Заказать обратный звонок

Оставьте свои данные и наш менеджер свяжется с Вами в ближайшее время

Перезвоните мне

Оборудование и комплектующие для пищевой промышленности

  • Укр
  • Контакты

    Название: ООО "МТС-Полтава",
    ЕДРПОУ 31536240

    Email: 23981@ukr.net

    Адрес: ул. Покровская, 73,
    г. Решетиловка, Полтавской области, Украина, 38400

    График работы:

    Пн — Пт: 8:00 — 17:00
    Сб — Вс: выходной


    Главная > Полезная информация > Статьи > Силы воздействия на продукт во время гомогенизации с помощью насоса-диспергатора


    Силы воздействия на продукт во время гомогенизации с помощью насоса-диспергатора

    Принято считать, что во время гомогенизации с помощью агрегата по типу ротор/статор, процесс гомогенизации происходит исключительно за счет силы сдвига, а во время ультразвуковой гомогенизации за счет силы кавитации. На самом же деле большинство типов процессов гомогенизации включают комбинацию из нескольких сил влияния на продукт. Отличие только в преобладающем типе воздействия на вещество. Поэтому в данной статье рассмотрим основные силы воздействия на продукт во время работы насоса-диспергатора типа РСМ.

    Во время работы ротационно-пульсационной установки (насоса-диспергатора РСМ) осуществляется сильное воздействие на перекачиваемый продукт за счет нескольких факторов: механического, гидроакустического (кавитации), гидродинамического воздействий.

    Процесс гомогенизации и диспергирования

    Гидроакустическое воздействие во время гомогенизации

    В резонансной камере создается значительное ультразвуковое поле, измельчение происходит благодаря интенсивной кавитации (быстрое образование и разрушение пузырьков) и значительных ударных волн.

    Кавитация:

    Изменения давления во время гомогенизации могут вызывать образование пузырьков в жидких образцах. Эти пузырьки растут и в конечном итоге взрываются. Весь процесс известен как кавитация.

    Когда пузырьки взрываются, выделяется большое количество энергии. Коллапсирующие пузырьки внутри жидкости передают кинетическую энергию окружающим частицам жидкости, создавая высокоскоростные струи жидкости, которые могут разбиваться или разрушать поверхность частиц. Пузырьки, которые разрушаются на поверхности частиц, передают энергию непосредственно к частице, разбивая ее на части.

    Кавитация чаще всего обсуждается в контексте ультразвуковой гомогенизации и гомогенизации под высоким давлением, но она также является фактором гомогенизации с помощью насоса-диспергатора типа ротор/статор.

    Гидродинамическое воздействие во время гомогенизации

    Гидродинамическое воздействие происходит за счет высокой степени турбулентности и скорости потока, а также пульсации давления. Движение зубьев ротора относительно статора, вызывает порывистое изменение давлений в зонах зубьев и как следствие приводит к двустороннему срыву вихрей, которые разрушают частицы. Турбулентность возникает в кольцевом зазоре между рабочими органами, имеющими прорези между зубьями. Поток состоит из течения в канале и сопутствующих струй между щелями резцов. Турбулентность в жидкости может также привести к сильным ударным силам, когда частицы сильно сталкиваются.

    Механическое воздействие во время гомогенизации

    Механическое воздействие — это дробление фазы за счет ударных, истирающих и срезающих нагрузок, возникающих во время контакта частиц с ротором и статором.

    Сила сдвига

    Ударные силы:

    Во время гомогенизации частицы движутся с высокой скоростью. Когда частицы сталкиваются друг с другом, сила удара может быть достаточной, чтобы разрушить поверхность частицы или способствовать полному разрушению частицы или агломерата. Это фактор всех типов гомогенизации с участием частиц, движущихся на высоких скоростях.

    Сила трения:

    Также во время движения частиц продукта происходит трение как между самими частицами так и трение частиц о рабочие органы диспергатора. Возникающие в результате работы насоса-диспергатора силы трения создают умеренное количество тепла. А выполнение гомогенизации при более высоких температурах обычно обеспечивает лучшие результаты смешивания. Поэтому важно проверить температуру разложения вашего продукта, прежде чем гомогенизировать его при более высоких температурах, чтобы вы не разрушили ваш образец.

    Сила сдвига:

    Когда сила толкает часть одного объекта в одном направлении, а другую часть этого же объекта в противоположном направлении в той же параллельной плоскости, то такой процесс называется сдвигом.

    Смешивание с высоким сдвиговым усилием можно использовать для гомогенизации, диспергирования, эмульгирования или уменьшения размера частиц продукта, за счет возникновения механического разрыва частиц продукта.

    Сдвиговые силы также являются фактором гомогенизации под высоким давлением. В этом случае давление, оказываемое на образец, проталкивает его через клапан или мембрану, подвергая его воздействию комбинации сил, включая сдвиг.

    Принцип работы силы сдвига во время работы насоса-диспергатора типа РСМ

    Как мы уже заметили гидроакустическое, гидродинамическое и механическое воздействия — это процессы, которые происходят во всех типах устройств гомогенизации, включая гомогенизаторы высокого давления и ультразвуковые гомогенизаторы. Но ключевой особенностью насоса-диспергатора типа РСМ является именно механическое воздействие в виде силы сдвига. Поэтому рассмотрим принцип данного типа воздействия на продукт более детально.

    Ротор-статор насоса-диспергатора РСМВ насосе-диспергаторе, который также называется смесителем с высоким усилием сдвига используется ротор, вращающийся с высокой скоростью, для того, чтобы продукт, который находится в рабочей камере агрегата направлялся наружу к неподвижному статору и, таким образом, совершалось воздействие силы сдвига на перерабатываемый материал.

    Законы механики жидкости утверждают, что скорость жидкости, непосредственно примыкающей к ротору, равна скорости ротора. Между тем из этого следует, что скорость жидкости, непосредственно примыкающей к неподвижному статору, равна нулю. Это приводит к высокому градиенту скорости в небольшом зазоре между ротором и статором, и подвергает образец высоким сдвиговым усилиям.

    Воздействие силы сдвига на степень механического разрыва частиц продукта зависит от скорости вращения ротора и от вязкости продукта, поэтому следует учитывать особенности и характеристики перерабатываемого продукта для определения индивидуального количества энергии сдвига. Метод воздействия на измельчение частиц продукта с помощью силы сдвига может быть использован для смешивания жидкостей, твердого вещества с жидкостью или газа с жидкостью, с которыми другие методы диспергирования обычно не могут легко справиться.

    Поэтому сила сдвига является одним из ключевых факторов на котором базируется принцип механического воздействия насоса-диспергатора на рабочие материалы для достижения гомогенности готового продукта.

    Конечно же сдвиговые силы создают частицы небольшого размера, но не такие маленькие, как с помощью кавитации. Поэтому комбинация механического, гидроакустического и гидродинамического воздействия на продукт в рабочей камере насоса-диспергатора дает наилучший результат.

    Технология смешивания с помощью диспергатора по типу ротор/статор представляет собой энергоэффективную альтернативу другим гомогенизаторам, которая экономит время за счет создания более интенсивного потока и мгновенного разрушения агломератов. Интенсивный механический сдвиг разрушает большие агломераты, когда они входят в зону высокого сдвига смесителя, а кавитация, ударные волны и турбулентность возникающие в рабочей камере насоса-диспергатора делают частицы продукта еще более мелкими, тем самым делая конечный продукт более однородным.