La vitesse de rotation d’un émulsifiant de laboratoire est-elle plus élevée, mieux c’est?

La réponse est non. Lorsque la vitesse de rotation atteint une valeur excessivement élevée, elle a tendance à entraver le mouvement du fluide. Le débit devient extrêmement faible tandis que la production de chaleur augmente fortement, et certains matériaux peuvent même se reagglomérer, ce qui donne des résultats insatisfaisants.

Les émulsifiants de laboratoire jouent un rôle crucial dans les systèmes de mélange des équipements industriels. Ils sont particulièrement indispensables pour le mélange solide-liquide, le mélange liquide-liquide, l’émulsification huile-eau, l’homogénéisation de dispersion et le broyage au cisaillement. Ils sont appelés " émulsifiers" parce qu’ils peuvent réaliser l’émulsification - en mélangeant soigneusement les phases huile et eau pour former des émulsions, qui sont classées dans les systèmes eau dans l’huile (W/O) ou huile dans l’eau (O/ O). Deux exigences essentielles doivent être remplies pour une émulsification efficace: tout d’abord, un cisaillement mécanique intense et une dispersion qui décomposent simultanément les phases aqueuse et huileuse en petites gouttelettes. Lorsque ces gouttelettes se recombinent, elles s’interpénètrent et se mélangent pour former une émulsion. Deuxièmement, un émulsifiant approprié est nécessaire pour agir comme intermédiaire entre les molécules d’huile et d’eau. Grâce aux charges électrostatiques et aux forces intermoléculaires, l’émulsifiant permet au mélange huile-eau de rester stable pendant la période désirée.

Aujourd’hui, l’application des émulsifiants dépasse le simple " émulsification." grâce à leur action de cisaillement unique, ils peuvent décomposer et impacter les particules solides dans les liquides, les affinant à la taille de particule désirée. Cela permet aux solides de se mélanger complètement en liquides et de former des suspensions relativement stables. Comme les émulsifiants, l’ajout de dispersants améliore la stabilité de ces suspensions. Si une substance solide peut être complètement dissoute dans un liquide par contact prolongé, les petites particules formées par cisaillement et impact se dissoudront beaucoup plus rapidement — leur surface spécifique est augmentée de façon exponentielle.

Les gens se sont habitués à utiliser des homogénéisateurs à haute pression pour obtenir des particules fines, conduisant à l’association entre raffinement et homogénéisation. Ainsi, le processus de raffinage des particules et de mélange en profondeur réalisé par les émulsifiants est essentiellement un processus d’homogénéisation. Pour cette raison, les émulsifiants sont également appelés homogénéisateurs. Pour distinguer les différents types, ils sont souvent étiquetés avec des modifieurs tels que "high-speed" ou " high-cisaillement," résultant en divers noms: homogénéisateurs à vide, homogénéisateurs à haut cisaillement, homogénéisateurs stériles, homogénéisateurs en ligne, et plus encore.

Les gens se sont habitués à utiliser des homogénéisateurs à haute pression pour obtenir des particules fines, conduisant à l’association entre raffinement et homogénéisation. Ainsi, le processus de raffinage des particules et de mélange en profondeur réalisé par les émulsifiants est essentiellement un processus d’homogénéisation. Pour cette raison, les émulsifiants sont également appelés homogénéisateurs. Pour distinguer les différents types, ils sont souvent étiquetés avec des modifieurs tels que "high-speed" ou " high-cisaillement," résultant en divers noms: homogénéisateurs à vide, homogénéisateurs à haut cisaillement, homogénéisateurs stériles, homogénéisateurs en ligne, et plus encore.

L’intensité de l’action de cisaillement d’un émulsifiant affecte directement la finesse finale des particules. L’analyse montre que cette intensité est principalement liée à la netteté et à la dureté des pales, à l’espace entre le rotor et le stator, à la vitesse de déplacement relative des deux surfaces de cisaillement et à la taille maximale permise des particules qui passent. Dans la plupart des cas, la netteté des pales, la dureté, l’intervalle entre le rotor et le stator et la taille des particules permise sont fixes ou ne doivent pas être modifiés. Par conséquent, la vitesse de déplacement relative des lames de l’émulsifiant, exprimée comme la vitesse linéaire circonferentielle du rotor, devient le facteur le plus influent. Une vitesse linéaire plus élevée augmente la densité des coupures ou des impacts sur le fluide circulant radialement, ce qui entraîne un raffinement plus fort. Le contraire est également vrai.

Cependant, cette vitesse linéaire n’est pas infiniment meilleure. À des valeurs extrêmement élevées, il a tendance à entraver l’écoulement du fluide, conduisant à des débits très faibles et à une production excessive de chaleur. Certains matériaux peuvent même se re-agglomérer, donnant des résultats sous-optimaux. De plus, les expériences en laboratoire sont caractérisées par de faibles volumes d’échantillons. Pour accommoder ces petites quantités, la taille physique du rotor et du stator de l’émulsifiant doit être réduite, ce qui signifie un diamètre plus petit. Pour compenser l’impact négatif d’un diamètre plus petit sur la vitesse linéaire, la vitesse angulaire du rotor doit être augmentée, d’où la vitesse de rotation élevée des équipements de laboratoire.

En résumé, la vitesse de rotation d’un émulsifiant de laboratoire doit être déterminée en fonction des conditions pratiques, compte tenu des exigences de traitement existantes et de l’économie de production. Pour les émulsifiants d’une puissance inférieure à 18,5kw, un moteur à 2 pôles avec 3000tr/min est couramment utilisé. Pour ceux entre 22KW et 55KW, un moteur 4 pôles avec 1500tr/min est préférable. Pour les émulsifiants dépassant 75KW, un moteur 6 pôles avec 1000rpm est approprié.