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均质分散的颗粒粒径越小越好吗?
点击次数:597 发布时间:2017-05-11
   随着均质分散技术的发展,现在的分散均质机设备已经以达到纳米级水准,然而,分散相中的颗粒粒径越小越好吗?先来了解一下静态悬浮液的理论,从中或许我们可以寻找到答案。
  静态悬浮液的理论
  非均质分散体系主要是胶体系统和粗分散系统。胶体系统指的是分散相颗粒尺寸在0.001~0.1um尺度的分散系统,而粗分散系统指的是分散相颗粒尺寸大于0.1um的分散系统。由于一般悬浮液和乳状液中所含的分散相颗粒粒径都是在微米级及亚微米级,故属于粗分散系统。不稳定的非均质流体料液在静止状态会发生絮凝,并由于重力作用而很快分层,当把经均质操作单元处理后的料液作为zui终产品时,就是要保证产品在有效期内抗絮凝,防止分层,维持分散相颗粒均匀分布,提高产品的稳定性。
  在粗分散系统中,由于分散均质机中分散相颗粒粒径大于0.1um,所以静态下可以忽略布朗运动效应,由于分散相颗粒达不到胶体状态,并且两相存在密度差,那么迟早会出现分层现象,分层是分散相在外力(重力和离心力)作用下在分散介质中上浮或下沉的结果。静态下,根据斯托克斯(Stokes)公式确定重力作用下分散相球形颗粒的沉降速度为公式分散相与连续相的密度差,g为重力加速度,d为分散相颗粒直径,u为连续相的粘度。如果分散相颗粒的密度比连续密度大,颗粒下沉,速度V正值,反之,颗粒上浮,速度为负值。沉降速度大,物料易分层。要保持体系稳定,必须降低沉降速度,对于特定物料可以通过减小分散相直径d,只有当粒径减至接近于连续相液分子大小时,细小微粒便稳定、均匀地分散在液体中不发生分离。
  从以上分析可以看出,要提高分散系统的稳定性,分散相颗料尽量减小,但应该指出,随着颗粒粒径的减小,虽然由重力引起的分离作用变为次要,但由于颗粒间距的减小,颗粒间的结合力起重要作用。另外,当颗粒直径小于某一细小尺寸时,由于颗粒的布朗运动,而产生颗粒的碰撞,有可能造成颗粒絮凝而造成颗粒沉降。
  所以说,颗粒并非越细越好。要视物料的特性而定。均质就是根据物料的特点,减小分散相颗粒的粒度,使其分布于一个较窄的尺寸范围,并达到吸力与斥力的平衡,保证体系的稳定。
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