超聲波納米材料高速分散機

超聲波分散機介紹

產(chǎn)品簡介

 超聲波分散是指以液體為媒介，通過超聲波在液體中的“空化”作用，將液體中的顆粒進(jìn)行分散和解團聚的過程。

超聲波技術(shù)作為一種物理手段和工具，能在液體中產(chǎn)生各種極端條件，超聲科技這一現(xiàn)象被稱為聲化學(xué)作用，相關(guān)的超聲設(shè)備則被稱為超聲波聲化學(xué)設(shè)備（簡稱“聲化學(xué)設(shè)備”）。超聲波分散設(shè)備是聲化學(xué)設(shè)備的一種應(yīng)用，可用于水處理、固液系分散、液體中顆粒的解團聚、促進(jìn)固液反應(yīng)等效果。

由于粒子(原子、分子或分子集團)的熱運動自發(fā)地產(chǎn)生物質(zhì)遷移現(xiàn)象叫“擴散”。

  擴散可以在同一物質(zhì)的一相固、液、氣多相間進(jìn)行，也可以在不同的固體、液體和氣體間進(jìn)行，主要由于濃度差或溫度差所引起。一般是從濃度較大的區(qū)域向濃度較小的區(qū)城擴散，直到相內(nèi)各部分的濃度達(dá)到均勻或兩相間的濃度到平衡時為止。物質(zhì)直接互相接觸時，稱自由擴散。若擴散是經(jīng)過隔離物質(zhì)進(jìn)行時，則稱為滲透。
  

在自然界中擴散現(xiàn)象起著很大的作用，它使整個地球表面附近的大氣保持相同的成分。土壤里所含有的各種鹽類溶液的擴散，便于植物吸收，以利生長。此外在半導(dǎo)體、冶金等很多行業(yè)都應(yīng)用擴散。擴散、熱傳導(dǎo)和黏性通稱為輸運現(xiàn)象。其分別將物質(zhì)(質(zhì)量)、熱能、動量由一位置移至另一位里置。而達(dá)到濃度或溫度的均勻。
   超聲波分散可以分為乳劑的分散(液一液分散)和懸浮體的分散(固一液分散)，已經(jīng)在諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用。超聲波對于懸浮體的分散的應(yīng)用還有：在涂料工業(yè)中氧化鈦等向水或者溶劑中的分散、染料向熔融石蠟中的分散，在醫(yī)藥工業(yè)中藥物顆粒的分散，以及在食品工業(yè)中粉乳劑的分散等。

工作原理

超聲波分散設(shè)備由超聲波振動部件和超聲波專用驅(qū)動電源兩大大部分構(gòu)成。

超聲波振動部件主要包括大功率超聲波換能器、變幅桿、工具頭（發(fā)射頭），用于產(chǎn)生超聲波振動，并將此振動能量向液體中發(fā)射。

超聲波驅(qū)動電源是專門用于驅(qū)動超聲波振動部件工作的設(shè)備，控制著超聲波振動部件的各種工作狀態(tài)。它將一般的市電轉(zhuǎn)化為高頻的交流電信號，并驅(qū)動換能器產(chǎn)生超聲振動。

當(dāng)超聲振動傳遞到液體中時，由于聲強很大，會在液體中激發(fā)很強的空化效應(yīng)，從而在液體中產(chǎn)生大量的空化氣泡。隨著這些空化氣泡產(chǎn)生和破裂，將產(chǎn)生微射流，進(jìn)行將液體重大的固體顆粒擊碎。同時由于超聲波的振動，使固液更加充分的混合，對大部分化學(xué)反應(yīng)起到促進(jìn)作用。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，如磷脂類和膽固醇混合，經(jīng)過超聲分散，可以得到更小的粒子（0.1μm左右）供靜脈注射。

超聲波分散機部件和功能

超聲波發(fā)生器（驅(qū)動電源）：把50-60Hz的市電轉(zhuǎn)化為高功率的高頻率（15kHz—100kHz）高頻電信號并將其輸給能量轉(zhuǎn)換器。

超聲波能量轉(zhuǎn)換器（controller, transducer）：把高頻率電能轉(zhuǎn)化為振動機械能。

超聲波增幅器：聯(lián)接并固定能量轉(zhuǎn)換器與工具頭，將轉(zhuǎn)換器之振幅放大后傳送到工具頭。

超聲波工具頭（導(dǎo)入桿）：把機械能和壓力傳至工作物，同時也有振幅放大的功能。

連接螺栓：將以上各組件緊密地連接。

產(chǎn)品特點

1、功率大，單套功率可以達(dá)到3000W;

2、工作穩(wěn)定：可全天候連續(xù)工作;

3、選用鈦合金作為換能器和工具頭的材料，提高振動傳遞效率，設(shè)備使用壽命大大提高;

4、耐高溫：輻射頭部分，可承受600℃;

5、耐高壓：承受壓強30Mpa;

6、多節(jié)工具頭設(shè)計：有效增大超聲波輻射面積，使輻射效果更加均勻;

7、可根據(jù)客戶特殊要求定制各種聲化學(xué)設(shè)備。

適用范圍

超聲波分散在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用：如食品、化妝品、醫(yī)藥、化學(xué)等。
超聲波在食品分散中的應(yīng)用大體可以分為：液-液系分散(乳劑)、固-液系分散(懸浮體)、氣-液系分散三種情況。

固-液系分散(懸浮體)：如粉乳劑的分散等。

氣-液系分散：如碳酸化合物飲料水的制造，可采用CO2吸收法改進(jìn)，從而使穩(wěn)定性提高。

液-液系分散(乳劑)：如將酥油乳化，制成高級乳糖；醬汁制造時，原料的分散等。

超聲分散還可用于納米材料的制備;用于食品樣品檢測分析，如用超聲分散液相微萃取技術(shù)對牛奶樣品中痕量雙盼進(jìn)行提取和富集。

    利用超聲分散結(jié)合高壓蒸煮的物理改性方式對香蕉皮粉進(jìn)行前處理，然后用淀粉酶、蛋白酶酶解香蕉皮粉。
與未經(jīng)前處理而單純用酶處理所得的不溶性膳食纖維(IDF)比較，經(jīng)過前處理后所得的lDF待水力、結(jié)合水力、持泊力 和溶脹性都明顯提高。

    利用薄膜超聲分散法制備茶多盼脂質(zhì)體可以提高茶多酷的生物利用率，而且制備的茶多盼脂質(zhì)體產(chǎn)品穩(wěn)定性良好。
利用超聲分散固定化脂肪酶，隨著超聲分散時間的不斷延長，固載率不斷增大，45min后增長緩慢;固載酶隨著超聲分散時間的延長，其活性逐漸增大，在45min時達(dá)到值，隨后開始減小，可見酶活性會受到超聲分散作用時間的影響。

各種涂料、染料、納米材料等等的均質(zhì)和分散；各種工業(yè)添加劑及食品領(lǐng)域和混合等?？蓱?yīng)用于各種固液分散、液液分散領(lǐng)域。

超聲波分散機的應(yīng)用領(lǐng)域：

其它應(yīng)用：

1.石油行業(yè)的現(xiàn)狀

石油工業(yè)在某些場合正在面臨著一個越來越嚴(yán)重的矛盾，一方面，開采原油中，重質(zhì)原油比例逐年加大，另一方面，輕質(zhì)油品的需求量急劇增加，為解決這一矛盾，就需要對重質(zhì)油進(jìn)行深加工，重質(zhì)油包括重質(zhì)原油、常壓渣油和減壓渣油，而它們的關(guān)鍵的限制因素是瀝青質(zhì)的聚沉生焦問題。

瀝青質(zhì)是*重要的生焦前驅(qū)物，在熱反應(yīng)和催化反應(yīng)中極易發(fā)生聚沉，進(jìn)而縮合生焦．焦是石油產(chǎn)品中價值的產(chǎn)品，生焦降低了經(jīng)濟效益；另一方面，也是更為重要的是，生焦會導(dǎo)致管道阻塞和催化劑失活、甚至導(dǎo)致催化劑床層堵塞，嚴(yán)重妨礙重質(zhì)油的加工。渣油是一個膠體體系，瀝青質(zhì)的沉積、生焦與其在渣油體系中的分散情況有著緊密的聯(lián)系，膠體性質(zhì)越穩(wěn)定、分散顆粒越小，越不容易聚沉生焦

瀝青質(zhì)分散件和反應(yīng)性能的研究，始終是重質(zhì)油研究領(lǐng)域的一個熱點。由于瀝青質(zhì)是根據(jù)溶解度定義的一種復(fù)雜物質(zhì)體系，它的組成、結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，而且具有多分散性。長期以來，對瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)及反應(yīng)性能的研究，始終是一個具有挑戰(zhàn)性的工作。

2.超聲波對瀝青質(zhì)分散

渣油是一個以瀝青質(zhì)為核心的膠體體系，瀝青質(zhì)構(gòu)成了膠核，膠質(zhì)吸附在瀝青質(zhì)上構(gòu)成了溶劑化層，芳香分為良好分散劑，飽和分為不良溶劑。渣油體系的穩(wěn)定性與其組分組成密切有關(guān)，尤其與瀝青質(zhì)的量和分散狀態(tài)密切相關(guān)。因此，超聲波的物理作用可能是改善渣油膠體性質(zhì)，使其更加穩(wěn)定；而其化學(xué)作用則可能是引發(fā)瀝青質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。將超聲用于瀝青質(zhì)處理過程的可以分為麗類，類是超聲波對瀝青質(zhì)的分散作用，即物理作用；第二類是超聲波的引發(fā)瀝青質(zhì)的反應(yīng)，即化學(xué)作用。

在物理作用上，合適的超聲處理可能使瀝青質(zhì)的顆粒結(jié)構(gòu)變小，而且可能對瀝青質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)造成影響，如使瀝青質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)破壞。超聲波作用可以使原油膠體體系中的顆粒變小。超聲波作用不僅能破壞瀝青質(zhì)的膠粒結(jié)構(gòu)， 還能對瀝青質(zhì)的片層結(jié)構(gòu)造成不可逆的影響，使瀝青質(zhì)締和結(jié)構(gòu)解締。

吸附劑的存在可以大大提高瀝青質(zhì)向可溶質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，且不同吸附劑的效果不同。尤為重要的是，產(chǎn)物可溶質(zhì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)更為接近樣品瀝青質(zhì)的，而不接近樣品可溶質(zhì)的。在吸附劑存在下的超聲處理，并沒有改變?yōu)r青質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，只是由于破壞了瀝青質(zhì)單元體之間締合結(jié)構(gòu)，耐促進(jìn)了瀝青質(zhì)向可溶質(zhì)轉(zhuǎn)化。

吸附劑存在的作用，一方面是吸附劑顆粒的存在造成了界面，有助于微相射流的作用，另一方面，吸附劑可以選擇性地吸附金屬化合物，阻止了瀝青質(zhì)聚集體的再次形成，從而促進(jìn)了瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)化。超聲處理對層狀物能造成不可逆的影響，因此，這屬于物理作用，沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

超聲作用的一個突出優(yōu)勢是超聲的復(fù)合作用，即空穴塌陷產(chǎn)生的局部高溫、高壓對反應(yīng)的引發(fā)作用，及強沖擊波微相射流對顆粒的分散作用和對傳質(zhì)的改善作用，對瀝青質(zhì)片層結(jié)構(gòu)的破壞作用等。渣油中瀝青質(zhì)的穩(wěn)定性對于渣油深加工具有重要的意義，對于渣油這樣的粘稠體系，超聲作用的多效應(yīng)特點尤其具有重要意義．物理效應(yīng)可以導(dǎo)致瀝青質(zhì)膠粒的粉碎變小，使渣油膠體體系更加穩(wěn)定，有利于加工過程。

化學(xué)效應(yīng)表現(xiàn)在在空穴塌陷時產(chǎn)生局部的瞬時高溫、高壓區(qū)，可以引發(fā)瀝青質(zhì)的自由基反應(yīng)，如果體系中存在有還原劑(體系處于還原環(huán)境)，會產(chǎn)生有利影響，促進(jìn)瀝青質(zhì)向可溶質(zhì)的轉(zhuǎn)化，如果體系中存在有氧化劑(體系處于氧化環(huán)境)，會產(chǎn)生不利影響，促進(jìn)可溶質(zhì)向瀝青質(zhì)的轉(zhuǎn)化。因此，在適當(dāng)條件下對渣油進(jìn)行超聲分散，可能，會提高渣中瀝青質(zhì)的穩(wěn)定性，同時使部分瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶質(zhì)，從而延緩或減輕渣油加工過程中的生焦行為，具有潛在的工業(yè)利用價值。