RU2780123C1 - Установка для получения мелкодисперсных порошков и способ осуществления - Google Patents
Установка для получения мелкодисперсных порошков и способ осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780123C1 RU2780123C1 RU2021113749A RU2021113749A RU2780123C1 RU 2780123 C1 RU2780123 C1 RU 2780123C1 RU 2021113749 A RU2021113749 A RU 2021113749A RU 2021113749 A RU2021113749 A RU 2021113749A RU 2780123 C1 RU2780123 C1 RU 2780123C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substance
- cavity
- source
- hydraulic
- pressure
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000012296 anti-solvent Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001808 supercritical antisolvent technique Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 11
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 claims description 8
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000996 additive Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 abstract description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 2
- -1 pharmaceutical Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 20
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 238000000278 gas antisolvent technique Methods 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000000194 supercritical-fluid extraction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010685 fatty oil Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000008079 hexane Substances 0.000 description 1
- 239000011346 highly viscous material Substances 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910001867 inorganic solvent Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003049 inorganic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 1
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 239000002417 nutraceutical Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000008347 soybean phospholipid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Images
Abstract
Группа изобретений относится к получению композитных дисперсных материалов, применяемых в химической, фармацевтической, косметической и пищевой промышленности, а также в микроэлектронике, материаловедении и аддитивных технологиях. Установка для получения мелкодисперсных порошков, работающая по методу сверхкритического антисольвентного осаждения, содержит полость с источником вещества, полость для образования частиц вещества с фильтром, соединенную вертикально с гидроумножителем через обратный клапан и сопло, а также с источником антирастворителя, устройство подачи вещества от источника в полость для образования частиц посредством гидроумножителя, управляемого через гидравлический распределитель от источника гидравлической жидкости. Подаваемое вещество является вязким сырьем, устройство подачи вещества от источника в полость гидроумножителя представляет собой два и более параллельно расположенных сосуда высокого давления, входные порты которых подключены к источнику сжатого CO2 с давлением 10-60 атм, а на линиях между входным портом и сосудом, а также выходным портом и полостью гидроумножителя установлены запорные краны. Техническим результатом является расширение количества устройств и технических способов получения мелкодисперсных порошков из вязкого сырья. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам и способам получения композитных дисперсных материалов, которые могут служить полупродуктом для формования функциональных изделий, востребованных в химической, фармацевтической, косметической и пищевой промышленности, а также в микроэлектронике, материаловедении и аддитивных технологиях. Основой изобретения является использование метода сверхкритического антисольвентного осаждения (САО) для формирования дисперсных материалов из вязкого сырья.
Метод САО является частным случаем метода антирастворителя и в самом общем виде заключается в использовании сжиженного газа в качестве антирастворителя. Сущность метода состоит в том, что берется жидкое исходное сырье, либо готовится раствор или суспензия необходимых компонентов в подходящем органическом растворителе, и тем или иным способом вводится в контакт со сжиженным газом. Органический растворитель, сжиженный газ, их объемное соотношение и другие параметры процесса подбираются таким образом, чтобы органический растворитель был хорошим растворителем либо средой для диспергирования целевых компонентов, а смесь органического растворителя и сжиженного газа уже обладала гораздо меньшей, в пределе - пренебрежимо малой растворяющей способностью по отношению к целевым компонентам, и при этом органический растворитель и сжиженный газ должны неограниченно смешиваться друг с другом. При смешении органического раствора и сжиженного газа происходит резкое падение растворяющей способности, что приводит к быстрому выпадению целевых компонентов в осадок. Диффузия в сжиженных газах происходит со скоростями, превышающими типичные скорости диффузии в жидкостях, поэтому смешение быстрее выходит на равновесный режим. За счет высокой скорости смешения возможно добиваться осаждения целевых веществ в виде мелкодисперсных порошков с равномерным распределением компонентов в частицах [Е. Reverchon. Supercritical antisolvent precipitation of micro- and nano-particles // J. Supercrit. Fluids. 1999, 15, 1-21; E. Reverchon, R. Adami, S. Cardea, et al. Supercritical fluids processing of polymers for pharmaceutical and medical applications // J. Supercrit. Fluids. 2009, 47, 484-492].
Главное преимущество метода САО перед традиционными жидкостными вариантами антисольвентного осаждения заключается в получении твердого мелкодисперсного продукта сразу в сухом виде. По окончании смешения раствора и антирастворителя и формирования твердой фазы в методе САО через рабочий объем прокачивают дополнительный поток сжиженного газа, который вымывает органический растворитель из системы. Затем производят сброс давления, при котором сжиженный газ, будучи при нормальных условиях газообразным, автоматически испаряется и улетучивается, оставляя полученный твердый продукт в сухом и чистом виде. В жидкостных же вариантах антисольвентного осаждения получается не сухой порошок, а взвесь/суспензия твердых частиц в жидкости, и необходимо проводить дополнительное отделение твердых части от маточного раствора и последующую сушку порошка от остатков растворителя. Это существенно утяжеляет и удорожает технологию. В методе САО стадии удаления растворителя и сушки включены в саму процедуру осаждения.
В качестве сжиженного газа-антирастворителя в методе САО чаще всего используют диоксид углерода, СО2. Он обладает абсолютной смешиваемостью с большинством распространенных органических растворителей, не горюч, не токсичен, дешев и легкодоступен. Неорганические растворители (воду) в данном методе не используют, так как не существует технологически приемлемых сжиженных газов, которые обладали бы смешиваемостью с водой и при этом могли бы выступать антирастворителями.
Существует два наиболее распространенных варианта реализации контакта раствора и газового антирастворителя в методе САО. В первом варианте исходный раствор/суспензия целевых компонентов в органическом растворителе помещается в автоклав высокого давления, оснащенный перемешиванием, и затем в этот автоклав подается газ. Подача ведется в стационарном режиме до достижения рабочего давления, после чего смесь выдерживается заданное время при перемешивании для установления равновесия и формирования твердой фазы. Затем система переключается в проточный режим, и производится промывка рабочего объема сжиженным газом для удаления органического растворителя. Эту разновидность САО иногда называют методом газового антисольвентного осаждения (ГАО), поскольку первичный контакт фаз раствора и антирастворителя происходит еще при низких давлениях, когда антирастворитель находится не в сжиженном или сверхкритическом, а в газовом состоянии, и осаждение твердой фазы происходит не из сверхкритического раствора, а из газорасширенной жидкости. Во втором варианте в проточном сосуде сначала устанавливается постоянный поток газового антирастворителя в жидком либо, чаще, сверхкритическом состоянии, и затем сырье распыляется в этот поток через форсунку. Диспергированная струя раствора смешивается со сверхкритическим антирастворителем и происходит осаждение твердых веществ. После окончания распыления исходного раствора дополнительная прокачка сверхкритического антирастворителя продолжается в течение заданного времени для удаления остатков органического растворителя из рабочей зоны. Именно этот вариант чаще всего имеется в виду при использовании термина САО. Метод ГАО больше подходит для формирования порошковых материалов с крупным размером частиц (от 1 мкм и больше) [R. Adami, L.S. Osseo, R. Huopalahti, et al. Supercritical AntiSolvent micronization of PVA by semi-continuous and batch processing // J. Supercrit. Fluids. 2007, 42, 288-298; R.B. Yoganathan, R. Mammucari, N.R. Foster. Dense Gas Processing of Polymers // Polym. Rev. 2010, 50, 144-177], а также макроскопических пористых структур; кроме того, он используется в тех случаях, когда распыление исходного сырья через форсунку невозможно. Метод САО используется для получения порошков с малым размером частиц (<1 мкм) [Е. Reverchon, R. Adami, S. Cardea, et al. Supercritical fluids processing of polymers for pharmaceutical and medical applications // J. Supercrit. Fluids. 2009, 47, 484^922; E. Reverchon, I. De Marco. Mechanisms controlling supercritical antisolvent precipitate morphology // Chem. Eng. J. 2011, 169, 358-370], а также применяется для работы с вязким сырьем [С.Magnan, Е. Badens, N. Commenges, et al. Soy lecithin micronization by precipitation with a compressed fluid antisolvent - influence of process parameters // J. Supercrit. Fluids. 2000, 19, 69-77; US4367178; US20050170063], для которого крайне затруднителен полноценный объемный контакт с антирастворителем в варианте ГАО, в котором не предусмотрено диспергирование фракции сырья.
Сложной технической задачей в методе САО является распыление вязкого сырья в среду высокого давления. Начиная с определенного уровня вязкости сырья (ориентировочно, с кинематической вязкости от 100 мм2/с), данную задачу нецелесообразно либо вовсе невозможно решать с использованием традиционных подходов к перекачиванию сред под высоким давлением, поскольку низкая текучесть вязкого сырья препятствует стабильной подаче.
Известны насосы для работы со сверхкритическими флюидами на давления до 96 МПа [J.L. Martinez, S.W. Vance. Supercritical Extraction Plants: Equipment, Process, and Costs, in: Supercrit. Fluid Extr. Nutraceuticals Bioact. Compd., CRC Press, Boca Raton, FL, 2008: pp. 25-49]. Однако такие насосы предназначены для нагнетания высокого давления именно сверхкритического СО2, входная вязкость которого невелика. Они не могут эффективно всасывать и подавать вязкое сырье, которое не в состоянии поступать в плунжерный насос самотеком. Для перекачки вязких жидкостей также могут использоваться роторные насосы, шестеренные либо пластинчатые. Однако, данные виды насосов, во-первых, как правило, не рассчитаны на работы при давлениях в несколько сотен атмосфер, и во-вторых, принципиально не способны работать с абразивными материалами. Это закрывает возможность их использования в методе САО для распыления суспензий, содержащих абразивные нерастворимые добавки (углерод, металлы и т.п.), например, при получении полимерных композитных материалов.
Известны решения, распространенные в области нефтедобычи и нефтепереработки, в рамках которых проблема перекачки вязких жидкостей решается за счет понижения вязкости жидкости. Например, в [SU1778430] понижение вязкости перекачиваемой жидкости достигается нагревом в сочетании с импульсной подачей давления. Такие решения сопряжены с высокими энергозатратами, а также не подходят для работы с некоторыми неньютоновскими жидкостями, для которых резкий импульс давления может приводить не к уменьшению, а наоборот, к увеличению вязкости. Некоторые концентрированные полимерные растворы, используемые в методе САО, характеризуются дилатантностью, поэтому подобное решение для них будет неприменимым. Известен способ, по которому для понижения вязкости перекачиваемой жидкости проводят ее предварительную совместную обработку ультразвуковым воздействием и нагревом [RU2346206]. В ряде случаев, например, в известном ROSE-процессе (ROSE - residual oil supercritical extraction), в котором метод САО используется для осаждения асфальтенов из тяжелых нефтяных фракций [US7347051, US20110094937], понижения вязкости исходного сырья достигают разбавлением его легкими углеводородами: нефрасами, бензином, техническим гексаном и т.п., что приводит к существенному росту себестоимости процесса. Известен подход, в котором для уменьшения вязкости распыляемое вещество, например, жидкое покрытие, предварительно растворяют в сверхкритическом флюиде и затем наносят на обрабатываемую поверхность из сверхкритического раствора под давлением, для одновременного уменьшения вязкости среды и улучшения распыления за счет эффекта декомпрессионного расширения сверхкритического флюида [US5088443, US5203843, US5716558]. Это же решение применимо не только для нанесения полимерных покрытий, но и для синтеза мелкодисперсных катализаторов из раствора, а также нанесения адгезивных материалов из суспензии в сверхкритическом СО2 на поверхности склеиваемых изделий [US5407132]. Данный метод применим только для сред, хорошо растворимых в сверхкритических флюидах типа СО2, круг которых достаточно ограничен.
Описано решение для распыления жидких покрытий, включающее в себя камеру повышенного давления, в которую загружают распыляемую жидкость и затем с помощью воздушного компрессора нагнетают воздух до достижения давления вплоть до 100 атм., что впоследствии используется для распыления жидкости под высоким давлением в автономном режиме без подключения к электричеству и частой перезарядки [US20030025002]. Данный способ плохо применим для распыления сред с высокой вязкостью, а также неприменим для распыления в среду высокого давления, что необходимо для реализации метода САО.
Также известно большое количество решений, направленных на повышение эффективности распыления вязких жидкостей, связанных с улучшением дизайна сопел и распылительных устройств [М. Mlkvik, J. Jedelsky, Н.Р. Karbstein, et al. Spraying of Viscous Liquids: Influence of Fluid-Mixing Mechanism on the Performance of Internal-Mixing Twin-Fluid Atomizers // Appl. Sci. 2020, 10, 5249; US4891249, US6659369]. Эти и другие подобные разработки могут позволить добиться более равномерного и мелкодисперсного распыления вязкого материала, однако в них не рассматривается вопрос обеспечения подачи вязкого сырья в само распылительное устройство.
Этим же недостатком обладает и наиболее близкое техническое решение, выбранное в качестве прототипа [RU2590561]. Заявлена установка для получения мелкодисперсных порошков, содержащая полость с раствором веществ, полость для образования частиц вещества с фильтром, соединенную с источником антирастворителя, средство введения раствора из полости с раствором вещества в полость для образования частиц посредством гидроумножителя. Гидроумножитель представляет собой две соосно соединенных вертикально ориентированных полости с поперечными сечениями S1 и S2 соответственно (S1>S2) с поршнями взаимообусловленного вертикального перемещения. Работа гидроумножителя обеспечивается выполнением следующего условия S1xP1=S2xP2, где Р1 - давление в надпоршневом пространстве первой полости, Р2 - давление в подпоршневом пространстве второй полости гидроумножителя, при этом Р2>Р1, а Р3 (давление в полости для образования частиц вещества) <Р2. Вторая полость гидроумножителя вертикально сообщается с полостью для образования частиц вещества через центральное отверстие, обратный клапан и сопло. Надпоршневое пространство первой полости гидроумножителя соединено с источником гидравлической жидкости через гидравлический распределитель, подпоршневое пространство второй полости гидроумножителя сообщено с источником раствора вещества. Раствор вещества перекачивается в полость гидроумножителя с помощью насоса.
Также в прототипе заявлен способ получения мелкодисперсных порошков, включающий подачу раствора вещества от источника в полость с антирастворителем, при этом подачу раствора вещества в полость с антирастворителем осуществляют вертикально сверху вниз, подачу раствора вещества осуществляют из полости с давлением, превышающим давление в полости с антирастворителем, через обратный клапан, посредством которого полость с раствором вещества непосредственно сообщена с полостью с антирастворителем.
Основным недостатком прототипа является то, что в конструкции установки и способе не решен вопрос подачи вязкой субстанции в полость гидроумножителя, в то же время при определенной вязкости сырья оно не может перекачано с использованием насоса из полости с источником вещества в другую полость. Подобное затруднение может возникать для жидкостей с кинематической вязкостью выше 100 мм2/с, для которых всасывание в камеру стандартного плунжерного, поршневого или шприцевого насоса, осуществляемое под действием атмосферного давления, не позволит достичь достаточно высокой производительности подачи. На практике такое затруднение возникает, например, при работе с высококонцентрированными растворами полимеров, либо при переработке некоторых видов природного вязкого сырья: растительные лецитины, тяжелые нефти, жирные масла и продукты их переработки и пр.
Изобретение направлено на расширение количества устройств и технических способов получения мелкодисперсных порошков из вязкого сырья.
Технической задачей изобретения является разработка установки и способа получения мелкодисперсных порошков из высоковязких субстанций с использованием метода сверхкритического антисольвентного осаждения.
Технический результат достигается тем, что предложена установка для получения мелкодисперсных порошков, работающая по методу
сверхкритического антисольвентного осаждения, содержащая полость с источником вещества, полость для образования частиц вещества с фильтром, соединенную вертикально с гидроумножителем через обратный клапан и сопло, а также с источником антирастворителя, устройство подачи вещества от источника в полость для образования частиц посредством гидроумножителя, управляемого через гидравлический распределитель от источника гидравлической жидкости, отличающаяся тем, что вещество является вязким сырьем, устройство подачи вещества от источника в полость гидроумножителя представляет собой два и более параллельно расположенных сосуда высокого давления, входные порты которых подключены к источнику сжатого СО2 с давлением 10-60 атм, а на линиях между входным портом и сосудом, а также выходным портом и полостью гидроумножителя установлены запорные краны.
Целесообразно, что сосуд с источником вещества оснащен электрической нагревательной рубашкой.
Целесообразно, что сосуды устройства подачи вещества имеют коническую внутреннюю геометрию, входное отверстие находится в верхней крышке и выходное - в нижней, в узкой части конуса.
Технический результат достигается также тем, что предложен способ получения мелкодисперсных порошков с использованием предлагаемой установки, включающий подачу вязкого вещества от источника в полость гидроумножителя с последующим вертикальным распылением в полость с антирастворителем через обратный клапан и сопло, при этом для подачи вещества в полость гидроумножителя его передавливают из сосуда высокого давления в подпоршневую полость гидроумножителя с помощью сжатого СО2 с давлением 10-60 атм.
Сущность изобретения заключается в том, что для подачи высоковязкой субстанции в установку для сверхкритического антисольвентного осаждения мелкодисперсных порошков используют давление сжатого газа. Целевая вязкая субстанция вручную загружается в сосуд высокого давления с достаточно широким входом, чтобы загрузка не вызывала затруднений. Можно использовать типовые цилиндрические сосуды с одинаковыми внутренними диаметрами и одинаковыми крышками с обоих торцов, однако для максимально полной утилизации сырья опционально использовать сосуды, имеющие коническую внутреннюю геометрию, с входным отверстием в верхней крышке и выходным - в нижней, в узкой части конуса. При необходимости сосуд может быть оснащен электрической нагревательной рубашкой для дополнительного снижения вязкости сырья за счет нагрева. Входной порт сосуда подключается к источнику сжатого газа, например, к газовому баллону. Выходной порт сосуда подключается ко входу гидроумножителя. Подача вязкой субстанции из сосуда в подпоршневую полость гидроумножителя осуществляется путем подачи газа в сосуд под давлением, задаваемым редуктором, которым снабжен источник газа. Газ передавливает вязкую субстанцию в гидроумножитель, производится распыление субстанции в приемный сосуд, после чего производится новое наполнение гидроумножителя. Величины давления газа зависят от типа вязкой субстанции, необходимой производительности подачи и конкретной конструкции системы подачи. В случае использования диоксида углерода может достигаться дополнительный положительный эффект снижения вязкости сырья за счет формирования так называемой газорасширенной жидкости. Для обеспечения непрерывности работы устройства подачи оно включает в себя два сосуда, работающих попеременно. Пока один сосуд, заполненный целевой субстанцией, будучи подключенным к источнику сжатого газа, служит источником сырья для гидроумножителя, второй сосуд, изолированный от всех линий запорными кранами, очищается и перезаправляется сырьем. При необходимости устройство может быть выполнено и с большим числом сосудов, работающих по револьверной схеме.
Изобретение проиллюстрировано следующими фигурами.
Фиг. 1. Схема установки для получения мелкодисперсных порошков с устройством подачи сырья, содержащим два сосуда высокого давления:
1 - источник сжатого газа
2 - сосуды подачи вещества
3 - запорные краны
4 - гидроумножитель
5 - источник гидравлической жидкости с гидравлическим распределителем
6 - обратный клапан и сопло
7 - источник антирастворителя
8 - приемный сосуд высокого давления
9 - корзина с донным фильтром.
Фиг. 2. Чертеж устройства подачи вещества, соединенного с гидроумножителем. А - вид снаружи, Б - вид в разрезе
2 - сосуды подачи вещества
3 - запорные краны
4 - гидроумножитель
6 - обратный клапан и сопло
10 - крышка приемного сосуда.
Фиг. 3. Фото установки получения мелкодисперсных порошков с устройством подачи вещества, содержащим два сосуда высокого давления.
Таким образом, предложенные установка и способ позволяют получать методом сверхкритического антисольвентного осаждения мелкодисперсные порошки из исходно вязкого сырья, что расширяет количество как материалов, которые, могут выступать в качестве источника сырья, так и, соответственно, вариантов получаемых дисперсных продуктов, востребованных в различных областях промышленности.
Claims (4)
1. Установка для получения мелкодисперсных порошков, работающая по методу сверхкритического антисольвентного осаждения, содержащая полость с источником вещества, полость для образования частиц вещества с фильтром, соединенную вертикально с гидроумножителем через обратный клапан и сопло, а также с источником антирастворителя, устройство подачи вещества от источника в полость для образования частиц посредством гидроумножителя, управляемого через гидравлический распределитель от источника гидравлической жидкости, отличающаяся тем, что вещество является вязким сырьем, устройство подачи вещества от источника в полость гидроумножителя представляет собой два и более параллельно расположенных сосуда высокого давления, входные порты которых подключены к источнику сжатого CO2 с давлением 10-60 атм, а на линиях между входным портом и сосудом, а также выходным портом и полостью гидроумножителя установлены запорные краны.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что сосуд с источником вещества оснащен электрической нагревательной рубашкой.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что сосуды устройства подачи вещества имеют коническую внутреннюю геометрию, входное отверстие находится в верхней крышке и выходное - в нижней, в узкой части конуса.
4. Способ получения мелкодисперсных порошков с использованием установки по п. 1, включающий подачу вязкого вещества от источника в полость гидроумножителя с последующим вертикальным распылением в полость с антирастворителем через обратный клапан и сопло, при этом для подачи вещества в полость гидроумножителя его передавливают из сосуда высокого давления в подпоршневую полость гидроумножителя с помощью сжатого CO2 с давлением 10-60 атм.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2780123C1 true RU2780123C1 (ru) | 2022-09-19 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2174532A5 (ru) * | 1972-01-14 | 1973-10-12 | Gulf Oil Corp | |
| RU46307U1 (ru) * | 2005-02-25 | 2005-06-27 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения" имени П.И. Баранова | Система управления расходом топлива двухрежимного двигателя |
| RU2313413C2 (ru) * | 2001-04-19 | 2007-12-27 | Алкоа Инк. | Система непрерывной подачи расплавленного металла под давлением и способ формовки непрерывных металлических изделий |
| RU2590561C1 (ru) * | 2015-03-26 | 2016-07-10 | Сергей Александрович Сошин | Установка для получения мелкодисперсных порошков и способ получения мелкодисперсных порошков |
| RU2644173C2 (ru) * | 2012-10-18 | 2018-02-08 | ШЕВРОН ФИЛЛИПС КЕМИКАЛ КОМПАНИ ЭлПи | Система и способ получения катализатора |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2174532A5 (ru) * | 1972-01-14 | 1973-10-12 | Gulf Oil Corp | |
| RU2313413C2 (ru) * | 2001-04-19 | 2007-12-27 | Алкоа Инк. | Система непрерывной подачи расплавленного металла под давлением и способ формовки непрерывных металлических изделий |
| RU46307U1 (ru) * | 2005-02-25 | 2005-06-27 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения" имени П.И. Баранова | Система управления расходом топлива двухрежимного двигателя |
| RU2644173C2 (ru) * | 2012-10-18 | 2018-02-08 | ШЕВРОН ФИЛЛИПС КЕМИКАЛ КОМПАНИ ЭлПи | Система и способ получения катализатора |
| RU2590561C1 (ru) * | 2015-03-26 | 2016-07-10 | Сергей Александрович Сошин | Установка для получения мелкодисперсных порошков и способ получения мелкодисперсных порошков |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Волков Е.Б. и др. "Статика и динамика ракетных двигательных установок, Книга I. Статика", М., "Машиностроение", 1978. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8267572B2 (en) | Method for gentle mechanical generation of finely dispersed micro-/nano-emulsions with narrow particle size distribution and device for carrying out said method | |
| US20050094486A1 (en) | Agitation mixer | |
| NL8000415A (nl) | Werkwijze en toestel voor het met elkaar mengen van vloeistoffen en vaste stoffen. | |
| CN1185990A (zh) | 利用超临界状态的分散方法与分散装置 | |
| RU2780123C1 (ru) | Установка для получения мелкодисперсных порошков и способ осуществления | |
| JP2007125535A (ja) | 乳化方法及び乳化装置 | |
| RU2011103255A (ru) | Машина для выработки масла | |
| JP4058108B2 (ja) | リポソーム分散液の製造方法ならびに製造装置 | |
| CN108176262B (zh) | 一种化妆品乳化机 | |
| CN101578124A (zh) | 脱泡装置及具备该脱泡装置的成型装置 | |
| KR100759651B1 (ko) | 액체 분무 방법 및 장치 | |
| JP4121499B2 (ja) | 物質の微粒化装置 | |
| CN203829698U (zh) | 天然植物有效成分喷雾提取装置 | |
| CN110314598A (zh) | 一种活塞式的原油/水乳化装置及乳化方法 | |
| JPWO2011018972A1 (ja) | 気泡除去方法および気泡除去装置 | |
| JP5037973B2 (ja) | 塗装機 | |
| CN108421480A (zh) | 一种基于流体驱动的喷射式工业生产用物料混合设备的工作方法 | |
| JP7361413B2 (ja) | 微細化装置付き真空脱気機 | |
| RU2502549C1 (ru) | Эмульсер | |
| RU2356609C1 (ru) | Способ получения нано- и микрочастиц водорастворимых веществ с использованием сверхкритического диоксида углерода | |
| JP4568792B1 (ja) | 水性樹脂微粒子混合液の製造方法及び製造装置 | |
| CN207342532U (zh) | 一种乳化罐 | |
| CN212757333U (zh) | 一种双泵混合无搅拌萃取槽 | |
| CN104941551B (zh) | 超声波雾化提取罐 | |
| RU2793553C1 (ru) | Способ получения графеносодержащих суспензий эксфолиацией графита |