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nition超聲波均質機的原理及運用分析

時間:2022/11/15閱讀:1550
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nition超聲波均質機的原理及運用分析

nition超聲波均質機的工作原理

超高速均質機是根據(jù)威廉姆斯博士的原理,進行從高速分散到粉碎再到均質等一系列均質過程的系統(tǒng)。

發(fā)電機(軸的前端)由固定的外葉片和旋轉的內葉片組成。當內葉片在液體中高速旋轉時,發(fā)電機內的液體在離心力的作用下,從外葉片上開的窗口劇烈地徑向噴出。同時,液體進入發(fā)生器,整個容器內發(fā)生強對流。樣品進入這種對流,在內刀片的前端被粗粉碎,在通過外刀片的窗口從內刀片排出之前,在內刀片和外刀片之間被細粉碎,并進一步高速旋轉. 粉碎和均化是通過內外刀片的窗口之間發(fā)生的超聲波和高頻的作用進行的。

<高速分散/混合>
隨著內葉片的旋轉,液體從下方被吸入發(fā)生器,并從窗口猛烈噴出,引起容器內的液體對流。
<壓碎>
大塊被外刀片和內刀片的前端
壓碎。
<粉碎>
可以進入內刀片間隙的小塊被發(fā)生器窗口和旋轉的內刀片的側面粉碎。
<極度粉碎和均質化>
由于高頻和超聲波的作用,在內刀片和高速旋轉的窗口之間發(fā)生威廉效應,并進行進一步的粉碎和均質化。

均質器 Hiscotron 使用示例

使用微泡生成甲烷水合物

作為使用均化器的研究的例子,我們想介紹一下由產業(yè)技術綜合研究所(AIST)的甲烷水合物研究中心發(fā)表的題為“使用微氣泡生成甲烷水合物"的研究報告。

測試方法


通過改進均質


圖1 微泡發(fā)生器:透明容器內的部分是攪拌器部分,是一種改良型均質器。

 均質機在從食品加工到物理和化學的廣泛領域都可以買到。我們考慮利用以下特性來產生微氣泡 此外,考慮到MH產生在壓力條件下微氣泡的產生,我們使用了Microtech的均質器作為混合型均質器,它可以存儲在壓力容器中,并且可以將驅動電機和攪拌器分開。為研究改良均質機攪拌器的氣泡產生效果,分別在THF(四氫呋喃)水溶液A(溫度278K,濃度小于0.1wt%)和水溶液B(溫度274.1K,大氣壓下濃度為1.5wt%。攪拌氣體,使用光學粒子計數(shù)器測量產生的微細氣泡(水溶液A)和Xe/THF混合水合物(水溶液B)的粒徑分布。

測試結果和討論

微泡的產生


圖 3 改進的均質器攪拌器產生的微氣泡 上圖
:氣泡產生前下圖
:微氣泡產生

 圖 3 顯示了當空氣被自然吸入改進的均質攪拌器時氣泡是如何產生的。與氣泡產生前(上圖)相比,在氣泡產生過程中(下圖),可以看到細小的氣泡以白色帶狀從攪拌器的縫隙中噴出。圖 4.1 和 4.2 顯示了該攪拌器產生的氣泡的粒徑分布,使用 THF 水溶液和氙氣的產生測試結果。在THF水溶液A(濃度小于0.1wt%,278K)中,在蒸餾水中加入少量THF,僅產生氣泡,沒有形成水合物,粒徑在38um~50um左右,比較突出,并產生微氣泡。在 THF 水溶液 B(濃度 1.5 wt%,274.1K)中,生成氙和 THF 的混合物的水合物。在圖 4.2 的粒徑分布中,與圖 4.1 一樣,在附近有一個峰10 µm 至 14 µm 和 30 µm 的粒徑。約 38 微米的粒徑也很出色。由此可知,水溶液A的微氣泡和水溶液B的水合物的粒徑分布中的主導粒徑分布傾向相似,水合物是從微氣泡的狀態(tài)生成的。 . Takahashi 等人的實驗結果也觀察到類似的趨勢,通過與循環(huán)泵和特殊噴嘴的微氣泡和水合物生產結果的比較,也證實了改進的均質攪拌器在生產細水合物方面的有效性。 .


圖 4.1 Xe 微泡
?。═HF 水溶液 A:0.1wt%,278K):
 上圖:氣泡產生下圖
 :粒徑分布
圖 4.2 Xe/THF 水合物
?。═HF 水溶液 B:1.5wt%?274.1K):
 上:水合物溶液下
 :粒徑分布


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