高剪切乳化机的应用及影响因素

高剪切乳化机就是、快速、均匀地将一个相或多个相（液体、固体、气体）进入到另一互不相溶的连续相（通常液体）的过程。而在通常情况下各个相是互不相溶的。当外部能量输入时，两种物料重组成为均一相。由于转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使物料在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，形成悬浮液（固/液），乳液（液体/液体）和泡沫（气体/液体）。从而使不相溶的固相、液相、气相在相应成熟工艺和适量添加剂的共同作用下，瞬间均匀精细的分散乳化，经过高频的循环往复，zui终得到稳定的高品质产品。

高剪切乳化机由1-3个工作腔组成，在马达的高速驱动下，物料在转子与定子之间的狭窄间隙中高速运动，形成紊流，物料受到更强液力剪切、离心挤压、高速切割、撞击和研磨等综合作用，从而达到分散、乳化、破碎的效果。被加工物料本身和物理性质和工作腔的数量以及控制物料在工作腔中停留的时间决定了粒径分布范围及均化、细化的效果和产量的大小。

 高剪切乳化机的应用

1 精细化工 颜料 染料 涂料 油漆 塑料 树脂 油墨 糊料 浆料 热熔胶 阻燃剂 胶粘剂 整理剂 表面活性剂 均染剂防粘剂 消泡剂 光亮剂 橡胶助剂 塑料助剂 染料助剂 絮凝剂 混凝剂 表面活性剂 溶剂 硅油乳化 树脂乳化 碳黑分散

2 石油化工 润滑油 重油混合 重油乳化 油包水 包油水 柴油乳化 改性沥青 乳化沥青 催化剂 蜡乳化

3 农药化肥 化肥 农药乳化 农药助剂 农药中间体 药乳油 杀虫剂 除草剂 种衣剂 杀菌剂 植物激素 尿素 复合肥 乳油湿性粉剂

4 生物医药 细胞浆化 血清疫苗 蛋白质分散剂 药乳膏 抗生素 糖衣

5 日用化工 护肤霜 护肤膏 洗涤剂 防腐剂 美发用品 牙膏 日用香精

6 食品工业 食品添加剂 香精 香料 果汁 果酱 冰淇淋 乳制品 巧克力 植脂末

7 涂料油墨 内外墙涂料 乳胶漆 纳米涂料 建筑胶 光固化涂料 油墨 墨水 碳黑 涂料助剂 釉 膨润土

8 造纸工业 纸浆 胶黏剂 松香分散 碳酸钙 填料助剂 颜料混合 树脂乳化

9 环境保护：废水、污水处理、改质、回收利用

10其 他：造纸、陶瓷泥釉、除锈剂、*

影响高剪切乳化结果的因素有以下几点

1 乳化头的形式（批次式和连续式）（连续式比批次好）

2 乳化头的剪切速率  （越大，效果越好）

3 乳化头的齿形结构（分为初齿，中齿，细齿，超细齿，约细齿效果越好）

4  物料在分散墙体的停留时间，乳化分散时间（可以看作同等的电机，流量越小，效果越好）

5 循环次数（越多，效果越好，到设备的期限，就不能再好）

线速度的计算

剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。

–  剪切速率 （s-1） =           v  速率 （m/s）  
                         g 定-转子 间距 （m）

由上可知，剪切速率取决于以下因素：

–  转子的线速率

–  在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。
IKN 定-转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm 

 速率V=  3.14 X  D（转子直径）X 转速 RPM  /   60

   从上面看来,转速和乳化头的精密程度决定乳化效果

   超高速分散均质乳化机的高的转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是zui重要的。根据一些行业特殊要求，依肯公司在ERS2000系列的基础上又开发出ERX2000超高速剪切乳化机机。其剪切速率可以超过200.00 rpm，转子的速度可以达到66m/s。在该速度范围内，由剪切力所造成的湍流结合专门研制的电机可以使粒径范围小到纳米级/。剪切力更强，乳液的粒经分布更窄。由于能量密度*,无需其他辅助分散设备,可以达到普通的高压均质机的400BAR压力下的颗粒大小.

乳化头（一套转子和定子）

为了确保设备符合各种应用的需要，依肯公司为所有的设备都配备了一系列的可选择的定子和转子（乳化头）。不同的乳化头设计都很好满足了不同耗能水平的需要。此外，乳化头的设计也很好地满足不同粘度的物质以及颗粒粒径的需要。在线式的定子和转子（乳化头）和批次式机器的工作头设计的不同主要是因为在对输送性的要求方面，而在线式机器对输送的要求则比较低。
特别要引起注意的是：在粗精度、中等精度、细精度和其他一些工作头类型之间的区别不光是转子齿的排列，还有一个很重要的区别是不同工作头的几何学特征不一样。狭槽数、狭槽宽度以及其他几何学特征都能改变定子和转子工作头的不同功能。
根据以往的惯例，依据以前的经验工作头来满足一个具体的应用。在大多数情况下，机器的构造是和具体应用相匹配的，因而它对制造出zui终产品是很重要。当不确定一种工作头的构造是否满足预期的应用时。我们建议在实验室里进行一次实验或者测试。依肯公司鼓励顾客能够使用我们的设备，并且我们有一整套的测试实验系统以便帮助顾客为您选型。

批次（乳化头） 不同的组合及不同的应用

管线式乳化头

定转子（分散乳化头）技术

                                            
  2P转子（粗精度）                                     2G 定子（粗精度）

粗精度的工作头可以满足中剪切的混合、均质工艺过程。它是由粗精度定子与泵叶式转子（2P）相组成：一个粗精度的定子在使用时通常是和一个特定的转子配套的，转子可以提供很高的产量，这就是所谓的“P”。和其他形式的工作头相比，这种定转子组合成的分散头将产量提高了4倍，它所产生的剪切力在中等水平，并且能产生泵的那种抽吸效应。这种工作头可以在泵的位置替代泵使用，或者可以辅助泵来增加流量，同时也可以用于辅助多级机器输送高粘度流体。
                                              
2G转子（粗精度）                                        2G 定子（粗精度）
粗精度（2G）分散头：主要用于挤压、切碎、消溶和粗精度破碎。尤其适合于粗颗粒悬浮之前的预粉碎以及树脂的切碎和挤压操作。

                                           
4M转子（中精度）                                       4M 定子（中精度）
中等精度（4M）乳化头：主要用于挤压、颜料分散、加快溶解和良好的破碎。这种乳化头在乳化和悬浮生产中应用的比较普遍，特别是颜料工艺领域，一般用在低粘度范围的生产中较多。

                                     
6F转子（细精度）                                        6F定子（高精度）
高精度（6F）均质头：主要用于挤压、催化、加快溶解以及要求比较高精度的粉碎。特别适合于微乳化和悬浮，经常应用在洗液、面霜等领域，主要针对低粘度范围的物料，也可以和一个喂料泵相连。

8SF 转子（特高精度）                            8SF 定子（特高精度） 

特高精度（8SF）均质头：主要用于挤压、催化、加快溶解以及要求特高精度的粉碎。特别适合于微乳化和精细悬浮，可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强，乳液的粒经分布更窄。特别应用于:疫苗，细胞破碎，胶体溶液，金属氧化物悬浮液，墨水，印刷涂料，色素混合等等。主要针对低粘度范围的物料，也可以和一个喂料泵相连。