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nition超聲波均質(zhì)機(jī)的原理及運(yùn)用分析

  • 發(fā)布日期:2022-11-15      瀏覽次數(shù):1393
    • nition超聲波均質(zhì)機(jī)的原理及運(yùn)用分析

      nition超聲波均質(zhì)機(jī)的工作原理

      超高速均質(zhì)機(jī)是根據(jù)威廉姆斯博士的原理,進(jìn)行從高速分散到粉碎再到均質(zhì)等一系列均質(zhì)過(guò)程的系統(tǒng)。

      發(fā)電機(jī)(軸的前端)由固定的外葉片和旋轉(zhuǎn)的內(nèi)葉片組成。當(dāng)內(nèi)葉片在液體中高速旋轉(zhuǎn)時(shí),發(fā)電機(jī)內(nèi)的液體在離心力的作用下,從外葉片上開(kāi)的窗口劇烈地徑向噴出。同時(shí),液體進(jìn)入發(fā)生器,整個(gè)容器內(nèi)發(fā)生強(qiáng)對(duì)流。樣品進(jìn)入這種對(duì)流,在內(nèi)刀片的前端被粗粉碎,在通過(guò)外刀片的窗口從內(nèi)刀片排出之前,在內(nèi)刀片和外刀片之間被細(xì)粉碎,并進(jìn)一步高速旋轉(zhuǎn). 粉碎和均化是通過(guò)內(nèi)外刀片的窗口之間發(fā)生的超聲波和高頻的作用進(jìn)行的。

      <高速分散/混合>
      隨著內(nèi)葉片的旋轉(zhuǎn),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(nèi)的液體對(duì)流。
      <壓碎>
      大塊被外刀片和內(nèi)刀片的前端
      壓碎。
      <粉碎>
      可以進(jìn)入內(nèi)刀片間隙的小塊被發(fā)生器窗口和旋轉(zhuǎn)的內(nèi)刀片的側(cè)面粉碎。
      <極度粉碎和均質(zhì)化>
      由于高頻和超聲波的作用,在內(nèi)刀片和高速旋轉(zhuǎn)的窗口之間發(fā)生威廉效應(yīng),并進(jìn)行進(jìn)一步的粉碎和均質(zhì)化。

      均質(zhì)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(chǎn)業(yè)技術(shù)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(bào)告。

      測(cè)試方法


      通過(guò)改進(jìn)均質(zhì)


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

       均質(zhì)機(jī)在從食品加工到物理和化學(xué)的廣泛領(lǐng)域都可以買(mǎi)到。我們考慮利用以下特性來(lái)產(chǎn)生微氣泡 此外,考慮到MH產(chǎn)生在壓力條件下微氣泡的產(chǎn)生,我們使用了Microtech的均質(zhì)器作為混合型均質(zhì)器,它可以存儲(chǔ)在壓力容器中,并且可以將驅(qū)動(dòng)電機(jī)和攪拌器分開(kāi)。為研究改良均質(zhì)機(jī)攪拌器的氣泡產(chǎn)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(xué)粒子計(jì)數(shù)器測(cè)量產(chǎn)生的微細(xì)氣泡(水溶液A)和Xe/THF混合水合物(水溶液B)的粒徑分布。

      測(cè)試結(jié)果和討論

      微泡的產(chǎn)生


      圖 3 改進(jìn)的均質(zhì)器攪拌器產(chǎn)生的微氣泡 上圖
      :氣泡產(chǎn)生前下圖
      :微氣泡產(chǎn)生

       圖 3 顯示了當(dāng)空氣被自然吸入改進(jìn)的均質(zhì)攪拌器時(shí)氣泡是如何產(chǎn)生的。與氣泡產(chǎn)生前(上圖)相比,在氣泡產(chǎn)生過(guò)程中(下圖),可以看到細(xì)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(chǎn)生的氣泡的粒徑分布,使用 THF 水溶液和氙氣的產(chǎn)生測(cè)試結(jié)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(chǎn)生氣泡,沒(méi)有形成水合物,粒徑在38um~50um左右,比較突出,并產(chǎn)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(gè)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(dǎo)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(shí)驗(yàn)結(jié)果也觀察到類(lèi)似的趨勢(shì),通過(guò)與循環(huán)泵和特殊噴嘴的微氣泡和水合物生產(chǎn)結(jié)果的比較,也證實(shí)了改進(jìn)的均質(zhì)攪拌器在生產(chǎn)細(xì)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(chǎn)生下圖
      ?。毫椒植?/td>
      圖 4.2 Xe/THF 水合物
      ?。═HF 水溶液 B:1.5wt%?274.1K):
       上:水合物溶液下
      ?。毫椒植?/td>


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