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上海依肯機械設(shè)備有限公司
閱讀:479發(fā)布時間:2013-1-12
高剪切乳化機的應(yīng)用及影響因素
高剪切乳化機就是、快速、均勻地將一個相或多個相(液體、固體、氣體)進(jìn)入到另一互不相溶的連續(xù)相(通常液體)的過程。而在通常情況下各個相是互不相溶的。當(dāng)外部能量輸入時,兩種物料重組成為均一相。由于轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高切線速度和高頻機械效應(yīng)帶來的強勁動能,使物料在定、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙中受到強烈的機械及液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用,形成懸浮液(固/液),乳液(液體/液體)和泡沫(氣體/液體)。從而使不相溶的固相、液相、氣相在相應(yīng)成熟工藝和適量添加劑的共同作用下,瞬間均勻精細(xì)的分散乳化,經(jīng)過高頻的循環(huán)往復(fù),zui終得到穩(wěn)定的高品質(zhì)產(chǎn)品。
高剪切乳化機由1-3個工作腔組成,在馬達(dá)的高速驅(qū)動下,物料在轉(zhuǎn)子與定子之間的狹窄間隙中高速運動,形成紊流,物料受到更強液力剪切、離心擠壓、高速切割、撞擊和研磨等綜合作用,從而達(dá)到分散、乳化、破碎的效果。被加工物料本身和物理性質(zhì)和工作腔的數(shù)量以及控制物料在工作腔中停留的時間決定了粒徑分布范圍及均化、細(xì)化的效果和產(chǎn)量的大小。
◆ 處理量大,適合工業(yè)化在線連續(xù)生產(chǎn); |
高剪切乳化機的應(yīng)用
1 精細(xì)化工 顏料 染料 涂料 油漆 塑料 樹脂 油墨 糊料 漿料 熱熔膠 阻燃劑 膠粘劑 整理劑 表面活性劑 均染劑防粘劑 消泡劑 光亮劑 橡膠助劑 塑料助劑 染料助劑 絮凝劑 混凝劑 表面活性劑 溶劑 硅油乳化 樹脂乳化 碳黑分散
2 石油化工 潤滑油 重油混合 重油乳化 油包水 包油水 柴油乳化 改性瀝青 乳化瀝青 催化劑 蠟乳化
3 農(nóng)藥化肥 化肥 農(nóng)藥乳化 農(nóng)藥助劑 農(nóng)藥中間體 藥乳油 殺蟲劑 除草劑 種衣劑 殺菌劑 植物激素 尿素 復(fù)合肥 乳油濕性粉劑
4 生物醫(yī)藥 細(xì)胞漿化 血清疫苗 蛋白質(zhì)分散劑 藥乳膏 抗生素 糖衣
5 日用化工 護膚霜 護膚膏 洗滌劑 防腐劑 美發(fā)用品 牙膏 日用香精
6 食品工業(yè) 食品添加劑 香精 香料 果汁 果醬 冰淇淋 乳制品 巧克力 植脂末
7 涂料油墨 內(nèi)外墻涂料 乳膠漆 納米涂料 建筑膠 光固化涂料 油墨 墨水 碳黑 涂料助劑 釉 膨潤土
8 造紙工業(yè) 紙漿 膠黏劑 松香分散 碳酸鈣 填料助劑 顏料混合 樹脂乳化
9 環(huán)境保護:廢水、污水處理、改質(zhì)、回收利用
10其 他:造紙、陶瓷泥釉、除銹劑、*
影響高剪切乳化結(jié)果的因素有以下幾點
1 乳化頭的形式(批次式和連續(xù)式)(連續(xù)式比批次好)
2 乳化頭的剪切速率 (越大,效果越好)
3 乳化頭的齒形結(jié)構(gòu)(分為初齒,中齒,細(xì)齒,超細(xì)齒,約細(xì)齒效果越好)
4 物料在分散墻體的停留時間,乳化分散時間(可以看作同等的電機,流量越小,效果越好)
5 循環(huán)次數(shù)(越多,效果越好,到設(shè)備的期限,就不能再好)
線速度的計算
剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。
– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-轉(zhuǎn)子 間距 (m)
由上可知,剪切速率取決于以下因素:
– 轉(zhuǎn)子的線速率
– 在這種請況下兩表面間的距離為轉(zhuǎn)子-定子 間距。
IKN 定-轉(zhuǎn)子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm
速率V= 3.14 X D(轉(zhuǎn)子直徑)X 轉(zhuǎn)速 RPM / 60
從上面看來,轉(zhuǎn)速和乳化頭的精密程度決定乳化效果
超高速分散均質(zhì)乳化機的高的轉(zhuǎn)速和剪切率對于獲得超細(xì)微懸浮液是zui重要的。根據(jù)一些行業(yè)特殊要求,依肯公司在ERS2000系列的基礎(chǔ)上又開發(fā)出ERX2000超高速剪切乳化機機。其剪切速率可以超過200.00 rpm,轉(zhuǎn)子的速度可以達(dá)到66m/s。在該速度范圍內(nèi),由剪切力所造成的湍流結(jié)合專門研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強,乳液的粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度*,無需其他輔助分散設(shè)備,可以達(dá)到普通的高壓均質(zhì)機的400BAR壓力下的顆粒大小.
REACTOR | 標(biāo)準(zhǔn)流量 | 輸出轉(zhuǎn)速 | 標(biāo)準(zhǔn)線速度 | 馬達(dá)功率 | 進(jìn)出口尺寸 |
型號 | l/h | rpm | m/s | kW | |
ER 2000/4 | 300-1,000 | 9,000 | 23 | 2.2 | DN25 / DN15 |
ER 2000/5 | 3,000 | 6,000 | 23 | 7.5 | DN40 / DN32 |
ER 2000/10 | 10,000 | 4,200 | 23 | 15 | DN50 /DN 50 |
ER 2000/20 | 20,000 | 3,000 | 23 | 37 | DN80 /DN 65 |
ER 2000/30 | 40,000 | 1,500 | 23 | 55 | DN150 /DN 125 |
ER 2000/40 | 70,000 | 1,500 | 23 | 95 | DN150 / DN125 |
ER 2000/50 | 125,000 | 1,100 | 23 | 160 | DN200 / DN150 |
乳化頭(一套轉(zhuǎn)子和定子)
為了確保設(shè)備符合各種應(yīng)用的需要,依肯公司為所有的設(shè)備都配備了一系列的可選擇的定子和轉(zhuǎn)子(乳化頭)。不同的乳化頭設(shè)計都很好滿足了不同耗能水平的需要。此外,乳化頭的設(shè)計也很好地滿足不同粘度的物質(zhì)以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉(zhuǎn)子(乳化頭)和批次式機器的工作頭設(shè)計的不同主要是因為在對輸送性的要求方面,而在線式機器對輸送的要求則比較低。
特別要引起注意的是:在粗精度、中等精度、細(xì)精度和其他一些工作頭類型之間的區(qū)別不光是轉(zhuǎn)子齒的排列,還有一個很重要的區(qū)別是不同工作頭的幾何學(xué)特征不一樣。狹槽數(shù)、狹槽寬度以及其他幾何學(xué)特征都能改變定子和轉(zhuǎn)子工作頭的不同功能。
根據(jù)以往的慣例,依據(jù)以前的經(jīng)驗工作頭來滿足一個具體的應(yīng)用。在大多數(shù)情況下,機器的構(gòu)造是和具體應(yīng)用相匹配的,因而它對制造出zui終產(chǎn)品是很重要。當(dāng)不確定一種工作頭的構(gòu)造是否滿足預(yù)期的應(yīng)用時。我們建議在實驗室里進(jìn)行一次實驗或者測試。依肯公司鼓勵顧客能夠使用我們的設(shè)備,并且我們有一整套的測試實驗系統(tǒng)以便幫助顧客為您選型。
批次(乳化頭) 不同的組合及不同的應(yīng)用
管線式乳化頭
定轉(zhuǎn)子(分散乳化頭)技術(shù)
2P轉(zhuǎn)子(粗精度) 2G 定子(粗精度)
粗精度的工作頭可以滿足中剪切的混合、均質(zhì)工藝過程。它是由粗精度定子與泵葉式轉(zhuǎn)子(2P)相組成:一個粗精度的定子在使用時通常是和一個特定的轉(zhuǎn)子配套的,轉(zhuǎn)子可以提供很高的產(chǎn)量,這就是所謂的“P”。和其他形式的工作頭相比,這種定轉(zhuǎn)子組合成的分散頭將產(chǎn)量提高了4倍,它所產(chǎn)生的剪切力在中等水平,并且能產(chǎn)生泵的那種抽吸效應(yīng)。這種工作頭可以在泵的位置替代泵使用,或者可以輔助泵來增加流量,同時也可以用于輔助多級機器輸送高粘度流體。
2G轉(zhuǎn)子(粗精度) 2G 定子(粗精度)
粗精度(2G)分散頭:主要用于擠壓、切碎、消溶和粗精度破碎。尤其適合于粗顆粒懸浮之前的預(yù)粉碎以及樹脂的切碎和擠壓操作。
4M轉(zhuǎn)子(中精度) 4M 定子(中精度)
中等精度(4M)乳化頭:主要用于擠壓、顏料分散、加快溶解和良好的破碎。這種乳化頭在乳化和懸浮生產(chǎn)中應(yīng)用的比較普遍,特別是顏料工藝領(lǐng)域,一般用在低粘度范圍的生產(chǎn)中較多。
6F轉(zhuǎn)子(細(xì)精度) 6F定子(高精度)
高精度(6F)均質(zhì)頭:主要用于擠壓、催化、加快溶解以及要求比較高精度的粉碎。特別適合于微乳化和懸浮,經(jīng)常應(yīng)用在洗液、面霜等領(lǐng)域,主要針對低粘度范圍的物料,也可以和一個喂料泵相連。
8SF 轉(zhuǎn)子(特高精度) 8SF 定子(特高精度)
特高精度(8SF)均質(zhì)頭:主要用于擠壓、催化、加快溶解以及要求特高精度的粉碎。特別適合于微乳化和精細(xì)懸浮,可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強,乳液的粒經(jīng)分布更窄。特別應(yīng)用于:疫苗,細(xì)胞破碎,膠體溶液,金屬氧化物懸浮液,墨水,印刷涂料,色素混合等等。主要針對低粘度范圍的物料,也可以和一個喂料泵相連。
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