CN205672848U - 一种回转渠道式超声波均质处理机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种回转渠道式超声波均质处理机，包括处理机箱体、回转渠道底板、上盖板、多个回转渠道隔板、多个超声波换能器、均质液溢流堰板，处理机箱体的左侧面上端位置开有混合料液入口，回转渠道底板安装在处理机箱体内并将处理机箱体分成上下两部分，回转渠道底板下表面固定连接多个超声波换能器，回转渠道底板上表面固定连接多个回转渠道隔板，回转渠道隔板的位置交错设置，形成可供料液流动的回转渠道，回转渠道末端处设置有一个均质液溢流堰板，均质液溢流堰板的高度低于回转渠道隔板的高度，本实用新型可满足微胶囊生产过程中对混合料液均质处理的工艺要求，而且设备的结构简洁、制造难度不高、成本费用小。

Description

一种回转渠道式超声波均质处理机

技术领域

本实用新型涉及一种回转渠道式超声波均质处理机。

背景技术

随着科学技术的发展和人民生活水平提高，天然植物精油越来越受到人们的青睐。但植物精油在使用和贮存期间容易挥发、散失香味和香气或容易分解变质，使得植物精油不能得到有效利用。植物精油微胶囊化是解决这个问题的一个有效途径。

用天然的或合成的高分子成膜材料将微量的植物精油包嵌起来，形成具有通透性壁壳的微米级大小的包覆物，这个工艺过程称为植物精油微囊化。其中，被包覆的植物精油称为芯材，而包覆芯材的物质称为壁材。植物精油微囊化，使得植物精油免受外界环境因素的影响、控制或延长其释香时间,从而达到预期的使用目的。

植物精油微囊化生产过程中的一个特别重要的工艺环节，是对芯材（植物精油）、壁材（水溶性的高分子材料）及其它辅助液体的混合料液进行均质处理，即将不均匀的多种物质组成的混合料液相互分散成为均匀的连续相，同时降低相同成分聚集微粒的尺度，并达到较稳定的均一状态。由于目前普遍采用的机械搅拌的方法，常常造成微胶囊成品的粒径偏大、包油量少、包埋率低。为此人们尝试利用化工及乳品生产行业的各类均质设备，包括：高压均质机、超声波均质机、高剪切均质机，但这些均质设备主要是针对化工及乳品生产行业的需要而设计，其工艺条件苛刻、结构复杂，且大多由国外引进，价格昂贵。而且对许多微胶囊品种，由于均质过程过于激烈，其伴随的物理化学反应，破坏了壁材的分子结构特性，使微胶囊的包埋效果变坏。

也有科技工作者在实验室制备植物精油微胶囊过程中，使用超声波清洗机对混合料液进行均质处理，显著提升了微胶囊的品质和包埋率。受此启发,我们在制备多个品种（姜精油、大蒜油、玫瑰油、迷迭香油、薰衣草油等）的植物精油微胶囊过程中进行类似实验，均取得显著成效，表明超声波清洗机中采用的压电陶瓷换能器，可用于设计植物精油微胶囊化专用的超声波均质设备。这种清洗机用的超声波换能器，其核心部件是压电陶瓷圆盘换能器，其圆台形外壳的底面是超声波发射面，通常直径为45mm---75mm，应用时将其用金属胶粘接在作用对象上。这种超声波换能器在我国已有数十年的发展历史，其制造工艺成熟、价格低廉，缺点是单只换能器发出的声功率不高，一般不超过120W。上述实验发现，在距其超声波发射面200mm以内，可在各类混合料液内产生显著的空化作用，而超声波的这种空化作用是实现混合料液均质的核心动力。

超声波的空化作用是指存在于液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。空化作用一般包括3个阶段：空化泡的形成、长大和剧烈的崩溃。当盛满液体的容器通入超声波后，由于液体振动而产生数以万计的微小气泡，即空化泡。这些气泡在超声波纵向传播形成的负压区生长，而在正压区迅速闭合，从而在交替正负压强下受到压缩和拉伸。在气泡被压缩直至崩溃的一瞬间，会产生巨大的瞬时压力，一般可高达几十兆帕至上百兆帕，空化可使气相反应区的温度达到5 200 K左右，液相反应区的有效温度达到1 900 K左右，局部压力在5．O5× 10 kPa，温度变化率高达10K/s，并伴有强烈的冲击波和时速达400 km 的微射流。这种巨大的瞬时压力，可以使悬浮在液体中的固体表面受到急剧的破坏。通常将超声波空化分为稳态空化和瞬间空化2种类型：稳态空化是指在声强较低(一般小于10 w/cm )时产生的空化泡，其大小在其平衡尺寸附近振荡，生成周期达数个循环。当扩大到使其自身共振频率与声波频率相等时，发生声场与气泡的最大能量耦合，产生明显的空化作用。瞬态空化则是指在较大的声强(一般大于1Ow/cm )作用下产生的生存周期较短的空化泡(大都发生在1个声波周期内)。超声波空化作用的强弱与声学参数以及液体的物理化学性质有关：

1) 超声波强度。超声波强度指单位面积上的超声功率，空化作用的产生与超声波强度有关。对于一般液体超声波强度增加时，空化强度增大，但达到一定值后，空化趋于饱和，此时再增加超声波强度则会产生大量无用气泡，从而增加了散射衰减，降低了空化强度。

2) 超声波频率。超声波频率越低，在液体中产生空化越容易。也就是说要引起空化，频率愈高，所需要的声强愈大。例如：要在水中产生空化，超声波频率在400 kHz时所需要的功率要比在10 kHz时大10倍，即空化是随着频率的升高而降低。一般采用的频率范围20~40 kHz。

3) 液体的表面张力与黏滞系数。液体的表面张力越大，空化强度越高，越不易于产生空化。黏滞系数大的液体难以产生空化泡，而且传播过程中损失也大，因此同样不易产生空化。

4) 液体的温度。液体温度越高，对空化的产生越有利，但是温度过高时，气泡中蒸汽压增大，因此气泡闭合时增强了缓冲作用而使空化减弱。

在植物精油微囊化生产过程中，利用超声波对芯材（植物精油）、壁材（水溶性的高分子材料）及其它辅助液体的混合料液进行均质处理时，除超声波的作用强度外，另一个最重要的工艺参数是超声波的作用时间。一般来说，超声波的作用的时间越长，混合料液的分散性越好；但大量实验表明，超声波的作用的时间过长，反而会使植物精油微囊包埋率明显降低。

发明内容

针对以上缺点，本实用新型提供一种回转渠道式超声波均质处理机。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种回转渠道式超声波均质处理机，包括处理机箱体、回转渠道底板、上盖板、多个回转渠道隔板、多个超声波换能器、均质液溢流堰板，处理机箱体上盖有盖板，处理机箱体的左侧面上端位置开有混合料液入口，回转渠道底板安装在处理机箱体内并将处理机箱体分成上下两部分，回转渠道底板下表面固定连接多个超声波换能器，回转渠道底板上表面固定连接多个回转渠道隔板，回转渠道隔板的位置交错设置，形成可供料液流动的回转渠道，回转渠道末端处设置有一个均质液溢流堰板，均质液溢流堰板的一端与回转渠道隔板固定连接，另一端与处理机箱体的内表面固定连接，均质液溢流堰板的高度低于回转渠道隔板的高度，均质液溢流堰板的另一侧设置有均质液收集槽，均质液收集槽的底部开有均质液排出口，合上盖板。

本实用新型的有益效果为：通过合理设置回转渠道隔板来而形成足够长的回转渠道，延长混合料液在回转渠道内流经的行程，保证了超声波均质处理效果和过程的可控性，同时设备结构紧凑，占地面积小，便于小规模生产线采用。可以更换使用不同高度的均质液溢流堰板，来设定混合料液在回转渠道内的工作液位；可以在混合料液入口处设置调节阀来在线调控混合料液在回转渠道内的停留时间以及设备的处理量，满足微胶囊生产过程中对混合料液均质处理的工艺要求，而且设备的结构简洁、制造难度不高、成本费用小。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是图1的A-A剖面图。

图4是图2的B-B剖面图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型作进一步说明：

实施例1

如图1-4所示：一种回转渠道式超声波均质处理机，包括处理机箱体11、回转渠道底板9、上盖板12、多个回转渠道隔板3、多个超声波换能器10、均质液溢流堰板6，处理机箱体11上盖有盖板12，处理机箱体11的左侧面上端位置开有混合料液入口1，回转渠道底板9安装在处理机箱体11内并将处理机箱体11分成上下两部分，回转渠道底板9下表面固定连接多个超声波换能器10，回转渠道底板9上表面固定连接多个回转渠道隔板3，回转渠道隔板3的位置交错设置，形成可供料液流动的回转渠道2，回转渠道2末端处设置有一个均质液溢流堰板6，均质液溢流堰板6的一端与回转渠道隔板3固定连接，另一端与处理机箱体11的内表面固定连接，均质液溢流堰板6的高度低于回转渠道隔板3的高度，均质液溢流堰板6的另一侧设置有均质液收集槽7，均质液收集槽7的底部开有均质液排出口8，合上盖板12。

本实用新型的使用方法：待均质处理的混合料液由混合料液入口1连续加入，沿着回转渠道2缓慢流动，回转渠道底板2下面密集设置的超声波换能器10发出的超声波对混合料液进行持续机械作用和空化作用,使混合料液逐渐达到预期的均匀分散状态，并在回转渠道2的末端溢过均质液溢流堰板6进入均质液收集槽7，然后由均质液收集槽7下部设置均质液排出口8连续排出。

Claims (1)

1.一种回转渠道式超声波均质处理机，包括处理机箱体（11）、回转渠道底板（9）、上盖板（12）、多个回转渠道隔板（3）、多个超声波换能器（10）、均质液溢流堰板（6），处理机箱体（11）上盖有盖板（12），其特征在于：所述的处理机箱体（11）的左侧面上端位置开有混合料液入口（1），回转渠道底板（9）安装在处理机箱体（11）内并将处理机箱体（11）分成上下两部分，回转渠道底板（9）下表面固定连接多个超声波换能器（10），回转渠道底板（9）上表面固定连接多个回转渠道隔板（3），回转渠道隔板（3）的位置交错设置，形成可供料液流动的回转渠道（2），回转渠道（2）末端处设置有一个均质液溢流堰板（6），均质液溢流堰板（6）的一端与回转渠道隔板（3）固定连接，另一端与处理机箱体（11）的内表面固定连接，均质液溢流堰板（6）的高度低于回转渠道隔板（3）的高度，均质液溢流堰板（6）的另一侧设置有均质液收集槽（7），均质液收集槽（7）的底部开有均质液排出口（8）。