Homogeneizador de leche de alta presión 5000L

Hay dos tipos principales de homogeneizadores : homogeneizadores de alto cizallamiento y homogeneizadores de alta presión . En el sistema de dispersión de material líquido, la causa directa de la fragmentación de las partículas o gotitas de fase dispersa es la fuerza de corte y la presión. Los efectos hidrodinámicos específicos de la fuerza y presión de corte son principalmente efectos laminares, turbulentos y de cavitación. . El efecto del flujo laminar provoca el corte y el alargamiento de las partículas o gotas de fase dispersa; el efecto de turbulencia causa una deformación aleatoria de las partículas de fase dispersa o gotitas bajo fluctuación de presión; El efecto de cavitación es hacer que las pequeñas burbujas formadas se rompan instantáneamente para generar ondas de choque. Y provocó una fuerte agitación.

(1) Mecanismo de homogeneización de alto cizallamiento.

En la actualidad, la velocidad de línea del homogeneizador de corte comúnmente utilizado en China es de 10 ~ 25 m / s, lo que demuestra que el efecto de homogeneización no es ideal. El homogeneizador de alto cizallamiento se refiere a un homogeneizador de cizallamiento con una velocidad lineal de 40-66 m / s. Los componentes principales de trabajo son los estatores de una o varias etapas que giran sobre el estator, y cada etapa tiene varias capas de engranajes anulares. Principio de funcionamiento: el rotor tiene una rotación de alta velocidad de la pala para generar un fuerte campo de fuerza centrífuga, y se forma una fuerte zona de presión negativa en el centro del rotor. El líquido (mezcla líquido-líquido o líquido-sólido) se succiona desde el centro del estator y el rotor bajo la acción de la fuerza centrífuga. El material se difunde desde el centro hacia la periferia. Durante el proceso de difusión a los alrededores, el material primero se agita con la cuchilla y se corta en el estrecho espacio entre la cara del extremo de la cuchilla y el lado interior del engranaje anular del estator, y luego ingresa al anillo interior y el diente fijo es estrecho. En la pequeña brecha, bajo la acción de la fuerza mecánica y el efecto hidrodinámico, se genera un gran esfuerzo cortante, fricción, impacto y colisión mutua y fricción entre los materiales para romper las partículas o gotas de fase dispersa. A medida que la velocidad lineal del diente giratorio aumenta gradualmente desde el anillo interior al anillo exterior, el entorno de pulverización se mejora continuamente y el material se aplasta cada vez más por la acción de corte, fricción, impacto y colisión durante el anillo exterior. movimiento. Cuanto más fino sea, más homogénea se logra la emulsificación.

Al mismo tiempo, en la región de presión negativa del centro del rotor, cuando la presión es más baja que la presión de vapor saturada (o presión de separación del aire) del líquido, se genera una gran cantidad de burbujas, y las burbujas se trituran con el Flujo de líquido a la corona dentada del estator o colapso con el aumento de presión. . En el momento del colapso, se forma un microjet en el centro de la burbuja. La velocidad del chorro puede alcanzar 100 m / s, o incluso 300 m / s. La fuerza de impacto generada se puede estimar mediante la fórmula de presión del martillo de agua, es decir, P = ρCaC, donde ρ es líquido. Densidad; Ca es la velocidad del sonido en el líquido; C es la velocidad del microjet. Sea C 100 m / s, la presión del pulso resultante es cercana a 200 M Pa, que es el efecto de cavitación. Las fuertes ondas de presión pueden hacer que las partículas blandas y semiblandas se trituren o que las partículas finas aglomeradas se dispersen.

(2) Mecanismo de homogeneización a alta presión.

La homogeneización a alta presión es el uso de alta presión para causar una alta fuerza de corte cuando el material líquido fluye a través de un estrecho espacio a alta velocidad. El material líquido es impactado en el anillo de metal para generar una fuerte fuerza de impacto, y el aire generado por la caída de presión estática y el aumento repentino. La combinación de la fuerza explosiva del orificio y similares, el proceso de procesar la emulsión o suspensión relativamente grande de las partículas originales en una emulsión o suspensión finamente estable de las partículas. Cuando el material homogéneo pasa a través del espacio ajustable h entre el asiento de la válvula y el vástago de la válvula, el caudal se acelera a 200-300 m / s en un instante, lo que provoca una gran caída de presión, y el líquido se satura cuando la presión Se baja a la temperatura de trabajo. A la presión de vapor (o presión de separación de aire), el líquido comienza a "hervir" y rápidamente se "vaporiza", generando una gran cantidad de burbujas en el interior. El líquido que contiene una gran cantidad de micro-burbujas fluye hacia la salida de la rendija, el caudal se reduce gradualmente y la presión aumenta. Cuando la presión aumenta hasta cierto valor, la burbuja en el líquido estalla repentinamente y se vuelve a condensar, y la burbuja se genera y colapsa instantáneamente. Se forma un fenómeno de cavitación. El fenómeno de la cavitación es como una gran cantidad de bombas en miniatura. La intensa liberación de energía produce fuertes vibraciones de alta frecuencia. Al mismo tiempo, con la fuerte fuerza de corte generada por una fuerte turbulencia, las partículas blandas y semiblandas en el líquido están en la cavidad y son turbulentas. La fuerza de corte se combina para pulverizarse en partículas, y el efecto del efecto de cavitación se considera grande. Las partículas pulverizadas se impactan luego a alta velocidad en el anillo de impacto y se pulverizan y dispersan adicionalmente.

(3) Comparación y análisis

De acuerdo con el análisis anterior, el homogeneizador de alta cizalla se debe principalmente a la alta acción de cizallamiento causada por el movimiento relativo de alta velocidad entre el estator y el rotor, y las partículas de material se dispersan, refinan y homogeneizan con una fuerte cavitación. El homogeneizador de alta presión se basa principalmente en la fuerte y suficiente cavitación y turbulencia generadas por el fluido de alta presión para romper las partículas en la fase dispersada del fluido para lograr la homogeneidad. No es difícil entender que el homogeneizador de alta presión es adecuado para el tratamiento de materiales granulares blandos y semi-blandos debido a la cavitación extremadamente fuerte. Se encontró que el campo de fuerza más efectivo para la pulverización de la fibra es la fuerza de corte y la fuerza de rectificado. A temperatura normal, la fuerza de impacto es impotente para la fibra, y la máquina de homogeneización de alto cizallamiento puede producir una fuerte acción de cizallamiento y esmerilado en el material. Por lo tanto, el homogeneizador de alto cizallamiento es más adecuado para tratar la fibra que contiene una capa de crema más dura o más racional, más fácil de presentar, material granular más duro. En la actualidad, la velocidad de línea del homogeneizador de corte comúnmente utilizado en China es generalmente de 10 a 25 m / s. La práctica ha demostrado que su efecto de homogeneización no es ideal. El homogeneizador de alto cizallamiento se refiere a un homogeneizador de cizallamiento con una velocidad lineal de 30-40 m / s. Los componentes principales de trabajo son una o más etapas de engranajes rotores del estator, y cada etapa del estator tiene varias capas de engranajes anulares.