การกระจายตัวของอนุภาคในระดับนาโนผ่านสภาพแวดล้อมความดัน ที่เป็นลบ?

ในอุตสาหกรรมตั้ง แต่เครื่องสำอาง และยาไปจนถึงอาหาร และวัสดุขั้นสูงการกระจายอนุภาคในระดับนาโนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เสถียรภาพ และความพร้อมทางชีวภาพ วิธีการผสมแบบดั้งเดิมมักจะต่อสู้กับขนาดอนุภาค ที่ไม่สม่ำเสมอ airincorporation และการบิดเบือน ซึ่งนำไปสู่การทำลายคุณภาพ เดอะเครื่องผสมการทำงานร่วมเพศสูญญากาศค้นพบว่า เป็นวิธีแก้ปัญหาการปฏิวัติใช้ประโยชน์จากความดันเชิงลบ (สูญญากาศ) สภาพแวดล้อมเพื่อทำลายอนุภาคให้อยู่ในช่วงนาโนเมตรในขณะ ที่กำจัดฟองอากาศ บทความนี้ สำรวจวิทยาศาสตร์กลไก และการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้

1. ความท้าทายของการกระจายตัวของระดับนาโน

การกระจายตัวของระดับนาโน (อนุภาคน้อยกว่า 100 nm ) เพิ่มคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ เช่น :

ความพร้อมทางชีวภาพในด้านเภสัชกรรม ( เช่น ระบบการส่งยา)

พื้นผิว และความมั่นคงในเครื่องสำอาง ( เช่น ครีมเซรั่ม)

คุณภาพของประสาทสัมผัสในอาหาร ( เช่น ซอสเนียนอิมัลชั่น)

อย่างไรก็ตาม การบรรลุอนุภาคนาโนสเกล ที่สม่ำเสมอเป็นเรื่องยากเนื่องจาก:

ความตึงเครียดของพื้นผิวทำให้อนุภาคเป็นกลุ่ม

ดักจับอากาศทำให้เกิดออกซิเดชั่น และไม่เสถียร

แรงเฉือนไม่เพียงพอในเครื่องผสมทั่วไป

วิธีการดั้งเดิม ( เช่น กระจายตัวด้วยความเร็วสูงโรงงานลูกบอล) มักจะไม่สามารถผลิตผลระดับนาโน ที่สอดคล้องกัน และอาจแนะนำสิ่งปนเปื้อน หรือความเสื่อมสลายของความร้อน

2. เครื่องผสม Homogenizing สูญญากาศทำงานอย่างไร

เครื่องผสม homogenizing ระหว่า งสูญญากาศรวมเทคโนโลยีหลักสองประการ:

สภาพแวดล้อมสูญญากาศ (ความดันเป็นลบ)

โดยการอพยพอากาศออกจากห้องผสม (โดยทั่วไปจะประมาณ 0.09 MPa ) ระบบ:

กำจัดฟองอากาศป้องกันออกซิเดชั่น และการก่อตัวของโฟม

ลดการบิดเบือนอนุภาค ที่เกิดจากอากาศติดกับ

ลดจุดเดือดช่วยให้การประมวลผล ที่อ่อนโยนของวัสดุ ที่ละเอียดอ่อนความร้อน

การทำลายพันธุ์ผสม ที่รุนแรง

ประกอบ rotor - stator สร้างแรงเฉือน ที่รุนแรง (ความเร็วปลายถึง 30 เมตร/วินาที) ทำลายอนุภาคลงผ่าน:

ผลกระทบทางกล (อนุภาคชนกับพื้นผิวโรเตอร์/สเตเตอร์)

การระเบิด (ความผันผวนของความดันสร้างฟองอากาศขนาดเล็ก ที่ระเบิดอนุภาคแตก)

การประสานงานของสูญญากาศ + สร้างภาพ:

ภายใต้สูญญากาศอนุภาคมีความไวต่อแรงเฉือนมากขึ้นเนื่องจากความต้านทานอากาศ และความตึงเครียดพื้นผิว ทำให้ homogenizer สามารถบรรลุ D 50 & gt ; 50 nm และ D 90 น้อยกว่า 100 nm ในตัวเครื่องผสมทั่วไป ที่อยู่ไกลกว่า

3. กลไกสำคัญสำหรับการกระจายตัวของระดับนาโน

a การกำจัดอากาศ และการระดมพลอนุภาค

ในสูญญากาศก๊าซละลายหนีจากของเหลวลดความตึงเครียดระหว่า งใบหน้า นี่คือ & quot ; degassing & quot ;ลูกเล่น:

ป้องกันกระเป๋าอากาศจากเกราะป้องกันอนุภาคจากการเฉือนกองกำลัง

ช่วยให้อนุภาคเคลื่อน ที่ได้อย่างอิสระเพิ่มความถี่การชนกับ rotor - stator

2. เพิ่มประสิทธิภาพการสร้างภาพ

หากไม่มีความต้านทานอากาศตัวหมุนจะสร้างอัตราการเฉือน ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ตัวอย่างเช่น

ความเร็วปลายใบพัด 30 m / s ภายใต้สูญญากาศให้พลังงาน 2-3 x มากขึ้นกว่า ความดันในชั้นบรรยากาศ

อนุภาคประสบการณ์ซ้ำ ๆ ของการบีบอัดยืด และแตกทำให้ลดขนาดเครื่องแบบ

ควบคุมอุณหภูมิ c

การประมวลผลสูญญากาศลดความร้อน ที่เหนี่ยวนำให้เกิดการรักษาอุณหภูมิ 10-15 ° C ต่ำกว่า ระบบ ที่ไม่ใช่สูญญากาศ นี่คือ สิ่งสำคัญสำหรับ:

รักษาส่วนผสม ที่ละเอียดอ่อนความร้อน ( เช่น วิตามินเอนไซม์)

ป้องกันการเสื่อมสลายของโพลีเมอร์ หรือโปรตีน

4. การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม

บริษัท ยา

Liposomal การจัดส่งยา: การสร้าง homogenization สูญญากาศผลิตน้อยกว่า 100 nmliposome สำหรับการปล่อยแบบมุ่งเป้าหมาย

ฉีดอิมัลชั่น: กำจัดฟองอากาศเพื่อให้ได้มาตรฐานการผลิต ที่ปลอดเชื้อ

บีเครื่องสำอาง

ครีมกันแดด: กระจาย ZnO / tio 2 สารอนุภาคสำหรับสูตรโปร่งใสไม่ขาว

serum ต่อต้านริ้วรอย: ประสบความสำเร็จนาโนมัลคอม ที่มีเสถียรภาพด้วยการเจาะผิว ที่เพิ่มขึ้น

C . Food ตอนเครื่องดื่ม

ผลิตภัณฑ์จากนม: สร้างโยเกิร์ต ที่ราบรื่นชั้นวาง ที่มั่นคงด้วยการแยกไขมันลดลง

นมจากพืช: น้ำมันสกัดจากพืช และโปรตีนเพื่อเลียนแบบเนื้อวัว

วัสดุขั้นสูงดี

กระจายกราฟีน หรือคาร์บอนนาโนในโพลีเมอร์สำหรับการเคลือบแบบไฟฟ้า

แบตเตอรี่สเลอรี่: ผลิตกระแสไฟฟ้าแบบสม่ำเสมอสำหรับแบตเตอรี่ความหนาแน่นพลังงานสูง

5. ข้อดีกว่า วิธีการดั้งเดิม

พารามิเตอร์สูญญากาศ homogenizer เครื่องผสมทั่วไป

ขนาดอนุภาค ( d 90) & lt ; 100 nm 1-10 pvc

ปริมาณอากาศน้อยกว่า 0.5 % ตกค้าง 5-15 ฟอง

เวลาประมวลผล 10-30 นาที/ชุด 60-120 นาที/ชุด

การผลิตความร้อนต่ำ (สูญญากาศเย็น) สูง (ความร้อนแรงเสียดทาน)

เครื่องผสม homogenizing สูญญากาศเป็นตัวแทนของกระบวนทัศน์ในการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีการกระจายตัวของนาโน โดยการรวมสภาพแวดล้อมความดัน ที่เป็นลบด้วยแรงเฉือนสูงมันเอาชนะข้อ จำกัด ของวิธีการแบบดั้งเดิม เมื่ออุตสาหกรรมต้องการการกระจายตัว ที่ดีขึ้นเรื่อย ๆ เทคโนโลยีนี้ จะยังคงอยู่ในแนวหน้าของนวัตกรรม