工作原理
納米超高壓均質(zhì)機(jī)(納米對(duì)撞機(jī))是一種用物理方法動(dòng)態(tài)連續(xù)進(jìn)行的流體物料破碎、分散、乳化和冷殺菌設(shè)備。超高壓對(duì)撞使可流動(dòng)液態(tài)物質(zhì)懸濁液,經(jīng)過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)的超高壓泵,將被加工物料輸進(jìn)高頻振蕩器中,從高頻振蕩器完成對(duì)撞后壓力釋放噴射出來,zui高流速為450-550米/秒,發(fā)生高頻振蕩,使物料達(dá)到納米級(jí)破碎,從而完成納米破碎、乳化分散和冷殺菌的功能。
目前國(guó)外利用超高壓對(duì)撞納米加工裝備大致分布在美國(guó)、日本、英國(guó)、德國(guó)等國(guó)家。國(guó)外各種超高壓破碎加工裝備,基本上為實(shí)驗(yàn)室和小規(guī)模生產(chǎn)的機(jī)型,主要規(guī)格有:5升~50升/時(shí)產(chǎn)量,壓力為100~300MPa試驗(yàn)用機(jī)型;75升~500升/時(shí)產(chǎn)量,壓力為100~200MPa小規(guī)模生產(chǎn)機(jī)型。近兩年我國(guó)各研究單位,已經(jīng)引進(jìn)超高壓對(duì)撞技術(shù)裝備進(jìn)行物料加工的研究和應(yīng)用。
廊坊通用機(jī)械制造有限公司消化吸手國(guó)外*技術(shù),利用 超高壓高頻振蕩技術(shù)原理,研制成功我國(guó)多柱塞超高壓對(duì)撞技術(shù)裝備—納米超高壓均質(zhì)機(jī),其結(jié)構(gòu)為超高壓泵、可編程控制系統(tǒng)、高頻振蕩器發(fā)生裝置、穩(wěn)壓裝置等,此裝置已達(dá)到*水平并申請(qǐng)了實(shí)用新型《超高壓流體納米對(duì)撞發(fā)生裝置》03239703.8 )。
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產(chǎn)品介紹
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7-200D試驗(yàn)機(jī)(電動(dòng)式) | 20/150D試驗(yàn)機(jī)(電動(dòng)式) | NCJJ-0.008/150試驗(yàn)機(jī)(氣動(dòng)式) |
A試驗(yàn)機(jī)型性能特點(diǎn):
試驗(yàn)機(jī)有電動(dòng)式、氣動(dòng)式兩種機(jī)型。 |
本系列機(jī)型具有體積小、重量輕、噪聲低的特點(diǎn),可直接在研究室或?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行設(shè)置安裝。 |
本系列機(jī)型由于高壓頭可隨意地安裝與拆卸,所以可安裝以S型、K型為主體的新開發(fā)機(jī)型噴 嘴(稱之為發(fā)生器) |
本系列機(jī)型可可單機(jī)應(yīng)用,也可進(jìn)行自由 組合,而且通過組合就可能實(shí)現(xiàn)粒徑分布控制等, 因此,使其進(jìn)行試驗(yàn)研究開發(fā)的廣度也就無限地?cái)U(kuò)大了。 |
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NCJJ-0.075/150量產(chǎn)機(jī) | NCJJ-0.2/150量產(chǎn)機(jī) |
B量產(chǎn)機(jī)型簡(jiǎn)單性能說明:
量產(chǎn)機(jī)型,主要適用于流體混合物料(液-液相或液-固相)的破碎、均質(zhì) 、乳化。它采用可編程序控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。工作時(shí),通過高壓柱塞泵產(chǎn)生高達(dá)150Mpa的 高壓流體,在特制振蕩頭的作用下將物料超微粒細(xì)化,達(dá)到納米級(jí)或亞納米級(jí)的均質(zhì)效果。 機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊,操作簡(jiǎn)單,掌握容易,安裝和維護(hù)方便,自動(dòng)化程度高。該機(jī)的運(yùn)行程序設(shè) 有多種安全連鎖保護(hù)裝置,可靠性,安全性好。 |
主要技術(shù)參數(shù)
產(chǎn) 品 型 號(hào)
類 型 | 生 產(chǎn) 機(jī) 型 |
型 號(hào) | NCJJ0.1/ 100 | NCJJ0.2/ 100 | NCJJ0.5/ 100 | NCJJ0.05/ 150 | NCJJ0.075/ 150 | NCJJ0.20/ /150 |
壓力(Mpa) | 100 | 100 | 100 | 150 | 150 | 150 |
流量(L/Hr) | 100 | 200 | 500 | 50 | 75 | 200 |
產(chǎn) 地 | 廊坊通用 | 廊坊通用 | 廊坊通用 | 廊坊通用 | 廊坊通用 | 廊坊通用 |
類 型 | 試 驗(yàn) 機(jī) 型 | 試 驗(yàn) 機(jī) 型 |
型 號(hào) | NCJJ0.005/ 150 | NCJJ0.008/ 150 | NCJJ0.02/ 150 | NM2-L200- D7 | YSNM-1500-100 | YSNM-1000-500 |
壓力(Mpa) | 150 | 150 | 150 | 200 | 150 | 100 |
流量(L/Hr) | 5 | 8 | 20 | 7 | 100 | 500 |
產(chǎn) 地 | 廊坊通用 | 廊坊通用 | 廊坊通用 | 廊坊吉田 | 廊坊吉田 | 廊坊吉田 |
的應(yīng)用范圍一覽表
食品工業(yè) | 乳化脂肪的超微細(xì)化,香料分散,氨基酸鈣螯和,維生素分散,酵母菌破碎,生酒 催化作用。 |
醫(yī)藥工業(yè) | 脂肪乳劑調(diào)整分散,核蛋白糖微米化,藥粉的超微?;?,各種中藥制劑的納米破碎 、細(xì)胞破 碎、生物菌的破碎。 |
化學(xué)工業(yè) | 陶瓷土的破碎,無機(jī)顏料有機(jī)染料的破碎分散,各種乳化重合制劑分散乳化。 |
其他工業(yè) | 高級(jí)打印墨水,感光材料超細(xì)化,纖維超細(xì)化,各種懸濁礦物液超微細(xì)化。 |
加工實(shí)例一覽
食 品 工 業(yè)
樣品名稱 | 試驗(yàn)?zāi)康?/DIV> | 振蕩頭種類 | 分散介質(zhì) | 處理壓力 (兆帕) | 處理次數(shù) (次) | 試驗(yàn)前 | 試驗(yàn)后 | zui大粒徑 (nm) |
平均粒徑 (μm) | 平均粒徑 (nm) |
微脂粒 | 乳 化 | 撞擊 | 水 | 150 | 4 | 30 | 57 | 85 |
脂肪乳劑 | 乳 化 | 撞擊 | 水 | 120 | 3 | 30 | 64 | 100 |
香精 | 破 碎 | 撞擊 | 水 | 130 | 3 | 30 | 95 | |
1.微脂粒的乳化:用超高壓均質(zhì)機(jī)以150Mpa的壓力4次通過超高壓均質(zhì)機(jī)可以形成一組均質(zhì)的單層微脂粒(見下圖)。微脂粒破碎前后顯微形貌分布照片對(duì)比 2.脂肪乳劑的乳化:通過超高壓均質(zhì)機(jī),在其壓力范圍內(nèi)從低壓逐步提高壓力,通過3次均質(zhì)處理,可以*減小懸浮微粒的尺寸(見下圖)。
懸浮微粒破碎前后顯微形貌分布照片對(duì)比
制 藥 工 業(yè)
樣品名稱 | 試驗(yàn)?zāi)康?/DIV> | 振蕩頭種類 | 分散 介質(zhì) | 處理壓力 (兆帕) | 處理次數(shù) (次) | 試驗(yàn)前 | 試驗(yàn)后 | zui大粒徑 (nm) |
平均粒徑(μm) | 平均粒徑 (nm) |
青霉菌 | 破碎 | 撞擊 | 水 | 150 | 3 | 30 | 50 | 80 |
酵母菌 | 破碎 | 撞擊 | 水 | 135 | 3 | 30 | 35 | 50 |
大腸桿菌 | 破碎 | 撞擊 | 水 | 117 | 1 | 30 | 65 | 110 |
氟嘧啶多相脂 | 破碎 | 撞擊 | 水 | 120 | 2 | 30 | 40 | 100 |
1.大腸桿菌的破碎:試驗(yàn)證明,在103—117Mpa的壓力下一次通過超高壓均質(zhì)機(jī),使大部分大腸桿菌中的所有細(xì)胞破裂。(見下圖)。大腸桿菌破碎前后顯微形貌分布照片對(duì)比
2.氟嘧啶多相脂乳液的破碎:用60Mpa的均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì),使微粒達(dá)到10-15μm以下,然后用150Mpa納米對(duì)撞機(jī)120Mpa連續(xù)循環(huán)2遍。粒度在為10 nm-100nm(見下圖)。
化 工
樣品名稱 | 試驗(yàn)?zāi)康?/DIV> | 振蕩頭種類 | 分散介質(zhì) | 處理壓力 (兆帕) | 次數(shù) (次) | 試驗(yàn)前 | 試驗(yàn)后 | zui大粒徑(nm) |
平均粒徑 (μm) | 平均粒徑(nm) |
氨基酸陶瓷 | 破碎 | 撞擊 | 水 | 150 | 3 | 30 | 70 | 105 |
染料 | 乳化 | 撞擊 | 水 | 150 | 3 | 30 | 95 | 200 |
銅酞箐顏料 | 分散 | 貫通 | 水 | 180 | 5 | 30 | 50 | 85 |
1.顏料的破碎:將粒徑15μm的綠色顏料,經(jīng)100Mpa超高壓均質(zhì)機(jī)循環(huán)加工3遍,使其粒徑在1μm以下,然后用150Mpa的納米對(duì)撞機(jī)對(duì)綠色顏料進(jìn)行3遍超高壓乳化破碎,物料粒度達(dá)到197納米以下的占99.67%以上(見下圖)。
綠色顏料顯微形貌分布照片和粒度分析儀圖表 2. 染料的乳化:將粒徑15μm的染料,經(jīng)100Mpa超高壓均質(zhì)機(jī)在70-80Mpa壓力下加工3遍,使其粒徑在1μm以下,然后用150Mpa的納米對(duì)撞機(jī)對(duì)物料進(jìn)行3遍超高壓乳化破碎,物料粒度達(dá)到200納米以下的占100%以上(見下圖)
染料電鏡觀察分析圖表
其 它
樣品名稱 | 試驗(yàn)?zāi)康?/DIV> | 振蕩頭種類 | 分散介質(zhì) | 處理壓力 (兆帕) | 次數(shù) (次) | 試驗(yàn)前 | 試驗(yàn)后 | zui大粒徑(nm) |
平均粒徑(nm) | 平均粒徑(nm) |
油墨 | 乳化 | 撞擊 | 水 | 150 | 3 | 30 | 80 | 100 |
銀光增白劑 | 乳化 | 撞擊 | 水 | 150 | 3 | 30 | 83 | 120 |
* ST-21 | 分散 | 撞擊 | 水 | 150 | 5 | 30 | 74 | 110 |
1.打印機(jī)油墨的乳化:將含一定比例的油墨溶液,其粒徑位20μm,粘度在100CP以下,經(jīng)100Mpa超高壓均 質(zhì)機(jī)循環(huán)加工4遍,使其粒徑達(dá)到3μm以下,再經(jīng)150Mpa的納米對(duì)撞機(jī)循環(huán)加工3遍,加工后粒度達(dá)到95nm以 下的占95%以上(見下圖)。
打印機(jī)油墨顯微形貌分布照片和粒度分析儀圖表
2. 銀光增白劑的乳化:將粒徑10μm的銀光增白劑用100Mpa超高壓均質(zhì)機(jī),在80-100Mpa壓力下循環(huán)加工2遍使其粒徑在3μm以下,然后用150Mpa的納米對(duì)撞機(jī)循環(huán)加工3遍,進(jìn)行高壓乳化破碎,物料粒度達(dá)到100nm以下的占98%以上。 |
銀光增白劑顯微形貌分布照片和粒度分析儀圖表
以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別摘自:
1. 代元忠等《超高壓對(duì)撞技術(shù)裝備在食品和生物工程中的應(yīng)用》包裝與食品機(jī)械2004/3
2. 代元忠等《超高壓對(duì)撞技術(shù)裝備在制藥行業(yè)中的應(yīng)用》納米科技2004/6