Способ получения дисперсных систем

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯЫ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1)1001988(6 т) Дополиительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 281031 (21) 3351694/23-26с присоединением заявки Нов(1 М. Кп. В 01 Р 3/08 Государствеииый комитет СССР: по дедам изобретений и открытий(088.8Дата опубликования описания 07.03.83 72) Авторизобретени Р.А.Воска 71) Заявитегь 4 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТ 2 сперс сре- коле- сИзобретение 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 ди ных систем путем воздействия на ду вертикальными вибрационными баниями с частотой 4-150 Гц и у корении 2-35 13Сущность известного споеоба заключается в том, что герметически закрытый сосуд, содержащий исходные компоненты, вибрируют а указанными параметрами. При этом происходит интенсивное цроникновенве пузырьков газа в объем жидкости и при 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 и при строгом соотношении компонентов жидкость - газ. Возбудить этот. эффект в вибрационной 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.Ио суетности н достигаемому эффекту наиболее близким к изобретению техническим решением является способ получения дисперсных систем в режиме вибротурбулизации, возбуждаеМеи путем введания в обрабатываемую среду газонаполненного резонатора с определенной резонансной частотой, в соответствии с которой подвергается вибрации и рабочая емкость, жестко щжкрепленная к вибростенду Г 2 1.Однако явление вибротурбулизации практически имеет место при ускорениях 2625, и поэтому этот способ не получил промьпаленного внедрения из 1001988за отсутствия доступных техническихсредств, обеспечивающих получение такнк ускорений, Кроме того, выход нарежим вибротурбулизации происходитпутем воздействия только одной частоты, что не позволяет продолжительно поддерживать вибротурбулизациюиз-за колебаний частоты в небольшихпрсделах; режим вибротурбулизациивозникает в узком, строго определенном отношении жидкости к газу. 10Это явление невозможно получить,когда в системе имеются три и болееинородных компонента, например жид"кость - газ - твердое тело,Недостатком способа является также 5сложность улавливания начала этогоэффекта 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 дисперсныхсистем путем вибрационных воздействийна среду а режиме вибротурбулизацииза счет введения в емкость со средойупругого резонатора и воздействия наемкость колебаниями резонансной частоты в емкость со средой вводят несколько упругих резонаторов с различной частотой собственных колебаний.Способ осуществляют следующимобразом.На вибростенд устанавливают ци- Зэлиндрический сосуд, вдоль оси которого внутри жестко укрепляют концентрично расположенные пружины различной жесткости, т.е, обладающие различными резонансными частотами. Сасуд 40заливают обрабатываемой смесью, герметично закрывают и включают вибростенд, Частота вибростенда мгновенно передается сосуду и пружинам,которые начинают вибрировать с раз.личными частотами и ампли-удамивследствие 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 механическомудислергированию вибрирующими пружинами. Если частота вибростенда достигает или перекрывает резонансныечастоты всех пружин, то они всевибрируют с резонансной частотой,.Если не достигает резонансных частотили перекрывает одну или две резонансные частоты пружин, то в первом Ослучае они будут вибрировать с дорезонансными частотами, а во второмслучае часть будет вибрировать срезонансными, а остальные с дореэонансными частотами. 6 П р и м е р 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 ВЭДСи включен. На сосуд была подана частота 40 Гц. При этом система мгновенно была выведена на режим вибротурбулизации, причем три пружи" ны 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.П р и м е р 2. В этой же емкости была получена вибротурбулизация из смеси: 800 мл воды, 50 г стираль-. ного порошка, воздух - остальное. В результате было получено бурное пенообразование за доли секунды,П р и м е р 3. В той же емкости обрабатывалась смесь: 800 мл воды, 30 г 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 г, мозговые кости 300 г и остальное воздух. В результате мгновенно была получена вибротурбулизация, почти за секунду нз костей. был экстрагирован жир, а кости при этом были раздроблены с исходных размеров частиц около 20 мм до частиц размером 70- 100 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 наличии третьей твердой фазы позволит в десятки раз интенсифицировать технологические процессы в химичес" кой, пищевой и других отраслях промышленностиПроведенный 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 0,6- 1,0 руб.1001988 формула изобретения Составитель Э.СкачковаРедактор Н.Аристова Техред С.Мигунова Корректор М.Демчнкв Заказ 1677/3Тираж 686 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35 у Раушская наб д, 4/5Филиал ППП фПатентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Способ получения дисперсных систем путем вибрационных воздействий на среду в режиме вибротурбулиэации 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 й с, я тем, что, с целью повввения эконо.мичности процесса и его интенсифи-" 10 вещии, в емкость со средой вводятнесколько упругих резонаторов сразличной частотой собственных колебаний." Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельствО СССРВ 428768, кл. В 01 Г 3/08, 1972.2Авторское свидетельство СССРпо заявке Ю 2761795/23-26,кл. В 01 Г 3/08, 1979.