流化床气力输送均质乳化.ppt

* 主要由高压泵和均质阀所组成。高压泵可提供高达70 MPa的压力，均质阀 安装在高压泵的排出管路上，在此进行均质乳化作用。均质阀的结构如图 所示。当高压物料在阀盘与阀座闻(此间隙通常为几千分之一厘米)流过时，附 着于阀座、阀盘上的物料流速为零，而缝隙间中心的速度最大，同样产生了急剧 的速度梯度，从而达到乳化的目的。 * 由一固定的表面和一高速旋转的表面(转速范围为3 000～15 000 r／min)所 组成。两表面间有可调节的微小间隙(通常为50～150um)，物料就在此间隙中 通过。当物料通过此间隙时，由于转动表面高速旋转，附着于旋转面上的物料速 度最大，而附着于固定表面上的物料速度为零。其间产生急剧的速度梯度，从而 使物料受到了强烈的剪切力和湍动骚扰，产生乳化分散作用。胶体磨有卧式和立 式两种，后者可适用于粘度相对较高的物料。 （二）均质效应与影响因素 均质效应通常用均质前后的某一物性或其他可量化的产品评价指标的变化来表示。 dp0 dp 粉碎比即均质前后的粒度（滴径）之比。是最常用的均质效应指标之一。若以符号X表示均质效应， 则： X=dp0/dp （1）设备的类型对于均质的效果有很大的影响。 高压均质机通常被认为是均质效果最好的均质设备，但通常只适合于处理粘度较低的物料。粘度较高的物料可以用胶体磨或超声波均质器处理。 （2）在一定的范围内，均质效应与物料的温度呈正相关性。（均质温度对牛奶均质脂肪球的影响见下表） 在多数场合，可以考虑提高进料的温度，以增强均质的效果，但受物料热敏性的制约 均质效应的影响因素 乳化的基本方法 乳化剂降低界面能，防止油或水回复原状 乳化剂分子膜将液滴包住，可防止碰撞的液滴彼此又合并 形成表面双电层，当两 个液滴相互接近时，因 电的相斥作用防止凝聚 乳化液形成的方法 凝聚法 例如先把油酸在酒精中溶解成分子状态，再加到大量水中不断搅拌 分散法 机械强制分散法 同时乳化法 转相法 浆体法 自然乳化法 (一)高压均质机 均质和乳化设备简介 料液在均质阀内的均质化 均质阀内压强变化 胶体磨工作流程 （二）胶体磨 1—进料口 2—转动件 3—固定件 4—工作面 5—卸料口 立式胶体磨 卧式胶体磨 * 流体经过固体颗粒床层流动时的3种状态 当流体自下而上通过固体颗粒床 层时，随着颗粒特性和流体速度的不同，存在着如下3种状态 (1)固定床阶段流体以低流速向上流过颗粒床层时，流体只是通过静止固 体颗粒间的空隙流动，这时的床层称为固定床，也称为静态床(static bed)。为保持 固定床状态，理论上，流体自下而上的最大空塔速度(empty tower velocity)为： (2)流化床阶段流体的流速逐步增大，乃至流体通过床层的压力降大致等 于床层的总重力(包括固体颗粒床层及床层的空隙中的流体重力)时，固体颗粒 刚好悬浮在向上流动的流体中，床层被认为开始流化，这时的床层称为临界流化 床(critical fluidized bed)或初始流化床，这时的流速称为临界流化速度(critical fluid velocity)，用““表示。继续增加流速，悬浮的固体颗粒床层继续膨胀，也 可观察到一些固体微粒被流体夹带而出，但粒子在较大空间内得不到足以继续带 动的牵引力，而落人颗粒床，使床层仍有一个清晰的有起伏的上界面，如此跳_In 落下的现象，称为分批流态化(batch fluidization)。当床层膨胀到一定程度，颗 粒间的实际流速等于颗粒的沉降速度时，床层不再膨胀而颗粒则悬浮于流体中， 这种床层称为流化床(fluidized boa)，也称为密相流化床(closed delivery bed)， 或因粒子跳动有如水的沸腾而称为沸腾床(boiling bed)。 颗粒床层的膨胀意味着床内空隙率e的增大。床层内流体的实际流速“。与 空塔速度甜的关系满足式(4—29)，即“。=旦，因而流体的实际流速“。随床层 空隙率e的增大而下降。 显然，在流化床内，每一个空塔速度“对应一个空隙率￡。“越大，则￡越 大，但通过床层的实际流速不变，总是等于颗粒的沉降速度“，。 (3)气力输送阶段流体流速增大到一定值时，流体对固体颗粒的流动摩擦 阻力等于固体颗粒的净重力，即流体的空塔速度“等于或大于固体颗粒的重力 沉降速度，这时床层的界面消失，不能再有稳定的固体颗粒床层，固体颗粒必将 获得上升速度，随流体夹带流出。这时的流体流速称为带出速度(carryover velocity)。这种现象称为稀相流化或连续流化(continuous fluidization)，可用于 固体颗