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不锈钢搅拌器直径与釜径之比d/D会影响液滴分散和凝并的平衡,所以中试过程一定要研究d/D对液滴分散的影响。液-液放大过程的关键是对各异相区的比例变化的认识。斜桨圆盘涡轮由于具有高的泵送能力,通常用于液-液分散体系,有利于克服可能存在的相密度差。平桨圆盘涡轮比较适合于产生稳定乳液和适当的气体夹带。
杂质和表面活性剂很容易在相界面吸附,严重地影响界面特性和界面积。如果过程严重地依赖界面特性,放大过程必须考虑杂质和表面活性剂变化的影响。表面电荷是另一个需要关注的因素。
生成均匀的液滴通常是体系的一个目标,搅拌釜通常操作在湍流条件下,液滴尺寸的分散程度非常大。当对液滴的分布均匀度要求比较高时,通常需要考虑采用非搅拌器。
搅拌器对不互溶液体的分散
对不互溶液体的分散也是搅拌器的重要功能之一,立式搅拌器,对于不互溶的液体,推进式搅拌器,搅拌器的加速搅拌并不能使它们互溶,但可以使它们处于均匀的分散状态,这种操作经常应用于萃取、乳液和悬浮聚合中。
搅拌器所做的分散并不是指的两种互不相容的液体相互分开,像鸡尾酒那样,而是由整体到个体的一种分散,就像我们将虾仁剁碎和其它剁碎的食材做成三鲜的饺子馅一样,那也是一种分散,但不互溶液体的分散却没有那么简单。在不互溶液体的分散中,密度大的液体称之为重相,密度小的称之为轻相,通过搅拌器实现重相和轻相的分散,根据分散的形式不同,这种分散又分为三种形式。
种是把轻相液体分散,而重相液体不分散,把轻相液体分散在重相液体中,这种分散为常见。
第二种和种相反,是把重相液体分散到轻相液体中,这种分散,和种的搅拌方式完全不同。
这里我们要引入一个名词,就是连续相,在种情况中,连续相就是重相,在第二种情况中,连续相就是轻相,由此可见,连续相就是指在分散操作中,不被分散而包容被分散液体的液体
液-液体系对不锈钢搅拌器的要求类似于气-液体系,大同搅拌器,二者都需要高的界面积。所不同的是气泡与液滴所承受的浮力的差别。因为液-液体系的浮力不像气-液体系那样明显,液-液体系通常比气-液体系容易模拟。同样,搅拌器厂家,流动区、液滴-凝并、界面积、液滴直径、质量传递系数等,都是重要的设计参数。
液-液体系的功率输入并不像气-液体系那样显得重要。由于两相密度差通常相差不大,不会有一相大量地集中在不锈钢搅拌器周围。
液滴的和液滴尺寸由不锈钢搅拌器的结构和输入功率决定。液滴的通常出现在不锈钢搅拌器桨叶或桨叶的尾涡中。通常不会出现在釜体静止区,而液滴的凝并会出现在釜的本体区。如果在桨叶前后形成非常高的压降,会出现现象,从而有非常小的液滴形成。
液滴的尺寸可以由不锈钢搅拌器的几何结构、功率输入、已进搅拌区和静止区的体积比控制。类似于气-液分散,随着不锈钢搅拌器叶片数的增加,搅拌区的比例提高,叶片的几何形状和叶片的角度影响搅拌的强度和性质,从而影响液滴尺寸。
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