投稿者: Shinagawamotkyni

Was ist Positionsanzeiger?

Ein Positionsanzeiger ist ein Maschinenelement, das es dem Benutzer ermöglicht, die Position eines Maschinenteils, des Werkstücks, auf einfache Weise zu messen, indem es den Betrag der Bewegung des Werkstücks misst und als Zählwert anzeigt.

Sie sind auf einer rotierenden Welle montiert und ermöglichen es dem Benutzer, die tatsächliche Vorschubgeschwindigkeit zu überprüfen. Es sind auch Positionsanzeigen mit Digitalanzeige erhältlich. Die digitale Anzeige ermöglicht eine Feineinstellung der Position. Außerdem können beim Ablesen herkömmliche Fehler, die auf die Sinne des Bedieners und Abweichungen bei der Einstellung zurückzuführen sind, eliminiert werden, was zu einer Verbesserung des Betriebs beiträgt.

Anwendungen für Positionsanzeiger

Positionsanzeiger eignen sich für die Positionierung von Maschinen. Sie werden eingesetzt, um Werkstücke auf die richtige Breite und Position einzustellen, z. B. an Verpackungs- und Abpackmaschinen.

Da sie in direktem Kontakt mit der Anlage stehen, sind sie sehr empfindlich gegenüber der Betriebsumgebung. Je nach dem für den Teil der Befestigungsnabe verwendeten Material lässt sich die Verwendung daher grob in die folgenden beiden Kategorien einteilen.

• Stahl
  Stahl wird in allgemeinen Umgebungen und in einer Vielzahl von Anwendungen in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt. Er wird zum Beispiel in Werkzeugmaschinen und Geräten verwendet.
• Rostfreier Stahl
  Da er rost- und korrosionsbeständig ist, wird er in speziellen Umgebungen verwendet, in denen Wasser- und Chemikalienbeständigkeit sowie Hygiene wichtig sind. Er wird zum Beispiel in Maschinen und Geräten verwendet, die mit Lebensmitteln und Chemikalien umgehen.

Prinzip des Positionsanzeigers

Positionsanzeiger werden an Vorschubspindeln oder Vorschubdrehwellen angebracht und nutzen die Drehung der Welle, um die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstückabschnitts zu berechnen.

Indem die Anzeige einer Umdrehung der Nabe mit der Steigung der Vorschubdrehachse übereinstimmt, kann die Vorschubdrehachse die tatsächliche Vorschubgeschwindigkeit überprüfen. Anhand der Vorschubgeschwindigkeit lassen sich präzise Einstellungen vornehmen und die Arbeitssituation genau überwachen.

Was ist Stellungsregler?

Ein Stellungsregler ist ein Gerät, das die Positionierung auf der Grundlage externer Befehle durchführt.

Sie werden in Kombination mit Aktuatoren wie Motoren und Hydraulikzylindern verwendet und dienen dazu, die Maschine in eine Zielposition zu bewegen. Sie werden bei der Bearbeitung und der Steuerung von Ventilen eingesetzt, wo eine hohe Positioniergenauigkeit, Geschwindigkeit und Haltbarkeit erforderlich sind.

Verwendung von Stellungsreglern

Stellungsregler sind eine Art von Positioniersteuerungsgeräten, die in einer Vielzahl von Geräten eingesetzt werden. Nachfolgend sind einige Beispiele für den Einsatz von Stellungsreglern aufgeführt.

1. Regelventile

Stellungsregler werden häufig zur Steuerung der Öffnung von Regelventilen eingesetzt. Steuergeräte für Regelventile werden manchmal auch als Stellungsregler bezeichnet. Viele Produkte werden mit einem Stellungsregler verkauft, der an das Regelventil angebaut ist.

Sie werden häufig in verfahrenstechnischen Anlagen eingesetzt. Chemieanlagen, Petrochemie, Stahlwerke und Wärmekraftwerke sind typische Beispiele. Sie werden zur Regelung des Durchflusses von reaktiver Luft und des Abgasdrucks eingesetzt.

2. Positionierung in Automatisierungs- und Montagelinien

In Automatisierungs- und Montagelinien ist die Positionierung von Produktteilen sehr wichtig. Mit Stellungsreglern kann eine hohe Positioniergenauigkeit erreicht werden, was zu einer verbesserten Produktqualität und Produktivität führt.

Stellungsregler werden manchmal auch in Industrierobotern eingesetzt, wo eine fortschrittliche Positionierung erforderlich ist. Sie werden häufig in Fließbandfabriken eingesetzt, zum Beispiel in der Automobilindustrie.

3. Bearbeitung

Positioniersteuerungen werden in der zerspanenden Industrie auch als Positionierer bezeichnet. Bei der maschinellen Bearbeitung ist manchmal eine hochpräzise Positionierung erforderlich.

Der Einsatz von Stellungsreglern ermöglicht eine fortschrittliche Steuerung der Positionierung, was zu einer verbesserten Produktgenauigkeit und kürzeren Bearbeitungszeiten führt. Sie werden bei Dreh-, Biege- und Schweißprozessen eingesetzt.

Das Prinzip von Stellungsreglern

Stellungsregler erfassen im Allgemeinen die Position mit Hilfe eines Positionssensorelements. Auf der Grundlage dieser Informationen werden Aktoren wie Motoren und Hydraulikzylinder angetrieben, um den Stellungsregler mit kontrollierter Genauigkeit in die Zielposition zu bewegen.

Als Positionserfassungselemente werden insbesondere optische und magnetische Sensoren eingesetzt. Durch die Messung der Differenz zwischen der Zielposition und der aktuellen Position mit diesen Sensoren können Positionsinformationen erfasst werden.

Nach der Erfassung der Positionsinformation wird ein Aktor zur Positionierung auf Basis dieser Information angesteuert. Als Aktoren werden elektrische Schrittmotoren, Servomotoren und Hydraulikzylinder eingesetzt. Diese Aktuatoren führen die Positionierung auf der Grundlage von Steuersignalen durch und fahren die Zielposition mit kontrollierter Genauigkeit an.

Eine Rückkopplungssteuerung kann durch die Kombination von Positionserkennungssensoren und Aktuatoren erreicht werden, um eine fortschrittlichere Positionierungssteuerung zu erzielen. Die Rückkopplungssteuerung wird durch die Anpassung des Antriebsbetrags des Stellantriebs auf der Grundlage der vom Positionserkennungssensor erhaltenen aktuellen Positionsinformationen realisiert.

Arten von Stellungsreglern

Es gibt mehrere Arten von Stellungsreglern. Im Folgenden sind Beispiele für Stellungsregler aufgeführt.

1. Elektropneumatische Stellungsregler

Elektropneumatische Stellungsregler sind Stellungsregler, die elektrische Signale eingeben und Luftdruck für den Stellantrieb verwenden. Es werden magnetische oder optische Sensoren verwendet, und der Stellungsregler wird durch ein piezoelektrisches Element gesteuert.

Dieser Stellungsregler wird häufig für Regelventile verwendet. Es werden viele Ventile verkauft, die die Öffnung durch die Eingabe von Luftdruck und einem elektrischen Signal steuern.

2. Elektro-elektrische Stellungsregler

Bei den elektro-elektrischen Stellungsreglern handelt es sich um Stellungsregler, denen elektrische Signale zugeführt werden und die Strom für den Stellantrieb verwenden. Als Sensoren werden optische oder magnetische Sensoren verwendet, während als Aktoren Schrittmotoren oder Servomotoren eingesetzt werden. Manchmal werden auch Induktionsmotoren verwendet, die üblicherweise für große Ventile eingesetzt werden.

3. Pneumatische Stellungsregler

Bei pneumatischen Stellungsreglern handelt es sich um Stellungsregler, bei denen pneumatische Signale eingegeben werden und der Stellantrieb mit Luftdruck erfolgt. Sie werden in Bereichen eingesetzt, in denen Explosionsschutz erforderlich ist, wie z. B. in Gefahrgutanlagen, und eignen sich, wenn keine Elektrizität eingeführt werden soll.

Was ist Kugellinse?

Eine Kugellinse ist eine sphärische Linse mit einer extrem kurzen Brennweite und einem hohen Lichtsammelvermögen im Vergleich zu einer normalen konvexen Linse.

Aufgrund ihrer kurzen Brennweite werden sie als Kopplungselemente in verschiedenen Sensoren und optischen Fasern verwendet, um ein breites Spektrum von Licht auf einen einzigen Punkt zu fokussieren oder zu kollimieren (Licht in einen parallelen Zustand zu bringen).

Im Allgemeinen werden Kugellinsen mit Durchmessern zwischen 0,5 mm und 10 mm hergestellt, und es werden extrem kleine Brennweiten zwischen 0,3 mm und 7,3 mm erreicht.

Verwendungszwecke von Kugellinsen

Kugellinsen werden als lichtsammelnde Elemente in optischen Sensoren wie Barcode-Scannern und Endoskopen eingesetzt. Diese Sensoren erfordern eine geringere Größe und die Fähigkeit, einen größeren Bereich optischer Informationen zu erfassen, so dass die kurze Brennweite in direktem Zusammenhang mit den Fähigkeiten des Sensors steht.

Kugellinsen werden auch verwendet, um das Licht von der Laserquelle in die optische Faser einzukoppeln. Durch die Verwendung einer Kugellinse mit der für den Strahldurchmesser und die numerische Apertur (NA) des Laserstrahls geeigneten Apertur wird das vom Laserstrahl gestreute Licht in einer geraden Linie ausgerichtet und tritt in die optische Faser ein.

Prinzip von Kugellinsen

Kugellinsen sind optische Elemente, die in Präzisionsgeräten verwendet werden, und können daher nicht als Produkt versandt werden, wenn sie einen Kratzer oder Staub von nur 0,1 mm aufweisen. Sie werden daher in einem hochwertigen Reinraum hergestellt und nach einer genauen Prüfung versandt.

Aus denselben Gründen wie oben ist es auch schwierig, den Produktionsprozess zu automatisieren, und in vielen Fällen werden Transport, Kontrolle und Sortierung manuell durchgeführt. Infolgedessen ist der Verkaufspreis eher hoch und liegt zwischen mehreren Tausend und Zehntausend Yen für eine einzelne Kugellinse.

Auch der Umfang der Qualitätssicherung ist für jedes Produkt genau definiert, und neben Durchmesser und Brennweite werden auch die Design-Wellenlänge, die Sphärizität, die Oberflächenqualität und die Exzentrizitätsabweichungen angegeben.

Für Kugellinsen werden Ein-Glas-Materialien (optisches Glas) wie N-BK7 und N-SF15 verwendet. Kugellinsen mit Saphir können auch in einem breiten Wellenlängenbereich eingesetzt werden, von Infrarot bis Ultraviolett (Wellenlängen von 0,17 bis 5,5 Mikrometer).

Auf Produkten mit Antireflexionsbeschichtung sind Markierungen zur Überprüfung der optischen Achse aufgedruckt, damit die beschichtete Oberfläche identifiziert werden kann; die Markierungen müssen nach Gebrauch mit Alkohol oder ähnlichem abgewischt werden.

Was ist Bonddraht?

Bonddraht ist ein dünner Metalldraht, der im Wire-Bonding-Prozess verwendet wird, einem der Herstellungsverfahren für Halbleiterbauelemente wie ICs und LSIs, und ist ein Verbindungsmaterial, das zum Austausch von Strom und elektrischen Signalen zwischen dem Halbleiterbauelement und der Außenseite des Gehäuses verwendet wird.

IC-Chips, die im Front-End-Verfahren der Halbleiterherstellung hergestellt werden, werden im Back-End-Verfahren vom Wafer getrennt und einzeln auf einer Metallplatte, dem so genannten Leadframe, im Inneren des Gehäuses befestigt. Mit Bonddrähten werden dann die Elektroden des Chips mit dem Leadframe verbunden.

Anwendungen von Bonddraht

Bonddraht wird als Material für die Verbindung der Elektrodenpads von Halbleiterbauelementen mit dem Leadframe im Back-End-Prozess der Halbleiterbauelementeherstellung verwendet.

Der Drahtbondprozess wird mit hoher Geschwindigkeit wiederholt: Der Draht wird mit der Elektrode verbunden, der Draht wird verformt, um eine Schleife zu bilden, der Draht wird mit dem externen Anschluss verbunden und dann wird der Draht abgeschnitten. Dies gilt sowohl für Halbleiterbauelemente mit einer geringen Anzahl von Pins, wie z. B. diskrete Halbleiter und Allzweck-ICs, als auch für Halbleiter mit mehr als 100 Pins, wie z. B. LSIs.

Funktionsweise des Bonddrahts

Zu den Bonddraht-Materialien gehören Gold, Silber, Kupfer und Aluminium.

Bonddraht aus Gold ist der am häufigsten verwendete Hochleistungsdraht. Er verfügt über eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Verarbeitbarkeit und chemische Stabilität und eignet sich gut für das Bonden von langen Spans mit großen Abständen zwischen Chipelektrode und Leadframe sowie für das Fine-Pitch-Bonden mit sehr engen Lead-to-Lead-Abständen. Der Nachteil ist, dass er teuer ist, da er aus Gold mit einem Reinheitsgrad von mehr als 99 % hergestellt wird.

Silber- und Kupfer-Bonddrähte wurden entwickelt, um die teuren Gold-Bonddrähte zu ersetzen und so die Kosten erheblich zu senken.

Bonddrähte aus Aluminium werden in Leistungsgeräten verwendet, bei denen hohe Ströme in rauen Umgebungen erforderlich sind. Sie haben eine ausgezeichnete Bondbarkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit und werden als Drähte mit größerem Durchmesser oder als bandförmige Drähte verwendet.

Es gibt zwei Arten von Bonddraht-Verbindungsmethoden: Ball-Bonding und Wedge-Bonding.

Das Ball-Bonding ist die gängigste Drahtbondmethode. Der Bonddraht wird durch eine Kapillare im Bondgerät geführt, wo eine elektrische Entladung den Draht unterhalb der Kapillare schmilzt und an der Spitze eine Metallkugel bildet. Die Kapillare senkt sich von knapp oberhalb der Verbindungsstelle nach unten, und wenn die Kugel auf das Metallpad trifft, wird der Draht durch Ultraschallwellen, Wärme und Belastung verformt und mit dem Pad verbunden.

Gold-, Silber- und Kupferdrähte werden für das Kugelbonden verwendet, während Aluminiumdrähte für das Kugelbonden nicht geeignet sind, da die Oberfläche durch die elektrische Entladung oxidiert wird.

Beim Wedge-Bonden wird ein Werkzeug, ein so genannter Wedge, durch den Draht gesteckt, um ihn mit dem Pad zu verbinden, indem Ultraschallwellen und Kraft auf den Draht einwirken. Es wird häufig für das Bonden von Aluminiumdrähten verwendet, da es keine elektrische Entladung verursacht, die den Draht zum Schmelzen bringt, wie es beim Ball-Bonden der Fall ist, aber auch Gold-, Silber- und Kupferdrähte können verwendet werden.

Was ist Lochstopfen?

Lochstopfen sind Stopfen oder Deckel, die bearbeitete Löcher oder Plattenlöcher in Gussteilen verschließen.

Zum Einbau wird der Lochstopfen entsprechend der Größe und Dicke des Lochs ausgewählt und mit einem Finger in einer Bewegung von einer Seite her eingedrückt. Sie lassen sich daher ohne Spezialwerkzeug leicht und zuverlässig handhaben.

Das verwendete Material ist hauptsächlich Nylon 6. Es gibt eine breite Palette von Abmessungen nach Durchmesser und Dicke, so dass die optimale Größe gewählt werden kann. Die Farbpalette umfasst viele unauffällige Ausführungen wie Schwarz und Elfenbein, die die Umgebung nicht beeinträchtigen.

Verwendungszwecke für Lochstopfen

Lochstopfen werden als Verschlussstopfen für unerwünschte Löcher verwendet, die bei der Bearbeitung von Blechen und Gussteilen entstehen.

Sie zeichnen sich durch ihre einfache Anwendung aus, da Lochstopfen in der richtigen Größe für den Durchmesser des Lochs ausgewählt und so angebracht werden können, dass sie in das Loch passen.

Beispiele für die Verwendung sind Abflusslöcher in Kofferräumen von Autos und Löcher für Sicherheitsgurte.

Konstruktion von Lochstopfen

Lochstopfen sind einfache Bauteile zum Verschließen von Löchern. Der zylindrische Teil hat einen geringfügig kleineren Durchmesser als der obere Teil und ist mit einem knopfartigen Vorsprung versehen, der in den zylindrischen Teil hineinragt. Wenn man den Knopf in das Loch drückt, wird der Knopf zusammengedrückt und der obere Teil abgeflacht. So kann das Loch verstopft werden, ohne dass es sich leicht löst.

Es ist wichtig, die richtige Größe für die Dicke und den Durchmesser des Lochs zu wählen. Die Wahl der richtigen Größe für die Abmessungen des zu blockierenden Lochs erhöht die Wirksamkeit der Anwendung. Wenn die Platte oder das bearbeitete Loch dick ist, ist es effektiver, einen Lochstopfen mit einer Länge zu wählen, die der Dicke entspricht.

Die große Auswahl an Durchmessern, Dicken und Farben garantiert die beste Wahl für die jeweilige Anwendung.

Was ist eine Schlauchpumpe?

Eine Schlauchpumpe ist eine Pumpe, die einen schlauchartigen Schlauch zum Fördern von Flüssigkeiten verwendet.

Durch die Drehung eines internen Rotors wird der Schlauch komprimiert und die Flüssigkeit herausgedrückt. Es handelt sich um eine Art Verdrängerpumpe, die Flüssigkeit durch eine Volumenänderung im Schlauch befördert.

Im Allgemeinen werden hochflexible Schläuche verwendet, die es ermöglichen, Flüssigkeiten mit komplexen Formen und hoher Viskosität zu pumpen. Sie eignen sich auch zum Fördern von Flüssigkeiten, die verunreinigt sein können. Sie werden daher häufig in der Medizin, der Lebensmittelindustrie und im Umweltbereich eingesetzt.

Sie sind äußerst langlebig und zuverlässig und können über lange Zeiträume hinweg im Dauerbetrieb eingesetzt werden. Die Flüssigkeit, die durch den Schlauch fließt, wird kaum bewegt oder pulsiert. Die Wartung ist sehr einfach, da nur der Schlauch ausgetauscht oder gereinigt werden muss.

Anwendungen von Schlauchpumpen

Schlauchpumpen werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Nachstehend einige Beispiele für den Einsatz von Schlauchpumpen.

1. Medizin

Schlauchpumpen werden für den Transfer von Medikamenten, Sondennahrung und den Transport von Blut für die Dialyse verwendet. Schlauchpumpen eignen sich aufgrund ihrer präzisen Durchflussmenge und Durchflusskontrolle, wenn im medizinischen Bereich ein sicherer Flüssigkeitstransfer erforderlich ist. Außerdem sind sie im medizinischen Bereich aufgrund ihrer hygienischen Transporteigenschaften, die durch den Austausch von Schläuchen erreicht werden können, nützlich.

2. Lebensmittelindustrie

Sie werden für den Transport von Trinkwasser und flüssigen Rohstoffen verwendet. Auch Kosmetika und Reinigungsmittel können transportiert werden. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Lebensmittelqualität und der Vermeidung von Verunreinigungen und Kreuzkontaminationen.

3. Umweltbereich

Sie werden zur Ableitung von verunreinigtem Meerwasser und zur Beseitigung von Schlamm eingesetzt. In Klärgruben werden Schlauchpumpen zum Abpumpen von Abwasser und Schlamm eingesetzt. Schlauchpumpen eignen sich zum Umfüllen von Schadstoffen und tragen in verschiedenen Branchen zum Umweltschutz bei.

Aufgrund ihrer Eigenschaften werden Schlauchpumpen auch zur Beseitigung von Abwässern und giftigen Stoffen in Fabriken und Produktionsanlagen eingesetzt. Schlauchpumpen können hochviskose Abwässer und giftige Stoffe wie Chemikalien und Chemikalien effektiv befördern.

4. Forschungsbereiche

Für den Transfer von Proben und Reagenzien zur Analyse. Aufgrund ihrer hohen Fördergenauigkeit eignen sie sich für die wissenschaftliche Forschung und Analyse, wo eine genaue Förderung erforderlich ist.

Funktionsweise der Schlauchpumpen

Schlauchpumpen sind Pumpen mit flexiblen Schläuchen. Ein Rotor dreht sich, um den Schlauch zusammenzudrücken und die Flüssigkeit anzusaugen und zu fördern. Schlauchpumpen bestehen aus einem zylindrischen Teil, dem Rotor.

Mehrere Rollen säumen den Umfang des Rotors, der sich so dreht, dass er den Schlauch einklemmt. Wenn sich der Rotor dreht, quetschen die Rollen den Schlauch zusammen. Durch die Kompression bewegt sich die Flüssigkeit im Schlauch vorwärts.

An diesem Punkt entsteht ein Vakuum, in dem der Schlauch gedehnt und die Flüssigkeit angesaugt wird. Der Rotor dreht sich dann und drückt den Schlauch zusammen, sodass die Flüssigkeit in diesem Bereich abgelassen wird. Auf diese Weise nutzt das System einen Mechanismus, bei dem die Flüssigkeit durch den Schlauch angesaugt und anschließend komprimiert und weitergeleitet wird.

Der Schlauch ist äußerst langlebig und kann eine Vielzahl verschiedener Arten von Flüssigkeiten sowie hochviskose Flüssigkeiten transportieren. Durch die Flexibilität des Schlauchs ist er außerdem sehr genau und verringert das Risiko einer Kreuzkontamination.

Auswahl einer geeigneten Schlauchpumpe

Bei der Auswahl einer Schlauchpumpe sollten, wie bei allen anderen Pumpen auch, die Art der Flüssigkeit, die Fördermenge und die Förderhöhe berücksichtigt werden.

1. Flüssigkeit

Je nach Art der Flüssigkeit muss die Schlauchpumpe beständig gegen das Material sein. Beim Fördern von stark ätzenden Flüssigkeiten wie Säuren und Laugen muss die Beständigkeit gegenüber dem Material geprüft werden.

2. Fördermenge

Nachdem die Art der Flüssigkeit ermittelt wurde, muss als Nächstes die erforderliche Fördermenge ermittelt werden. Die Größe und der Typ der erforderlichen Pumpe hängen von der zu fördernden Menge ab. Das erforderliche Fördervolumen muss im Voraus bekannt sein und die entsprechende Schlauchpumpe muss dementsprechend ausgewählt werden.

3. Förderhöhe

Die erforderliche Förderhöhe wird auf der Grundlage des Höhenunterschieds und der Entfernung zum Zielort ausgewählt. Es muss darauf geachtet werden, dass die Flüssigkeit nicht gepumpt werden kann, wenn die Förderhöhe nicht ausreicht. Die erforderliche Förderhöhe hängt von der Viskosität der Flüssigkeit ab. Prüfen Sie daher vorher das spezifische Gewicht und die Viskosität der Flüssigkeit und verwenden Sie diese bei der Berechnung.

Was ist Homogenisatoren?

Ein Homogenisator ist ein Gerät zum Dispergieren und Zerkleinern von Stoffen in einer Flüssigkeit, um sie zu homogenisieren (von homogenize = “homogenisieren”).

Im weiteren Sinne umfasst er auch das Rühren von Pulvern mit einem Propeller oder Ähnlichem. Die Methoden der Partikelzerkleinerung lassen sich in Mahlen (Hochdruckverfahren), Hochfrequenzzerkleinerung (Ultraschallverfahren) und Zerkleinern (Rührverfahren) unterteilen.

Hochdruckzerkleinerer werden häufig in Fabriken eingesetzt, da sie unter Druck große Mengen an Proben auf einmal homogenisieren können.

Ultraschallhomogenisatoren sind kompakt und eignen sich für die Homogenisierung kleiner Probenmengen. Sie wurden daher hauptsächlich in wissenschaftlichen Experimenten eingesetzt, sind aber in letzter Zeit größer geworden und werden auch in der Industrie verwendet.

Rührhomogenisatoren zerkleinern Proben mit hoher Geschwindigkeit, so dass auch harte Materialien in kurzer Zeit homogenisiert werden können.

Homogenisatoren werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, darunter in der Fertigung, Forschung und Medizin.

Verwendungszwecke von Homogenisierern

Homogenisatoren werden zum Zerkleinern, Dispergieren und Mischen feiner Partikel sowie zum Emulgieren von Wasser und Öl verwendet und kommen in einer Vielzahl von Bereichen zum Einsatz.

• Herstellung von Lebensmitteln
  Homogenisatoren werden bei der Herstellung von Molkereiprodukten wie Sahne, Milch und Butter, Getränkeprodukten wie Kaffee und Fruchtsaftgetränken, Tomatenketchup, Soßen, Dressings, Würzmitteln und vielen anderen Lebensmitteln eingesetzt.
• Forschungsgebiete
  Sie werden für die Extraktion von Proteinen, DNA, RNA, Antikörpern, Organellen, Viren usw. aus Zellen und Geweben verwendet.
  Sie werden auch für die Dispersion von magnetischen Materialien, die Erforschung neuer Materialien usw. verwendet.
• Medizin
  Sie werden bei der Herstellung von Arzneimitteln, wie Weichkapseln, Salben und Cremes, verwendet.

Sie werden auch bei der Herstellung von Farbstoffen und Kosmetika sowie bei der Homogenisierung von Schlämmen eingesetzt.

Prinzip der Homogenisatoren

Druckhomogenisatoren

Druckhomogenisatoren wenden Druck an, um ein feines homogenisiertes Produkt zu erzeugen. Die Flüssigkeit wird von einer Pumpe unter Druck gesetzt und durch ein Homovalve geleitet, wo sie durch Kollisionen zwischen Partikeln und Prallringen sowie durch Scherkräfte aufgrund von Druckunterschieden homogenisiert wird, während die Flüssigkeit durch einen feinen Spalt ausgestoßen wird. Im Vergleich zu anderen Verfahren kann dieses System ein größeres Volumen verarbeiten und feinere Partikel erzeugen. Bei der Anwendung entsteht Reibungswärme, so dass der Außenzylinder mit Eiswasser oder ähnlichem gekühlt werden muss.

Steinmörser, Mörser und Stößel können ebenfalls als eine Art Hochdruckhomogenisator betrachtet werden.

Ultraschall-Homogenisatoren

Die Homogenisierung wird durch die Einwirkung von Ultraschallwellen auf die Flüssigkeit erreicht. Bei der Einwirkung von Hochfrequenzschwingungen auf die Flüssigkeit entstehen durch Kavitation mikroskopisch kleine Bläschen, und die durch das Platzen dieser Bläschen erzeugten Stoßwellen brechen feine Partikel und Zellen auf. Die endgültige Form der Partikel kommt einer Kugelform relativ nahe, da die Partikel miteinander kollidieren, anstatt physisch getroffen zu werden. Aus diesem Grund wird es im Endprozess der Dispersion und bei der Vorverarbeitung der Partikelgrößenverteilung eingesetzt. Es zeichnet sich auch durch seine hohe Emulgierkapazität aus, der Durchsatz ist jedoch gering.

Typ des Rührwerks

Ein feststehender metallischer Außenflügel und ein rotierender Innenflügel werden von einem Generator in Drehung versetzt, der einen Flüssigkeitsstrom erzeugt, der durch die Zentrifugalkraft aus dem Inneren des Generators eintritt und radial in das Fenster des Außenflügels abgegeben wird. Bei diesem Prozess findet eine Zerkleinerung statt, wenn die Partikel mit den inneren und äußeren Schaufeln in Kontakt kommen. Außerdem bewirken die durch die Hochgeschwindigkeitsrotation der inneren Schaufeln erzeugten Ultraschallwellen, dass die Partikel feiner und homogener werden.

Was ist Heißschmelzklebstoffe?

Heißschmelzklebstoffe sind Klebstoffe, die im Heißklebeverfahren verwendet werden. Sie lösen sich beim Erhitzen auf und bewirken eine Klebewirkung, wenn sie abkühlen und sich verfestigen. Da sie keine Lösungsmittel im Klebstoff enthalten, sind sie sicher und werden als Heimwerkermaterial im Haushalt verwendet.

Heißschmelzklebstoffe gibt es in verschiedenen Formen, z. B. in kissenartiger Form mit einer nicht klebenden Folie, die um den Heißschmelzklebstoff gewickelt ist, in Form von Stiften und Blöcken oder in Form von Behältern aus nicht klebendem Papier, dem sogenannten Trennpapier. Bei der Verwendung dieser Klebstoffe werden sie mit einem Heizgerät, dem sogenannten Applikator, erhitzt und geschmolzen.

Verwendungszwecke von Heißschmelzklebstoffen

Da Heißschmelzklebstoffe sicher sind, werden sie heute in Billigläden unter dem Namen Klebepistole verkauft, was sie zu einem bekannteren Produkt für Heimwerker macht. Bei der Klebepistole wird ein stiftförmiger Heißschmelzklebstoff in einen pistolenähnlichen Ausstoßer gegeben, der die benötigte Menge an Heißschmelzklebstoff ausstößt.

Aufgrund ihrer hohen Sicherheitseigenschaften werden sie auch im Lebensmittelbereich eingesetzt, z. B. zum Verkleben von Strohhalmbeuteln, die an Getränkepaketen aus Papier befestigt sind. Andere Heißschmelzklebstoffe mit leicht ablösbaren Eigenschaften eignen sich für die Anbringung von Produktetiketten im Logistikbereich.

Grundlagen der Heißschmelzklebstoffe

Um Heißschmelzklebstoffe zu verwenden, werden sie zunächst auf ihren Schmelzpunkt von etwa 120 °C erhitzt und zu einer Flüssigkeit geschmolzen. Dabei ist es wichtig, dass die Flüssigkeit zähflüssig genug ist, um die Klebefläche zu benetzen und sich auf ihr zu verteilen.

Der flüssige Heißschmelzklebstoff verteilt sich zwischen den Klebeflächen der Fügeteile, dringt in unebene Oberflächen ein und bildet einen Harzfilm. Der aufgetragene Heißschmelzklebstoff wird an der Luft abgekühlt, und wenn er auf eine bestimmte Temperatur sinkt, beginnt der Heißschmelzklebstoff zu erstarren. Das Haftprinzip von Heißschmelzklebstoffen besteht darin, dass bei diesem Prozess eine physikalische Adsorption auf molekularer Ebene stattfindet, die zu einer Haftung führt.

Da bei Heißschmelzklebstoffen keine chemische Reaktion abläuft, werden die physikalischen Eigenschaften der Harze, aus denen der Heißschmelzklebstoff besteht, nicht verändert. Da die Verklebung nur im Inneren des Heißschmelzklebstoffs stattfindet, wird das zu verklebende Objekt nicht beeinträchtigt, und es kann eine Vielzahl von Materialien verklebt werden, darunter Polypropylen, Polystyrol, Holz, Glas, Eisen, Edelstahl und Aluminium.

Eigenschaften von Heißschmelzklebstoffen

Das wichtigste Merkmal von Heißschmelzklebstoffen ist, dass sie umweltfreundlich” sind, da sie keine Lösungsmittel verwenden. Normale Klebstoffe werden in einem Lösungsmittel gelöst verwendet, und die Verflüchtigung des Lösungsmittels verleiht ihnen eine Klebeleistung, die als schlecht für die Umwelt angesehen wird. Heißschmelzklebstoffe hingegen gelten als umweltfreundlich, weil sie, wie bereits erwähnt, physikalisch durch Wärme als Auslöser adsorbiert werden, so dass kein Lösungsmittel erforderlich ist.

Darüber hinaus erfolgt die Verklebung bei Heißschmelzklebstoffen sehr schnell, in der Größenordnung von Sekunden. Allgemeine Klebstoffe werden in einem Lösungsmittel oder Wasser gelöst, das sich verflüchtigt oder eine chemische Reaktion eingeht und sich zu einem Klebstoff verfestigt. Heißschmelzklebstoffe hingegen werden durch einen “Erhitzen-Schmelzen-Abkühlen-Erstarren”-Zyklus geklebt. Die Abkühlungs- und Erstarrungsgeschwindigkeit von Heißschmelzklebstoffen ist schneller als die chemische Reaktion allgemeiner Klebstoffe, und Heißschmelzklebstoffe können schneller verklebt werden als allgemeine Klebstoffe.

Arten von Heißschmelzklebstoffen

Die gängigsten Arten von Heißschmelzklebstoffen sind Schmelzklebstoffe auf Olefinbasis und Schmelzklebstoffe auf Kautschukbasis.

1. Heißschmelzklebstoffe auf Olefinbasis

Heißschmelzklebstoffe auf Olefinbasis haben physikalische Eigenschaften, die denen von Materialien ähneln, die mit allgemeinen Industrieklebstoffen schwer zu verkleben sind. Sie eignen sich daher gut für die Verklebung von Gegenständen aus diesen Materialien.

2. Heißschmelzklebstoffe auf Olefinbasis

Heißschmelzklebstoffe auf Kautschukbasis werden verwendet, wenn flüssige Klebstoffe in das zu verklebende Objekt eindringen würden. Verschiedene Heißschmelzklebstoffe können zum Verkleben einer breiten Palette von Materialien verwendet werden.

Ein den Heißschmelzklebstoffen ähnlicher Heißschmelzklebstoff ist Nikawa. Der Hauptbestandteil von Nikawa ist Gelatine. Zur Unterscheidung: Gelatine gilt als hochrein und wird hauptsächlich in Lebensmitteln und Arzneimitteln verwendet, während Nikawa als niedrigrein gilt und in Kunsthandwerk und japanischen Malmaterialien verwendet wird. Es hat die Eigenschaft, bei Erwärmung zu einem Sol und bei Abkühlung zu einem Gel zu werden, um es zu immobilisieren.

Weitere Informationen über Heißschmelzklebstoffe

Vor- und Nachteile von Heißschmelzklebstoffen

In diesem Abschnitt werden die grundlegenden Vor- und Nachteile der Eigenschaften von Heißschmelzklebstoffen zusammengefasst. Die Vor- und Nachteile sind wie folgt.

Vorteile

• Kann in kurzer Zeit geklebt werden
• Anwendbar auf verschiedene Arten von zu verklebenden Materialien
• Äußerst sicher, da lösungsmittelfrei
• Kann durch Wiedererwärmung geschmolzen und wiederverwendet werden
• Leicht zu lagern und zu archivieren
• Klebeprozesse können leicht automatisiert werden

Nachteile

• Begrenzte Hitzebeständigkeit der Verklebung
• Die Klebekraft ist geringer als die von allgemein härtbaren Klebstoffen
• Nicht geeignet für Materialien mit geringer Hitzebeständigkeit aufgrund von überhitztem Schmelzen
• Das Haftvermögen schwankt mit der Temperatur
• Erfordert einen speziellen Applikator für die Anwendung

Was ist Peristaltikpumpe?

Eine Peristaltikpumpe ist ein Gerät, das Lösungen durch weiche Schläuche pumpen kann. Das Gerät hat eine Reihe von Rollen, die die Lösung durch Rotation pumpen, während die Rollen den Schlauch zusammendrücken. Die Walzen drehen sich ständig, so dass die Lösung kontinuierlich gepumpt werden kann. Die Durchflussmenge kann auch durch Steuerung der Anzahl der Umdrehungen variiert werden.

Es können Schläuche verwendet werden, solange sie flexibel sind. Da sie häufig zum Fördern von Chemikalien eingesetzt werden, werden chemikalienbeständige Silikonschläuche verwendet.

Verwendungszwecke von Peristaltikpumpen

Peristaltikpumpen können zum kontinuierlichen und quantitativen Pumpen von Lösungen eingesetzt werden. Sie eignen sich zum Fördern großer Lösungsmengen mit kontrollierten Durchflussraten. Beispiele für spezifische Anwendungen sind Chromatographie und Dialyse.

Da sie eine breite Palette von Lösungen pumpen kann, wird sie auch in spektrometrischen Analysegeräten eingesetzt, die Lösungen messen, z. B. in der Atomemissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-AES) und der Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS). Auch relativ viskose Lösungen können gepumpt werden.

Prinzip der Peristaltikpumpen

Eine Peristaltikpumpe ist ein Gerät, das Lösungen in einen Schlauch pumpen kann. Die Rollen der Pumpe drehen sich und quetschen den Schlauch, wodurch ein Vakuum im Schlauch entsteht, das die Lösung vom Ende des Schlauchs in den Schlauch zieht. Da sich die Rollen ständig drehen, wird im Schlauch kontinuierlich ein Vakuum erzeugt, durch das die Flüssigkeit gepumpt werden kann.

Die verfügbaren Schläuche bestehen aus verschiedenen Materialien und Porendurchmessern und können für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden. So können z. B. Silikonschläuche und Tygonschläuche verwendet werden, grundsätzlich werden aber Schläuche aus Materialien eingesetzt, die gegen die zu pumpende Lösung beständig sind. Darüber hinaus können nur weiche Schläuche verwendet werden, um die Lösung reibungslos zu pumpen. Aufgrund der physischen Belastung der einzelnen Teile können die Schläuche reißen oder die Rollenteile nach längerem Gebrauch verschleißen, so dass sie entsprechend ausgetauscht werden sollten.

Was ist Bentonit?

Bentonit ist eine allgemeine Bezeichnung für Ton, der aus einem Gemisch verschiedener Zusammensetzungen wie Quarz, Glimmer und Calcit besteht, mit Montmorillonit als Hauptbestandteil.

Bentonit zeichnet sich durch seine hohe Wasseraufnahmefähigkeit aufgrund der Schichtstruktur seines Hauptbestandteils, des Montmorillonits, und seine hohe Viskosität nach dem Aufquellen aus. Aus diesem Grund wird es in der Industrie und im Bauwesen, einschließlich der Keramik, häufig verwendet. Es wird auch häufig als Zusatzstoff in Arzneimitteln, Kosmetika, Reinigungsmitteln und anderen Produkten des täglichen Bedarfs verwendet.

Anwendungen von Bentonit

Bentonit ist ein Ton, der sich durch eine hohe Wasseraufnahmefähigkeit und eine hohe Viskosität nach dem Quellen auszeichnet und in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird, von der Keramik über das Bauwesen bis hin zu Produkten des täglichen Bedarfs und Arzneimitteln. Im Folgenden werden einige der wichtigsten Anwendungen genannt:

• Keramik: Material für Keramiken
• Bauwesen: Abdichtungsmaterial für Hoch- und Tiefbauarbeiten, Schlammwasser bei Ausgrabungen
• Haushaltsprodukte: Zusatzstoffe zur Verbesserung der Dispergierbarkeit, Viskosität und Feuchtigkeitsbindung in Kosmetika, Reinigungsmitteln, Seifen und Agrochemikalien
• Pharmazeutische Produkte: Grundlage für pharmazeutische Salben
• Lebensmittel: Trübungsentferner in Wein und Pflaumenwein
• Sonstiges: Gemischt mit Sand zur Herstellung von Schimmelpilzen, Katzenstreu, Adsorptionsmittel für Verunreinigungen bei der Ölraffination

Funktionsweise des Bentonits

Bentonit ist ein Ton, der hauptsächlich aus einer Mineralart (Montmorillonit) besteht. Weitere Bestandteile sind Silikatmineralien wie Quarz und Opal, Silikatmineralien wie Glimmer und Zeolith sowie Karbonat- und Sulfatmineralien wie Calcit.

Bentonitvorkommen gibt es in Japan, den USA, China, Griechenland und der Türkei. Man geht davon aus, dass die wichtigsten in Japan und im Ausland abgebauten Vorkommen dadurch entstanden sind, dass Sedimente aus Vulkanausbrüchen, die vor etwa 200 Millionen bis mehreren Millionen Jahren stattfanden, aufgrund von Temperaturschwankungen und erhöhtem Druck physikalische und chemische Metamorphose erfahren haben, während sie tief unter der Erde begraben waren.

Montmorillonit, der Hauptbestandteil von Bentonit, ist ein feines Partikel mit einer Schichtstruktur aus dünnen Erzschichten, zwischen denen Wassermoleküle und ionische Bestandteile in Abständen von etwa 1 nm gehalten werden. Die hohe Wasseraufnahmefähigkeit von Bentonit ist vor allem auf die Zwischenschichtstruktur von Montmorillonit zurückzuführen, und es ist bekannt, dass die ionischen Komponenten im Montmorillonit eine wichtige Rolle bei der Quellwirkung spielen.

Arten von Bentonit

Die Struktur des Bentonits wird durch die Schichtstruktur seines Hauptbestandteils, des Montmorillonits, bestimmt. Dieser Montmorillonit besteht aus tetraedrischen Schichten, d. h. Schichten aus Tetraedern, die aus Silizium und Sauerstoff bestehen, und oktaedrischen Schichten, d. h. Schichten aus Oktaedern, die aus Aluminium und Hydroxylgruppen bestehen. Ein oktaedrisches Blatt ist dann zwischen zwei tetraedrischen Blättern eingebettet.

In der Praxis hat das oktaedrische Blatt eine Struktur, bei der ein Teil des Aluminiums im oktaedrischen Blatt durch Magnesium ersetzt wurde. Da Aluminium dreiwertig und Magnesium zweiwertig ist, werden in die Schichten Kationen, so genannte Zwischenschichtkationen, eingebaut, um die elektrischen Ladungen auszugleichen.

Es gibt vier Haupttypen von Zwischenschichtkationen: Na+, Ca2+, K+ und Mg2+. Die Bentonitarten werden nach der Art der Zwischenschichtkationen unterteilt, und es gibt zwei Typen: Na-Bentonit und Ca-Bentonit.

1. Na-Bentonit

Bentonit vom Na-Typ ist ein Bentonit mit einem hohen Anteil an Na+-Ionen in den Zwischenschichtkationen des Montmorillonits und zeichnet sich durch eine ausgezeichnete Quell-, Verdickungs- und Suspensionsstabilität aus.

2. Ca-Bentonit

Ca-Bentonit ist ein Bentonit mit einem hohen Anteil an Ca2+-Ionen in den Zwischenschichtkationen des Montmorillonits; Ca-Bentonit ist dem Na-Bentonit in Bezug auf Quellung, Verdickung und Suspensionsstabilität unterlegen, verfügt aber über ausgezeichnete Wasseraufnahmeeigenschaften.

Einige Bentonite des Ca-Typs werden künstlich zum Na-Typ gemacht, indem man dem Bentonit des Ca-Typs einige Gew.-% Natriumcarbonat hinzufügt, was als aktivierter Bentonit bezeichnet wird. Die Eigenschaften dieses aktivierten Bentonits ähneln denen des Na-Typ-Bentonits.

Weitere Informationen zu Bentonit

1. Toxizität von Bentonit

Bentonit ist bei normalem Gebrauch nicht toxisch, wie seine Verwendung in Haushaltsprodukten und Arzneimitteln beweist. Es wird häufig als Lebensmittelzusatzstoff verwendet, da es kaum Hautreizungen hervorruft und oral unbedenklich eingenommen werden kann. Insbesondere können feine Bentonitpartikel Verunreinigungen adsorbieren und werden als Filterhilfsmittel in der Lebensmittelproduktion verwendet, z. B. bei der Filtration von Bier und anderen alkoholischen Getränken und Softdrinks.

Nach dem Sicherheitsdatenblatt für Bentonit beträgt der LD50-Wert (halbtödliche Dosis: ein Maß für die akute Toxizität) bei oraler Aufnahme durch Ratten 5 000 mg/kg. Aus diesem Wert lässt sich schließen, dass Bentonit in der Einstufung des Gesetzes über die Kontrolle giftiger und schädlicher Stoffe zur Klasse der üblichen Stoffe gehört.

Andererseits kann das Einatmen großer Mengen von Bentonitstaub über die Nase oder den Mund zu einer Pneumokoniose führen. Pneumokoniose ist eine Krankheit, die durch die Ansammlung von Staub in den Atemwegen verursacht wird.

Zunächst treten keine Symptome auf, doch mit der Zeit können Beschwerden wie Husten, Schleim, Kurzatmigkeit und Atemnot auftreten. Ist die Pneumokoniose einmal ausgebrochen, gibt es keine Heilung, und die Krankheit kehrt nicht in die normale Lunge zurück. Aus diesem Grund wird Bentonit zusammen mit Talk und anderen Stäuben in der Klassifizierung der Staubgefahrenstufen der Japan Society for Occupational Health als Staub der Klasse 1 eingestuft.

2. Bentonit im Bauwesen

Bentonit wird als Rohstoff für Schlamm verwendet, um die Wände des ausgehobenen Bodens bei Gebäudefundamenten und Infrastrukturverstärkungsarbeiten zu schützen. Der Grund dafür ist, dass das einfache Ausheben des Bodens zum Einsturz der Seitenwände des ausgehobenen Bereichs führen kann. Das Einstürzen der Seitenwände wird verhindert, indem das Loch mit Schlamm gefüllt wird, der aus einer Mischung von Wasser und Bentonit hergestellt wird.

Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass Bentonit bei Zugabe von Wasser aufquillt und seine Viskosität zunimmt, so dass es in den Aushub eindringen kann, um die Seitenwände zu stabilisieren und gleichzeitig eine starke, dünne Schlammschicht an der Oberfläche zu bilden, die einen teilweisen Einsturz des Aushubs verhindert. Außerdem verhindert es, dass sich die bei der Ausgrabung anfallenden Sedimente auf dem Boden absetzen. Aufgrund dieser Eigenschaften wird er eingesetzt, wenn ein sicherer und effizienter Aushub erforderlich ist.

Bentonit-Schlamm ist außerdem kostengünstig und hat den Vorteil, dass er leicht zu verarbeiten ist. Nachteilig ist jedoch, dass er anfällig für den Salzgehalt des Bodens und instabil gegenüber Temperaturen ist.

Er ist nicht sehr wirksam bei der Verhinderung des Einsturzes von Seitenwänden und eignet sich daher für den Einsatz in flachen Baugruben. Dem Bentonitschlamm können verschiedene Zusätze wie Dispergier- und Schmiermittel beigefügt werden, um ihn an die Aushubbedingungen anzupassen.