Способ получения дисперсных систем Советский патент 1983 года по МПК B01F3/08 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Изобретение относится к области получения дисперсных систем: жидкость - газ, жидкость - жидкость газ, жидкость - твердое тело - газ и, преимущественно, может быть ис-. пользовано в технологических процессах химических и пищевых отраслей, где требуется получения стойких однородных многокомпонентных систем.

: Известен способ получения дисперсных систем путем воздействия на среду вертикальнЕлми вибрационными колебаниями с частотой 4-150 Гц и ускорении 2-35 Си.

Сущность известного способа заключается в том г что ге1 1етически закрытый сосуд, содержащий исходные компоненты, вибрируют с указанными параметрами. При этом происходит интенсивное проникновение пузырьков газа в объем жидкости и при некотором критическом значении проникновения наступает явление вибротурбулизаций,. характеризукхцееся ликвидацией границы жидкость - газ с заполнением, всего объема кипящей смесью. По своей сущности эффект вибротурбулизации.отличается от рбычных вибрационных эффектов тем,

что он протекает весьма быстро, Обнаруживается в узком диапазоне амплитудно-частотных характеристик и при строгом соотношении когшрнентов жидкость - газ. Возбудить этот эффект в вибрацнонной системе и заставить его продолжительное время существовать является трудной задачей, так как получение этого эффекта свя10зано не только со строгим соотношением жидкость - газ, но зависит и от других факторов, например соответствующей формы сосуда, степени герметичности, плавности выхода на дан15ньй режам, колебания частоты и др.

Ио сувдвости и достигаемому эффекту наиболее близким к изобретению техническим решением является способ получения дисперсных систем в

20 режиме вибротурбулизации, заозбуждаеWQM нутем введения в обрабатываемую среду газонаполненного резонатора с определенной резонансной частотой, в соответствии с которой подвергает25ся вибрации и рабочая емкость, жестко гфикрепленная к вибростенду С21.

Однако явление вибротурбулизации пра«тически имеет место при ускорениях 20-25, иПОЭТОМУ этот способ не

30 получил промышленного внедрение изза отсутствия доступных технических средств, обеспечивающих получение т ких ускорений. Кроме того, выход на режим вибротурбулизации происходит путем воздействия только одной частоты, что не позволяет продолжитель но поддерживать вибротурбулиэацию из-за колебаний частоты в небольших пределах/ режим вибротурбулиэации возникает в узком/ строго определен ном отношении жидкости к газу. Это явление невозможно получить, когда в системе имеются три и более инородных компонента, например жидкость - газ - твердое тело. Недостатком способа является так сложность улавливания начала этого эффекта и его поддержание продолжительное время из-за колебаний частоты. Целью настоящего изобретения является повышение экономичности процесса и его интенсификации. Указанная цель достигается тем, что в способе получения дисперсных систем путем вибрационных воздейств на среду в режиме вибротурбулизации за счет введения в емкость со средо упругого резонатора и воздействия н емкость колебаниями резонансной час тоты в емкость со средой вводят несколько упругих резонаторов с различной частотой собственных колебаний. Способ осуществляют следующим образом. На вибростенд устанавливают цилиндрический сосуд, вдоль оси которого внутри жестко укЕ епляют концен рично расположенные пружины различной жесткости, т.е. обладающие различными резонансными частотами. Сос заливают обрабатываемой смесью, гер метично закрывают и включают вибростенд. Частота вибростенда мгновенно передается сосуду и пружинам, которые начинают вибрировать с различньми частотами и ампли-удами вследствие того, что они имеют различную жесткость и находятся в обрабатьшаемой среде. При этом в сосуде мгновенно возникает вибротурбулизация. При наличии третьей фазы твердого компонента последний подве гается интенсивному механическому дислергированию вибрирующими пружинами . Если частота вибростёнда достигает или перекрывает резонансные частоты всех пружин, то они все вибрируют с резонансной частотой.. Если не достигает резонансных часто или перекрывает одну или две резонансные частоты пружин, то в первом случае они будут вибрировать с дорезонансными частотами, а во втором случае часть- будет вибрировать с резонансными, а остальные с дорезонансными частотами. Пример 1..В цилиндрический сосуд емкостью 1 л было загружено 800 мл воды, 100 мл трансформаторного масла, воздух - остальное. Вдоль оси сосуда были зафиксированы пру-/ жины с собственными частотами 12,35 35, 50, 50 и 90 Гц, затем сосуд герметично был закрыт крышкой, жестко установлен на платформу вибростенда ВЭДС-200 и включен. На сосуд была подана частота 40 Гц. При этом система мгновенно была выведена на режим вибротурбулизации, причем три пружины колебались в резонансе, а остальные с дорезонансными частотами. Ускорение установки составило всего 3. В результате опыта была получена водномасляная эмульсия за доли секунды j обработки, которая была устойчива в течение 300 суток. Пример 2. В этой же емкости была получена вибротурбулизация из смеси: 800 мл воды, 50 г стирального порошка, воздух - остальное. В результате было получено бурное пенообразование за доли секунды. Пример З.В той же емкости обрабатывалась смесь: 800 мл воды, 30 г сухого молока, остальное - воздух. В результате мгновенно была получена вибротурбулизация, а полученный продукт отличался гомогенностью и стабильностью до прокисания . Пример 4. В этой же емкости обрабатывалась смесь: вода 600 г, мозговые кости 300 г и остальное воздух. В результате мгновенно была получена вибротурбулизация, почти за секунду из костей был экстрагирован жир, а кости при этом были раздроблены с исходных размеров частиц около 20 мм до частиц размером 70 100 мкм. Во всех случаях было установлено, что вибротурбулизация возникает при ускорениях, не превышающих 3-5, Применение предлагаемого способа позволит сделать эффект вибротурбулизации достоянием промышленности, так как вибростенды, дакяцие ускорение до 10, серийно выпускаются оте- чественной промышленностью; Получение вибротурбулизации за доли сеп кунды и обработка смесей при нгипи- чии третьей твердой фазы позволит в десятки раз интенсифицировать технологические процессы в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Проведенный технико-экономический расчет показал, что уменьшение значения ускорения до 3-5 снизит энергозатраты вибростенда в среднем на .30-50 КВТ/Ч, что в денежном выражении составит экономию 0,6 1,0 руб.

Формула изобретения

Способ получения дисперсных систем путем вибрационных воздействий на среду в режиме вибротурбулизации за счет введения в емкость со средой упругого резонатора и воздействия на емкость колебаниями резонансной частоты, отличающий с. я тем, что, с целью повышения экономичности процесса н его интенсифи- Ю

кации, в емкость со средой вводят несколько упругих резонаторов с различной частотой собственных колебаний. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. В 01 F 3/08, 1979.