5000L homogenizátor vysokotlakého mléka

Existují dva hlavní typy homogenizátorů : homogenizátory s vysokým střihem a vysokotlaké homogenizátory . V kapalném disperzním systému je přímou příčinou fragmentace částic nebo kapiček dispergované fáze smyková síla a tlak. Specifickým hydrodynamickým účinkům střihové síly a tlaku jsou zejména laminární, turbulentní a kavitační účinky. . Efekt laminárního toku způsobuje střih a prodloužení částic nebo kapiček dispergované fáze; účinek turbulence způsobuje náhodnou deformaci částic nebo kapiček dispergované fáze pod tlakovou fluktuací; kavitační účinek má způsobit, že vytvořené malé bubliny se okamžitě rozbijí a generují rázové vlny. A způsobila silné rozrušení.

(1) Mechanismus homogenizace s vysokým střihem

V současné době je rychlost linky smykového homogenizátoru běžně používaného v Číně 10 ~ 25 m / s, což dokazuje, že homogenizační efekt není ideální. Homogenizátor s vysokým střihem se týká smykového homogenizátoru s lineární rychlostí 40-66 m / s. Hlavní pracovní komponenty jsou jednostupňové nebo vícestupňové statorové rotační statory a každý stupeň má několik vrstev ozubených kol. Pracovní princip: Rotor má vysokou rychlost otáčení lopatky pro vytvoření silného pole odstředivé síly a ve středu rotoru je vytvořena silná zóna podtlaku. Kapalina (směs kapalina-kapalina nebo kapalina-pevná látka) je odsávána ze středu statoru a rotoru působením odstředivé síly. Materiál difunduje od středu k okraji. Během procesu difúze do okolí je materiál nejprve promíchán čepelí a je v úzkém rozteči mezi čelní plochou čepele a vnitřní stranou ozubeného kroužku statoru a potom vstupuje do vnitřního kroužku a pevný zub je úzký. V malé mezeře, při působení mechanické síly a hydrodynamického účinku, se vytváří velké smykové, třecí, nárazové a vzájemné kolize a tření mezi materiály, aby se rozpadly částice nebo kapičky rozptýlené fáze. Vzhledem k tomu, že se lineární otáčky rotujícího zubu postupně zvyšují od vnitřního kroužku k vnějšímu kroužku, dochází k nepřetržitému zlepšování prostředí pro rozprašování a materiál je stále více rozdrcený působením střihu, tření, nárazu a srážky během vnějšího kroužku hnutí. Čím jemnější je, tím je emulze homogennější.

Současně v oblasti s negativním tlakem v centru rotoru, je-li tlak nižší než tlak nasycených par (nebo tlak pro separaci vzduchu) kapaliny, generuje se velké množství bublin a bubliny se rozdrtí proudění kapaliny do statorového ozubeného kola nebo se s ním zvyšuje tlak. . V okamžiku kolapsu se v centru bubliny vytvoří mikrojet. Rychlost proudění může dosáhnout 100 m / s nebo dokonce 300 m / s. Vygenerovaná rázová síla může být odhadnuta tlakovým tlakem vody, tj. P = ρCaC, kde ρ je kapalina. Hustota; Ca je rychlost zvuku v kapalině; C je rychlost mikrojetu. Nechť C je 100 m / s, výsledný pulsní tlak se blíží 200 M Pa, což je kavitační efekt. Silné tlakové vlny mohou způsobit rozmělnění měkkých poloměkkých částic nebo rozptýlení jemných částic tvrdých aglomerací.

(2) Vysokotlaký homogenizační mechanismus

Vysokotlaká homogenizace je použití vysokého tlaku, které způsobuje vysokou smykovou sílu, když tekutý materiál proudí úzkou štěrbinou při vysoké rychlosti. Kapalný materiál je zasažen kovovým kroužkem, který vytváří silnou rázovou sílu a vzduch vytvářený statickým poklesem tlaku a náhlým vzestupem. Kombinace výbušné síly díry a podobně, způsob zpracování relativně velké emulze nebo suspenze původních částic do jemně stabilní emulze nebo suspenze částic. Když homogenní materiál prochází nastavitelnou mezerou h mezi ventilovým sedlem a vřetenem ventilu, rychlost průtoku se okamžitě zrychlí na 200-300 m / s, což způsobí obrovský pokles tlaku a kapalina je nasycena, když tlak se sníží na pracovní teplotu. Při tlaku par (nebo při tlaku pro oddělování vzduchu) začíná kapalina "vroucí" a rychle se "odpařuje", což vytváří velké množství bublin uvnitř. Kapalina obsahující velké množství mikrobublin vyteká směrem ke štěrbinovému výstupu, průtok se postupně snižuje a tlak se zvyšuje. Když se tlak zvýší na určitou hodnotu, bublina v kapalině se náhle roztříští a opět kondenzuje a bublina se generuje a zhroutí okamžitě. Objevuje se fenomén kavitace. Fenomén kavitace je jako nesčetná miniaturní bomby. Silné uvolňování energie vytváří silné vysokofrekvenční vibrace. Současně se silnou smykovou silou generovanou silnou turbulencí jsou měkké a poloměkké částice v kapalině v dutině a turbulentní. Střižná síla je kombinována tak, aby byla práškována na částice a účinek kavitačního účinku je považován za velký. Práškové částice jsou potom na vysokou rychlost zasahovány do nárazového kroužku a dále rozemleté a dispergované.

(3) Srovnání a analýza

Podle výše uvedené analýzy je homogenizátor s vysokým střihem způsoben hlavně vysokým strihacím účinkem způsobeným relativním vysokorychlostním pohybem mezi statorem a rotorem a částice materiálu jsou rozptýleny, rafinovány a homogenizovány se silnou kavitací. Vysokotlaký homogenizátor se hlavně spoléhá na silnou a dostatečnou kavitaci a turbulenci vytvářenou vysokotlakou tekutinou pro rozrušení částic ve fázi tekutého rozptýlení za účelem dosažení homogenity. Není těžké pochopit, že vysokotlaký homogenizátor je vhodný pro zpracování měkkých a poloměkkých granulovaných materiálů v důsledku mimořádně silné kavitace. Bylo zjištěno, že nejefektivnější silové pole pro rozprašování vláken je smyková síla a síla broušení. Při normální teplotě je síla nárazu bez vlákna a stroj pro homogenizaci s vysokým střihem může způsobit silný střih a broušení na materiálu. Proto je homogenizátor s vysokým střihem vhodnější pro ošetření vláken, které obsahují více nebo racionální, lehce se objevující krémovou vrstvu, tvrdší zrnitý materiál. V současné době je rychlost linky smykového homogenizátoru běžně používaného v Číně obvykle 10 až 25 m / s. Praxe dokazuje, že jeho homogenizační efekt není ideální. Homogenizátor s vysokým střihem se týká smykového homogenizátoru s lineární rychlostí 30-40 m / s. Hlavní pracovní komponenty jsou 1 nebo více stupňů vzájemně propojených rotorů statoru a každý stupeň statoru má několik vrstev ozubených kol.