乳化设备及乳化工艺

一、乳化设备
  乳化方法包括物理化学乳化法和机械法。目前常用的机械乳化方法包括多种,诸如管动,射流,搅拌,均质等,不同的乳化方法对应不同的设备,适用不同的需求。下面择要介绍几种:
表一 乳化方法
方法   作用原理 能量密度 操作方法
摇动   湍流 间歇
管动 层流 层流滞应力 低-中等 连续
湍流 湍流 低-中等 连续
射流     低-中等 连续
搅拌 简单搅拌 层流滞应力、湍流 间歇、连续
转子—定子混合器 层流滞应力、湍流 中-高 间歇、连续
刮刀式搅拌 层流滞应力 低-中等 间歇、连续
振荡式   间歇、连续
胶体磨   层流滞应力 中-高 连续
高压均质机   层流滞应力、湍流及气穴形成 连续
超声均质器 振动叶片 湍流、气穴形成 中-高 连续
磁致收缩 气穴形成 中-高 间歇、连续
1、搅拌
指借助于流动中的两种或两种以上物料在彼此之间相互散布的一种操作,以实现物料的均匀混合,同时还可以促进气体溶解、强化热交换等。
1.1 搅拌混合机理
搅拌混合机理主要包括对流混合,扩散混合,剪切混合。
(1)对流混合是在搅拌容器中,通过搅拌器的旋转把机械能传给液体物料造成液体的流动,属强制对流。包括主体对流—物料大范围的循环流动;涡流对流—漩涡的对流运动。
(2)扩散混合指互溶组分中存的的混合现象,是液体分子间的均匀分布,对流混合可促进扩散混合。
(3)搅拌桨将物料组分拉成愈来愈薄的料层,使某一组分原来占有区域的尺寸越来越小,达到混合的目的。高粘度物料混合过程主要靠剪切作用。
1.2 搅拌器的构造和类型
1.2.1 搅拌器的构造
搅拌器是通过搅拌使物料均匀混合的装置,主要由搅拌装置、搅拌罐和轴与轴封三大部分组成。
 
1.2.2 搅拌器的类型
搅拌器主要包括小面积叶片高速运转的搅拌器,诸如涡轮式、桨式搅拌器等,多适用于低粘度的物料;另外就是大面积低速运转的搅拌器,诸如框式、螺带式及行星式搅拌器等。
1.2.2.1 桨式搅拌器
桨式搅拌器是**常用的一种,桨叶由条钢制造,有平桨式和斜桨式两种。平桨式搅拌器由两片叶片平直桨叶构成,主产生径向流和切向流;斜桨式搅拌器的两叶相反折转一定角度,这样不仅可以产生轴向流,还可以减小阻力。桨式搅拌器结构简单,适用于低粘度物料的混合,当容器内液位较高时,可在同一轴上同时安装几个桨叶。
桨叶固定轴上的方式主要有三种:
(1)焊接法:桨叶和轴整体焊接在一起,此结构不可拆卸清洗及更换,强度也不大,且容易打滑,主要适用小容器。
(2)螺钉连接法:通过螺钉将桨叶连接在轴上,中间有垫片。当轴式圆形的时候,主要靠桨叶和轴的摩擦力而使桨叶运动,此结构拆卸方便,但功率大时易产生滑动,故多用小功率设备中。
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