СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ И АППАРАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК B01F3/00 B01F3/08 

Изобретение относится к получению дисперсных систем путем гидродинамического воздействия и могут быть использованы в химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, пищевой и других областях промышленности с целью получения любых видов дисперсных систем суспензий твердых и волокнистых веществ, эмульсий, коллоидных и истинных растворов, насыщения жидкостей газами, причем особенно эффективны при получении дисперсий труднорастворимых, плохо совмещающихся и слипающихся веществ.

Известен способ получения дисперсных систем, при котором предварительно готовят грубодисперсную среду путем механического смешения компонентов, а затем осуществляют гидродинамическое диспергирование путем импульсного тангенциального воздействия на среду с периодическим перепадом давления в узком зазоре между двумя взаимновращающимися элементами [1] Недостатком этого способа является необходимость тщательной очистки грубодисперсной среды от посторонних твердых частиц, которые могут попасть в узкий зазор между взаимовращающимися элементами. Другим недостатком является большой расход электроэнергии, особенно при получении тонкодисперсных сред, требующих большой частоты вращения элементов, т.к. удельные энергозатраты находятся в показательной зависимости от увеличения частоты вращения (так называемый вентиляторный момент). При осуществлении этого способа грубодисперсную среду готовят в смесительных устройствах, а для гидродинамического диспергирования используют центробежно-пульсационные или роторно-пульсационные аппараты, содержащие корпус с входным и выходным патрубками, и размещенное в корпусе диспергирующее устройство, состоящее из ротора и статора с перфорацией. При вращении ротора последовательно перекрываются щели, имеющиеся в роторе и статоре. Из-за перепада давления в обрабатываемой среде в узком зазоре между ротором и статором возникает псевдоакустическая волна с периодически следующими друг за другом сжатием и разрежением, частота которых зависит от угловой скорости вращения ротора и количества взаимно перекрывающихся щелей перфорации ротора и статора в единицу времени. Под действием этих пульсаций давления происходит диспергирование. Недостатком этих аппаратов является необходимость предварительного приготовления грубодисперсной среды в смесительных устройствах, ее тщательной очистки от посторонних твердых частиц, которые могут попасть в узкий зазор между ротором и статором, что приведет к заклиниванию и поломке устройства. Другим недостатком являются высокие удельные энергозатраты, которые находятся в показательной зависимости от увеличения частоты вращения ротора, что особенно существенно при получении систем с большой степенью дисперсности.

Известен также способ получения дисперсных систем, при котором готовят грубодисперсную среду, которую затем подвергают гидродинамическому диспергированию, а именно подают поток грубодисперсной среды под действием избыточного давления, формируют поток в виде плоской струи путем уменьшения его поперечного сечения, возбуждают в потоке гармонические акустические колебания и увеличивают амплитуду этих колебаний в условиях резонанса [2] При осуществлении этого способа предварительно готовят грубодисперсную среду путем механического смешения дисперсионной среды и дисперсной фазы. Поток грубодисперсной среды формируют путем его резкого сужения при переходе от круглого сечения потока к плоскому. Возбуждение гармонических акустических колебаний в потоке осуществляют на плоскопараллельном участке за счет использования энергии движущегося потока при неизменной ширине потока. Увеличение амплитуды гармонических акустических колебаний осуществляют с образованием кавитационной зоны, подбирая условия резонанса с помощью упругого тела, установленного по оси плоской струи при скорости потока ≈ 20 м/с. Недостаток этого способа низкая эффективность диспергирования, причиной которой является неравномерность обработки частиц дисперсной фазы из-за неустойчивости узкой зоны кавитации. Кавитация возникает в ограниченном объеме грубодисперсной среды, поэтому не все частицы дисперсной фазы успевают попасть в зону ее действия. Существенным недостатком является также высокая энергоемкость этого способа из-за больших гидравлических потерь напора при резком сужении поперечного сечения потока.

При осуществлении этого способа грубодисперсную среду готовят в смесительных устройствах, а для гидродинамического диспергирования используют аппарат, который содержит корпус с патрубками, в котором помещено диспергирующее устройство гидродинамический излучатель, состоящий из щелевого сопла и резонансной пластины, закрепленной в узловых точках по оси струи, вытекающей из сопла [3] Под действием струи пластина возбуждается и колеблется на одной из собственных частот. На обеих сторонах пластины возникают завихрения, которые срываясь с поверхности пластины, вызывают периодические импульсы давления в обрабатываемой среде.

Достигнув щели сопла, эти импульсы модулируют строю жидкости. Пластина выполняет роль механического резонатора и одновременно управляет работой гидродинамического излучателя, генерирующего акустические колебания. В условиях резонанса амплитуда акустических колебаний резко возрастает, возникает кавитация, при которой происходит диспергирование.

Недостатком этого устройства является необходимость предварительного грубого диспергирования дисперсной фазы в дисперсионной среде. Другой недостаток низкая эффективность диспергирования, причиной которой является неравномерность обработки частиц дисперсной фазы. Зона кавитации локализована на поверхности пластины, она экранирует акустические колебания, препятствуя развитию кавитации во всем объеме жидкости. Существенным недостатком является высокая энергоемкость устройства, т.е. диспергирование осуществляют при больших скоростях струи, вытекающей из очень узкого плоскопараллельного сопла, что приводит к большим гидравлическим потерям напора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аппарат для получения дисперсных систем, в частности водных волокнистых суспензий целлюлозосодержащих материалов, включающий корпус с сужающимся днищем, входные и выходной патрубки и соосно расположенную в нижней части аппарата распределительную камеру с элементом, формирующим щелевое сопло [4] В этом аппарате корпус, днище, распределительная камера и элемент, формирующий щелевое сопло, выполнены круглыми в своем горизонтальном сечении, а именно: корпус цилиндрический, днище коническое, распределительная камера цилиндрической формы, а элемент, формирующий щелевое сопло, выполнен в форме усеченного конуса и установлен внутри распределительной камеры по ее оси таким образом, что щелевое сопло имеет кольцеобразную форму. Входной патрубок установлен на боковой поверхности распределительной камеры. Дисперсионная среда через боковой патрубок подается в распределительную камеру, а из нее через кольцеобразное щелевое сопло в аппарат. При выходе дисперсионной среды через сопло в объеме аппарата возникают пульсации жидкости. Эти пульсации разрушают конгломераты частиц дисперсной фазы и обеспечивают их равномерное перемешивание с дисперсионной средой. Однако качество дисперсий, получаемых в этом аппарате низкое, т.к. в нем трудно реализуется резонансный режим гидродинамических пульсаций, который становится неустойчивым при изменении уровня жидкости и поэтому невозможно достичь высокой степени диспергирования. Другим недостатком этого аппарата является его повышенная энергоемкость из-за возникновения существенных гидравлических потерь напора при прохождении диспергируемой среды через элемент, формирующий щелевое сопло (вследствие его неоптимальной формы).

Задачей изобретения является повышение эффективности диспергирования, а также уменьшение энергетических затрат на диспергирование.

Это достигается тем, что в способе получения дисперсных систем, включающем приготовление грубодисперсной среды с ее последующим гидродинамическим диспергированием путем подачи потока грубодисперсной среды под действием избыточного давления, формирования потока в виде плоской струи путем уменьшения его поперечного сечения, возбуждения в потоке гармонических акустических колебаний и увеличения их амплитуды в условиях резонанса, согласно изобретению возбуждение гармонических акустических колебаний осуществляют путем резкого расширения поперечного сечения потока перед его формированием, после чего поток формируют путем его сжатия по экспоненциальному закону с последующим расширением потока в виде экспоненциального гидродинамического факела, а увеличение амплитуды гармонических акустических колебаний осуществляют, устанавливая резонансный режим путем изменения скорости потока, которая в его наименьшем сечении составляет 8-50 м/с.

Возбуждение гармонических акустических колебаний путем резкого расширения поперечного сечения потока с последующим формированием потока путем плавного его сжатия по экспоненциальному закону позволяет создать режим прямотока с минимальными гидравлическими потерями напора, что значительно снижает энергетические затраты на диспергирование. Расширение потока в виде экспоненциального гидродинамического факела и увеличение амплитуды гармонических акустических колебаний в условиях резонанса при скорости потока в его наименьшем сечении 8-50 м/с обеспечивает формирование устойчивой зоны гидродинамических пульсаций в объеме экспоненциально расширяющегося факела, что повышает эффективность диспергирования. В частном случае осуществления способа приготовление грубодисперсной среды производят путем смешения дисперсионной среды и дисперсной фазы в объеме экспоненциального гидродинамического факела, сформированного из потока дисперсионной среды. Это позволяет упростить технологическое оформление способа, т.к. не требуется специального оборудования для приготовления грубодисперсной среды.

Способ осуществляют следующим образом. Готовят грубодисперсную среду, например, путем механического смешения дисперсионной и дисперсной фаз. Поток грубодисперсной среды под действием избыточного давления, создаваемого насосом, подают по трубопроводу в аппарат для диспергирования. В потоке грубодисперсной среды, содержащем в себе широкий спектр низкочастотных гидравлических пульсаций, источником которых являются насос и местные гидравлические сопротивления (например, места сужения, расширения и изменения направления трубопроводов, запорная арматура и т.п.) гасят пульсации инфранизкой частоты и одновременно возбуждают гармонические акустические колебания путем резкого расширения поперечного сечения потока. Затем среду сжимают по экспоненциальному закону и формируют ее в виде плоской струи, в которой развивается продольная волна. В условиях сжатия среду ускоряют, ликвидируя боковые направления движения по выбранному математическому (экспоненциальному) закону, при этом эпюра скоростей поступательного движения среды приближается к прямоугольной. Это препятствует образованию обратного потока среды, т. е. создается режим прямотока с минимальными гидравлическими потерями напора. В этих условиях амплитуда продольных колебаний гидравлического потока резко возрастает. Затем среду расширяют в резонансном режиме за счет использования турбулентных явлений в пограничной области между вытекающей продольной струей и псевдостационарной средой. Условия резонанса подбирают изменением скорости потока, которая составляет в его наименьшем сечении 8-50 м/с. С использованием вышеописанного процесса преобразуют продольную плоскую волну в поперечную волну. При этом происходит резкое увеличение амплитуды поперечных пульсационных колебаний среды с образованием гидродинамического факела, форма границ которого описывается по экспоненциальному закону. В условиях быстрого резонансного расширения плоской поперечной волны пульсационные скорости поперечных колебаний достигают предельных величин (вплоть до скорости распространения звука в среде). В момент перемены направления колебаний среды в гидродинамическом факеле выделяется энергия в виде материальных импульсов. Под действием этих импульсов происходит диспергирование среды, например, разрушение ассоциатов твердых и жидких частиц и повышение гомогенности среды. При колебательном движении частиц в среде возникают электрические поверхностные явления на границе раздела фаз, которые способствуют стабилизации гомогенного состояния среды в течение периода ее релаксации. При высоких значениях импульсных ускорений, приводящих к нарушению сплошности среды с образованием большого числа кавитационных каверн, может наблюдаться разрушение частиц с образованием тонкодисперсных сред за счет направленного кумулятивного действия эффекта схлопывания полостей (каверн) на границах раздела фаз.

Обрабатываемая среда претерпевает многократную циркуляцию, за счет этого частицы среды подвергаются многократной обработке, попадая в зону гидродинамического воздействия.

Вышеописанным способом могут быть получены дисперсии различных типов волокнистые суспензии древесной массы, целлюлозы и минеральных волокон, суспензии наполнителей и пигментов, коллоидные растворы, например растворимых производных целлюлозы, а также различные типы эмульсий, включая пищевые, с более высокими концентрациями, чем в способе-прототипе.

Кроме того, этот способ гидродинамического перемешивания на микроуровне можно применять для предельного насыщения жидкостей газами в проточном режиме.

Для осуществления этого способа предлагается устройство аппарат для получения дисперсных систем, содержащий корпус с сужающимся днищем, входные и выходной патрубки и установленную соосно в нижней части аппарата распределительную камеру с элементом, формирующим щелевое сопло, в котором, согласно изобретению элемент, формирующий щелевое сопло, выполнен в виде конфузора и установлен на распределительной камере, диспергатор дополнительно содержит диффузор, установленный в нижней части сужающегося днища и рабочую камеру, установленную внутри корпуса на выходной кромке диффузора и образующую зазор со стенками корпуса, при этом профили сужающихся стенок конфузора и расширяющихся стенок диффузора выполнены по экспоненциальной зависимости.

Наличие в конструкции аппарата конфузора с экспоненциально сужающимся профилем обеспечивает возможность формирования потока путем его сжатия по экспоненциальному закону и позволяет создать в аппарате режим прямотока с минимальными гидравлическими потерями напора, что снижает энергетические затраты на диспергирование.

Наличие диффузора с экспоненциально расширяющимся профилем и рабочей камеры позволяет сформировать устойчивую зону гидродинамических пульсаций в виде расширяющегося экспоненциального факела и повысить эффективность диспергирования.

В частном случае выполнения аппарата в диффузоре стенки с экспоненциальным профилем выполнены с перфорированными участками.

Это увеличивает эффективность работы диспергатора на начальном этапе диспергирования за счет сортирования частиц дисперсной фазы по их величине и способствует более быстрому достижению режима рециркуляции.

В другом частном случае выполнения аппарата корпус, сужающееся днище, конфузор, диффузор, распределительная камера и рабочая камера выполнены прямоугольными в своем горизонтальном сечении. Щелевое сопло имеет прямоугольную форму. Такое выполнение позволяет изготавливать аппараты для получения дисперсных систем с различной производительностью модульным методом, т. е. увеличением длины прямоугольного щелевого сопла.

На фиг. 1 представлен аппарат для получения дисперсных систем, разрез; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1.

Аппарат содержит корпус 1 с сужающимся клиновидным днищем 2, загрузочный люк 3, выходной патрубок 4, распределительную камеру 5 с входными патрубками 6, конфузор 7, оканчивающийся щелевым соплом 8, диффузор 9 с перфорированным участком 10 и рабочую камеру 11.

Корпус 1 прямоугольного горизонтального сечения с клиновидным днищем 2 снабжен загрузочным люком 3, расположенным в верхней части корпуса, и выходным патрубком 4, расположенным в нижней части клиновидного днища 2. Клиновидное днище образовано двумя вертикальными и двумя сужающимися стенками. Распределительная камера 5 прямоугольного сечения расположена соосно с корпусом 1 в его нижней части, входные патрубки 6 соосно расположены на противоположных боковых стенках распределительной камеры 5. Конфузор 7 установлен на распределительной камере соосно с ней и с корпусом и образует щелевое сопло 8 прямоугольной формы. Профиль сужающихся стенок конфузора выполнен по экспоненциальной зависимости. Конфузор 7 выполнен прямоугольным в своем горизонтальном сечении и сопряжен с диффузором 9. Последний размещен внутри корпуса 1 и своей нижней кромкой закреплен в клиновидном днище 2 соосно с корпусом 1. Диффузор 9 выполнен прямоугольным в своем горизонтальном сечении, а профиль расширяющихся стенок диффузора 9 выполнен по экспоненциальной зависимости. На расширяющихся стенках диффузора 9 выполнены два симметричных перфорированных участка 10. Рабочая камера 11 соосно установлена в корпусе 1 на выходной кромке диффузора 9, выполнена сужающейся кверху и образует зазор со стенками корпуса 1. В данном аппарате корпус, сужающееся днище, конфузор, диффузор, распределительная камера и рабочая камера выполнены прямоугольными в своем горизонтальном сечении. В других частных случаях выполнения аппарата эти элементы могут иметь другую форму горизонтального сечения, например круглую.

Аппарат для получения дисперсных систем работает следующим образом. Аппарат заполняют дисперсионной средой на 50% его рабочей вместимости, не ниже линии сопряжения диффузора 9 с рабочей камерой 11. Затем через загрузочный люк 3 загружают дисперсную фазу и включают циркуляционный насос. Под действием циркуляционного насоса дисперсионная среда через входные патрубки 6 поступает в распределительную камеру 5, где возникают низкочастотные гармонические колебания, проходит через конфузор 7, где ускоряется в прямоточном режиме, преобразуясь в плоскую струю, в которой развивается продольная волна. Эпюра скоростей поступательного движения среды приближается к прямоугольной за счет экспоненциального характера профиля стенок конфузора 7, который препятствует образованию обратного потока жидкости вдоль сужающихся стенок конфузора 7, что снижает до минимума гидравлические потери напора, а следовательно, и энергозатраты на диспергирование. При выходе через щелевое сопло 8 среда расширяется в диффузоре 9 в резонансном режиме, преобразуясь в поперечную плоскую волну, имеющую форму восходящего факела. Резонансный режим регулируется изменением скорости протекания жидкости через щелевое сопло 8. Расширяющиеся стенки диффузора 9 повторяют форму боковых границ гидродинамического факела, расширяющегося по экспоненциальному закону. В объеме диффузора 9 возникает режим гидродинамических пульсаций, амплитуда которых увеличивается по мере продвижения дисперсионной среды в верхнюю часть диффузора 9, где гидродинамические пульсации затухают. Крупные частицы ненабухшей дисперсной фазы, содержащие газовую среду (глобулы) под действием перепада давлений разрушаются. В средней и верхней части диффузора 9 частицы дисперсной фазы претерпевают воздействие мощных гидродинамических импульсов, приводящих при определенных скоростях пульсаций к кавитационным явлениям. Для увеличения эффективности работы аппарата на начальном этапе диспергирования в конструкции диффузора 9 выполнен перфорированный участок 10. Образовавшиеся при загрузке устройства агломераты подвергаются дальнейшей обработке в рабочей камере 11, а те агрегаты и частицы, размер которых не превышает размер отверстий перфорации, попадают вместе с транспортирующей средой в зазор между рабочей камерой 11 и корпусом 1 и подаются через выходной патрубок 4 на вход циркуляционного насоса. Такая обработка осуществляется до момента достижения стабильного режима рециркуляции, при котором самые крупные частицы дисперсии проходят через отверстия перфорации. При достижении стабильного режима рециркуляции в аппарат подают дополнительное количество дисперсионной среды до установления переливного режима. Рабочая камера 11 выполнена сужающейся кверху для установления устойчивого режима внутренней циркуляции с целью получения более равномерно распределенной дисперсии. Переливаясь через верхнюю часть рабочей камеры 11, диспергируемая среда поступает в зазор между рабочей камерой 11 и корпусом 1 и через входной патрубок 4 поступает на внешний круг рециркуляции ее насосом. При достижении необходимой степени дисперсности процесс прекращают и аппарат разгружают. В предлагаемом аппарате могут быть получены любые виды дисперсных систем, включая дисперсии труднорастворимых, плохо совмещающихся и слипающихся веществ, например волокнистые суспензии целлюлозы, асбеста, дисперсии мела, глины, пигментов, клея, высокомолекулярных соединений, пищевые эмульсии и т.п. Аппарат позволяет получить дисперсии с различной дисперсностью и степенью диспергирования. Энергетические затраты на диспергирование значительно снижаются за счет того, что среда движется в оптимальном прямоточном режиме с минимальными гидравлическими потерями напора. Дополнительным преимуществом является упрощение технологии получения дисперсий, т.к. не требуется специального оборудования для приготовления грубодисперсной среды, ее сортирования и очистки.

Ниже приводятся примеры осуществления способа в предлагаемом аппарате.

П р и м е р 1. Диспергируют волокнистую суспензию целлюлозы перед размольной машиной (мельницей) в проточном режиме. Предварительно готовят грубую композиционно неоднородную суспензию с длиной волокон от 3,5 до 1,5 мм со средней концентрацией 40 кг/м³ абсолютно сухого вещества в гидроразбивателе. Затем композиционно неоднородную суспензию подают в аппарат через его входной патрубок и заполняют весь его внутренний объем. Аппарат переводят из переходного состояния в состояние подвижного резонансного режима работы, устанавливая скорость потока в его наименьшем поперечном сечении в щелевом сопле равной 17 м/с. В указанных условиях диспергируют волокнистую суспензию, гомогенизируют ее до отдельных волокон и подают непосредственно на вход размольной машины.

П р и м е р 2. Диспергируют волокнистую суспензию перед формующим устройством бумагоделательной машины. Предварительно готовят грубую волокнистую композиционно неоднородную суспензию с длиной волокон от 2,5 до 0,5 мм со средней концентрацией 6 кг/м³ абсолютно сухого вещества в размольных машинах. Суспензию подают в аппарат через его входной патрубок и заполняют жидкостью весь его внутренний объем. Затем аппарат переводят из переходного состояния в состояние подвижного резонансного режима работы, при котором скорость потока обрабатываемой суспензии в его наименьшем поперечном сечении в щелевом сопле устанавливают 15 м/с. В указанных условиях диспергируют волокнистую суспензию, гомогенизируют ее до отдельных волокон и подают на бумагоделательную машину на формование бумажного полотна.

П р и м е р 3. Диспергируют суспензию мела. Аппарат заполняют технологической водой на 50% его рабочей вместимости и включают циркуляционный насос. Затем в аппарат для создания слабощелочной среды с показателем рН 8,5-9,0 добавляют полифосфаты натрия (например, тринатрийфосфат или гексаметафосфат) из расчета 4 кг на 1000 кг абсолютно сухого мела. В аппарат загружают мел в виде порошка из расчета 375 кг абсолютно сухого вещества на 1 м³ рабочей вместимости аппарата. Изменением скорости истечения потока из щелевого сопла до 8 м/с в аппарате устанавливают резонансный режим работы. В рабочую камеру аппарата подают технологическую воду и доводят объем суспензии в нем до рабочей вместимости. Диспергирование суспензии мела в указанных условиях осуществляют в течение 0,25 ч. Подготовленная описанным способом суспензия мела более устойчива к осаждению и прилипанию частиц к стенкам трубопроводов и технологического оборудования, кроме того, требуется меньше энергозатрат на ее приготовление.

П р и м е р 4. Диспергируют и гомогенизируют натрийкарбоксилметилцеллюлозу (Na КМЦ). Аппарат заполняют водой с начальной температурой 30^оС на 50% его рабочей вместимости и включают циркуляционный насос. Резонансный режим работы устанавливают изменением скорости истечения потока из щелевого сопла до 50 м/с. В аппарат загружают Na КМЦ в порошкообразном состоянии из расчета 60 кг на 1 м³ рабочей вместимости аппарата. По мере набухания коллоидной суспензии Na КМЦ в работающий аппарат непрерывно подают технологическую воду с температурой 30^оС и доводят объем жидкости в диспергаторе до его рабочей вместимости. Na КМЦ марки 70-450 обрабатывают в указанном режиме в течение 0,5 ч. Далее корректируют скорость истечения набухшего коллоида Na КМЦ из щелевого сопла до 50 м/с и гомогенизируют суспензию в этом режиме в течение 1,5 ч.

Таким образом, предлагаемым способом получают коллоидную дисперсию Na КМЦ без применения внешних теплоносителей.

Использование: получение дисперсий путем гидродинамического воздействия. Сущность изобретения: предварительно готовят грубодисперсную среду, которую затем подвергают гидродинамическому диспергированию. В потоке грубодисперсной среды, движущемся под действием избыточного давления, возбуждают гармонические акустические колебания путем резкого расширения поперечного сечения потока. Поток формируют в виде плоской струи, сжимая его по экспоненциальному закону, с последующим расширением в виде экспоненциального гидродинамического факела. Увеличивают амплитуду гармонических акустических колебаний в резонансном режиме при скорости потока 8 - 50 м/с. Грудодисперсную среду готовят путем смешения дисперсионной среды и дисперсной фазы в объеме экспоненциального гидродинамического факела, сформированного из потока дисперсионной среды. Аппарат для получения дисперсных систем содержит корпус с сужающимся днищем, патрубками и распределительную камеру, на которой установлен конфузор со щелевым соплом. В корпусе размещен диффузор, на выходной кромке которого установлена рабочая камера, образующая зазор со стенками корпуса. Профили конфузора и диффузора выполнены по экспоненциальной зависимости. В диффузоре стенки с экспоненциальным профилем выполнены с перфорированными участками. Корпус, сужающееся днище, распределительная камера, конфузор, щелевое сопло, диффузор и рабочая камера выполнены прямоугольными в горизонтальном сечении. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ получения дисперсных систем, включающий приготовление грубодисперсной среды и ее последующее гидродинамическое диспергирование путем подачи потока грубодисперсной среды под действием избыточного давления, формирования потока в виде плоской струи за счет уменьшения его поперечного сечения, возбуждения в потоке гармонических акустических колебаний и увеличения их амплитуды в резонансном режиме, отличающийся тем, что возбуждение гармонических акустических колебаний осуществляют путем резкого расширения поперечного сечения потока перед его формированием, после чего поток формируют путем его сжатия по экспоненциальному закону с последующим расширением потока в виде экспоненциального гидродинамического факела, а увеличение амплитуды гармонических акустических колебаний осуществляют, устанавливая резонансный режим путем изменения скорости потока, которая в его наименьшем сечении составляет 8-50 м/с. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что приготовление грубодисперсной среды осуществляют путем смешения дисперсионной среды и дисперсной фазы в объеме экспоненциального гидродинамического факела, сформированного из потока дисперсионной среды. 3. Аппарат для получения дисперсных систем, содержащий корпус с сужающимся днищем, входные и выходные патрубки и соосно установленную в нижней части аппарата распределительную камеру с элементом, формирующим щелевое сопло, отличающийся тем, что, элемент, формирующий щелевое сопло, выполнен в виде конфузора и установлен на распределительной камере, диспергатор дополнительно содержит диффузор, установленный в нижней части сужающегося днища, и рабочую камеру, установленную внутри корпуса на входной кромке диффузора и образующую зазор со стенками корпуса, при этом профили сужающихся стенок конфузора и расширяющихся стенок диффузора выполнены по экспоненциальной зависимости. 4. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что в диффузоре стенки с экспоненциальным профилем выполнены с перфорированными участками. 5. Аппарат по п.3 или 4, отличающийся тем, что корпус, сужающееся днище, распределительная камера, конфузор, щелевое сопло, диффузор и рабочая камера выполнены прямоугольными в горизонтальном сечении.