Акустическое эмульгирование и диспергирование

Интересно, что параметры акустического поля (частота колебаний, интенсивность) влияют как на эффективность, так и на направление процессов эмульгирования, суспендирования и диспергирования. Так, например, эмульсия керосин — вода, образующаяся при частотах 150 и 395 кгц, расслаивается в поле частотой 2 мгц и выше [112] при 960 кгц образуется эмульсия вода — масло (даже с олеатом натрия, способствующим образованию эмульсии масло — вода), а при 187, 240 и 320 кгц — эмульсия масло — вода (даже с олеатом бария, способствующим образованию обратной эмульсии) [113] коагуляция водных суспензий глины, кварцевого песка и фосфатных руд существенно ускоряется при сравнительно невысокой интенсивности (0,3 вт/см ) ультразвука, тогда как применение акустических колебаний высокой интенсивности вызывает эффективное суспендирование [111]. [c.55]

По теории и технологическому применению эмульсий имеется огромное количество работ. Очень полный обзор работ, выполненных до 1950 г., имеется в книге В. Клейтона [27]. За последующие 20 лет теория эмульсий существенно не изменилась, но новые работы в области эмульгирования свидетельствуют о нарастающем интересе исследователей к явлению акустического эмульгирования и о больших успехах, достигнутых в выяснении его механизма. Большинство исследователей рассматривают эмульгирующее действие ультразвука как следствие кавитации. В общих чертах объяснение диспергирующего действия ультразвука сводится к тому, что достаточно мощная упругая волна вызывает кавитацию главным образом на поверхности раздела фаз. Под действием больших ударных напряжений от захлопывания кавитационных каверн частицы дисперсной фазы дробятся. Опыты по диспергированию легкоплавких сплавов и эмульсий в общих чертах подтверждают такое представление. По мнению С. А. Недужего, возмущения на различных частотах в широком диапазоне ультразвука имеют одинаковую природу формирование возмущений начинается с определенной пороговой интенсивности волны действие отдельного возмущения на определенной частоте практически не зависит от интенсивности ультразвука с увеличением интенсивности ультразвука увеличивается не мощность, а количество возмущений действие отдельного возмущения на диспергируемую массу направлено в сторону кавитационного пузырька энергетически наиболее выгодно возникновение возмущения у границы раздела жидкости с твердым телом. С. А. Недужий высказывается о принципиальной возможности образования диспергирующих возмущений поверхностно-капиллярных волн, но считает это предположение не подтвержденным опытом. В последней стадии захлопывания пузырька наибольшая капля диспергируемой жидкости отрывается в дисперсионную среду. В результате такого движения на межфазной 4 51 [c.51]

В капиллярной дефектоскопии наиболее успешно используются ультразвуковые колебания промышленных частот на операциях подготовки изделия к контролю, очистке, обезжиривании. При этом наиболее важную роль играет кавитация. Кавитация - явление образования разрывов жидкости, заполненных парогазовой смесью. Парогазовые кавитационные пузырьки захлопываются с огромной скоростью, доходящей до 10. .. 100 мс", и разрушают пленки всевозможных загрязнений. При этом происходит ультразвуковое эмульгирование жиров, масел и других загрязнений и удаление их с поверхности объекта контроля с помощью акустических течений. Незахлопывающиеся кавитационные пузырьки колеблются, чем помогают отрыву пленки загрязнений от поверхности контролируемой детали и в конечном итоге удалению загрязнений. Особенно эффективна ультразвуковая очистка для изделий сложной формы, используемых в электронной, приборостроительной промышленностях. Преимущество ультразвуковой очистки состоит в том, что такие экологически-, по-жаро- и взрывоопасные традиционные вещества как бензин, ацетон, спирты можно заменить на воду и водные растворы. Суть в том, что кавитационная активность воды гораздо выше, чем у ацетона, спирта, бензина, поэтому соответственно выше очищающая способность воды и водных растворов. Происходящие при этом ультразвуковые диспергирование и эмульгирование только ускоряют очистку и повышают ее качество. [c.607]

При- наложении акустических колебаний характер движения молекул изменяется. Вследствие этого меняется и скорость протекания процессов переноса. Акустические колебания оказывают специфическое влияние на диффузию, теплообмен, сушку и испарение. В сильной степени интенсифицируются процессы переноса, связанные с изменением межфазной поверхности (эмульгирование, диспергирование, коагуляция). [c.30]

Процесс объединения частиц дисперсной фазы в более крупные агрегаты (коалесценция) при акустическом воздействии всегда сопровождает процессы диспергирования и эмульгирования. Однако в отличие от разделения дисперсных частиц объединение их происходит с уменьшением поверхностной энергии и поэтому протекает самопроизвольно. Ьольшая часть известных работ в этой области посвящена экспериментальному и теоретическому определению условий коагуляции конкретных дисперсных систем. Теоретические исследования в основном посвящены вопросам коагуляции аэрозолей и гидрозолей. [c.56]

Струйный генератор используют для различных целей. Очевидно, он просто может работать как обыкновенный источник непрерывного течения жидкости или как смеситель. Основное его применение — в качестве аппарата для эмульгирования, так как в малом объеме у края вибрирующей пластины концентрируется большая акустическая энергия и возникает кавитация. Согласно уравнению (25), такая большая плотность энергии обусловливает малый размер образующихся капель эмульсии. Поэтому звуковые генераторы оказываются весьма эффективными. Например, в гомогенизаторах для получения частиц размером 1 мкм при производительности 5000 л/ч требуется мощность 40—50 л. с., а в струйных генераторах при этих же условиях достаточно 5—7 л. с. В гомогенизаторах давление 500 — 2000 ат, а в струйных генераторах — 75—100 ат. Конструкция аппаратов довольно простая. Единственный элемент, который требует повышенного внимания, — это вибрирующая пластина. При работе в жестких условиях она должна быть заменена уже через несколько месяцев. Наконец, следует указать, что струйные генераторы легко могут быть перестроены на диспергирование твердых тел. [c.49]

Таким образом, для интенсификации массообменных жидкофазных процессов (к которым можно отнести растворение, экстрагирование и выщелачивание) можно с успехом применять мощный ультразвук. Действие упругих колебаний как ультразвукового, так и звукового диапазонов в жидкой среде позволяет использовать эти колебания для интенсификации самых различных процессов (таких, как диспергирование, эмульгирование и деэмульгирование, образование суспензий, смешение, кристаллизация, полимеризация и деполимеризация, многие химические реакции и т. д.). Наложение звукового поля на процесс растворения различных кристаллических веществ позволяет увеличить скорость растворения в 3—20 раз по сравнению с начальным неинтенсивным растворением в результате естественной конвекции. При экстрагировании ультразвук может интенсифицировать процесс за счет увеличения в акустическом поле проницаемости некоторых пленок растительного или животного происхождения. В этих случаях процесс диффузионного переноса ускорялся примерно в два раза. Наконец, в крупнопористых материалах эффект звукового давления может изменить механизм диффузионного переноса, увеличив общую скорость процесса извлечения за счет интенсификации потоков в порах и капиллярах. [c.173]

Многие технологические процессы химической промышленности в той или иной степени связаны с перемещением различных гомогенных и гетерогенных (неоднородных) сред в трубопроводах и аппаратах (перемешивание, псевдоожижение, диспергирование, эмульгирование), а также с разделением неоднородных смесей (осаждение, фильтрование). Движущей силой таких процессов являются силы, возникающие в результате гравитации, центробежного движения, разности давлений, а также воздействия электрического или акустического полей. Скорость всех указанных физических процессов определяется законами гидромеханики. Поэтому такие процессы называют гидромеханическими. [c.6]

Попытки применения ультразвука в технологии впервые предприняты примерно в 30-е годы, например, в области диспергирования твердых и жидких тел, коагуляции аэрозолей [37]. Этой области посвящены очень многие работы, среди которых первостепенное значение имеют труды П. А. Ребиндера, Б. В. Дерягина, Н. В. Чураева и их учеников по физической химии дисперсных систем, работы А. С. Предводителева, В. Ф. Ноздрева, И. Г. Михайлова в области молекулярной акустики, исследования сотрудников Акустического института АН СССР и, прежде всего, работы Л. Д. Розенберга и М. Г. Сиротюка по кавитации, О. И. Макарова по преобразователям, С. А. Не-дужего по акустическому эмульгированию, А. П. Капустина по кристаллизации, О. И. Бабикова по разработке ультразвуковых приборов. [c.3]

В соответствии с общепринятой классификацией далее рассмотрим теплообменные (теплообменные устройства, выпарные аппараты и т. п.) и массообменные (кристаллизаторы, сушилки, экстракторы и др.) аппараты. Акустические колебания могут влиять на тепломассообмен косвенно, за счет изменения межфазной поверхности в таких гидромеханических и азромеханических процессах, как эмульгирование, диспергирование, распыление, фильтрация, коагуляция и др. Часто процесс тепломассообмена идет одновременно с таким сопутствующим процессом и составляет его неотъемлимую часть распылительная сушка, экстракция в эмульсионной фазе и т. п. Поэтому рассмотрим и группу аппаратов, в которой протекают ука-заные процессы. [c.197]

Ультразвуковая очистка. Применение ультразвуковых колебаний позволяет существенно ускорить любой из перечисленных способов очистки и повысить ее качество. Осуществляется такое ускорение за счет переменных давлений, колебаний частиц жидкости в ультразвуковом поле, вторичных акустических явлений - радиационных сил, звукового ветра , кавитации и ультразвукового капиллярного эффекта. Первостепенную роль при этом играет кавитация. При захлопывании кавитационных пузырьков образуются кумулятивные микроструи жидкости (скорость которых достигает сотен метров в секунду) и ударные волны. Под действием ударных волн и высокоскоростных микроструй происходит интенсивное разрушение пленки загрязнений (твердой или жидкой) и ее отделение от поверхности. Кавитация же обеспечивает интенсивное эмульгирование и диспергирование отделившихся частиц загрязнений. [c.666]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология