[发明专利]超细匀化器

说明书

本发明涉及一种非金属矿物的超细、粉碎、匀化装置及生产工艺，它适用于非金属矿物、煤、乳品食品加工工业、医药、化工工业、化妆品以及菌体细胞壁的破碎加工方面。

目前匀化器是用于固——液两相或液——液两相的分散、均化过程，主要用来代替球磨机的工作，如在乳品和奶油等加工中，用于加工奶油巧克力、黄油冰淇淋、匀质鲜奶、奶油乳酪等；在食品工业中，用于加工食用香料、各种果汁、蔬菜浆、豆奶、调味品及液态蛋制品等；在医药工业中，用于加工抗生素等各种医制剂等；在化学工业中，用于加工消毒剂、乳化燃料油、水煤浆、涂料、橡胶、乳液硅胶乳液、肥皂以及杀虫剂乳液等。

本发明还可用于菌体细胞壁的破碎。如在生物发酵中，有许多我们所需要的物质(如基因工程生产的胰岛素、胞内酶等产品)都在细胞内部，要提取这些物质，首先是破碎细胞壁，传统的方法是使用溶菌酶、球磨机，以及超声波处理等，但是这些方法的实用性和经济性没有过关，因而目前较好的方法就是采用超高压匀化器(工作压力通常在500—1000bak)来达到此目的。

非金属矿物的剥片、超细产品是高产值、高利润的深加工产品。但目前的非金属矿物的剥片、超细技术及设备效率低，超细处理能力差，德国AKW公司生产的高压匀浆器主要是采用往复式活塞泵及弹簧轴来提供压力，使矿浆处于高压之中，高压矿浆通过一细小直线形喷嘴以很高的线速度挤出并喷射在常压叶轮上，借助于挤出喷嘴时矿浆的互相摩擦、剪切作用以及矿浆喷射在常压叶轮上所产生的强大冲击力，使被处理的非金属矿物晶体层间的氢键断裂而达到剥片和超细目的。但是该设备仅能用于高岭土的剥片加工，而且压力源是通过往复式活塞和弹簧轴来提供，因此这些部件的材质要求相当高，造价昂贵，难以普及推广应用，同时还存在处理量小、效率低等缺陷，从其试验数据看：当给料中高岭土-2微米含量为18％时，经该设备一次性剥片处理后，-2微米含量仅能达到37％。

另外，丹麦APVRANNIEA/S企业生产的高压匀化器，主要由“高压活塞泵、匀化阀、阀座体”几部份组成，被处理的物料通过高压活塞泵加压至100—1000bar，然后通过匀化阀突然减压来产生很高的剪切力，来达到破碎固体小颗粒，使固——液两相匀化成为稳定的悬浮液或使液——液两相匀化成为稳定的乳状液。在该设备中，由于操作压力很高，要求其元器件的材质能耐高压及突然减压变化。因而多用精加工后的氧化锆金属陶瓷来制成匀化阀；用氧化铝陶瓷来制成高压活塞泵的活塞柱，这使元件加工非常困难，成本很高，另外该设备在高压下操作还会引起振动和噪音及阀座体开裂，为防止这些现象出现，要附设许多其它结构，使整个高压匀化器系统复杂制造困难。

本发明目的是为解决现有高压匀化器存在的结构复杂、设备材质、加工精度高，以及粉碎、匀化效率低的缺陷，而提出一种工艺技术简单，粉碎、匀化效率高，可连续工作的设备和生产工艺。

本发明的技术解决方案是借助高压水作为动力，使被处理的非金属矿物或其它固体、液体物质与高压水在一耐高压容器内处于高压状态，然后使该固——液或液——液混合物进入一螺旋线型喷嘴。混合物在高压下，快速在喷嘴的螺旋线型流道中运动，根据流体力学原理，此时的固——液或液——液混合物的运动处于紊流状态，物体在改变运动方向时，每瞬间都要受到沿原运动方向的高压剪切力作用，而且紊流运动又可造成固体物质、固体与液体以及混合物与喷嘴壁面间的碰撞、摩擦作用力，使被处理物质非常迅速地被破碎、分散和匀化，从而可以达到超细、匀化的目的。为提高超细、匀化的效率，本发明技术解决方案中还在喷嘴出口处设置了档耙，当固——液或液——液混合物在受到诸多力作用后，被高速挤出喷嘴出口的瞬间，由于压力的突然降低所产生的空穴效应以及喷嘴射流碰撞在档耙上而产生的强大冲击力，可进一步破碎物质，并使固——液混合物匀化成为稳定的悬浮液，或使液——液混合物高度分散，匀化成为稳定的乳状液。

下面结合本发明实施例进行详细说明：

图1是本发明实施例一的工艺流程示意图

图2是本发明实施例二的工艺流程示意图

图3是本发明实施例三的工艺流程示意图

图4是本发明实施例四的工艺流程示意图

图5是本发明中喷嘴结构示意图

从本发明实例一的工艺流程示意图1中可知：