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乳化劑如何選擇和高速乳化機(jī)

產(chǎn)品型號(hào)：

ERS2000

品牌：

ikn

≧1 臺(tái)
￥118900.00

所在地：

上海松江區(qū)

更新日期：

2024-10-21

詳細(xì)信息

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乳化劑如何選擇和高速乳化機(jī)，表面活性劑，表面活性劑的親水親油平衡(HLB)問題是在一定條件下,兩種互不混溶的液體,一種以微粒(液滴或液晶)分散于另一種中形成的
體系稱為乳狀液.乳狀液在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)!日常生活以及生理現(xiàn)象中都有廣泛應(yīng)用.乳狀液
是熱力學(xué)上的不穩(wěn)定系統(tǒng),為了進(jìn)行乳化作用和得到有一定穩(wěn)定性的乳狀液,要加入能降
低界面能的第三種物質(zhì),此物質(zhì)稱為乳化劑.乳化劑是乳狀液賴以穩(wěn)定存在的關(guān)鍵,大多
為各種類型的表面活性劑.但并非表面活性劑都適合做乳化劑,所以在制備乳狀液時(shí)如何
選擇乳化劑就成為一個(gè)關(guān)鍵問題.實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)乳化劑的選擇有多種方法和原則,其中使
用HLB值選擇乳化劑有直觀方便的優(yōu)點(diǎn),幾十年來一直被許多部門作為選擇乳化劑的重
要依據(jù)和手段.

1 表面活性劑的親水親油平衡(HLB)問題
任何表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)中,既含有親水基也含有疏水基(即親油基),HLB,即親水親油平衡值,是衡量表面活性劑在溶液中的性質(zhì)的一個(gè)定量指標(biāo),是表明表面活性劑親水能力的一個(gè)重要參數(shù).

HLB值與乳化劑篩選
一個(gè)具體的油-水體系究竟選用哪種乳化劑才可以得到性能*佳的乳狀液,這是制備乳狀液的關(guān)鍵.*可*的方法是通過實(shí)驗(yàn)篩選,HLB值有助于篩選工作.通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),作為O/W型(水包油型)乳狀液的乳化劑其HLB值常在8~18之間;作為W/O型(油包水型)乳狀液的乳化劑其HLB值常在3~6之間.在制備乳狀液時(shí),除根據(jù)欲得乳狀液的類型選擇乳化劑外,所用油相性質(zhì)不同對(duì)乳化劑的HLB值也有不同要求,并且,乳化劑的HLB值應(yīng)與被乳化的油相所需一致.[4]有一種簡(jiǎn)單的確定被乳化油所需HLB值的方法:目測(cè)油滴在不同HLB值乳化劑水溶液表面的鋪展情況,當(dāng)乳化劑HLB值很大時(shí)油完全鋪展,隨著HLB值減小,鋪展變得困難,直至在某一HLB值乳化劑溶液上油剛好不展開時(shí),此乳化劑的HLB值近似為乳化油所需的HLB值.這種方法雖然粗糙,但操作簡(jiǎn)便,所得結(jié)果有一定參考價(jià)值.
2.2 HLB值與*佳乳化劑的選擇
每種乳化劑都有特定的HLB值,單一乳化劑往往很難滿足由多組分組成的體系的乳化要求.通常將多種具有不同HLB值的乳化劑混合使用,構(gòu)成混合乳化劑,既可以滿足復(fù)雜體系的要求,又可以大大增進(jìn)乳化效果.欲乳化某一油-水體系,可按如下步驟選擇*佳乳化劑.
油-水體系*佳HLB值的確
①定選定一對(duì)HLB值相差較大的乳化劑,例如,Span-60(HLB=4.3)和Tween-80(HLB=15),按不同比例配制成一系列具有不同HLB值的混合乳化劑,用此系列混合乳化劑分別將指定的油水體系制成系列乳狀液,測(cè)定各個(gè)乳狀液的乳化效率(可用乳狀液的穩(wěn)定時(shí)間來代表,也可以用其他穩(wěn)定性質(zhì)來代表),與計(jì)算出的混合乳化劑的HLB,作圖,可得一鐘形曲線,與該曲線*高峰相應(yīng)的HLB值即為乳化指定體系所需的HLB值.顯然,利用混合乳化劑可得到*適宜的HLB值,但此乳化劑未必是效率*佳者.所謂乳化劑的效率好是指穩(wěn)定指定乳狀液所需乳化劑的濃度*低!價(jià)格*便宜.價(jià)格貴但所需濃度低得多的乳化劑也可能比價(jià)格便宜!濃度大的乳化劑效率高.
②乳化劑的確定
在維持所選定乳化體系所需HLB值的前提下,多選幾對(duì)乳化劑混合,使各混合乳化劑之HLB值皆為用上述方法確定之值.用這些乳化劑乳化指定體系,測(cè)其穩(wěn)定性,比較其乳化效率,直到找到效率*高的一對(duì)乳化劑為止.值得注意的是,這里未提及乳化劑的濃度,但這并不影響這種選配方法,因?yàn)橹苽湟环€(wěn)定乳狀液所要求的HLB值與乳化劑濃度關(guān)系不大.在乳狀液不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi),當(dāng)乳化劑濃度很低或內(nèi)相濃度過高時(shí),才會(huì)對(duì)本方法有影響.[6]采用HLB方法選擇乳化劑時(shí),不僅要考慮*佳HLB值,同時(shí)還應(yīng)注意乳化劑與分散相和分散介質(zhì)的親和性.一個(gè)理想的乳化劑,不僅要與油相親和力強(qiáng),而且也要與水相有較強(qiáng)的親和力.把HLB值小的乳化劑與HLB值大的乳化劑混合使用,形成的混合膜與油相和水相都有強(qiáng)的親和力,可以同時(shí)兼顧這兩方面的要求.所以,使用混合乳化劑比使用單一乳化劑效果更好.綜上所述,決定指定體系乳化所需乳化劑配方的方法是:任意選擇一對(duì)乳化劑,在一定范圍內(nèi)改變其混合比例,求得效率*高之HLB值后,改變復(fù)配乳化劑的種類和比例,但仍需保持此所需HLB值,直至尋得效率*高的復(fù)配乳化劑.
2.3 HLB值與混合乳化劑配比
在復(fù)配乳化劑時(shí),采用多少量合適可通過各自的HLB值和指定體系所需的HLB值求得.例如,在進(jìn)行醋酸乙烯酯的O/W型乳液聚合時(shí),乳化劑用量為3%,采用SDS和Span-65為乳化劑,已知SDS的HLB值為40,Span-65的HLB值為2.1,乳液聚合時(shí)要求的HLB值平均為16.0.
設(shè)Span-65在混合乳化劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w%,則40(1-w%)+2.1w%=16,解之得w%=63.3%,則SDS在混合乳化劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.7%.由此可知,在醋酸乙烯酯的O/W型乳液聚合體系中,Span-65的用量占3%*63.3%=1.9%;SDS的用量占3%*(1-63.3%)=1.1%.

影響分散乳化結(jié)果的因素有以下幾點(diǎn)

1 乳化頭的形式（批次式和連續(xù)式）（連續(xù)式比批次好）
2 乳化頭的剪切速率（越大，效果越好）
3 乳化頭的齒形結(jié)構(gòu)（分為初齒，中齒，細(xì)齒，超細(xì)齒，約細(xì)齒效果越好）
4 物料在分散墻體的停留時(shí)間，乳化分散時(shí)間（可以看作同等的電機(jī)，流量越小，效果越好）
5 循環(huán)次數(shù)（越多，效果越好，到設(shè)備的期限，就不能再好）

線速度的計(jì)算
剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對(duì)速率。
– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-轉(zhuǎn)子間距 (m)
由上可知，剪切速率取決于以下因素：
– 轉(zhuǎn)子的線速率
– 在這種請(qǐng)況下兩表面間的距離為轉(zhuǎn)子-定子間距。
IKN 定-轉(zhuǎn)子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（轉(zhuǎn)子直徑）X 轉(zhuǎn)速 RPM / 60

    超高速分散均質(zhì)乳化機(jī)的高的轉(zhuǎn)速和剪切率對(duì)于獲得超細(xì)微懸浮液是*重要的。根據(jù)一些行業(yè)特殊要求，依肯公司在ERS2000系列的基礎(chǔ)上又開發(fā)出ERX2000超高速剪切乳化機(jī)機(jī)。其剪切速率可以超過200.00 rpm，轉(zhuǎn)子的速度可以達(dá)到66m/s。在該速度范圍內(nèi)，由剪切力所造成的湍流結(jié)合專門研制的電機(jī)可以使粒徑范圍小到納米級(jí)。剪切力更強(qiáng)，乳液的粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度極高,無需其他輔助分散設(shè)備,可以達(dá)到普通的高壓均質(zhì)機(jī)的400BAR壓力下的顆粒大小.
    超高速分散乳化機(jī)是高效、快速、均勻地將一個(gè)相或多個(gè)相(液體、固體)進(jìn)入到另一互不相溶的連續(xù)相(通常液體)的過程的設(shè)備的設(shè)備。當(dāng)其中一種或者多種材料的細(xì)度達(dá)到微米數(shù)量級(jí)時(shí)，甚至納米級(jí)時(shí)，體系可被認(rèn)為均質(zhì)。當(dāng)外部能量輸入時(shí)，兩種物料重組成為均一相。高剪切均質(zhì)機(jī)由于轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高切線速度和高頻機(jī)械效應(yīng)帶來的強(qiáng)勁動(dòng)能，使物料在定、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙中受到強(qiáng)烈的機(jī)械及液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用，形成懸浮液（固/液），乳液（液體/液體）和泡沫（氣體/液體）。高剪切均質(zhì)機(jī)從而使不相溶的固相、液相、氣相在相應(yīng)熟工藝和適量添加劑的共同作用下，瞬間均勻精細(xì)的分散乳化，經(jīng)過高頻管線式高剪切分散均質(zhì)乳化機(jī)的循環(huán)往復(fù)，*終得到穩(wěn)定的高品質(zhì)產(chǎn)品。

超高速分散乳化機(jī)應(yīng)用于:
奶油
化妝品
牙膏
果汁
洗滌劑
漿糊
鹽溶液
催化劑
涂漆、
聚合物乳化液
農(nóng)藥(除草劑殺蟲劑)

超高速分散乳化機(jī)特別應(yīng)用于:
疫苗、
細(xì)胞破碎
脂肪乳、
注射液
混懸注射液、
膠體溶液、
金屬氧化物懸浮液、
墨水芳綸
印刷涂料
色素混合等等
混懸液

超高速分散乳化機(jī)設(shè)備等級(jí)：化工級(jí)、衛(wèi)生I級(jí)、衛(wèi)生II級(jí)、無菌級(jí)
超高速分散乳化機(jī)電機(jī)形式：普通馬達(dá)、變頻調(diào)速馬達(dá)、防爆馬達(dá)、變頻防爆馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)
超高速分散乳化機(jī)電源選擇： 380V/50HZ、220V/60HZ、440V/50HZ
超高速分散乳化機(jī)材質(zhì)：SUS304 、SUS316L 、SUS316Ti
超高速分散乳化機(jī)表面處理：拋光、耐磨處理
超高速分散乳化機(jī)進(jìn)出口聯(lián)結(jié)形式：法蘭、螺口、夾箍

	標(biāo)準(zhǔn)流量（H2O）	輸出轉(zhuǎn)速	標(biāo)準(zhǔn)線速度	馬達(dá)功率	進(jìn)出口尺寸
型號(hào)	l/h	rpm	m/s	kW
ERX 2000/4	300	20000	66	5.5	DN25/DN15
ERX 2000/5	1,500	15,750	66	15	DN40 /DN 32
ERX 2000/10	5,000	10,950	66	30	DN50 / DN50
ERX 2000/20	10,000	7,300	66	55	DN80 /DN 65
ERX 2000/30	30,000	4,000	66	90	DN150 /DN 125
ERX 2000/50	50,000	3,000	66	160	DN200 /DN 150

1 表中上限處理量是指介質(zhì)為“水”的測(cè)定數(shù)據(jù)。

在制備穩(wěn)定乳狀液時(shí),選擇*適合的乳化劑以達(dá)到*佳乳化效果是關(guān)鍵問題.對(duì)于乳化劑的選擇,目前尚沒有完善的理論.表面活性劑的HLB值在選擇乳化劑和確定復(fù)合乳化劑配比用量方面有很大使用價(jià)值,其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在它的加和性上,可以簡(jiǎn)單地進(jìn)行計(jì)算;其問題是沒有考慮其他因素對(duì)HLB值的影響,尤其是溫度的影響,這在近年來用量很大的非離子型乳化劑上表現(xiàn)尤為突出.此外,HLB值只能大致預(yù)示形成乳狀液的類型,不能給出*佳乳化效果時(shí)乳化劑濃度,也不能預(yù)示所得乳狀液的穩(wěn)定性