Эмульгирование акустические

Эмульсии, образованные звуковыми и ультразвуковыми методами, вообще говоря, не отличаются от эмульсий, полученных в гомогенизаторах, коллоидных мельницах или смесителях. Размеры частиц, устойчивость и другие свойства зависят от характеристик использованной при эмульгировании акустической аппаратуры, а также от времени озвучивания. Можно сказать, что для практически любой системы двух жидкостей акустические методы позволяют получить столь же хорошие эмульсии, как и любые другие методы эмульгирования. [c.54]

Рис. 1.14. Схема механизма эмульгирования в акустическом поле

При переходе различных по принципу действия эмульгаторов в кавитационный режим кавитация становится определяющим фактором. Это было доказано сопоставлением дисперсности эмульсий и акустических спектров мешалки, струйного смесителя и ультразвукового излучателя. Результаты эмульгирования трансформаторного масла в воде при 293 К без дополнительных эмульгаторов приведены в табл. 6.1. Спектры (рис. 6.5, а) снимались с использованием полосовых анализаторов, а кривые распределения (рис. 6.5, б) - по микрофотографиям. Введем в качестве первого параметра, характеризующего излучение, относительную ширину спектра [c.123]

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]

В первых опытах по эмульгированию звуков обычно погружали пробирку, содержащую жидкости, в трансформаторное масло и подвергали ее озвучиванию. Акустическая энергия передавалась через стеклянные стенки пробирки так, что казалось, будто вибрируют сами стенки, особенно вблизи поверхности, и именно они вызывают эмульгирование. Более поздние исследования показали, что основной процесс — иной. Например, эмульсия легко образуется в устройстве, изображенном на рис. 1.17, где звуковые волны входят в акустическое окно не вызывая в пробирке колебаний с заметной амплитудой. В настоящее время известно два механизма эмульгирования звуком один основан на явлении кавитации, второй — на представлениях о поверхностных волнах. Главные работы в этом направлении проведены давно. Мы рассмотрим лишь итоги и укажем на некоторые нерешенные проблемы. [c.49]

Кроме того, при действии УЗ-колебаний в растворе возникает акустическое течение, которое способствует интенсивному перемешиванию среды и поступлению свежих порций дезактивирующего раствора к обрабатываемой поверхности. Изменение давления внутри газовых пузырьков и их захлопывание вызывает дробление радиоактивных загрязнений, находящихся в жидкости, способствует процессам эмульгирования и [c.205]

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]

Рассмотрение этого явления позволяет, в известной мере, охарактеризовать кинетику акустической гомогенизации, в частности эмульгирования. Выражение для концентрации эмульсии [114], получаемой за время i в результате наложения двух противоположных процессов — образования и расслоения эмульсии, — может быть представлено уравнением [c.55]

По предположению С. Н. Ржев-кина и Е. П. Островского [116] основную роль в процессе эмульгирования в акустическом поле играют силы ускорения. Эти силы, достигающие в ультразвуковом поле огромных значений, различны в разных точках и поэтому вызывают разрыв частиц. Это предположение не объясняет, однако, отрицательного влияния повышенного давления и дегазации жидкостей на процесс акустического эмульгирования. [c.57]

Многие исследователи [117—119 и др.] считают кавитацию основным фактором интенсификации процесса акустического эмульгирования, поскольку условия, уменьшающие интенсивность кавитации (повышенное давление [120], удаление газовой фазы [121], применение высоких частот [112]), снижают также эффективность эмульгирования в акустическом поле. [c.57]

Метод акустического эмульгирования находит в последние годы применение в производстве синтетических полимеров [123], в лакокрасочной [124], текстильной [79, 125], фармацевтической [126—128], бумажной [129], резиновой [130], пищевой [131—133] и других отраслях промышленности, а также используется для приготовления флотационных реагентов высокого качества [134], получения консистентных смазок [135] и других целей. [c.58]

Акустический метод получения эмульсий имеет ряд существенных преимуществ перед широко применяемыми в настоящее время способами эмульгирования он позволяет получать тонкие стабильные эмульсии с размером частиц менее 1. ик[109] без специальных эмульгирующих и стабилизирующих добавок. [c.58]

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]

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]

Опыты по акустическому эмульгированию хлористого аллила в щелочной дисперсной фазе при воздействии ультразвука непосредственно перед входом в рабочую зону гидролизного реактора (интенсивность звука 10 вт/см ) показали высокую эффективность акустического воздействия на ход процесса. [c.53]

Экспериментальные исследования и теоретический анализ, проведенные на кафедре физики МИХМа, показали, что для ускорения многих процессов (в том числе, растворения, эмульгирования, диффузии, сушки) в акустически сложных условиях, например, на границе раздела фаз, при сложном составе обрабатываемого материала наиболее эффективно не узкополосное, а широкополосное воздействие. Показано также, что спектральное распределение гидроакустического излучения зависит от характера и молекулярно-кинетического механизма того или иного процесса. В связи с этим основная задача интенсификации физико-химических процессов с помощью акустического воздействия сводится к выбору или созданию излучателя со спектральной характеристикой, соответствующей параметрам процесса. Решение этой задачи является новым направлением прикладной акустики. Основу физической теории широкополосных гидроакустических излучателей составляют преобразования Фурье и принцип суперпозиции, на основании которых можно условно подразделить все излучатели на периодические и апериодические. [c.161]

Некоторые исследователи отмечают для отдельных процессов при акустическом воздействии (например, эмульгирование, сушка, теплообмен) наличие пороговой интенсивности, ниже которой процесс не ускоряется. [c.182]

Однако, как показали исследования Ю. Б. Юрченко и авторов данной книги (см. гл. П), при акустической сушке отдельных материалов в псевдоожиженном состоянии этот порог либо значительно ниже известных, либо вообще отсутствует. Аналогичное замечание можно сделать и относительно эмульгирования, если рассматривать гидродинамические преобразователи. [c.182]

Для эмульгирования флотореагентов наибольшее распространение получили акустические установки, снабженные гидродинамическими преобразователями вихревого, ш,елевого и роторного типов. Такие аппараты относительно дешевы, просты в изготовлении и эксплуатации и имеют высокий к. п. д. [c.408]

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]

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]

Г. Бил, изучавший стабильность различных эмульгаторов в акустическом поле и влияние температуры на эффективность ультразвукового эмульгирования [122], установил, что охлаждение среды, приводя к увеличению вязкости, вызывает ослабление эмульгирующего действия. [c.58]

I — сосуд для эмульгирования 2 — акустическое окно 3— передающая среда (трансформаторное масло) 4 — пластина трансдуцера 5 — воздушная подушка . [c.47]

Установки эмульгирования могут быть использованы при огневом обезвреживании в топках котлов сточных вод, содержащих только органические примеси. При смешении сточных вод с мазутом в такой установке и подаче эмульсии акустическими форсунками в топку котла ДКВР-10-13 Ленинградского мебельного комбината Лз 1 достигалось значительное снижение выбросов токсичных веществ (по сравнению с их количеством при сжигании мазута) частиц сажи — на 85—90%, оксида углерода и углеводородов — иа 75—80%, оксидов азота — на 40—45%-Перевод котельного цеха на обезвреживание сточных вод позволил отказаться от строительства специальной установки с огневыми реакторами [22]. [c.51]

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]

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]

Ссылаясь на неравенство (23), А. А. Барам считает, что акустическое эмульгирование может осуществляться вследствие возникновения разности динамических напоров в разяых точках поверхности раздела фаз жидкостей и факторы акустического поля, приводящие к развитию этого явления, и будут играть существенную роль в процессе эмульгирования. Из выражения для колебательной скорости в разных точках поверхности раздела "фаз [c.53]

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]

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]

Принцип импульсного акустического воздействия через мембрану использован в установке для эмульгирования жидкостей, созданной в МИХМе. УстанЯЬка (рис. 103) состоит из двух основных частей генератора высоковольтных импульсов и собственного эмульгатора. Генератор, выполненный по схеме с воздушным формирующим промежутком, включает силовой трансформатор с выходным напряжением 10—15 кв импульсные масляные конденсаторы на 60 кв, емкостью 0,03 мкф разрядник с формирующим промежутком типа острие—пластина с преде- [c.203]

Кроме чисто механического разрушения пленок загрязнений, кавитация и акустические течения интенсифицируют процессы эмульгирования и растворения, сопутствующие очистке. Акустические течения способствуют выносу загрязнений и улучшают обмен моющего раствора в зоне очистки, радиационное давление наряду с кавитацией (но в значительно меньшей степени) способт ствует разрушению загрязнений. Экспериментальные исследования ультразвуковых кавитационных полей [11], произведенные с помощью скоростной киносъемки, наглядно показали, кто кавитационные пузырьки являются главным фактором, разрушающим поверхностные пленки загрязнений. [c.13]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология