Диспергирование является важным процессом во многих отраслях промышленности: производство соусов, джемов и лекарств часто требует диспергирования сырья; приготовление шампуней, клеев, красок требует диспергирования для смешивания различных химикатов; кроме того, в передовых отраслях, таких как батареи и наноматериалы, перед дальнейшей обработкой также необходим этап диспергирования таких материалов, как углерод или керамика. Итак, в чем же заключается принцип диспергирования и как современные диспергирующие машины работают в этих отраслях?

Процесс диспергирования включает в себя перевод одного или нескольких состояний вещества (жидкого, твердого или газообразного), известного как диспергирующая фаза, в другое состояние вещества (обычно жидкое), известное как непрерывная фаза, равномерным, быстрым и эффективным способом; обычно каждая фаза не смешивается с другой, но когда на эти фазы воздействует сильная внешняя энергия, они могут смешиваться в гомогенизированную фазу.

Когда работает диспергирующая машина, ее быстро вращающийся ротор создает сильный импульс благодаря высокой тангенциальной скорости и частым механическим ударам; внутри узкого зазора между ротором и статором сырье подвергается воздействию комбинированных сил механического и гидравлического сдвига, центробежной экструзии, физического воздействия и разрыва, турбулентности жидкости и многого другого; затем в результате этого процесса образуются суспензии (твердое/жидкое), эмульсии (жидкость/жидкость) и пены (газ/жидкость). В результате диспергирования несмешивающиеся твердая, жидкая и газовая фазы мгновенно превращаются в единую устойчивую смесь. При необходимости процесс диспергирования можно повторять циклически для получения еще более мелкого и качественного продукта.

 

Процесс линейного диспергирования с высоким сдвигом

1. Когда сырье подается во входное отверстие, оно всасывается в рабочую камеру диспергатора под действием центробежной силы, создаваемой быстро вращающимся ротором.

2. Сильная центробежная сила радиально втягивает сырье в узкий зазор между ротором и статором; центробежная сила, экструзия, удар и другие силы действуют совместно и одновременно на материал, вызывая его измельчение и диспергирование на первом этапе.

3. Поскольку внешний край ротора вращается с линейной скоростью не менее 15 м/с и не более 40 м/с, на материал одновременно действуют сильные механические и гидравлические сдвиговые, гидравлические трения, ударные и разрывающие силы, вызывая его адекватное диспергирование. По мере уменьшения размера частиц материала они выгружаются радиально из зазора, и после одного или нескольких циклических обработок процесс диспергирования, эмульгирования и гомогенизации окончательно завершается.

4. Альтернативно, машина может содержать вторую группу роторно-статорных комплектов, работающих одновременно, поэтому после того, как материал выгружается из первого комплекта, он немедленно поступает во второй комплект для повторного сдвига; С тем же успехом может существовать третий комплект ротор-статор, который служит для той же цели: диспергировать, эмульгировать, еще раз гомогенизировать материал. Такая машина, содержащая три ступени ротора и статора, способна эффективно завершить процесс диспергирования в кратчайшие сроки.

 

Факторы, которые могут повлиять на результаты дисперсии:

-Форма работы (периодическая или непрерывная);

-Этапы и скорости сдвига рабочей головки;

-Структура зубьев рабочей головки (например, грубая, средняя, ​​мелкая, сверхтонкая и т. д.);

- Время пребывания и диспергирования материала внутри рабочей камеры;

-Количество циклов.