Способ получения эмульсий и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК B01F3/00 B01F5/18 

Изобретение относится к способу и устройству для непрерывного получения эмульсий из взаимно нерастворимых и несмешивающихся жидкостей, одна из которых в виде частиц дисперсной фазы находится в другой непрерывной дисперсионной фазе, и предназначено для использования преимущественно в химической и фармацевтической промышленности.

Целью изобретения является повышение качества эмульсии и эффективности процесса.

На фиг.1 представлена общая схема устройства для получения эмульсии; на фиг.2 распределитель диспергируемого материала с форсункой, вид сверху; на фиг.З - то же, вид сбоку; на фиг.4 - пеногаситель, вид сверху; на фиг.5 - узел I на фиг 1.

Устройство для получения эмульсии содержит герметизированный сосуд, состоящий из корпуса 1 и крышки 2, соединенных через уплотняющее кольцо. В корпусе установлен валЗ, приводимый во вращение двигателем 4. На нижней части вала 3 закреплен пеногенератор в виде винта 5, Над винтом 5 установлены две скрепленные друг с другом стойками 6 конические перегородки 7 и 8, служащие пеноводом. Внешо чэ

N

ю

со

няя перегородка 8 установлена и закреплена на цилиндрической части корпуса.

На валу 3 закреплен распылитель диспергируемого материала в виде диска 9 с зубцами по периферии. Диск 9 закреплен на такой высоте, чтобы факел распыла частиц был направлен выше верхнего края перегородки 8.

Над зубцами диска 9 в крышке 2 установлена форсунка 10 так, чтобы струя диспергируемой жидкости направлялась на боковые грани зубцов диска 9. В отсеке корпуса между перегородкой 8 и стенкой корпуса 1 размещен пеногаситель 11, имеющий форму кольца из трубы со щелью в верхней части и с направляющими 12 для захвата пузырьков пены. Пеногаситель 11 снабжен штуцером, Под пеногасителем 11 в стенке корпуса 1 предусмотрен патрубок 13. Вне корпуса расположены средство подвода дисперсионной среды - сосуд 14, ресивер 15 для выравнивания давления сжатого газа, средство для подвода диспергируемой жидкости - сосуд 16, распределитель 17 сжатого газа с устройствами регулировки и контроля давления газа в каждом сосуде (не показаны), вакуумный насос 18 для отсоса эмульсии из пеногасителя, сборник 19 эмульсии и баллон 20 со сжатым газом.

Устроиство для получения эмульсии работает следующим образом.

Дисперсионная жидкость из сосуда 14 и сжатый 1аз из ресивера 15 по шлангам поступают под винт 5 пеногенератора. Образуемая пена поднимается по пеноводу между перегородками 7 и 8 до уровня зубцов диска 9 распылителя. Одновременно диспергируемая жидкость из сосуда 14 по шлангу подается к форсунке 10 и под давлением сжатого газа вырывается струей на зубцы диске 9 распылителя. В результате столкновения струи жидкости с плоскостью зубца диска 9 распылителя струя жидкости распыляется на мелкие капли. Пена из материала дисперсионной жидкости, проходящая вблизи зоны распыления диспергируемой жидкости, подхватывает мельчайшие частицы распыленного материала и вместе с ними попадает в отсек корпуса с пеногасителем 11. Более крупные частицы диспергируемого материала, обладающие большей кинетической энергией, проникают через тонкие пленки пузырей близлежащих слоев пены и тормозятся более отдаленными пузырьками пены, с которыми также увлекаются в отсек с пеногасителем. И, наконец, самые крупные капли диспергируемого материала проходят всю топщу пены, оседают на стенки корпуса 1 и по ней стекают в тот же

отсек с пеногасителем 11, проникая под его трубу и скапливаясь здесь. Отсюда эта неиспользованная часть диспергируемой жидкости выпускается из корпуса через

патрубок 13 и возвращается в сосуд 14 при новой его заправке. Пузырьки пены, оседающие на поверхность пеногасителя 11 вблизи его щели, увлекаются в эту щель под воздействием вакуума, создаваемого насо0 сом 18, и разрушаются, выделяя готовую эмульсию, которая по шлангу через насос 18 перекачивается в сборник 19 эмульсии.

П р и м е р. В камеру пеногенератора объемом 0,3л лабораторной установки с ди5 аметром винта 5 пеногенератора 80 мм подают по шлангу под давлением 0,1 атм из сосуда 14 емкостью 2 л дисперсионную среду, представляющую собой 10%-ный водный раствор проксанола. Из другого бачка

0 емкостью 5 л, служащего ресивером 15 сжатого газа, подают под винт 5 аргон под тем же давлением. Полученная под действием газа и винта 5 пена поднимается по пеноводу между двумя коническими перегородка5 ми 7 и 8 из тонкого алюминия к диску 9 распределителя D 90 мм со 120 трехгранными зубцами г/о периферии. Вал 3 приводится во вращение электромотором с частотой вращения 6000 об/мин. Форсун0 кой 10 служит игла 0420 от шприца, соединенная шлангом с фильтр-бачком для диспергируемого материала емкостью 200 мл. Подачу диспергируемого материала, в качестве которого используют перфторуг5 лерод с плотностью 2,0, производят поддав- лением газа 8 атм. Получаемую пену, насыщенную частицами диспергируемого материала, подают к кольцу пеногасителя, выполненного из трубки D 12 мм со

0 щелью шириной 0,1-0,2 мм с бортиками- направляющими высотой 5 мм. Полученную эмульсию отводят через штуцер под пеногасителем к сборнику эмульсии через насос 18 перистальтического типа, кото5 рый создает в трубке необходимый вакуум для разрушения пены и отсоса эмульсии. Исследование образцов эмульсий на степень дисперсности диспергируемой фазы проводят на счетчике Коултера (мо0 дель Мг 4) и контролируют по микрофотографии с увеличением на отпечатке в 500 раз. Измерения показывают, что эмульсия, полученная на лабораторной установке по данному способу, содержит не

5 менее 95% частиц размером 1,2-2,5 мкм.

Исследование образцов эмульсии на процентное содержание дисперсной фазы показывает, что на лабораторной установке возможно получение эмульсии с концентрацией от долей процента до 64%.

Формула изобретения

1.Способ получения эмульсий, включающий распыление диспергируемого материала в дисперсионную среду, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения качества эмульсии и эффективности процесса, дисперсионную среду преобразуют в высокократную пену, формируют поток пены, направляя его непосредственно в зону рас- пыления диспергируемого материала, после чего отводят пену для погашения и выделения эмульсии.

2,Устройство для получения эмульсий, содержащее вертикально расположенный герметичный сосуд, установленную в верхней части сосуда форсунку для подачи диспергируемого материала, конические направляющие, размещенные внутри сосуда, средство подвода дисперсионной среды и сборник эмульсии, отличающееся

тем, что, с целью повышения качества эмульсии и эффективности процесса, оно снабжено распылителем, установленным с возможностью вращения под форсункой, пеногенератором, размещенным под коническими направляющими, распределителем газа, соединенным со средствами подвода смешиваемых компонентов и с сосудом, и пеногасителем, соединенным со сборником эмульсии.

3.Устройство по п.2, отличающее- с я тем, что распылитель выполнен в виде диска с зубцами по периферии.

4.Устройство по пп.2 и 3, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что пеногенератор выполнен в виде винта.

5.Устройство по пп.2-4, отличающееся тем, что пеногасигель выполнен в виде кольца из трубы с продольной щелью, вдоль которой установлены направляющие для захвата пузырьков пены.

Изобретение относится к технике приготовления эмульсий и может быть использовано преимущественно в химической и фармацевтической промышленности. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса, улучшить качество эмульсий. Для осуществления процесса дисперсионную среду вспенивают, подают по пеноводам непосредственно в зону распыления диспергируемого материала и отводят к пеногасителю, из которого отбирают готовую эмульсию. Устройство содержит герметизированный сосуд, вращающийся распылитель диспергируемого материала, выполненный в виде диска с зубцами по периферии, и размещенную над ним форсунку. Пеногенератор в виде винта расположен под пеноводом, выполненным из двух конических перегородок. Распределитель газа связан с емкостями для диспергируемого материала и дисперсионной среды и сосудом. Пеногаситель выполнен в виде кольца из трубы с продольной щелью, вдоль которой закреплены направляющие для захвата пены, и соединен со сборником эмульсии. Регулируя скорость подачи смешиваемых материалов и скорость отсоса эмульсии из отсека пеногасителя, достигают требуемую концентрацию эмульсии. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил. сл с

16

Фиг.1

Фиг. i

11

Фиг А

8

12

11