 märkesprodukten Persil. År 1929 utvecklade Benckiser i Ludwigshafen ett maskindiskmedel för hotell och restauranger. Natrontvålen massproducerades. Fram till idag har stora ansträngningar gjorts för att göra tvättmedel mer miljövänliga. Därför är idag i Europa de enzymer och tensider man använder i tvättmedel biologiskt nedbrytbara och användning av mikroplast håller på att fasas ut, samma sak gäller för fosfater och blekmedel.

Utöver skum- och tvättförmågan vill vi här också nämna fenomenet att bilda ytfilmer, den så kallade tvålfilmsmodellen. Här drar man nytta av tvålens förmåga att bilda en ytfilm. När man doppar en i tre dimensioner oregelbundet formad trådögla ned i en tvållösning och lyfter upp den, blir resultatet en tvålhinna. Den då uppspända ytan är minimiytan. De oregelbundet formade olympia-tält-taken i München konstruerades enligt denna metod.

Tvålens industriella betydelse handlar å ena sidan om dess tvättaktiva egenskaper som rengöringsmedel för kroppsvården, för kläder, disk och hushållsrengöring i flytande och fast form som pulver, granulat, kulor eller tabletter/tabs. I industriella anläggningar utför precisionsblandare de mest varierade uppgifterna som partivis arbetande homogeniserare. Där finns till exempel kontinuerligt arbetande storblandare för att homogenisera tre, fyra eller fem flöden av fasta ämnen för fulltvättmedel, kulörtvättmedel och fintvättmedel. Komponenterna doseras uppifrån enligt receptet och matas ut i homogeniserad form nedtill och matar samtidigt 2, 3 eller 4 kontinuerligt arbetande packningsmaskiner. Detta vertikal-blandningssystem blandar särskilt skonsamt och kan vid slutet av en produktionsfas tömmas till mycket hög grad.

Principbild vertikalblandare med 3 utsläpp och packningsanläggningar därunder

Eller kontinuerligt arbetande blandningsgranulatorer skapar av en pulverformad tvättaktiv substans jämna runda granulat genom påbyggnadsgranulering. Dessa partiklar kan sedan komprimerad och utan dammandel enkelt doseras, packas och transporteras.

En annan specialitet gäller för finalblandningen av tvättmedel för diskmaskin-tabs / komprimater. Dessa består av olika recept som ofta färgas olika. De signalerar utökade funktioner och står för ”spolglans”, ”extra-torkningseffekt”, ”diskförstärkare” eller ”kalkborttagning” eller även ”Märkestabs”. Högeffekt-tabspressar kan montera tabs ur flera komponenter. Men det förutsätter att en särskild skonsamt arbetande precisionsblandare blandar och fuktar pulvren så att den pulvermassan som skall pressas uppvisar specifika flödes- och kohesionsegenskaper. Sådana blandare skall ha förmågan att arbeta självrengörande i mycket hög grad.

Utöver rengöringen används tvålar även som glidmedel vid formning av metalliska ämnen till exempel när de dragpressas till badkar eller fordonskarosser. Men även vid kall-dragpressning av rör. Så kallade metalltvålar som till exempel magnesiumstearat, kalciumstearat och natriumstearat, betecknas som stearater och uppstår under förestring av stearinsyror med närvaro av metalloxider/ -hydroxider under avspaltning av glycerin. Som metalltvålar betecknas alla tvålar som innehåller varken natrium- eller kaliumsalter. Som vaxliknande, vitt pulver är de inte vattenlösliga. Metalltvålar används exempelvis som additiv inom läkemedels- och kosmetikaproduktionen, inom djurfoderproduktionen och som livsmedelstillsatsämne som ”flytmedel”.

I det europeiska patentet 0330 097 beskrivs processer för att under laboratorievillkor framställa pulverliknande, basiska stearinsyrabaserade metalltvålar. Där beskrivs att vid exakt temperaturstyrning och användning av ett lämpligt blandningssystem framställs metalltvålar i form av finfördelad, lättrinnande, ljust pulver. När fasomslaget från flytande till fast har uppstådd spontant läggs, för resttorkningen, ett vakuum på. Andra patent, som till exempel den tyska patentansökan DE4019167A1, förklarar framställningen av pulveraktiga basisk-neutrala metalltvålar som en tvåstegs-process med målet att framställa ett lågtdammande, flingaktigt-rinnande pulver. Vid en blick på stora stearatproducenters produktsortiment visar sig hur långt metalltvålarnas användningsområde sträcker sig: Kalciumstearat och zinkstearat är effektiva stabilisatorer inom plastproduktionen och tillåter användningen av PVC för dricksvattenledningar. Plasten PVC stabiliseras mot urlakning. Kalciumstearat är utöver det även ett smörjmedelsadditiv för användning i rull-lager. Magnesiumstearat har med en partikelstorlek från 3 till 15 µm en mycket stor yta och används i minimala koncentrationer som effektivt flytmedel för alla slags bulkvaror. Här är det dock avgörande att blandningsprocessen utförs både på hela utrymmet, skonsamt och exakt. Stark skärande blandning reducerar flytförmågan. Utan magnesiumstearat vore moderna tabs-pressars produktionstakt inte tänkbar. I olika sammansättningar har stearat på de olika metallerna zink, natrium, barium, litium och aluminium helt olika funktioner: till exempel som kemisk syrasamlare, som impregneringsmedel, vulkningshjälp för gummi, som glidmedel inom metallbearbetningen, som hydrofobieringsmedel inom produktionen av byggmaterial, som frånskiljare eller som fästmedel, som slipmedel vid läppning av ytor eller som matteringsmedel i lackfärg, som förtjockningsmedel/emulgator i krämer, schampo och livsmedel, för hydrofobiering av uppsugande material.

Produktionskedjan för metalliska tvålar är mycket komplex och präglas mycket individuell av företagsinterna produktionsfilosofier. Där har processteget ”pulverblandning” viktig på flera ställen: först för uppsamling och beredning av råblandningarna och sedan för genomföringen av synteserna. Hydroxiderna på de nämnda metallerna föreligger i pulverform, samma sak för de lämpliga oljor och fetter. Massan värms upp och homogeniseras till en lågviskös suspension eller smältmassa, som slår om till en segviskös pasta när små mängder av en katalysator har satts till respektive massan har värmts upp. Sedan fortsätts reaktionen ii den stängda reaktorbehållaren under stark värmeutveckling varvid systemtrycket stiger till flera gånger omgivningstrycket. Efter avslutad omsättning läggs ett vakuum på syntesreaktorn för att torka och kyla ned massan. I bästa fall har ett fint, lättrinnande, vitt pulver som skall tömmas ut i så hög grad som möjligt.

Bild VMT med person

De har förmågan att med minimal energitillförsel på kort tid nå den tekniskt ideala blandningskvalitet som i praktiken inte kan förbättras mer.
Det är särskilt viktig att blandningsverktygets rotationsfrekvens är upplagd så att omfångshastigheten ligger under 1m/s. På grund av de pulveraktiga metalltvålarnas finhet utgör dessa en förhöjd risk för dammexplosioner.
Både partiblandarna och blandarna för respektive finalblandning uppvisar höga tömningsgrader som ställer höga krav speciellt vid särskilt finfördelade slutprodukter.
Blandarna kan användas flexibel oberoende om de fylls bara till 20 procent eller maximalt.
Blandarna är snabbt och enkelt tillgängliga när en manuell rengöring krävs.
Blandarna är permanent gastäta. Det är speciellt viktigt när det inre trycket av säkerhetsskäl varierar plus / minus 150 mbar. På grund av förhöjd fara för dammexplosioner kan ibland behövas att säkra en kväveatmosfär inne i blandningsutrymmet, och det är ingen enkel uppgift.
För syntes-blandningsreaktorerna gäller utöver det att apparaterna är snabba, heltäckande och temperaturen effektivt kan styras, även i blandningsverktygen.
Utöver det skall en sådan syntesreaktor blanda effektivt oberoende om godset har flytande, halvfast, högviskös eller pulveraktig konsistens.
Syntesreaktorblandarna skall vara utformade så att de utan att slitas klarar av övergångarna mellan snabb uppvärmning och snabb nedkylning samt växlingen mellan övertryck och vakuum. amixon förfogar över konstruktionsmetoder för att garantera den beräknade minimala livslängden.
Ytterligare skall reaktionsbelastningarna av blandningsgodsets varierande konsistenser som pulveraktig, flytande, grötaktig, segplastiskt, högvisköst och tillbaka till pulveraktig-lättrinnande kontrolleras säkert.
I många fall kan oönskad skumuppkomst motverkas av amixon syntesreaktorer.

amixon har sedan 1983 skaffat sig stor erfarenhet inom de olika områden för syntes-reaktorstyrningen och erbjuder brukaren ett underbart apparatsortiment med vertikal lagrade skruvband-blandningsverktyg. På amixon testanläggning finns 5 olika helix-blandningssystem och 5 olika syntesblandningsreaktorer tillgängliga för olika försöksprogram. Som regel kan efter utbytet av de första informationerna ett bra bearbetningsresultat förutses samt ett säkert Scale-up vid utformningen av stormaskinerna när försöksprogrammet har lyckats på testanläggningen. Oberoende av branscherna vill vi bara påpeka att stora amixon blandare och syntesreaktorer med vändblandningsverktyg upptill 40 m³ volym används med bra resultat på många platser på hela jorden.