nition超聲波均質機的原理及運用分析

發布日期：2022-11-15      瀏覽次數：1764

nition超聲波均質機的原理及運用分析

nition超聲波均質機的工作原理



超高速均質機是根據威廉姆斯博士的原理，進行從高速分散到粉碎再到均質等一系列均質過程的系統。

發電機（軸的前端）由固定的外葉片和旋轉的內葉片組成。當內葉片在液體中高速旋轉時，發電機內的液體在離心力的作用下，從外葉片上開的窗口劇烈地徑向噴出。同時，液體進入發生器，整個容器內發生強對流。樣品進入這種對流，在內刀片的前端被粗粉碎，在通過外刀片的窗口從內刀片排出之前，在內刀片和外刀片之間被細粉碎，并進一步高速旋轉. 粉碎和均化是通過內外刀片的窗口之間發生的超聲波和高頻的作用進行的。

<高速分散/混合> 隨著內葉片的旋轉，液體從下方被吸入發生器，并從窗口猛烈噴出，引起容器內的液體對流。	<壓碎> 大塊被外刀片和內刀片的前端壓碎。	<粉碎> 可以進入內刀片間隙的小塊被發生器窗口和旋轉的內刀片的側面粉碎。	<極度粉碎和均質化> 由于高頻和超聲波的作用，在內刀片和高速旋轉的窗口之間發生威廉效應，并進行進一步的粉碎和均質化。

均質器 Hiscotron 使用示例

使用微泡生成甲烷水合物

作為使用均化器的研究的例子，我們想介紹一下由產業技術綜合研究所（AIST）的甲烷水合物研究中心發表的題為“使用微氣泡生成甲烷水合物"的研究報告。

測試方法





通過改進均質

圖1 微泡發生器：透明容器內的部分是攪拌器部分，是一種改良型均質器。

　均質機在從食品加工到物理和化學的廣泛領域都可以買到。我們考慮利用以下特性來產生微氣泡 此外，考慮到MH產生在壓力條件下微氣泡的產生，我們使用了Microtech的均質器作為混合型均質器，它可以存儲在壓力容器中，并且可以將驅動電機和攪拌器分開。為研究改良均質機攪拌器的氣泡產生效果，分別在THF（四氫呋喃）水溶液A（溫度278K，濃度小于0.1wt%）和水溶液B（溫度274.1K，大氣壓下濃度為1.5wt％。攪拌氣體，使用光學粒子計數器測量產生的微細氣泡（水溶液A）和Xe/THF混合水合物（水溶液B）的粒徑分布。

測試結果和討論


微泡的產生

圖 3 改進的均質器攪拌器產生的微氣泡 上圖 ：氣泡產生前下圖 ：微氣泡產生

　圖 3 顯示了當空氣被自然吸入改進的均質攪拌器時氣泡是如何產生的。與氣泡產生前（上圖）相比，在氣泡產生過程中（下圖），可以看到細小的氣泡以白色帶狀從攪拌器的縫隙中噴出。圖 4.1 和 4.2 顯示了該攪拌器產生的氣泡的粒徑分布，使用 THF 水溶液和氙氣的產生測試結果。在THF水溶液A（濃度小于0.1wt%，278K）中，在蒸餾水中加入少量THF，僅產生氣泡，沒有形成水合物，粒徑在38um~50um左右，比較突出，并產生微氣泡。在 THF 水溶液 B（濃度 1.5 wt%，274.1K）中，生成氙和 THF 的混合物的水合物。在圖 4.2 的粒徑分布中，與圖 4.1 一樣，在附近有一個峰10 µm 至 14 µm 和 30 µm 的粒徑。約 38 微米的粒徑也很出色。由此可知，水溶液A的微氣泡和水溶液B的水合物的粒徑分布中的主導粒徑分布傾向相似，水合物是從微氣泡的狀態生成的。 . Takahashi 等人的實驗結果也觀察到類似的趨勢，通過與循環泵和特殊噴嘴的微氣泡和水合物生產結果的比較，也證實了改進的均質攪拌器在生產細水合物方面的有效性。 .

圖 4.1 Xe 微泡 　（THF 水溶液 A：0.1wt%，278K）： 　上圖：氣泡產生下圖 　：粒徑分布	圖 4.2 Xe/THF 水合物 　（THF 水溶液 B：1.5wt%?274.1K）： 　上：水合物溶液下 　：粒徑分布