分散機高轉(zhuǎn)速分散機高剪切分散機的比較分析

1、分散機 高轉(zhuǎn)速分散機 高剪切分散機的比較分析分散機：分散機（乳化機、均質(zhì)機）在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備攪拌體系和混合中占有重要的作用，特別是在固液混合、液液混合、油水乳化、分散均質(zhì)、剪切研磨方面有著極其重要的應(yīng)用。不同行業(yè)有不同的叫法，例如化妝品通常以液液混合、油水乳化為主要目的，習(xí)慣稱為乳化機或均質(zhì)機；涂料行業(yè)經(jīng)常要用于粉末分散、固液混合比較多，習(xí)慣稱為分散機。醫(yī)藥行業(yè)、精細化工等則根據(jù)用途不一而叫法不一，但最終用途都是通過高速攪拌、研磨、剪切達到均勻混合，形成均一穩(wěn)定體系的目的。高轉(zhuǎn)速分散機：速度分為角速度和線速度，剪切速度通常指線速度，線速度=角速度×直徑×，從這個公式中不難看出

2、，為什么工業(yè)生產(chǎn)用的分散機的轉(zhuǎn)速（角速度）一般只有3000rpm 或者1500rpm，而實驗室乳化機轉(zhuǎn)速有10000rpm 或280000rpm？主要考慮的就是直徑因素，通常分散機的分散效果與剪切線速度關(guān)系密切，為了使兩者剪切線速度接近，從而達到分散效果接近的目的。實驗室做試驗時用量相對很少（幾ml至數(shù)百ml之間），要求轉(zhuǎn)定子的物理尺寸必須適應(yīng)對應(yīng)量，這樣的結(jié)果導(dǎo)致實驗室分散機的直徑必須小，為了彌補因直徑小對線速度的損失，必然要提高轉(zhuǎn)子的角速度，由此就形成了實驗室分散設(shè)備的“高轉(zhuǎn)速”，即通常我們說的高轉(zhuǎn)速分散機（又名勻漿機）。高剪切分散機：現(xiàn)在分散機的應(yīng)用不單單局限于“分散”，由于其獨特的高剪

3、切作用，在分散的同時粉體顆粒在定、轉(zhuǎn)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，從而使固體顆粒進一步細化并充分混合到液體中形成相對穩(wěn)定的懸浮液，即高剪切分散機。要分析分散機 高轉(zhuǎn)速分散機 高剪切分散機的性能和特點，先需要了解影響物料分散效果的幾個因素：1 分散頭的形式（批次式和連續(xù)式）（連續(xù)式比批次好）2 分散頭的剪切速率 （剪切速度越大，效果越好）3 分散頭的齒形結(jié)構(gòu)（分為初齒，中齒，細齒，超細齒，齒越細效果越好）4 物料在分散腔體內(nèi)的停留時間，即分散時間（同等電機，流量越小，時間越長，效果越好）5 循環(huán)次數(shù)（越多，效果越好，直到設(shè)備的極限）關(guān)于線速

4、度的計算公式：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 / g 定-轉(zhuǎn)子間距 由上可知，剪切速率取決于以下因素： 轉(zhuǎn)子的線速率這種請況下兩表面間的距離為轉(zhuǎn)子-定子間距。 高剪切分散機定-轉(zhuǎn)子的間距范圍為 0.2 0.3 mm 速率V= 3.14 X D（轉(zhuǎn)子直徑）X 轉(zhuǎn)速 RPM / 60分散后混合液為什么會分層？大部分的漿料都是屬于懸浮液體系。不穩(wěn)定的懸浮液在靜止?fàn)顟B(tài)下發(fā)生絮凝，并由于重力作用而很快分層，分散的目的就是要在產(chǎn)品的有效期內(nèi)抗絮凝、防止分層，維持懸浮顆粒的均勻分布，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。懸浮液的絮凝理論絮凝作用即是在靜態(tài)（由于布朗運動）或動態(tài)（

5、在剪切力作用下條件下，通過顆粒碰撞引起顆粒數(shù)目減少的過程。膠體系統(tǒng)中，如不考慮穩(wěn)定劑，顆粒間的相互作用主要有范德華（Vander Waals）引力；伴隨著帶電顆粒的庫侖（Coulombic）力（斥力或引力）。這些力的起因截然不同，Derjaguin 和 Landau 在蘇聯(lián)，Verwey 和 Overbeek 在荷蘭分別獨立的提出 DLVO 理論，構(gòu)成了親液分散體系中絮凝作用經(jīng)典理論的基礎(chǔ)，闡述了膠體懸浮體系的穩(wěn)定性主要與膠體顆粒間上述兩個獨立的相互作用的相對距離有關(guān)。懸浮液的分層理論分層是分散相在外力（重力或離心力）作用下，在連續(xù)相中上浮或下沉的結(jié)果。在忽略布朗運動效應(yīng)的靜態(tài)條件下，可用St

6、okes 定律來描述，即分散相球形顆粒由于重力的沉降速度 V 由下式確定：式中：s -為分散相與連續(xù)相的密度差，g 為重力加速度，d 為分散相顆粒直徑，為連續(xù)相的粘度。如果分散相顆粒的密度比連續(xù)相密度大，顆粒下沉，速度 V 為正值，反之，顆粒上浮，速度為負值。沉降速度大，漿料就容易分層。如果要保持體系穩(wěn)定，就必須降低沉降速度，對于特定的漿料可以通過減小分散相固體顆粒直徑 d。因為只有當(dāng)粒徑減至連續(xù)相液體分子大小時，顆粒才能穩(wěn)定、均勻地分散在液體中不發(fā)生分離。通過以上的分析我們可以看出，要提高懸浮液的穩(wěn)定性，分散相顆粒的粒徑應(yīng)盡量細小。但應(yīng)該指出，根據(jù)前人所做的大量研究發(fā)現(xiàn)，隨著顆粒粒度的減小，

7、雖然顆粒由重力引起的分離作用變?yōu)榇我囊蛩兀怯捎陬w粒之間的間距減小，顆粒之間的結(jié)合力（范德華力等）起到了重要決定性作用。當(dāng)顆粒直徑小于某一細小尺寸時，此時，顆粒的布朗運動效應(yīng)就不能忽略了，所以由于細小顆粒的布朗運動，而使得顆粒之間產(chǎn)生激烈地碰撞。若不加穩(wěn)定劑，這些情況都會導(dǎo)致顆粒團聚，對體系的穩(wěn)定是不利的。所以漿料的分散中，顆粒粒徑并非越細越好，要視漿料的特性而定。分散就是要根據(jù)物料的特性與特點，減小分散相顆粒的粒度，使其分布于一個較窄的尺寸范圍，并達到吸力與斥力的相互平衡，從而保證漿料體系的穩(wěn)定。高剪切分散機和分散機剪切速率比較：電機轉(zhuǎn)速50HZ/87HZ3000/4700 RPM900

8、0/13789RPM最大線速度在轉(zhuǎn)子的相同直徑下若增大轉(zhuǎn)子的直徑同時必須設(shè)計的結(jié)構(gòu)調(diào)整和增大電機的功率26 M/S44 M/S作用力F=9/0.3X1000-=30000 S-1F=14/0.3X1000=42000 S-1F=23/0.2X1000=115000 S-1F=40/0.2/X1000=200000 S-1這是乳化和均質(zhì)的重要因素，相當(dāng)于后者是前者的4-5倍高剪切分散機和分散機定轉(zhuǎn)子比較：工作頭只能是粗，中，細中一個，處理得物料范圍較窄。要么只能是另外的型號FDX3，不符合流體力學(xué)的結(jié)構(gòu)。可以是單級，二級，三級，處理的物料范圍更廣，轉(zhuǎn)子定子結(jié)構(gòu)符合流體力學(xué)的線性結(jié)構(gòu)。在轉(zhuǎn)動時流體

9、是切線方向甩開。軸的振動偏差0.1mm0.01mm 這與設(shè)備的設(shè)計有關(guān)轉(zhuǎn)子/定子間隙高剪切分散機和分散機生產(chǎn)的產(chǎn)品效果比較：分散機分散的粒度細度有限，10m一下非常困難，且粒度范圍分布廣；高剪切分散機可實現(xiàn)粒度在0.1-1m的材質(zhì)精細加工，粒度分布范圍窄，如圖分散機 高轉(zhuǎn)速分散機 高剪切分散機在實驗室、中試生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：高轉(zhuǎn)速分散機（10000rpm-30000rpm）應(yīng)用于實驗室，分散機應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)；怎樣有效的將二者有機結(jié)合起來？是許多工藝工程師經(jīng)常遇到的一個問題，往往一個產(chǎn)品在實驗研發(fā)的時候效果很好，配方也沒有問題，但在中試和正式投產(chǎn)的時候需要重新對設(shè)備進行選型，需要不斷調(diào)整工藝參數(shù)，甚至有時候需要推倒重來，費時費力，影響產(chǎn)品生產(chǎn)進程，對于時間就是金錢，領(lǐng)先就意味著利潤的市場，經(jīng)常是得不償失。怎樣解決這個問題？高剪切分散機采用現(xiàn)今國際流行的立式結(jié)構(gòu)，實驗設(shè)備和工業(yè)設(shè)備使