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纳米乳化及纳米高速乳化机的解决办法

阅读次数:2858    发布时间:2024/4/2 6:57:11

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乳化机在工业设备搅拌体系中占有重要的作用,特别是在固液混合、液液混合、油水乳化、分散均质、剪切研磨方面有着其重要的应用。之所以称其为乳化机是应为能够实现乳化的作用。油水两相介质的混合后形成乳液,分为油包水或水包油两种体系,要实现乳化,有至少两方面的要求: 一是强烈的机械切割分散作用,将水相与油相的流体介质同时切割打散为小颗粒,然后再汇拢合并时就有互相渗透掺混,形成乳液。二是合适的乳化剂, 在油水分子间充当媒介桥梁的作用,通过其电荷及分子间力的作用,使油水混合乳液能够按照我们所需望的时间稳定存放。

 

 

乳化 是由水相和油相所组成的,乳状液的制备一般是先分别制备出水相和油相,然后再将它们混合而得到乳状液。

水相制备

按照配方,将水溶性物质如甘油、胶质原料等尽可能溶于水中。制备水相的温度,在很大程度上取决于油相中各成分的物理性质,水相的温度应接近油相的温度,如低于油相的温度。不宜超过10℃。在制备乳状液时,乳化剂的加入方式由多种,将乳化剂加入水中构成水相,然后在激烈搅拌下加入油相,形成乳状液的方法,常叫做剂在水中法的乳化方法。

油相制备

 

 

 

影响因素

 

乳化设备

制备乳状液的机械设备主要是,它是一种使油、水两相混合均匀的乳化设备,乳化机的类型主要有三种:乳化搅拌机、和均质器。乳化机的类型及结构、性能等与乳状液微粒的大小(分散性)及乳状液的质量(稳定性)有很大的关系。如在化妆品厂广泛使用的搅拌式乳化机,所制得的乳状液其分散性差。微粒大且粗糙,稳定性也较差,也较易产生污染。但其制造简单,价格便宜,只要注意选择机器的合理结构,使用得当,也是能生产出一般复合质量要求的大众化的化妆品的。胶体磨和均质器是比较好的乳化设备。乳化机械有很大,如真空乳化机其制备出的乳状液的分散性和稳定性

温度

乳化温度对乳化好坏有很大的影响,但对温度并无严格的限制,如若油、水皆为液体时,就可在室温下依借搅拌达到乳化。一般乳化温度取决于二相中所含有高熔点物质的熔点,还要考虑乳化剂种类及油相与水相的等因素。此外,二相之温度需保持近相同,尤其是对含有较高熔点(70℃以上)的蜡、脂油相成分,进行乳化时,不能将低温之水相加入,以防止在乳化将蜡、脂结晶析出,造成块状或粗糙不均匀乳状液。一般来说在进行乳化时,油、水两相的温度皆可控制在75℃-85℃之间,如油相有高熔点的蜡等成分,则此时乳化温度就要高一些。另外在乳化过程中如粘度增加很大,所谓太稠而影响搅拌,则可适当提高一些乳化温度。若使用的乳化剂具有一定的转相温度,则乳化温度也XX选在转相温度左右。乳化温度对乳状液微粒大小有时亦有影响。如一般用脂肪酸皂阴离子乳化剂,用初生皂法进行乳化时,乳化温度控制在80℃时,乳状液微粒大小约1.8-2.0μm,如若在60℃进行乳化,这时微粒大小约为6μm。而用非离子乳化剂进行乳化时,乳化温度对微粒大小影响较弱。

乳化时间

乳化时间显然对乳状液的质量有影响,而乳化时间的确定,是要根据油相水相的容积比,两相的粘度及生成乳状液的粘度,乳化剂的类型及用量,还有乳化温度,但乳化时间的多少,是为使体系进行充分的乳化,是与乳化设备的效率紧密相连的,可根据经验和实验来确定乳化时间。如用均质器(3000转/分钟)进行乳化,仅需用3-10分钟。搅拌速度

乳化设备对乳化有很大影响,其中是搅拌速度对乳化的影响。搅拌速度适中是为使油相与水相充分的混合,搅拌速度过低,显然达不到充分混合的目的,但搅拌速度过高,会将带入体系,使之成为三相体系,而使乳状液不稳定。因此搅拌中避免空气的进入,真空乳化机具有很的性能。

6乳化剂选择

(1)选用憎水基与被乳化物质相似的乳化剂;

(2)选择几种乳化剂混合;

(3)选择易溶解的乳化剂;

(4)选择亲水性较好的乳化剂和亲油性较好的乳化剂混合使用;

(5)使用同一憎水基原料制成的不同亲水性的同系复合乳化剂;

(6)制备O/W状液以水溶性乳化剂为主,其余各乳化剂用量按HLB顺序在主乳化剂两侧成倍递减;

(7)复合乳化剂的HLB值应大体跟乳化的油性物质相同;

核心 

 

关键影响参数:

油水比

表面活性剂类型

表面活性剂浓度

微球分子量大小

不同设备及转速影响

乳化方式  

 

从设备来讲

 

影响乳化结果的因素有以下几点

 

乳化头的形式(批次式和连续式)(连续式比批次好)

乳化头的剪切速率  (越大,效果越好)

乳化头的齿形结构(分为初齿,中齿,细齿,超细齿,约细齿效果越好)

4  物料在分散墙体的停留时间,乳化分散时间(可以看作同等的电机,流量越小,效果越好)

循环次数(越多,效果越好,到设备的期限,就不能再好)

 

线速度的计算

剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。

– 剪切速率 (s-1) =      v  速率 (m/s)                   -转子 间距 (m)

由上可知,剪切速率取决于以下因素:

– 转子的线速率

– 在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。 IKN -转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm  

 

速率V=  3.14 X  D(转子直径)转速 RPM  /   60

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