CN112426950A - 一种初乳化单元、高粘度物料连续精细乳化装置及其乳化方法 - Google Patents

一种初乳化单元、高粘度物料连续精细乳化装置及其乳化方法 Download PDF

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CN112426950A CN202011312008.3A CN202011312008A CN112426950A CN 112426950 A CN112426950 A CN 112426950A CN 202011312008 A CN202011312008 A CN 202011312008A CN 112426950 A CN112426950 A CN 112426950A
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Abstract

本发明公开了一种初乳化单元、高粘度物料连续精细乳化装置及其乳化方法,通过物料分布器和初乳化剪切机构实现物料的初步乳化,物料分布器位于第一物料进口和剪切桨组之间,物料分布器包括沿周向呈均布的N个齿形的分布单元,每两个相邻的分布单元之间形成供物料穿行的通道,每一分布单元内部中空,N个分布单元内部的中空空间相互连通形成分布空间,物料分布器的外侧壁上设有与分布空间相连通的第二物料进口,每一分布单元的周向侧壁设有与分布空间相连通的分布孔。再将初乳段与精细乳化段串联组合形成高粘度物料连续精细乳化装置,可实现低能耗精细乳化。

Description

一种初乳化单元、高粘度物料连续精细乳化装置及其乳化 方法
技术领域
本发明涉及乳化装置技术领域,特别是涉及一种初乳化单元、高粘度物料连续精细乳化装置及其乳化方法。
背景技术
随着人类的发展、技术的进步和生产工艺的革新,工业生产中所应对工况和处理的材料越来越多样化和复杂化;这使得人们对各类生产装备的性能和效率要求越来越高。因此,为满足人们生产生活的新需求,优化传统装备和开发新式装备成为科学研究不可或缺的一个部分。在乳化操作中,传统的桨式乳化装备不仅越来越不能满足人们对获得液滴粒径较小且分布区间狭窄的精细乳液的需求,还特别不适用于高粘度的牛顿和非牛顿物料的连续、快速和精细乳化过程。
乳化过程是包含物料混合与破碎的复合过程。在高粘度物料与乳化液接触的初期即初乳阶段,两种物料混合还不够充分导致混合物料的整体粘度还比较大,此时采用高速破碎装置显著增加能耗。在乳化过程的后期即精细乳化阶段,物料已经充分混合,但初乳液粒径较大且分布范围较宽;此时,液滴的进一步破碎需要能产生高强度和高频率剪切作用的装置。因此,连续化、大规模、高效制备高粘度物料的精细乳化液在装备上需要解决两个关键问题。第一,在尽可能低的能耗下,如何保证物料充分受到高强度、高频率的剪切作用进而产生粒径分布区间狭窄的精细乳滴。第二,如何保证高粘度物料与乳化液经单程乳化完成由新鲜物料到精细乳液的过程。
在已公开的专利中,已有多种用于针对重油、沥青、高分子聚合物、硅烷、生物质油等高粘度物料的乳化的装备。其中,专利CN106635131B公开了一种用于高粘度重油乳化的陶瓷膜装备,该装备采用将分散相乳化剂水溶液压过陶瓷膜形成微射流的方法制备油包水乳液。专利CN210855998U公开了一种高效沥青乳化装置,该装置利用带刮板的搅拌桨有效的将粘附在搅拌釜侧壁与沉积在搅拌釜底部的沥青刮起,以避免沥青乳化不完全现象。专利CN103589163B公开了一种聚硅氧烷乳液制备装置,该装置利用“弓”字形桨对聚硅氧烷物料的剪切、撕扯作用制备高粘度聚硅氧烷乳液。专利CN202519217U公开了一种乳化型生物柴油制取装置,该装置利用超声激振乳化装置实现生物质油的乳化。专利CN208320510U公开了一种沥青高效乳化装置,该装置利带有刀片并可以旋转的第一破碎刀和固定不动的第二破碎刀的破碎作用实现沥青的高效乳化。
上述专利技术虽能有效用于高粘度物料的乳化,但都存在不足。首选,对于陶瓷膜等微结构乳化装置,其只能适用于分散相粘度较低的工况,在复杂工况下应用困难。其次,上述专利中改进的桨式乳化装置,虽然在搅拌桨结构上进行了改进,但他们总体上还属于低速桨,不能解决前面所述两个关键问题,很难制备得到液滴粒径较小且分布区间狭窄的精细乳液,也不具备连续化高效生产能。最后,对于超声激励装置,其在设备成本、能耗和大规模高效制备方面依旧存在问题。
结合乳化过程,先将整个乳化过程分成初乳段和精细乳化段,并分别采用适宜的乳化方法和设备;再将两段有机的整合,最终形成一个一体化的连续乳化装置的方法是解决上述问题的关键。鉴于此,我们发明了一种由高效杯型剪切桨和物料分布器组成的初乳段与由高剪切混合器组成的精细乳化段串联组合而成的高粘度物料连续精细乳化装置。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的初乳化过程中物料混合不均匀的问题,而提供一种初乳化单元。
本发明的另一个目的是提供一种包括所述初乳化单元的高粘度物料连续精细乳化装置。
本发明的另一个目的是提供所述高粘度物料连续精细乳化装置的乳化方法。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是:
一种初乳化单元,包括初乳化壳体、设置于所述初乳化壳体上的第一物料进口、以及设置于所述初乳化壳体内的物料分布器和初乳化剪切机构,
所述初乳化剪切机构包括第一传动轴和和设置于所述第一传动轴上的一个或多个剪切桨组,所述第一传动轴穿过所述物料分布器的中心,所述物料分布器位于第一物料进口和所述剪切桨组之间,所述物料分布器包括沿周向呈均布的N个齿形的分布单元,每两个相邻的分布单元之间形成供物料穿行的通道,每一分布单元内部中空,N个分布单元内部的中空空间相互连通形成分布空间,所述物料分布器的外侧壁上设有与所述分布空间相连通的第二物料进口,每一分布单元的周向侧壁设有与所述分布空间相连通的分布孔。
在上述技术方案中,每一所述分布单元为三角形的分布齿,所述分布齿的两个周向侧壁上分别设有一个所述分布孔,每两个相邻的分布齿之间形成类梯形通道;
在上述技术方案中,所述初乳段壳体内嵌装有第一定位环和第二定位环,所述物料分布器位于所述第一定位环和第二定位环之间由两个定位环固定;
在上述技术方案中,所述分布孔为圆孔、长方形孔或梯形孔;
在上述技术方案中,N为4-8之间的自然数。
本发明的另一方面,一种高粘度物料连续精细乳化装置,包括壳体以及形成在所述壳体内部且串联连通的初步乳化腔室和精细乳化腔室;
所述壳体上设有与所述初步乳化腔室相连通的第一物料进口,所述初步乳化腔室内设有物料分布器以及初乳化剪切机构,所述初乳化剪切机构包括第一传动轴和设置于所述第一传动轴上的一个或多个剪切桨组,所述第一传动轴穿过所述物料分布器的中心,所述物料分布器位于第一物料进口和所述剪切桨组之间,所述物料分布器包括沿周向呈均布的N个齿形的分布单元,每两个相邻的分布单元之间形成供物料穿行的通道,每一分布单元内部中空,N个分布单元内部的中空空间相互连通形成分布空间,所述物料分布器的外侧壁上设有与所述分布空间相连通的第二物料进口,每一分布单元的周向侧壁设有与所述分布空间相连通的分布孔;
所述壳体上设有与所述精细乳化腔室相连通的物料出口,所述精细乳化腔室内设有精细乳化定转子组。
在上述技术方案中,每一所述分布单元为三角形的分布齿,所述分布齿的两个周向侧壁上分别设有一个所述分布孔,每两个相邻的分布齿之间形成类梯形通道;
在上述技术方案中,所述初乳段壳体内嵌装有第一定位环和第二定位环,所述物料分布器位于所述第一定位环和第二定位环之间由两个定位环固定;
在上述技术方案中,所述分布孔为圆孔、长方形孔或梯形孔;
在上述技术方案中,N为4-8之间的自然数。
在上述技术方案中,所述精细乳化定转子组包括第二传动轴、固定于所述第二传动轴上的转子以及固定于所述壳体内与所述转子相对设置的定子;
在上述技术方案中,所述转子和定子构成的定子转子组紧邻所述初步乳化腔室设置。
在上述技术方案中,所述壳体包括初乳段壳体、精细乳化段壳体和装配于两者之间的固定盘,所述第一物料进口设置于所述初乳段壳体的侧壁上,所述物料出口设置于所述精细乳化段壳体的侧壁上,所述精细乳化定转子组的定子固定于所述固定盘上,所述定子和所述固定盘的中心位置设置供初乳液通过的开孔。
在上述技术方案中,每个分布齿的齿尖均在直径D3的圆上,所述D3=25-100mm。
在上述技术方案中,所述转子设有m圈齿,每圈齿个数为n,两齿间距为L1,m为1-10中的整数,n为8~96中的整数,L1=0.5-10mm;所述精细乳化定转子组的定子中心设有直径为D1的圆形开孔,外围带有m圈齿,每圈齿个数为q,两齿间距为L2,所述D1=20-160mm,且D3小于D1,q=8~96中的整数,所述L2=0.5-10mm;定子与转子呈齿合型设置,每圈定子和转子之间的剪切间隙g,g=0.5-5mm。
在上述技术方案中,每一所述剪切桨组包括至少两个剪切桨,所述剪切桨为杯型剪切桨,所述杯型剪切桨组由剪切桨定位环固定于所述第一传动轴上。
本发明的另一方面,所述的高粘度物料连续精细乳化装置的乳化方法,包括以下步骤:分散相物料和连续相物料分别通过第一物料进口和第二物料进口通入到所述初步乳化腔室内,优选的,分散相物料经过第一物料进口进入到所述初步乳化腔室内,连续相物料经过第二物料进口、物料分布器的分布均匀进入到所述初步乳化腔室内;
分散相物料和连续相物料在物料分布器内侧错流撞击生成初始分散液,初始分散液在初乳化剪切机构的作用下形成初乳液;
初乳液进入到精细乳化腔室内,在精细乳化定转子组的剪切作用下生成液滴粒径较小且分布区间狭窄的精细乳化液。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.本发明的高粘度物料连续精细乳化装置,适用范围广,可用于的物料粘度为0.1-100000cp的工况,分散相和连续相可以以任意比例进料。
2.本发明的高粘度物料连续精细乳化装置,在初乳段耦合物料分布器与杯型剪切桨组,充分利用两者优势在提升物料初始分布均匀程度的同时提升剪切水平,以实现低功耗下大幅提升初乳液的质量。
3.本发明的高粘度物料连续精细乳化装置,将初乳段和精细乳化段紧凑的串联组合相比于其他的连接方式,极大的简化了两者的连接结构,减少了所需的连接部件,提高了设备的紧凑程度,降低设备成本;更重要的是两段紧密连接消除了初乳液由初乳段进入精细乳化段过程中的热量损失,实现在不增加额外换热部件的情况下保持进入精细乳化段初乳液的温度、乳液粒径等特性稳定,为后续高速定转子组对初乳液进一步处理并最终制备高品质的精细乳液提供优良的初始条件。
4.使用本发明的高粘度物料连续精细乳化装置,工作时分散相物料和连续相物料分别经第一进料口和第二进料口泵入初乳段,两股物料在分布器内侧相遇生成初始分散液。分布器齿间和侧面的梯形通道不但促使连续相和分散相流速沿径向分布相对均匀,而且确保两股流体呈错流交汇,这使得两股物料在初始分散液中分布更加均匀。初始分散液在低速杯型剪切桨的作用下形成初乳液,杯型剪切桨的独特的杯形弧面结构使其在低功耗下能产生较高的剪切速率,特别适合乳化操作,极大的提升初乳液的质量。高质量的初乳液随后进入精细乳化段,在定转子组的剪切作用下生成液滴粒径较小且分布区间狭窄的精细乳化液。高速定转子组具有转子末端线速度(10-50m/s)和定转子之剪切间隙(0.1-2mm)狭窄等特点,这使其具有极强的局部剪切速率(103-107s-1)和局部能量耗散率(103-106m2/s3),有效的促进乳液液滴的充分破碎。此外,借助分布器、杯型剪切桨和定转子组的优势并结合高粘度物料的乳化过程特征分别设置初乳段和精细乳化段并将两者有机的串联组合;不但实现了连续化制备,而且极大的提高了设备的简洁紧凑程度,减小了设备体积,增大了设备的操作空间和便捷度。同时,还有效的降低了设备功耗,提高设备性能,最终达到降低生产成本、提高产品质量、满足节能减排和绿色生产的要求。
附图说明
图1为高粘度物料连续精细乳化装置结构示意图。
图2为转子结构示意图。
图3为定子结构示意图,其中(a)为主视图,(b)为俯视图。
图4为杯型剪切桨组的结构示意图,其中(a)为主视图,(b)为俯视图。
图5为物料分布器的结构示意图,其中(a)为主视图,(b)为剖面图。
图中:1-第二传动轴,2-精细乳化段壳体,3-物料出口,4-转子,5-定子,6-固定盘,7-初乳段壳体,8-第一定位环,9-第二物料进口,10-第一物料进口,11-第一传动轴,12-第一杯型剪切桨组,13-剪切桨定位环,14-第二杯型剪切桨组,15-物料分布器,16-第二定位环,17-分布孔,18-杯型结构桨叶。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种初乳化单元,包括初乳化壳体、设置于所述初乳化壳体上的第一物料进口10、以及设置于所述初乳化壳体内的物料分布器15和初乳化剪切机构,
所述初乳化剪切机构包括第一传动轴11和设置于所述第一传动轴11上的一个或多个剪切桨组,所述第一传动轴11穿过所述物料分布器15的中心,所述物料分布器15位于第一物料进口10和所述剪切桨组之间,所述物料分布器15包括沿周向呈均布的N个齿形的分布单元,每两个相邻的分布单元之间形成供物料穿行的通道,每一分布单元内部中空,N个分布单元内部的中空空间相互连通形成分布空间,所述物料分布器15的外侧壁上设有与所述分布空间相连通的第二物料进口9,每一分布单元的周向侧壁设有与所述分布空间相连通的分布孔17。
初乳化单元的初乳化方法为:分散相物料经过第一物料进口10进入到所述初步乳化腔室内,连续相物料经过物料分布器15的分布均匀进入到所述初步乳化腔室内,分散相物料和连续相物料在物料分布器15内侧错流撞击生成初始分散液,初始分散液在初乳化剪切机构的作用下形成初乳液。
更为优选的,所述初乳段壳体7内嵌装有第一定位环8和第二定位环16,所述物料分布器15位于所述第一定位环8和第二定位环16之间由两个定位环固定。物料分布器15的外侧壁紧贴所述初乳段壳体7的内壁。
作为优选的,每一所述分布单元为三角形的分布齿,所述分布齿的两个周向侧壁上分别设有一个所述分布孔17,每两个相邻的分布齿之间形成类梯形通道。所述物料分布器15上的分布孔17两两相对设置,物料分布器15设置于第一物料进口10和杯型剪切桨14之间;确保经第一物料进口10进入初乳段的连续相物料通过不同分布齿的两个相邻侧壁之间的梯形通道,在梯形通道内与分布孔17内流出的分散相物料实现错流交汇,分布器的多齿结构使得物料被均匀的分为多股并结合错流撞击效应提升物料初始分布和初次混合的均匀程度。
实施例2
一种高粘度物料连续精细乳化装置,包括壳体以及形成在所述壳体内部且串联连通的初步乳化腔室和精细乳化腔室;
所述壳体上设有与所述初步乳化腔室相连通的第一物料进口10,所述初步乳化腔室内设有物料分布器15以及初乳化剪切机构,所述初乳化剪切机构包括第一传动轴11和设置于所述第一传动轴11上的一个或多个剪切桨组,所述第一传动轴11穿过所述物料分布器15的中心,所述物料分布器15位于第一物料进口10和所述剪切桨组之间,所述物料分布器15包括沿周向呈均布的N个齿形的分布单元,每两个相邻的分布单元之间形成供物料穿行的通道,每一分布单元内部中空,N个分布单元内部的中空空间相互连通形成分布空间,所述物料分布器15的外侧壁上设有与所述分布空间相连通的第二物料进口9,每一分布单元的周向侧壁设有与所述分布空间相连通的分布孔17;
所述壳体上设有与所述精细乳化腔室相连通的物料出口3,所述精细乳化腔室内设有精细乳化定转子组。
所述高粘度物料连续精细乳化方法,包括以下步骤:连续相物料和分散相物料分别通过第一物料进口10和第二物料进口9泵入到所述初步乳化腔室内,优选的,连续相物料经过第一物料进口10进入到所述初步乳化腔室内,分散相物料经过第二物料进口9进入到物料分布器15,在物料分布器15的作用下分布均匀进入到所述初步乳化腔室内,分散相物料和连续相物料在物料分布器15内侧错流撞击生成初始分散液,初始分散液在初乳化剪切机构的作用下形成初乳液,然后初乳液进入到精细乳化腔室内,在精细乳化定转子组的剪切作用下生成液滴粒径较小且分布区间狭窄的精细乳化液。
作为优选的,所述精细乳化定转子组包括第二传动轴1、固定于所述第二传动轴1上的转子4以及固定于所述壳体内与所述转子相对设置的定子5。
第二传动轴1连接有高速电机,第一传动轴11连接有低速电机,工作时,第一传动轴11上的杯型剪切桨转速不低于60rpm,第二传动轴1上的转子叶尖线速度不低于10m/s,以确保初乳液和精细乳化液的质量。
作为优选的,所述壳体包括初乳段壳体7、精细乳化段壳体2和装配于两者之间的固定盘6,所述第一物料进口10设置于所述初乳段壳体7的侧壁上,所述物料出口3设置于所述精细乳化段壳体2的侧壁上,所述精细乳化定转子组的定子5固定于所述固定盘6上,所述定子5和所述固定盘6的中心位置设置供初乳液通过的开孔。
初乳段壳体7、精细乳化段壳体2和固定盘6通过法兰相连,呈串联设置,初乳段壳体7、精细乳化段壳体2均为圆柱形壳体。所述第一传动轴11同轴心设置于所述初乳段壳体7内,所述第二传动轴1同轴心设置于所述精细乳化段壳体2内。
本实施例中的物料分布器15采同实施例1中的物料分布器15,更进一步的,所述分布齿的个数为f个,每个分布齿的齿尖均在直径D3的圆上,所述D3=25mm(也可以是10、11、12、……、98、99、100mm),且D3小于D1,所述f=6个(也可以是4、5、7、8个)。
更进一步的,所述分布孔17为圆孔、长方形孔或梯形孔。
作为优选的,所述转子4设有m圈齿,每圈齿个数为n,两齿间距为L1,所述m=2圈(也可以是1、3、4、5、6、7、8、9、10圈),所述n=30个(也可以是8~96中的整数,如8、9、10、……、94、95、96个),所述L1=2mm(也可以是0.5、0.6、0.7、……、9.0、9.9、10mm);所述定子5中心设有直径为D1的圆形开孔,外围带有m圈齿,每圈齿个数为q,两齿间距为L2,所述D1=30mm(也可以是20、21、22、……、158、159、160mm),q=30个(也可以是8~96中的整数,如8、9、10、……、94、95、96个),所述L2=2mm(也可以是0.5、0.6、0.7、……、9.0、9.9、10mm);定子与转子呈齿合型设置,每圈定子和转子之间的剪切间隙g,所述g=1mm(也可以是0.5、0.6、0.7、……、4.8、4.9、5mm)。
作为优选的,所述剪切桨组包括至少两个剪切桨,所述剪切桨为杯型剪切桨,所述杯型剪切桨组由剪切桨定位环13固定于所述第一传动轴11上,更进一步的,所述剪切桨组包括第一杯型剪切桨组12和第二杯型剪切桨组14,每个剪切桨组均包括p个杯型结构桨叶18,杯型结构桨叶的外径为D2,桨叶中心平面与轴向平面夹角为θ角,所述D2=47mm(也可以是20、21、22、……、198、199、200mm),且D2大于D1;所述p=3个(也可以是2个或4个),所述θ角为15-90°(也可以是15-95°中任意值,如15°、20°、35°、45°、50°、75°、95°)。
实施例3
在实施例2的高粘度物料连续乳化装置的基础上,设置初步乳化腔室的内径82mm,采用两个杯型剪切桨组成的剪切桨组,杯型剪切桨直径D2为47mm,物料分布器带有6个分布齿,分布齿上带有梯形分布孔17,分布齿尖所在圆的直径D3为25mm;精细乳化腔室的内径74mm,转子带有两圈齿,每圈带有30个齿,齿间距2mm,转子外径60mm;定子带有两圈齿,每圈带有30个齿,齿间距2mm,定子中心圆孔直径D1为30mm,定子与转子呈齿合型设置,定子和转子之间的为1mm。
使用该装置在杯型剪切桨转速120rpm,转子叶尖线速度15m/s情况下,用于水和沥青直接乳化,水作为连续相物料通过第一物料进口10以240kg/h流量进入到高粘度物料连续乳化装置内,沥青作为分散相物料经过第二物料进口9以60kg/h流量进入到高粘度物料连续乳化装置内,乳化温度为65°,沥青质量分数20%,所制备的精细乳液的液滴平均粒径为20微米,处理量可达300kg/h。
而现有技术中的同尺寸的乳化装置乳化得到乳液的液滴平均粒径为90微米,由此可见,本发明的高粘度物料连续乳化装置处理量高,乳化效果好。
为了易于说明,实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语,用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是,除了图中示出的方位之外,空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果图中的装置被倒置,被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此,示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位),这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来,而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种初乳化单元,其特征在于,包括初乳化壳体、设置于所述初乳化壳体上的第一物料进口、以及设置于所述初乳化壳体内的物料分布器和初乳化剪切机构,
所述初乳化剪切机构包括第一传动轴和和设置于所述第一传动轴上的一个或多个剪切桨组,所述第一传动轴穿过所述物料分布器的中心,所述物料分布器位于第一物料进口和所述剪切桨组之间,所述物料分布器包括沿周向呈均布的N个齿形的分布单元,每两个相邻的分布单元之间形成供物料穿行的通道,每一分布单元内部中空,N个分布单元内部的中空空间相互连通形成分布空间,所述物料分布器的外侧壁上设有与所述分布空间相连通的第二物料进口,每一分布单元的周向侧壁设有与所述分布空间相连通的分布孔。
2.如权利要求1所述的初乳化单元,其特征在于,每一所述分布单元为三角形的分布齿,所述分布齿的两个周向侧壁上分别设有一个所述分布孔,每两个相邻的分布齿之间形成类梯形通道;
优选的,所述初乳段壳体内嵌装有第一定位环和第二定位环,所述物料分布器位于所述第一定位环和第二定位环之间由两个定位环固定;
优选的,所述分布孔为圆孔、长方形孔或梯形孔;
优选的,N为4-8之间的自然数。
3.一种高粘度物料连续精细乳化装置,其特征在于,包括壳体以及形成在所述壳体内部且串联连通的初步乳化腔室和精细乳化腔室;
所述壳体上设有与所述初步乳化腔室相连通的第一物料进口,所述初步乳化腔室内设有物料分布器以及初乳化剪切机构,所述初乳化剪切机构包括第一传动轴和设置于所述第一传动轴上的一个或多个剪切桨组,所述第一传动轴穿过所述物料分布器的中心,所述物料分布器位于第一物料进口和所述剪切桨组之间,所述物料分布器包括沿周向呈均布的N个齿形的分布单元,每两个相邻的分布单元之间形成供物料穿行的通道,每一分布单元内部中空,N个分布单元内部的中空空间相互连通形成分布空间,所述物料分布器的外侧壁上设有与所述分布空间相连通的第二物料进口,每一分布单元的周向侧壁设有与所述分布空间相连通的分布孔;
所述壳体上设有与所述精细乳化腔室相连通的物料出口,所述精细乳化腔室内设有精细乳化定转子组。
4.如权利要求3所述的高粘度物料连续精细乳化装置,其特征在于,每一所述分布单元为三角形的分布齿,所述分布齿的两个周向侧壁上分别设有一个所述分布孔,每两个相邻的分布齿之间形成类梯形通道;
优选的,所述初乳段壳体内嵌装有第一定位环和第二定位环,所述物料分布器位于所述第一定位环和第二定位环之间由两个定位环固定;
优选的,所述分布孔为圆孔、长方形孔或梯形孔;
优选的,N为4-8之间的自然数。
5.如权利要求3所述的高粘度物料连续精细乳化装置,其特征在于,所述精细乳化定转子组包括第二传动轴、固定于所述第二传动轴上的转子以及固定于所述壳体内与所述转子相对设置的定子;
优选的,所述转子和定子构成的定子转子组紧邻所述初步乳化腔室设置。
6.如权利要求3所述的高粘度物料连续精细乳化装置,其特征在于,所述壳体包括初乳段壳体、精细乳化段壳体和装配于两者之间的固定盘,所述第一物料进口设置于所述初乳段壳体的侧壁上,所述物料出口设置于所述精细乳化段壳体的侧壁上,所述精细乳化定转子组的定子固定于所述固定盘上,所述定子和所述固定盘的中心位置设置供初乳液通过的开孔。
7.如权利要求4所述的高粘度物料连续精细乳化装置,其特征在于,每个分布齿的齿尖均在直径D3的圆上,所述D3=25-100mm。
8.如权利要求7所述的高粘度物料连续精细乳化装置,其特征在于,所述转子设有m圈齿,每圈齿个数为n,两齿间距为L1,m为1-10中的整数,n为8~96中的整数,L1=0.5-10mm;所述精细乳化定转子组的定子中心设有直径为D1的圆形开孔,外围带有m圈齿,每圈齿个数为q,两齿间距为L2,所述D1=20-160mm,且D3小于D1,q=8~96中的整数,所述L2=0.5-10mm;定子与转子呈齿合型设置,每圈定子和转子之间的剪切间隙g,g=0.5-5mm。
9.如权利要求3所述的高粘度物料连续精细乳化装置,其特征在于,每一所述剪切桨组包括至少两个剪切桨,所述剪切桨为杯型剪切桨,所述杯型剪切桨组由剪切桨定位环固定于所述第一传动轴上。
10.如权利要求3-9中任一项所述的高粘度物料连续精细乳化装置的乳化方法,包括以下步骤:分散相物料和连续相物料分别通过第一物料进口和第二物料进口通入到所述初步乳化腔室内,优选的,分散相物料经过第一物料进口进入到所述初步乳化腔室内,连续相物料经过第二物料进口、物料分布器的分布均匀进入到所述初步乳化腔室内;
分散相物料和连续相物料在物料分布器内侧错流撞击生成初始分散液,初始分散液在初乳化剪切机构的作用下形成初乳液;
初乳液进入到精细乳化腔室内,在精细乳化定转子组的剪切作用下生成液滴粒径较小且分布区间狭窄的精细乳化液。
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