高壓和高剪切均質(zhì)機的區(qū)別,高壓均質(zhì)機將物料加壓后通過狹縫,靠壓力差與撞擊破碎顆粒;高剪切均質(zhì)機通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與定子,產(chǎn)生剪切力實現(xiàn)混合分散。
高壓和高剪切均質(zhì)機的區(qū)別
在食品、化工、制藥等行業(yè)均質(zhì)技術(shù)已成為提高產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵。目前國內(nèi)食品行業(yè)使用的傳統(tǒng)均質(zhì)設(shè)備多為高壓均質(zhì)機、膠體磨、砂磨和輥磨機等,近年來出現(xiàn)了新型的高剪切均質(zhì)機設(shè)備。至于這些均質(zhì)設(shè)備在各行業(yè)中的應(yīng)用,目前尚無人進行深入系統(tǒng)地研究。對此,筆者針對目前主要使用的高壓均質(zhì)機和高剪切式均質(zhì)機,從均質(zhì)原理、不同物料的工藝流程以及實驗數(shù)據(jù)等方面進行了對比分析研究
1 均質(zhì)機原理分析
液體物料分散系中分散相顆?;蛞旱纹扑榈闹苯釉蚴鞘艿郊羟辛蛪毫Φ淖饔?。引起剪切力和壓力作用的具體流體力學(xué)效應(yīng)主要有層流效應(yīng)、湍流效應(yīng)和空穴效應(yīng)。
層流效應(yīng)會引起分散相顆?;蛞旱蔚募羟泻屠L;
湍流效應(yīng)是在壓力波動作用下引起分散相顆?;蛞旱蔚碾S意變形;
空穴效應(yīng)是使形成的小氣泡瞬間破碎產(chǎn)生沖擊波,而引起劇烈攪動。
高剪切均質(zhì)機原理
目前國內(nèi)常用的剪切式均質(zhì)機線速度多為10~25 m/ s。實踐證明其均質(zhì)效果并不理想。高剪切均質(zhì)機指線速度達到40~66 m/ s的剪切式均質(zhì)機,其主要工作部件為1級或多級相互嚙合的定轉(zhuǎn)子,每級定轉(zhuǎn)子又有數(shù)層齒圈.

高壓和高剪切均質(zhì)機的區(qū)別
工作原理:轉(zhuǎn)子帶有葉片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強大的離心力場,在轉(zhuǎn)子中心形成很強的負壓區(qū),料液(液液、或液固相混合物)從定轉(zhuǎn)子中心被吸入,在離心力的作用下,物料由中心向四周擴散,在向四周擴散過程中,物料首先受到葉片的攪拌,并在葉片端面與定子齒圈內(nèi)側(cè)窄小間隙內(nèi)受到剪切,然后進入內(nèi)圈轉(zhuǎn)齒與定齒的窄小間隙內(nèi),在機械力和流體力學(xué)效應(yīng)的作用下,產(chǎn)生很大的剪切、摩擦、撞擊以及物料間的相互碰撞和摩擦作用而使分散相顆?;蛞旱纹扑?。隨著轉(zhuǎn)齒的線速度由內(nèi)圈向外圈逐漸增高,粉碎環(huán)境不斷改善,物料在向外圈運動過程中受到越來越強烈地剪切、摩擦、沖擊和碰撞等作用而被粉碎得越來越細從而達到均質(zhì)乳化目的。
影響分散乳化結(jié)果的因素有以下幾點
1 分散頭的形式(批次式和連續(xù)式)(連續(xù)式比批次好)
2 分散頭的剪切速率 (越大,效果越好)
3 分散頭的齒形結(jié)構(gòu)(分為初齒,中齒,細齒,超細齒,約細齒效果越好)
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。
SID 定-轉(zhuǎn)子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm

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速率V= 3.14 X D(轉(zhuǎn)子直徑)X 轉(zhuǎn)速 RPM / 60
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微懸浮液是zui重要的。根據(jù)一些行業(yè)特殊要求,公司在GRS2000系列的基礎(chǔ)上又開發(fā)出GR2000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。

