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當(dang)前位(wei)置(zhi):首(shou)頁(ye) > 技(ji)術文章 > 高(gao)真(zhen)空乳(ru)化釜的(de)乳(ru)化核心(xin)機制是(shi)什麽?
高真空乳(ru)化釜的(de)乳(ru)化核心(xin)機制是(shi)通過(guo) 機械(xie)剪(jian)切(qie)力(li)、真(zhen)空環(huan)境 和 攪(jiao)拌流場 的(de)協同作(zuo)用(yong),將(jiang)互不(bu)相(xiang)溶的(de)兩相(如(ru)油相(xiang)和水相)或(huo)多(duo)相(xiang)物(wu)料強制分散(san)成均(jun)勻(yun)穩(wen)定(ding)的(de)乳(ru)狀(zhuang)液。具(ju)體可從以(yi)下(xia)三(san)個(ge)關(guan)鍵維(wei)度理(li)解:
壹、機械(xie)剪(jian)切(qie)力(li):微(wei)觀分散(san)的(de)核心動力(li)
高(gao)速旋(xuan)轉(zhuan)的(de)乳(ru)化頭(tou)(轉(zhuan)子(zi)-定子(zi)結構)是(shi)產(chan)生剪(jian)切(qie)力(li)的(de)核心部(bu)件。轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)速通常(chang)為 1000~3000 rpm,帶(dai)動物料(liao)通過(guo)定(ding)子(zi)的(de)精(jing)密(mi)孔隙(孔徑可至 0.1~2mm)。在(zai)此(ci)過程中(zhong),物料在轉(zhuan)子(zi)與定(ding)子(zi)的(de)間隙內受(shou)到(dao) 強(qiang)湍流沖(chong)擊(ji) 和 黏(nian)性拖(tuo)拽力(li),迫(po)使液(ye)滴或顆(ke)粒(li)被撕裂成微米(mi)級(ji)甚至納米(mi)級(ji)粒徑。多級(ji)乳(ru)化頭(tou)(如(ru)三(san)級(ji)定子(zi))通過(guo) 梯(ti)度孔(kong)徑設(she)計(從(cong)粗(cu)到(dao)細(xi)),可實(shi)現物(wu)料(liao)的(de) 逐(zhu)級(ji)細(xi)化,最終形成均(jun)勻(yun)乳(ru)狀(zhuang)液。此(ci)外,高速流動的(de)物料中(zhong)會形成 微湍(tuan)流漩渦,局(ju)部(bu)壓(ya)力(li)驟(zhou)降(jiang)產(chan)生 空化氣(qi)泡,氣(qi)泡破(po)裂(lie)時(shi)釋(shi)放(fang)能(neng)量進壹步沖(chong)擊(ji)液滴(di),強化分散(san)效(xiao)果(guo)。
二(er)、真空環(huan)境:消除(chu)氣(qi)泡與穩定乳(ru)化的(de)關(guan)鍵
真(zhen)空環(huan)境(通(tong)常(chang)為 -0.06~-0.1 MPa)主要(yao)有(you)兩方(fang)面(mian)作(zuo)用(yong):
1. 防(fang)止混(hun)入(ru)空氣(qi):常(chang)壓(ya)攪(jiao)拌易(yi)卷入大(da)量氣(qi)泡,導(dao)致乳(ru)化液泡沫增(zeng)多、穩(wen)定性(xing)下(xia)降(氣(qi)泡界面(mian)會吸附乳(ru)化劑,削弱液滴(di)包(bao)裹效果)。真空環(huan)境可避免空氣(qi)混(hun)入(ru),同時(shi)脫(tuo)除(chu)物(wu)料(liao)中(zhong)溶解的(de)氣(qi)體(ti),防(fang)止後續(xu)生產(chan)出現氣(qi)斑或氧(yang)化變質(zhi)(如(ru)含(han)油脂(zhi)的(de)化妝(zhuang)品)。
2. 降(jiang)低表(biao)面張(zhang)力(li)與(yu)抑(yi)制揮(hui)發(fa):真(zhen)空可輕微降低(di)液(ye)體(ti)表(biao)面張(zhang)力(li),使(shi)液滴更(geng)易(yi)被(bei)剪(jian)切(qie)力(li)破(po)碎(sui),同(tong)時(shi)減少易(yi)揮(hui)發(fa)成分(如(ru)香(xiang)精(jing))的(de)損失(shi),保持(chi)配方(fang)成分比(bi)例(li)精(jing)準(zhun)。
三(san)、攪(jiao)拌流場:宏(hong)觀混合與微(wei)觀(guan)剪切的(de)協同
1. 主攪(jiao)拌槳的(de)流場設(she)計:低(di)速運轉(zhuan)的(de)框式(shi)/錨式(shi)攪(jiao)拌槳(通常(chang) 5~50 rpm)推(tui)動物料(liao)進行軸(zhou)向與(yu)徑(jing)向循環,消除(chu)釜內死(si)角,將(jiang)物(wu)料持(chi)續(xu)輸(shu)送至乳(ru)化頭(tou)作用(yong)區(qu)域。導(dao)流筒與擋板則(ze)優(you)化流場分布(bu),避免“打(da)旋(xuan)”現象(xiang),確(que)保(bao)物料以(yi)穩定(ding)流速通過(guo)乳(ru)化頭(tou)。
2. 剪切-混(hun)合的(de)動態平(ping)衡(heng):主攪(jiao)拌槳負責宏觀混合,使油相(xiang)、水相、乳(ru)化劑在釜內均(jun)勻(yun)分布(bu);乳(ru)化頭(tou)則(ze)對循(xun)環(huan)至其作用(yong)區(qu)的(de)物料進(jin)行高(gao)頻剪(jian)切(qie),將大液滴(di)破(po)碎(sui)為小液(ye)滴,同時(shi)乳(ru)化劑及(ji)時(shi)吸(xi)附在新生成的(de)液滴界面(mian),防(fang)止液(ye)滴(di)重新聚(ju)結(jie)。
四、乳(ru)化穩定(ding)性的(de)本質(zhi):界面(mian)膜與粒徑(jing)分布(bu)
乳(ru)化劑分子(zi)在液(ye)滴界面(mian)定向排列,形成 剛(gang)性吸附膜(親(qin)水基(ji)向水(shui)相、親(qin)油基(ji)向油相(xiang)),阻止液(ye)滴(di)聚(ju)結(jie)。高真空環(huan)境可加速乳(ru)化劑在界面(mian)的(de)吸附,減少氣(qi)泡幹(gan)擾導(dao)致的(de)界面(mian)膜缺(que)陷。此(ci)外,高真空乳(ru)化釜通過(guo)強(qiang)剪(jian)切(qie)力(li)實(shi)現 窄(zhai)粒徑分布(bu)(如(ru) D50=2~5μm),粒徑越小且(qie)分布(bu)越(yue)均(jun)勻(yun),乳(ru)狀(zhuang)液的(de)穩定性(xing)越(yue)高(依據(ju)斯(si)托克(ke)斯(si)定(ding)律(lv),沈降(jiang)速度與(yu)粒徑(jing)平方(fang)成正比(bi))。
核心機(ji)制的(de)協同邏輯
高(gao)真空乳(ru)化釜通過(guo) “真(zhen)空脫(tuo)氣(qi)→機(ji)械(xie)剪(jian)切(qie)破(po)碎(sui)液(ye)滴(di)→乳(ru)化劑穩定界面(mian)” 的(de)三(san)重機(ji)制,解決(jue)了(le)傳統常(chang)壓(ya)乳(ru)化中氣(qi)泡多、粒徑不(bu)均(jun)、穩(wen)定(ding)性(xing)差(cha)等(deng)問題,尤(you)其適用(yong)於(yu)對質(zhi)地(di)、外觀和保質期(qi)要求高(gao)的(de)領域(如(ru)高(gao)-端(duan)化妝(zhuang)品、註射(she)級(ji)乳(ru)劑)。
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