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均質分散的顆粒粒徑越小越好嗎?
點擊次數:563 發布時間:2017-05-11
   隨著均質分散技術的發展,現在的分散均質機設備已經以達到納米級水準,然而,分散相中的顆粒粒徑越小越好嗎?先來了解一下靜態懸浮液的理論,從中或許我們可以尋找到答案。
  靜態懸浮液的理論
  非均質分散體系主要是膠體系統和粗分散系統。膠體系統指的是分散相顆粒尺寸在0.001~0.1um尺度的分散系統,而粗分散系統指的是分散相顆粒尺寸大于0.1um的分散系統。由于一般懸浮液和乳狀液中所含的分散相顆粒粒徑都是在微米級及亞微米級,故屬于粗分散系統。不穩定的非均質流體料液在靜止狀態會發生絮凝,并由于重力作用而很快分層,當把經均質操作單元處理后的料液作為zui終產品時,就是要保證產品在有效期內抗絮凝,防止分層,維持分散相顆粒均勻分布,提高產品的穩定性。
  在粗分散系統中,由于分散均質機中分散相顆粒粒徑大于0.1um,所以靜態下可以忽略布朗運動效應,由于分散相顆粒達不到膠體狀態,并且兩相存在密度差,那么遲早會出現分層現象,分層是分散相在外力(重力和離心力)作用下在分散介質中上浮或下沉的結果。靜態下,根據斯托克斯(Stokes)公式確定重力作用下分散相球形顆粒的沉降速度為公式分散相與連續相的密度差,g為重力加速度,d為分散相顆粒直徑,u為連續相的粘度。如果分散相顆粒的密度比連續密度大,顆粒下沉,速度V正值,反之,顆粒上浮,速度為負值。沉降速度大,物料易分層。要保持體系穩定,必須降低沉降速度,對于特定物料可以通過減小分散相直徑d,只有當粒徑減至接近于連續相液分子大小時,細小微粒便穩定、均勻地分散在液體中不發生分離。
  從以上分析可以看出,要提高分散系統的穩定性,分散相顆料盡量減小,但應該指出,隨著顆粒粒徑的減小,雖然由重力引起的分離作用變為次要,但由于顆粒間距的減小,顆粒間的結合力起重要作用。另外,當顆粒直徑小于某一細小尺寸時,由于顆粒的布朗運動,而產生顆粒的碰撞,有可能造成顆粒絮凝而造成顆粒沉降。
  所以說,顆粒并非越細越好。要視物料的特性而定。均質就是根據物料的特點,減小分散相顆粒的粒度,使其分布于一個較窄的尺寸范圍,并達到吸力與斥力的平衡,保證體系的穩定。
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