Способ получения дисперсных систем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ы АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (<)) 1001988 (6т) Дополиительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 281031 (21) 3351694/23-26 с присоединением заявки Нов (23) ПриоритетовЂ

Опубликовано 0703ЯЗ. бюллетень Но 9 (gq j . g .з

В 01 F 3/08

Государствеииый комитет

СССР: по делам изобретений и открытий (з31УДК 66.063 (088.8? Дата опубликования описания 07.03.83 (72) Автор изобретения

Р.A.Âîñêàèÿí (71) Заявитегь (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

30

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 стой ких однородных многокомпонентных систем.

Известен способ получения дисперсных систем путем воздействия на среду вертикальными вибрационными колебаниями с частотой 4-150 Гц и ускорении 2-35 (.13.

Сущность известного споеоба заключается в том, что герметически закрытый сосуд, содержащий исходные компоненты, вибрируют а указанными параметрами. При этом происходит интенсивное щ оникновеиже пузырьков газа в объем жидкости и ри некотором критическом значении проникновения наступает явление вибротурбулизации, характеризующееся 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 н при строгом соотношении компонентов жидкость — газ. Возбудить этот. эффект в вибрацнонной системе и заставить его продолжительное время существовать является трудной задачей, так как получение этого эффекта свя" эано не только со строгим соотношением жидкость - газ, но зависит и от других факторов, например соответствующей формы сосуда, степени герметичности, плавности выхода на данный режим, колебания частоты и др.

По сущности н достигаемому эффекту наиболее близким к изобретению техническим решением является способ получения дисперсных систем в режиме вибротурбулизации, возбуждаеМеви путем введания в обрабатываемую среду газонаполненного резонатора с определенной резонансной частотой, s соответствии с которой подвергается вибрации и рабочая емкость, жестко щжкрепленная к вибростенду Г23.

Однако явление вибротурбулизации практически имеет место при ускорениях 29«25, и поэтому этот способ не получил промышленного внедрения из1001988 за отсутствия доступных технических средств, обеспечивающих получение такнк ускорений. Кроме- того, выход на режим вибротурбулизации происходит путем воздействия только одной частоты, что не позволяет продолжитель- 5 но поддерживать вибротурбулизацию из-за колебаний частоты в небольших прсделах; режим вибротурбулизации возникает в узком, строго определен« ном отношении жидкости к газу. f0

Это явление невозможно получить, когда в системе имеются три и более инородных компонента, например жидкость — газ — твердое тело.

Недостатком способа является также 5 сложность улавливания начала этого эффекта и его поддержание продолжительное время из-за колебаний частоты.

Целью настоящего изобретения является повышение экономичности процесса и его интенсификации.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе 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 в емкость со средой вводят несколько упругих резонаторов с различной частотой собственных колебаний.

Способ осуществляют следующим образом.

На вибростенд устанавливают ци- 35 линдрический сосуд, вдоль оси которого внутри жестко укрепляют концентрично расположенные пружины различной жесткости, т.е. обладающие различными резонансными частотами. Сосуд@) заливают обрабатываемой смесью, герметично закрывают и включают вибро» стенд. Частота вибростенда мгновенно передается сосуду и пружинам, которые начинают вибрировать с раз .личными частотами и ампли-удами вследствие того, что они имеют различную жесткость и находятся в обрабатываемой среде. При этом в сосуде мгновенно возникает вибротурбулизация. При наличии третьей фазытвердого компонента последний подвергается интенсивному механическому дислергированию вибрирующими пружинами. Если частота вибростенда достигает или перекрывает резонансные частоты всех пружин, то они все вибрируют с резонансной частотой..

Если не достигает резонансных частот или перекрывает одну или две резонансные частоты пружин, то в первом ф случае они будут вибрировать с дорезонансными частотами, а во втором случае часть будет вибрировать с резонансными, а остальные с дореэонансными частотами. 65

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 вод-,. номасляная эмульсия за доли секунды обработки, которая была устойчива в течение 300 суток.

lI p и м е р 2. В этой же емкости была получена вибротурбулизация из смеси: 800 мл воды, 50 r стираль-. ного порошка, воздух — остальное.

В результате было получено бурное пенообразование за доли секунды.

Ii р и м е р 3. В той же емкости обрабатывалась смесь: 800 мл воды, 30 r сухого молока, остальное — воз" дух. В результате мгновенно была получена вибротурбулизация, а полученный продукт отличался гомогенностью и стабильностью до прокисания.

П р н м е р 4. В этой же емкости обрабатывалась смесь: вода 600 r, мозговые кости 300 r 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 70100 мкм. Во всех случаях было установлено, что вибротурбулизация возникает при ускорениях, не превышающих 3«5.

Применение предлагаемого .способа позволит сделать эффект вибротурбулиэации достоянием промышленности, так как вибростенды, дающие ускорение до 10, серийно выпускаются оте» чественной промышленностью. Получение вибротурбулизации эа доли се» кунды и обработка смесей при нали- . 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 энергоэатраты вибростенда в среднем на,30-50 квт/ч, что в денежном выражении составит экономию 0,61,0 руб.

1001988

Формула изобретения

Составитель Э.Скачкова

РЕдактор Н.Аристова Техред С.Мигунова Корректор М.йемчнк

Заказ 1677/3 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

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, о т л и ч а в щ и и с. я тем, что, с целью повваюния эконо.мичности процесса и его интенсифи-"

«вещии, в емкость со средой вводят несколько упругих резонаторов с различной частотой собственных колебаний.:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельствО СССР

9 428768, кл. В 01 F 3/08, 1972.

2 ° Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2761795/23- 26, кл. В 01 F 3/08, 1979.