具有对比成分的液体介质的同步超声空化处理方法技术

本发明专利技术涉及液体介质及水或其它液相含量超过总质量的65-70%的介质的空化处理领域。由不同组分组成的液体介质的同步超声空化处理方法包括：在定位槽系统中任何形式的液量时，包含的液体可产生平面声驻波，声驻波穿过正被处理液体，优选垂直地穿过该位置，其中，产生液量的材料的比声阻抗等于或接近槽系统正被处理的液体的比声阻抗值，以及接近正在处理的液体介质的阻抗，超声共振幅度大于正在处理的液体介质的声空化处理阈值，这样就将穿过液量边界造成的损耗考虑在内，在槽系统中液体的帮助下，形成最佳液体介质处理温度，槽系统边界之间的宽度是槽液体中声波长的倍数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及液体介质及密度等于水的密度的介质或其它液体(超过总质量的65-70%)领域。
技术介绍
众所周知，在各种不同经济领域中，超声空化可通过以下工艺流程I 6得到提闻:-胶液化；-均质和乳化；-混合；-分裂；-解聚实践中，超声空化涉及多组分介质(乳液、悬浮液、水溶液和水系统)的生产过程和水、牛奶及其它液体广品的超声波杀菌(防腐)等。超声波反应器中进行的液体介质处理方法可视为原型/I/。该方法包括通过杆反应器在液体中产生超声波，杆反应器邻端有一个声波源，声波源通常为压电辐射器。可采用各种形式的杆反应器且邻接端可安装多个压电辐射器，但它们均注重底部邻接端和侧板/8/上杆的增亮振动。这是因为实践中自距振动表面起几厘米处对超空化区按粒径进行测量。因此，由于处理液体在辐射器的平邻接端和平底之间形成联合波，杆的邻接端视为最有效区。因而应注意的是，很难使邻接端的直径大于50-70_。杆柱面的辐射作用比振幅和柱面发散度要小得多。将柱体外壁反射的声波考虑在内，通过与辐射装置邻接端和柱体底部间的无威胁场进行类比可估计实践上处理液体介质中不可能得到平面相干超声驻波的最佳条件。介质中传输和反射的超声波的多路传输模式、无波的相干性及单频上的能量集中使得实践上主模中不可能得到分散相粒径小于 1.0mkm、均匀性标准规格不超过20%的乳液。因此，处理液体的体积会受到限制。液体介质超声空化处理的另一替代方法实施时转子摆动。通过转子脉动均质机/2/实现。通过转动系统定子-转子使液体产生周期性的交替运动，声波作用照相机内产生承载超声波的空化效应。这是在声空化和水力空化之间临时作出的选择。目前，此类均质机最受欢迎，设计简单，且与超声模拟装置相比能以较低的成本处理大量的液体。符合要求的高速均质器可得到主模中分散相粒径为-1.5mkm、均匀性标准规格不超过12-15%的乳液。然而，由于机电系统较低的效率系数(达10%)将超声波能量限制在1.5-2瓦/平方厘米，因此该方法也存在许多重要的限制因素，无法对粘性介质进行作用和处理静态液体(体积定子-转子)，及其它很多显著的限制性。最接近的等效方法是根据2010年9月8日申请号为2010137176的专利申请和2011年3月22日俄罗斯知识产权专利和商标局积极的决定制备化妆品乳液制剂的方法。处理液体介质中声波振幅的增亮通过矩形横截面的槽系统较大各侧的共振同相振动和槽内波的叠加实现，从而使得内测距离与槽较小侧相等且是处理介质中声波波长四分之一的倍数。可将槽较大侧共振频率上的最大能量集中起来并在槽内得到高强度的声驻波。DERMANIKA公司进行的一项研究表明处理过程中的分散主模可为_500纳米或更少，乳液实践中不包括粒径尺寸1000纳米(I微米)的分散相，乳液中乳化剂的比例比平时少二倍或三倍。因此，转子脉动均质机可得到分散相尺寸大于1000纳米(I微米)且乳化剂比例/2/更多的乳液。2009年召开的XIV国际研究和实践会议“化妆品制剂和原材料:安全和功效”对这一研究进行了不完整报告，荣获了第二名并获得证书，同时专业杂志上也进行了相关的公布。从而产品的质量根据空化标准(空化阈值)提高了最大效率运行共振模，及物理化学、流体力学、热交换和质量交换综合过程增强的最关键数字、产出品中提取的油相的最小粒径和均质性。该技术由化妆品制造商“非开放股份公司(仅有几个股东的股份公司)实验室EMANSI”实现商业规模的应用。根据本工艺流程生产的最初产品是防闻到烟味的护手霜(适用于吸烟者，可保护手上的皮肤免受尼古丁和烟味的影响)，通过了所有的认证试验。2010年2月3日第77.01.12.915.Π.006156.02.10号《卫生和医疗检查协议》和“光谱”实验室独立试验批准的符合性(符合2009年12月22日第19号相应的检验单的规定)声明(审定证书号:R0SS RU.0001.21PSH50)。但该技术的应用具有很多限制性，如需要在一个槽内对具有对比成分的液体介质进行同步空化处理或对每分稳态(驻波)体积的液体介质进行批量处理时。若产出时要得到最终产品，也不可能使用一个标准尺寸的槽-这种情况下，规定超声波处理的总时间和保证处理液体的流动缺少槽的线性长度。由于液体介质空化处理需要在规定温度下进行维护，因而存在较重要的阻碍。众所周知，空化处理过程中会出现高温沉积，处理液体自动加热，因此要实现有效热传递便成了一个较严重的问题。很多情况下，整个液体处理时，最重要的是要保持规定的温度条件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于保证在规定的温度条件对含对比成分的液体介质进行同步超声空化处理。该目的通过以下方法实现:装对比成分的处理液体介质的盛装装置放在含液体的槽系统中，在通过直立位置处的盛装装置时产生驻波。盛装装置材料的声阻抗率等于或近似于装满槽系统的液体的声阻抗率或处理液体的阻抗。将通过盛装装置墙壁时的传递损耗考虑在内，超声共振的振幅大于正在处理的液体介质的声空化阈值。由于槽系统中存在液体，因此液体介质处理的最佳温度已给定，此处槽间隙h可被四分之一波长除尽，在槽液体中退出:h=(k/4)*(C/f), k=l, 2，3，...其中:f1-槽壁驻波基波的频率，单位:hz ；C-多相介质中的声速，单位:mps ；h-槽间隙，单位:m;所述方法中装有处理液体的盛装装置可通过不同的方法制造而成-可为流动槽(管子)或固定箱(槽)。附图说明图1为该主体方法实施例之一盛装装置效果图；图2为空化效应前置于塑料玻璃器皿中的金属薄片长条； 图3为空化效应后置于塑料玻璃器皿中的金属薄片长条。具体实施例方式图1为该主体方法各种可能的实施例之一盛装装置效果图。该槽可同时处理多达4种不同的成分，并能保证液体在槽内流动和保持盛装装置内的规定温度不变。处理液体放入容积为100毫升的普通聚乙烯玻璃器皿中。聚乙烯(硬度为0.92-0.94g/cm3，膨胀波的速度约为1900-1950m/c)声阻抗与水的阻抗相差约16%，为实际计算超声波传递过程中可能的损耗量，进行经典测试以说明空化效应对金属薄片长条的影响。图2和图3为空化效应前后分别置于塑料玻璃器皿中的金属薄片长条。超声波处理时间仅为60秒，槽壁的振动频率为24.65千赫兹，传送到发送机的能量约为90瓦，是最大可能长效作用能量的40%。盛装处理液体的槽的宽度为6cm，与水中该频率声波的波长相等。槽壁是尺寸为30 X 13厘米的膜。已知对于边缘固定的矩形膜，固有振动频率设置在固定笛卡儿坐标系中后波传播的解由/9和10/给出:权利要求1.一种，通过将盛装装置置于实现共振声空化的流动机械振动系统-槽中实现，其特征在于，任一种液体放入含有液体的槽系统中，在通过直立位置处的盛装装置时首先产生驻波；盛装装置材料的声阻抗率等于或近似于装满槽系统的介质液体的声阻抗率或处理液体的阻抗；将通过盛装装置墙壁时的传递损失考虑在内，超声共振的振幅大于正在处理的液体介质的声空化阈值；由于槽系统中存在液体，因此液体介质处理的最佳温度已给定，其中槽间隙h可被四分之一波长除尽，在槽液体中退出:h=(k/4)*(C/f)，k=l，2，3， 其中: f1-槽壁驻波基波的频率，单位:hz ； C-多相介质中的声速,单位:mps ； h-槽间隙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈·亚历山大罗维奇·戈特洛夫，叶夫格尼·耶夫格尼维奇·达德耶维奇，马拉特·姆尼洛维奇·杰尼耶塔林，亚力克山大·西蒙诺维奇·西诺克京，
申请(专利权)人：安德烈·亚历山大罗维奇·戈特洛夫，叶夫格尼·耶夫格尼维奇·达德耶维奇，马拉特·姆尼洛维奇·杰尼耶塔林，亚力克山大·西蒙诺维奇·西诺克京，
类型：
国别省市：