管线式乳化泵的工艺原理基于高速旋转产生的机械剪切力与流体动力学效应,实现物料的精细乳化、分散和均质化,具体工艺原理可分为以下四部分:
一、核心结构与驱动机制
1、泵体结构:由泵体、定子、转子、密封装置和驱动装置组成。
2、精密配合:定子和转子采用多层对偶咬合设计,形成狭窄且可调的间隙(通常为微米级)。
3、动力来源:驱动装置(如电机)带动转子以高速旋转(线速度可达10-40m/s),产生轴向吸力将物料吸入泵腔。
二、工作流程
1、吸入阶段:转子高速旋转形成负压,物料被吸入定子与转子之间的间隙。
2、乳化阶段:
物料在狭窄间隙中承受高频剪切、离心挤压、液层摩擦及湍流冲击;
多级转定子结构(如三级十二层)逐级细化颗粒,形成稳定的乳状液。
3、排出阶段:乳化后的物料以高紊流状态从出口排出,可直接进入后续工艺。
三、关键工艺作用
1、剪切与分散:转子高速旋转产生的强剪切力将不相溶的液滴或颗粒破碎至微米级。
2、湍流混合:泵腔内形成的湍流和射流增强物料混合均一性。
3、动态平衡:定子侧面开孔区域存在射流与回流的动态平衡,优化乳化效率。
4、温度控制:部分设备配备加热/冷却夹套,避免因高速剪切导致物料变性。
四、技术特点
1、连续化处理:直接串联于管道中,支持在线连续生产,消除批次差异。
2、适应性强:可处理粘度≤10000cps的物料,适用于液-液、固-液、气-液体系。
3、高效节能:变频调速优化能耗,三级乳化结构缩短处理时间至分钟级。
4、卫生设计:全不锈钢材质,符合GMP标准,适用于食品、医药等行业。
五、典型应用场景
1、化工:纳米材料分散、聚合物乳液制备;
2、食品:调味品乳化、乳制品均质;
3、医药:疫苗佐剂、脂质体制备;
4、日化:化妆品膏霜、牙膏增稠。
通过上述工艺原理,管线式乳化泵实现了高效、稳定的精细化生产需求。
