毕业设计（论文）-高剪切均质机总体设计

1 绪论 剪切式均质技术作为一种新型微米技术，已广泛应用于食品、医药、轻工、微生物等诸多行业，并得到迅速发展，已成为这些行业对有关流体、半流体产品品质所必不可少的工艺过程。 国外早在30年前就产生并使

高剪切均质机的设计 1绪论 剪切式均质技术作为一种新型微米技术，已广泛应用于食品、医药、轻工、微生物等 诸多行业，并得到迅速发展，已成为这些行业对有关流体、半流体产品品质所必不可少的 工艺过程。 国外早在30年前就产生并使用均质机，且应用于生产。目前，已有美国、日本、德 国等10多个国家生产均质机。剪切式均质机作为均质机械中的佼佼者，也被广泛的认识 和研究。自从1948年德国FLUKO公司首次发明了应用高剪切原理制成分散乳化设备，高 剪切分散乳化设备已经出现了多种系列产品，在世界均质机械行业处于领先地位。近40 年来，国外，特别是欧洲一些国家在高剪切分散均质机行业得到迅速发展，并在很多领域 发挥着重大作用，如化装品、制药、食品、涂料、黏合剂等。国外所研究制造的剪切式均 质设备基本上上是采用定一转子型（stator-rotor）结构作为均质头，在电机的高速驱动 下（300-10000r/min），物料在转子与定子之间的间隙内高速运动，形成强烈的液力剪切 和湍流，使物料在同时产生的离心、挤压、碰撞等综合作用力的协调作用力下，得到充分 的分散、乳化、破碎，达到要求的的效果。美国和德国在剪切式均质机的研究和开发方面 都取得了显著进展。如美国IKA-WERKEGMHBCO.KG生产的多系列分散均制设备；美国 ROSS公司研制的高剪切混合乳化机；德国IKA-MASCHINENBAU公司研制的ULTRA分散机； 德国YSTRAL公司生产的X40型分散搅拌机；德国公司研制的系列高剪切分散乳化剂、管 线式高剪切分散乳化剂、管式分散乳化剂、间歇式高剪切与间歇式无轴承分散乳化剂、高 效强力分散乳化剂等世界领先高科技产品。 我国的均质机研究产品是从50年代个别厂家开始的，最早是上海烟草机械厂仿制美 国产品，直到80年代才开始逐渐的生产均质机，而且大多是传统的高压均质设备。随着 国外剪切式均质机的迅速发展，近年来，国内许多科研人员，制造和使用厂家也开始重视 对剪切式均质机的研究工作。目前，已建立了与国外厂商联营、合资研制生产剪切式均质 机的公司。如上海菲鲁克（FLUKO）机电设备有限公司；中美合资南通罗斯（ROSS）混合 设备有限公司等。现在国内有许多厂家开始生产高剪切均质机，如东市长江机电有限公司、 上海环保设备总厂、上海威宇机电有限公司、上海市化工装备研究所生产的集混合、分散、 乳化、溶解、粉碎等功能为一体的系列剪切式均质机。 1.1高剪切均质机的均质原理 剪切均质机基于超剪切原理，实现固相的微化和液相的乳化。目前采用剪切式均质机 主要工作部件为一级或多极的相互啮合的定转子又有数层齿圈。其均质乳化有以下方面： 1液力剪切作用 液力剪切是指高速流动的流体本身会对流体内粒子产生强大的剪切作用，而且由于高 速流动产生剧烈的微湍流，在湍流边缘出现很高的局部速度梯度，处于这种局部速度梯度 下的粒子会受剪切而微粒化，液力剪切分层流剪切和湍流剪切。在层流区域，流体在定转 子槽道内流动时，流体内的最大流速及所受到的最大剪切力与流体流动方向上的压力梯度 成正比。当施以周期性高频脉动压力梯度时，最大速度在槽道壁面与机理道中心之间，偏 离中心，且频率增大，最大速度增大，且向壁面趋近，剪切力增大。流体在同轴圆筒之间 成为旋转流，由于两圆筒速度不同，间隙内流体层之间存在速度梯度，产生剪切力。如圆 1 22 第页共页