高剪切乳化機及乳化效果

 高剪切乳化機的應用及影響因素

高剪切乳化機就是、快速、均勻地將一個相或多個相（液體、固體、氣體）進入到另一互不相溶的連續相（通常液體）的過程。而在通常情況下各個相是互不相溶的。當外部能量輸入時，兩種物料重組成為均一相。由于轉子高速旋轉所產生的高切線速度和高頻機械效應帶來的強勁動能，使物料在定、轉子狹窄的間隙中受到強烈的機械及液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用，形成懸浮液（固/液），乳液（液體/液體）和泡沫（氣體/液體）。從而使不相溶的固相、液相、氣相在相應成熟工藝和適量添加劑的共同作用下，瞬間均勻精細的分散乳化，經過高頻的循環往復，zui終得到穩定的高品質產品。

高剪切乳化機由1-3個工作腔組成，在馬達的高速驅動下，物料在轉子與定子之間的狹窄間隙中高速運動，形成紊流，物料受到更強液力剪切、離心擠壓、高速切割、撞擊和研磨等綜合作用，從而達到分散、乳化、破碎的效果。被加工物料本身和物理性質和工作腔的數量以及控制物料在工作腔中停留的時間決定了粒徑分布范圍及均化、細化的效果和產量的大小。

 高剪切乳化機的應用

1 精細化工 顏料 染料 涂料 油漆 塑料 樹脂 油墨 糊料 漿料 熱熔膠 阻燃劑 膠粘劑 整理劑 表面活性劑 均染劑防粘劑 消泡劑 光亮劑 橡膠助劑 塑料助劑 染料助劑 絮凝劑 混凝劑 表面活性劑 溶劑 硅油乳化 樹脂乳化 碳黑分散

2 石油化工 潤滑油 重油混合 重油乳化 油包水 包油水 柴油乳化 改性瀝青 乳化瀝青 催化劑 蠟乳化

3 農藥化肥 化肥 農藥乳化 農藥助劑 農藥中間體 藥乳油 殺蟲劑 除草劑 種衣劑 殺菌劑 植物激素 尿素 復合肥 乳油濕性粉劑

4 生物醫藥 細胞漿化 血清疫苗 蛋白質分散劑 藥乳膏 抗生素 糖衣

5 日用化工 護膚霜 護膚膏 洗滌劑 防腐劑 美發用品 牙膏 日用香精

6 食品工業 食品添加劑 香精 香料 果汁 果醬 冰淇淋 乳制品 巧克力 植脂末

7 涂料油墨 內外墻涂料 乳膠漆 納米涂料 建筑膠 光固化涂料 油墨 墨水 碳黑 涂料助劑 釉 膨潤土

8 造紙工業 紙漿 膠黏劑 松香分散 碳酸鈣 填料助劑 顏料混合 樹脂乳化

9 環境保護：廢水、污水處理、改質、回收利用

10其 他：造紙、陶瓷泥釉、除銹劑、*

影響高剪切乳化結果的因素有以下幾點

1 乳化頭的形式（批次式和連續式）（連續式比批次好）

2 乳化頭的剪切速率  （越大，效果越好）

3 乳化頭的齒形結構（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 循環次數（越多，效果越好，到設備的期限，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-轉子 間距 （m）

由上可知，剪切速率取決于以下因素：

–  轉子的線速率

–  在這種請況下兩表面間的距離為轉子-定子 間距。
IKN 定-轉子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm 

 速率V=  3.14 X  D（轉子直徑）X 轉速 RPM  /   60

   從上面看來,轉速和乳化頭的精密程度決定乳化效果

   超高速分散均質乳化機的高的轉速和剪切率對于獲得超細微懸浮液是zui重要的。根據一些行業特殊要求，依肯公司在ERS2000系列的基礎上又開發出ERX2000超高速剪切乳化機機。其剪切速率可以超過200.00 rpm，轉子的速度可以達到66m/s。在該速度范圍內，由剪切力所造成的湍流結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，乳液的粒經分布更窄。由于能量密度*,無需其他輔助分散設備,可以達到普通的高壓均質機的400BAR壓力下的顆粒大小.

乳化頭（一套轉子和定子）

為了確保設備符合各種應用的需要，依肯公司為所有的設備都配備了一系列的可選擇的定子和轉子（乳化頭）。不同的乳化頭設計都很好滿足了不同耗能水平的需要。此外，乳化頭的設計也很好地滿足不同粘度的物質以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉子（乳化頭）和批次式機器的工作頭設計的不同主要是因為在對輸送性的要求方面，而在線式機器對輸送的要求則比較低。
特別要引起注意的是：在粗精度、中等精度、細精度和其他一些工作頭類型之間的區別不光是轉子齒的排列，還有一個很重要的區別是不同工作頭的幾何學特征不一樣。狹槽數、狹槽寬度以及其他幾何學特征都能改變定子和轉子工作頭的不同功能。
根據以往的慣例，依據以前的經驗工作頭來滿足一個具體的應用。在大多數情況下，機器的構造是和具體應用相匹配的，因而它對制造出zui終產品是很重要。當不確定一種工作頭的構造是否滿足預期的應用時。我們建議在實驗室里進行一次實驗或者測試。依肯公司鼓勵顧客能夠使用我們的設備，并且我們有一整套的測試實驗系統以便幫助顧客為您選型。

批次（乳化頭） 不同的組合及不同的應用

管線式乳化頭

定轉子（分散乳化頭）技術

                                            
  2P轉子（粗精度）                                     2G 定子（粗精度）

粗精度的工作頭可以滿足中剪切的混合、均質工藝過程。它是由粗精度定子與泵葉式轉子（2P）相組成：一個粗精度的定子在使用時通常是和一個特定的轉子配套的，轉子可以提供很高的產量，這就是所謂的“P”。和其他形式的工作頭相比，這種定轉子組合成的分散頭將產量提高了4倍，它所產生的剪切力在中等水平，并且能產生泵的那種抽吸效應。這種工作頭可以在泵的位置替代泵使用，或者可以輔助泵來增加流量，同時也可以用于輔助多級機器輸送高粘度流體。
                                              
2G轉子（粗精度）                                        2G 定子（粗精度）
粗精度（2G）分散頭：主要用于擠壓、切碎、消溶和粗精度破碎。尤其適合于粗顆粒懸浮之前的預粉碎以及樹脂的切碎和擠壓操作。

                                           
4M轉子（中精度）                                       4M 定子（中精度）
中等精度（4M）乳化頭：主要用于擠壓、顏料分散、加快溶解和良好的破碎。這種乳化頭在乳化和懸浮生產中應用的比較普遍，特別是顏料工藝領域，一般用在低粘度范圍的生產中較多。

                                     
6F轉子（細精度）                                        6F定子（高精度）
高精度（6F）均質頭：主要用于擠壓、催化、加快溶解以及要求比較高精度的粉碎。特別適合于微乳化和懸浮，經常應用在洗液、面霜等領域，主要針對低粘度范圍的物料，也可以和一個喂料泵相連。

8SF 轉子（特高精度）                            8SF 定子（特高精度） 

特高精度（8SF）均質頭：主要用于擠壓、催化、加快溶解以及要求特高精度的粉碎。特別適合于微乳化和精細懸浮，可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強，乳液的粒經分布更窄。特別應用于:疫苗，細胞破碎，膠體溶液，金屬氧化物懸浮液，墨水，印刷涂料，色素混合等等。主要針對低粘度范圍的物料，也可以和一個喂料泵相連。