IKA Innovationskraft für die chemische Industrie

IKA Innovationskraft für die chemische Industrie


In der chemischen Industrie wird tonnenweise produziert. Deshalb ist Wirtschaftlichkeit hier die wichtigste Anforderung an Produktionsanlagen. Und wieder einmal geht IKA mit innovativem Beispiel voran: Alle IKA-Maschinen für die chemische Industrie arbeiten energieeffizient. Gleichzeitig erreichen Sie bei geringem Platzbedarf eine höhere Produktivität.
Auch für anspruchsvolle Mischaufgaben findet IKA optimale Lösungen. Eine Steigerung der Maschinenausstattung von Basis- bis High-End-Ausführung ermöglicht dem Kunden, nur in gewünschten Nutzen zu investieren. Bei der Konzeption Ihrer Maschine orientiert sich die Materialauswahl exakt an der technischen Aufgabe. Die Eigenschaften der zu verarbeitenden Stoffe und Prozessparameter wie Temperatur oder Druck fließen ebenfalls in die Konzeptionsphase mit ein.

Für einfache Mischaufgaben bietet IKA günstige und robuste Rührwerke. Eine besonders hohe Leistung bei geringem Energiebedarf erbringt der IKA-Leitstrahlmischer ROTOTRON. Die IKA-Dispergiermaschinen mit unterschiedlichen Rotor-Stator-Systemen eignen sich vorzüglich zur professionellen Herstellung von Emulsionen und Suspensionen. Dank der leistungsstarken Rotor-Stator-Systeme können diese Maschinen sogar prinzipiell nicht mischbare Stoffe zerkleinern und vermischen.

Für den Pulvereintrag als anspruchsvollste Aufgabe der chemischen Industrie hat IKA das kontinuierliche System MHD entwickelt und patentiert. In nur einer Passage werden Flüssigkeiten mit Pulvern oder Granulaten staub- und klumpenfrei vermischt. Dabei lassen sich bis zu 80% Feststoffanteil in das Mischgut einarbeiten. Die größte Maschine MHD 2000/50 erreicht einen Gesamtdurchsatz von bis zu 40.000 l/h. Wie alle MHD Maschinen von IKA benötigt sie eigene Dosiersysteme für eine mengenproportionale Komponentenzufuhr. Maschinen vom Typ CMS kommen dagegen ohne Dosiersystem aus und sind deshalb eine vergleichsweise günstige Investition.

Die IKA-Innovationskraft akzeptiert keine Grenzen. Wir bauen Maschinen nach Ihren Vorstellungen, auch als Sonderausführung. Selbstverständlich liefern wir Ihnen schlüsselfertige Anlagen mit programmierten Steuerungen.

Mit der IKA-Mischtechnik werden produziert:
  • Bindemittel
  • Klebstoffe
  • Kautschukmassen
  • Kunststoffmassen
  • Porzellan
  • Kohlepasten
  • Grafitmischungen
  • Silikonkautschuk
  • Dichtungsmassen
  • Stabilisatoren
  • Katalysatoren
  • Polymer-Emulsionen
  • Pestizide
  • Herbizide
  • Fungizide
  • Keramische Massen
  • Metalloxid-Suspensionen
  • Pigmentierungen
  • Beschichtungsmassen
  • Tonerde-Suspensionen
  • Kalziumkarbonat-Suspensionen
  • Verdickungsmittel
  • Düngemittel
  • Poliermittel
  • Waschmittel
  • Wachse


Die populärsten Maschinen und Anlagen

ProduktgruppeMaschinen und Anlagen
 
Rührwerke ROTOTRON RTS 150 Motorleistung: 3 kW
ROTOTRON RTS 280 Motorleistung: 22 kW
 
Inline-Dispergierer DISPAX-REACTOR® DR 2000/10 Durchsatzmenge (max.): 10000 l/h
DISPAX-REACTOR® DR 2000/20 Durchsatzmenge (max.): 20000 l/h
Kolloidmühle MK 2000/10 Durchsatzmenge (max.): 7500 l/h
ULTRA-TURRAX® UTL 2000/10 Durchsatzmenge (max.): 10000 l/h
 
Chargen-Dispergierer UTC 115/KT Batchgröße, max. (H2O): 500 l
UTC 150/KT Batchgröße, max. (H2O): 1700 l
UTE 150 Batchgröße, max. (H2O): 750 l
 
Knetmaschinen HKD 10 Nutzvolumen : 7 l
CONTERNA HKC 6/50 Durchsatz ca.: 2000 kg/h
 
Prozessanlagen DPV 3000 Gesamtdurchsatz bis: 3000 l/h
SPP 1000 Nutzvolumen max.: 1000 l
SPP 4000 Nutzvolumen max.: 4000 l
 
Pilotanlagen magic LAB® mit Modul UTL Motorleistung: 0.9 kW
PROCESS-PILOT 2000/4 Durchsatzmenge (max.): 350 l/h
 
Vakuumtrockner/-mischer Konustrockner CD 100 Nutzvolumen : 100 l
Konustrockner CD 500 Nutzvolumen : 500 l
Konustrockner CD 1000 Nutzvolumen : 1000 l
Konusmischer CM 100 Nutzvolumen : 100 l
Konusmsicher CM 500 Nutzvolumen : 500 l
Konusmischer CM 1000 Nutzvolumen : 1000 l
 



Applikationen & Anwendungsbeispiele

Aufbereitung pflanzlicher Öle
Autopolitur
Bentonit-Suspensionen
Biodiesel
Carbopol®-Dispersionen
Kunststoffgebundene Dispersionsfarben
Markierungs- und Kodierungstinten
Möbelpolitur
Schuhcreme
Silikon-Emulsionen
Talcum Suspensionen
Tonerde-Schlicker
Unterbodenschutz
Verdünnung von WAS (Äthersulfat)
Weichspüler


Aufbereitung pflanzlicher Öle
Aufbereitung im Inline-Verfahren
Die Aufbereitung pflanzlicher Öle erfolgt in folgenden Schritten:

A) Degummierung
Ein Teil der im Rohöl vorliegenden Phosphatide ist mit Wasser hydrierbar und damit einfach abzutrennen. Der Anteil der nicht hydrierbaren Phosphatide kann mit Hilfe von Säurezugabe abgetrennt werden.
Hierzu wird das Rohöl auf 60°C - 70°C erhitzt und mit bis zu 1% Phosphorsäure gründlich vermischt. Die Säure reagiert mit den Phosphatiden, so dass eine Wasseranlagerung möglich wird und die Phosphatide danach durch Filtration oder Zentrifugieren separiert werden können. Man erhält so "degummiertes" Öl und Schleimstoffe, aus welchen unter bestimmten Voraussetzungen Lecithin gewonnen werden kann. Zur gründlichen Vermischung von Säure und Öl hat sich die dreistufige IKA®-Dispergiermaschine vom Typ DISPAX-REACTOR® DR 2000 als hervorragend geeignet erwiesen..

B) Neutralisation
Freie Fettsäuren (FFA) beeinflussen den Geschmack des Öles und beschleunigen den Verderb. Zur Neutralisation der FFA wird das Öl bei ca. 90° - 100°C intensiv mit Natriumhydroxid vermischt. Die FFA fallen als Seife aus und können durch Zentrifugieren separiert werden. Zur Neutralisation von FFA haben sich sowohl der DISPAX-REACTOR® DR 2000 als auch die einstufige Dispergiermaschine vom Typ ULTRA-TURRAX® UTL 2000 bewährt.

C) Bleichen
Um letzte Unreinheiten wie Farbstoffe und Oxidationsprodukte zu entfernen, kann das Öl schließlich noch gebleicht werden. Hierbei wird es mit Bleicherde intensiv vermischt, wozu sich die IKA® Inline-Misch- und Dispergiermaschine vom Typ MHD 2000 sehr gut eignet.




Autopolitur
Herstellung im Batch-Verfahren
Autopolituren werden überwiegend batchweise hergestellt. Die einzelnen Schritte sind etwa wie folgt:

- Erschmelzen des Wachses, anfangs unter leichtem Rühren mit einem IKA® TURBOTRON®, bei einer Temperatur von ca. 95°C
- Zugabe des ebenfalls heißen Wassers, wobei jedoch kräftig mit einem IKA® ULTRA-TURRAX® Typ UTC oder UTE emulgiert wird.
- Zugabe des Silikonöls
- Emulgator und eventuell Stabilisator zugeben und weiter mit UTC oder UTE intensiv emulgieren.
- Schleifmittel wie Kieselerde oder dergleichen langsam zugeben, wobei Rührer und UTC weiter laufen.
- Wenn Homogenität erkennbar ist, den UTC abschalten und nur den Rührer weiter laufen lassen.
- Möglichst rasch auf ca. 30 - 35°C abkühlen lassen.

Autopolituren auf wässriger Basis (ca. 60% H2O) mit höherem Silikonölanteil werden ganz ähnlich hergestellt. Hier ist mit höherem Schergefälle zu emulgieren, daher ist ein größerer Energieeintrag notwendig.





Autopolitur
Herstellung im zirkulierenden Batch-Verfahren
Herstellung mit IKA® Master Plant MP

Bekanntlich ist Wachs ein Bestandteil von Autopolituren. Dieses Wachs muß entweder in einem separaten Schmelzbehälter oder zusammen mit Silikonöl, Olein, Stearinsäure und eventuell Petroleum im Mischbehälter der IKA® Mastere Plant MP erschmolzen werden (Temperatur ca. 85°C). In dieses Gemisch wird nun vorgewärmtes Wasser (ca. 60°C) eingemischt, d.h. es entsteht eine O/W-Emulsion. Anschließend werden Schleifmittel, z.B. Kaolin feinst gemahlen, hinzu dosiert und dispergiert.
Zum Schluss wird die Emulsion/Suspension auf ca. 40°C abgekühlt.





Bentonit-Suspensionen
Herstellung im kontinuierlichen Verfahren
Bei großen Produktionsmengen empfiehlt es sich ein Inline-System anzuwenden, bei dem eine sofortige gründliche Benetzung zustande kommt, so dass Verklumpungen von vornherein vermieden werden.
Mit der Inline Misch- und Dispergiermaschine vom Typ IKA® MHD 2000 wird dies perfekt erreicht.
Die Flüssigphase, z.B. Wasser, und das Bentonit-Pulver werden kontinuierlich in die Maschine gegeben und das Pulver dabei unmittelbar benetzt, desagglomeriert und dispergiert. Konzentrationen bis 50% Bentonit können so erstellt werden.





Bentonit-Suspensionen
Herstellung im kombinierten Verfahren
Zur Herstellung besonders feiner Bentonit-Dispersionen bietet sich eine Kombination aus IKA® ULTRA-TURRAX® Typ UTC und IKA® Kolloidmühle MK 2000 oder auch IKA® Konusmühle MKO 2000 an.



Biodiesel
Herstellung im kontinuierlichen Verfahren
In klassischen Anlagen werden Fette in einem zweistufigen Batch-Verfahren umgeestert. Dies wird üblicherweise in zwei nacheinander geschalteten Batch-Behältern durchgeführt.

Durch die Verwendung eines speziellen IKA® Inline-Dispergiergerätes vom Typ DISPAX-REACTOR® kann die Umesterung dagegen kontinuierlich in einer Stufe durchgeführt werden. Die Rohstoffe werden kontinuierlich zudosiert.

Die Umesterung erfolgt im hochenergetischen Scherbereich des Dispergiergerätes. Die Rohstoffe werden zu feinsten Tröpfchen zerteilt, was die spezifische Oberfläche enorm vergrößert und den Massentransfer entscheidend intensiviert. Die Umesterungsreaktion wird dadurch deutlich beschleunigt and die Ausbeute wird maximiert. Die komplette Umesterung kann in einem Schritt durchgeführt werden und läuft vollautomatisch ab.

Vorteile:    
- Geringere Betriebskosten
- Geringere Investitionskosten
- Deutlich reduzierter Platzbedarf
- Flexiblere Produktion




Carbopol®-Dispersionen
Herstellung im Inline-Verfahren
Für eine andere Variante zur Herstellung von Carbopol®-Dispersionen werden Inline-Maschinen vom Typ CMS 2000/.. benutzt.
In diesem Fall wird das Wasser in einem Behälter vorgelegt. Das Pulver wird ebenfalls in gewünschter Menge bereitgestellt.
Die Misch- oder Benetzungsmaschine Typ CMS 2000/.. saugt nun einerseits die Flüssigphase und andererseits das Pulver ein. Dieser Vorgang kann zirkulierend so lange andauern, bis das gesamte Pulver eingesaugt ist. Es ist ratsam, das Produkt anschließend noch zu zirkulieren, um eventuelle Stippen zu lösen und zu entlüften.





Carbopol®-Dispersionen
Herstellung im Batch-Verfahren
Wässrige Carbopol®-Dispersionen werden im Allgemeinen im Batch-Verfahren hergestellt. Die Konzentrationen reichen von 2% - 5%.
Das Carbopol® liegt als sehr leichtes Pulver vor. Daher ist es wichtig,  mit Hilfe des Rührers, z.B. IKA®-ROTORON®, eine gute Trombe zu erzeugen, in die das Pulver langsam zugeführt wird, sodass eine rasche Benetzung stattfindet.
Im vorliegenden Fall ist es angebracht, die Rührmaschine nach der Zugabe des Pulvers noch längere Zeit langsam laufen zu lassen, um zu entlüften und zu neutralisieren und noch vorhandene Stippen aufzulösen.
Häufig lässt man solch eine Charge auch über Nacht stehen und rührt kurz vor der Verwendung nochmals durch.
Im Vergleich zu normalen Rührmaschinen kann beim Einsatz eines IKA®-ULTRA-TURRAX® eine deutliche Zeitverkürzung erreicht werden.








Kunststoffgebundene Dispersionsfarben
Herstellung im Batch-Verfahren
Dispersionsfarben werden - ausser bei ganz großen Mengen - nach wie vor im "Batch-Betrieb" hergestellt. Häufige Farb- und Rezepturwechsel zwingen dazu.

Aufgrund höherer Viskositäten werden im Anschluss an die Premix-Aufbereitung überwiegend Chargen-Dispergierer vom Typ ULTRA-TURRAX® mit Kombiwerkzeugen wie den TM-Generatoren eingesetzt.





Markierungs- und Kodierungstinten
Herstellung in Batch-Verfahren
Kodierungstinten werden üblicherweise in Chargen gefertigt. Dabei besteht kaum ein Unterschied, ob es sich um Lösungsmittel oder Wasser als Basis, d.h. kontinuierliche Phase handelt. Da die Feststoffe, wie Pigment und evtl. auch das Polymer, bereits feinst gemahlen sind und als Agglomerat vorliegen, wird im Dispergiervorgang nur desagglomeriert und homogenisiert. Dies geschieht einerseits im Scherspalt zwischen Rotor und Stator und andererseits durch Erzeugung massiver Turbulenzen an den Austrittsschlitzen des Stators. Wie bei allen Dispergiervorgängen ist besonders bei Verwendung von Lösungsmitteln auf eine Temperaturbegrenzung zu achten, d.h. eventuell Verwendung eines doppelwandigen Behälters und auch kühlbarer Rührer wie z.B. in der IKA® Master Plant. Mit dieser Anlage besteht dann auch die Möglichkeit Pigmente, Harze oder auch vordispergierte Feststoffe submers, d.h. direkt in die Mischkammer der Dispergiermaschine einzugeben.
Sollten die Pigmentagglomerate extrem stabil sein, so kann am Boden des Mischbehälters der Master Plant anstelle des DBI 2000 auch eine IKA® Kolloidmühle MK 2000 eingesetzt werden.





Möbelpolitur
Herstellung im zirkulierenden Batch-Verfahren
Herstellung mit IKA® Master Plant MP

Je nach Holzart und Beschaffenheit der Oberflächen, d.h. behandelt oder unbehandelt, werden unterschiedliche Rezepturen angewandt. Nachstehend wird eine allgemeine Rezeptur und das damit verbundene Herstellungsverfahren beschrieben.

Da bei der Herstellung fast immer geheizt und später gekühlt wird, bietet sich die IKA® Master Plant MP hierzu an, wobei der Prozeß wie folgt aussehen kann:
- ca. 75 Teile Spezialbenzin/Gemisch vorlegen und auf 50°C erwärmen
- ca. 5 Teile Polymer SL darin lösen
- ca. 4 Teile gesamt Silikonöle,
- ca. 10 Teile Isopropanol,
- ca. 5 Teile Kiefernöl und
- ca. 1 Teil Emulgator einmischen.

Zur optimalen Temperaturführung zusätzlich zum Behälter auch den Rührer temperieren. Die Misch- und Dispergiermaschine IKA® DBI  2000 läuft dabei nur mit halber Drehzahl. Die Temperatur wird konstant auf 50°C gehalten.

Bei Rezepturen mit Wachsanteilen wird meist mit einer Schmelztemperatur zwischen 70°C und 120°C begonnen. Nach Zugabe aller Bestandteile muß dann auf ca. 35°C abgekühlt werden, so dass die Politur zwar noch fließfähig aber dennoch gut stabilisiert ist.





Schuhcreme
Herstellung im Batch-Verfahren
Der Herstellungsprozess kann etwa folgendermaßen ablaufen:

- Erstellung der Wachsschmelze in einem Schmelzbehälter, evtl. auch mit Harzanteilen wie Balsamharz und einem nichtionischen Emulgator bei einer Temperatur von ca. 110°C. Dabei wird mit einem Scheibenrührer bei mäßiger Geschwindigkeit gerührt.
- Diese Schmelze wird in etwa 90°C warmes, KOH-haltiges Wasser emulgiert und dabei auf 60-70°C abgekühlt. Eventuell wird ein Härter zugegeben. Zur Verbesserung der Polierbarkeit und als Schutz gegen Feuchtigkeit können fünf Teile des Wassers durch eine Silikonemulsion ersetzt werden. Gegebenenfalls ist auch ein Konservierungsmittel einzumischen.

Zur Stabilisierung kann auf ca. 50°C abgekühlt werden, solange dies nicht das Fließverhalten zu sehr beeinträchtigt.

Als Emulgiermaschinen empfehlen sich besonders der IKA® ULTRA-TURRAX® UTC oder der IKA® DISPAX-REACTOR® DR 2000 für einen zirkulierenden Batch-Prozess.





Silikon-Emulsionen
Herstellung im Inline-Verfahren

Herstellung einer Silikon/Wasser-Emulsion


Es empfiehlt sich, einen ersten Ansatz mit wenig Wasser (etwa 10 - 15%) zu machen und so eine gelartige Emulsion zu erstellen. Als Maschine eignet sich eine Kolloidmühle vom Typ IKA® MK 2000 mit verstärktem Motor (ca. 30 kW, 1.000 l/h). Ferner muß mit hohem Schergefälle gearbeitet werden.

Wenn sich ein homogenes, transparentes, sehr viskoses Gemisch eingestellt hat, kann durch weiteres Einrühren von Wasser und Emulgator leicht jede beliebige Viskosität eingestellt werden.






Talcum Suspensionen
Herstellung im Batch-Verfahren
Talcum hat ein sehr geringes Schüttgewicht, d.h. es neigt dazu, auf der Wasseroberfläche zu schwimmen und Klumpen zu bilden. Daher sollte man versuchen, das Pulver rasch einzutragen und zu benetzen. Hierzu eignet sich besonders die IKA®-Misch- und Dispergiermaschine vom Typ MHD 2000/... Bei sehr hohen Konzentrationen wird zusätzlich eine Benetzungshilfe zur Veränderung der Oberflächengrenzspannung einer der Phasen verwendet.



Tonerde-Schlicker
Herstellung im Batch-Verfahren
Ein Slurry oder Schlicker wird im Allgemeinen im Batch-Verfahren hergestellt.
Alternativ kann dabei zirkulierend mit einer Inline-Maschine vom Typ IKA®-MHD 2000/.. oder aber mit einem IKA® ULTRA-TURRAX® UTC gearbeitet werden.
Bei hoher Feststoffkonzentration (über 45%) empfiehlt sich jedoch die MHD-Maschine, da hierbei eine schnellere und bessere Benetzung stattfindet.





Unterbodenschutz
Herstellung im Batch-Verfahren
Unterbodenschutz-Dispersionen sind sehr unterschiedlich zusammengesetzt. Ausgangspunkt für die Herstellung sind jedoch immer Vinylverbindungen, welche relativ viskos vorliegen und als erstes vermischt werden. Je nach Rheologie werden Weichmacher, eventuell aber auch organische Lösungsmittel zugegeben, bevor alle anderen Stoffe, besonders das behandelte Kalziumkarbonat, evtl. andere Füllstoffe, Pigmente, etc. eingemischt werden.

Da alle Feststoffe bereits sehr feinkörnig vorliegen, muss nur mehr auf eine homogene Verteilung geachtet werden. Dazu eignet sich ein Rührer mit Zahnscheibe, z.B. ein IKA®-TURBOTRON® oder der IKA®-ULTA-TURRAX® als "Chargen"- oder "Inline"-Maschine.






Verdünnung von WAS (Äthersulfat)
Verdünnung im Inline-Verfahren
Bringt man Wasser und Äthersulfat, beispielsweise in einem Becherglas, zusammen, so kann man sehen, dass sich selbst beim Rühren Gelklumpen bilden, die nur sehr schwer - wenn überhaupt - zu lösen sind. Bei einem Verdünnungsprozess ist es daher wichtig, Wasser und Äthersulfat möglichst lange getrennt zu halten, d.h. bis unmittelbar vor das Mischwerkzeug, so dass keine Zeit zur Gelbildung bleibt.
Die hohe Scherrate und Scherfrequenz, wie sie beim IKA® DISPAX-REACTOR® vorliegen, verkürzen die Molekularkette des Äthersulfats so drastisch, dass nun das Wasser genügend Oberfläche zur Anlagerung findet und dadurch eine niederviskose Verdünnung entsteht.
Die im Hause IKA®-Werke konzipierte Verdünnungsanlage vom Typ DPv arbeitet im Inline-System, d.h. beide Phasen werden dem DISPAX-REACTOR® mittels Dosierpumpen kontinuierlich zugeführt. In nur einer Passage entsteht eine klare, luft- und stippenfreie Verdünnung von etwa 70% herunter auf ca. 28%.
Diese Art der Produktion birgt auch den Vorteil, dass keine großen Lager- und Mischbehälter mehr nötig sind. In kurzer Zeit können beliebige Mengen verdünnt und den weiteren Prozessschritten zugeführt werden. Je nach Bedarf wird ein Konservierungsmittel, auch per Dosierpumpe, in den Wasserzufluss eingespeist.
Die Steuerung, wie auch eventuell zusätzliche Steuer- und Regelorgane, kann gemäß Kundenwunsch ausgeführt werden. Besonderes Augenmerk ist dabei auf die Sequenz des Ein- und Ausschaltens zu lenken.
Bei geschickter Anordnung kann die Verdünnungsanlage auch zur weiteren Vermischung, Verdünnung und Homogenisierung der Endprodukte wie Flüssigwaschmittel und dergleichen verwendet werden.
Die Anlagen sind erhältlich mit Kapazitäten bis ca. 30 t/h.





Weichspüler
Herstellung im Batch-Verfahren
Das Esterquat wird in einem Vorlagebehälter auf ca. 50°C erwärmt und mit einem Anker- oder Gitterrührer gerührt, um den Wärmeaustausch zu verbessern.

Im eigentlichen Mischbehälter wird Wasser ebenfalls auf 50 - 55°C erwärmt und mit einem Leitstrahlmischer; z.B. Typ IKA ROTOTRON®, bei halber Geschwindigkeit zur besseren Wärmeverteilung bewegt. Sobald die vorgegebenen Temperaturen erreicht sind, wird das Esterquat zugegeben und der Leitstrahlmischer auf volle Geschwindigkeit erhöht.
Esterquat und Wasser werden solange gemischt, bis sich eine stabile Viskosität einstellt. Dies ist an der Stromaufnahme erkennbar.






Weichspüler
Herstellung im kontinuierlichen Verfahren
Wasser und Esterquat - beide mit einer Temperatur von ca. 55°C - werden mittels Dosierpumpen durch einen IKA ULTRA-TURRAX® oder IKA DISPAX-REACTOR® Inline-Mischer gefördert. Dabei werden sie rasch und intensiv vermischt. Neben der guten Homogenität wird auch eine gute Scherstabilität erlangt, d.h. eine konstante Viskosität, was im Bereich der Abfüllstation wertvoll ist.