Oprema za emulziju

Za emulgiranje masti koristi se instalacija (slika 13) koja se sastoji od četiri uređaja: rezervoara za automatsko doziranje vode 6, miksera 5, aparata za pripremu emulzije (emulgatora) 3 i pneumatske pumpe 9.

Automatski vodomjerni rezervoar služi za doziranje i pripremu vode potrebne temperature. Mikser je dizajniran za miješanje komponenti koje čine emulziju. Masnoća otopljena u rezervoarima 2 se pumpom 4 ubacuje u mikser. Mešalica je rezervoar sa plaštom i mešalicom. Doziranje otopljene masti i lecitina vrši se u rezervoaru za mešanje.

Emulgator je cilindrični rezervoar sa omotačem i dva hidrodinamička vibratora 8 smeštena u sredini rezervoara. Vrtložna pumpa 7 je predviđena za pumpanje mješavine masti, lecitina i vode.

Hidrodinamički vibrator se sastoji od kućišta u kojem su urezani prorezi. Ploče s oštrim oštricom okrenute prema tijelu pričvršćene su uz utore na šipkama. Razmak između proreza i noža je podesiv.Vibrator je spojen na ispusni cjevovod pumpe pomoću ogranka.

Pneumatska pumpa se koristi za pumpanje gotove emulzije u proizvodne dovodne rezervoare. Sastoji se od horizontalno postavljenog metalnog rezervoara i kompresorske jedinice 1.

Za održavanje potrebne temperature u rezervoarima miksera i emulgatora, topla voda se dovodi do košulja.

Mašina za zavarivanje.

Za pripremu listova čaja koristi se mašina (Sl. 14) koja se sastoji od horizontalnog rezervoara 7, koji ima vodeni omotač i postavljen je na police 14. Rashladna voda se dovodi u omotač kroz cev 16, a izlazi kroz cev. 8. Voda se ispušta iz omotača kroz ventil 15. Odozgo je rezervoar zatvoren poklopcem 9 sa razvodnom cijevi 10 za dovod brašna i slada. Unutar rezervoara se nalazi horizontalna osovina 4 sa spiralnim rotirajućim noževima 17. Osovina počiva na ležajevima 5 i pokreće se elektromotorom 1 preko pužnog zupčanika 2 i lančanog ili remenskog pogona 3. Unutar je umetnuta cijev 11 rezervoar, kroz koji se dovodi topla voda za formiranje hranljive mešavine, i četiri mehura 6 za dovod pare kada se mešavina zagreva.

Na početku procesa topla voda se dovodi u rezervoar kroz cijev 11, zatim se uključuje elektromotor i brašno se sipa kroz cijev 10 uz kontinuiranu rotaciju lopatica. Nakon formiranja hranljive mješavine, para se oslobađa kroz mjehuriće 6. Kao rezultat, dolazi do želatinizacije škroba. Zatim se kroz cijev 16 hladna voda dovodi do omotača spremnika. Nakon što se zavarivanje ohladi, dovod hladne vode se prekida i elektromotor se isključuje. Gotovo zavarivanje se oslobađa kroz cijev 12, koja ima zatvarač sa vijčanom stezaljkom 13.

Oblast pronalaska

Ovaj pronalazak se odnosi na uređaj, sistem i metodu za emulgiranje ulja i vode, uglavnom primenljivog na pripremu vodenih emulzija sredstava za veličanje za masovno ili površinsko dimenzionisanje papira i kartona, ili za inverziju inverznih emulzijskih polimernih proizvoda koji se koriste u prerada papira i kartona.

Stanje tehnike

Aditivi koji se koriste u industriji celuloze i papira za davanje otpornosti na penetrante vode obično se nazivaju agensima za dimenzioniranje. Dva najpoznatija sintetička sredstva za povećanje veličine su alkil keten dimer (AAK) i alkenil sukcinski anhidrid (ASA).

DAA i ASA su hidrofobni materijali nerastvorljivi u vodi. Ovi materijali se dodaju temeljnom materijalu prije nego što se list oblikuje, poznato kao određivanje veličine materijala, ili se nanose na površinu formirane mreže, poznato kao površinsko dimenzioniranje. U bilo kojoj upotrebi, ljepilo mora biti dobro raspoređeno u vodovodnom sistemu da bi bilo efikasno. Iz tog razloga, ovi aditivi netopivi u vodi se obično dodaju kao vodene emulzije ulje u vodi.

Vodene emulzije ljepila u sličnom obliku isporučuju se u fabriku celuloze i papira ili se pripremaju na licu mjesta. U stvari, u slučaju nekih sintetičkih agenasa za veličilo reaktivne na celulozu, preferira se in situ emulzifikacija. Na primjer, ASA se emulgira in situ zbog nestabilnosti funkcionalnih svojstava anhidrida nakon emulgiranja s vodom.

Industrija trenutno koristi dvije klase fabričkih tehnologija emulgiranja: (1) s visokim smicanjem i (2) s niskim smicanjem. Emulzifikacija visokog smicanja sastoji se od propuštanja ASA (ili drugog sredstva za veličinu) i zaštitnog koloida, škroba ili sintetičkog polimera, kroz turbinsku pumpu ili homogenizator visokog smicanja sa ili bez surfaktanata. Ograničenja ovog pristupa su potreba za „relativno složenom, skupom i teškom opremom sposobnom da obezbedi visok smicanje i/ili pritisak homogenizacije, zajedno sa strogim operacijama u pogledu proporcija emulgovanja, temperatura, itd., kako bi se dobila dovoljno stabilna emulzija sa određene veličine čestica (USP 4040900).

Zbog ograničenja emulgiranja visokog smicanja, predloženi su različiti pristupi emulgiranju sa malim smicanjem, počevši od Mazzarele (USP 4,040,900) 1977. godine, koji je opisao mješavine ASA sa 3-20 tež. česte aditiv za surfaktant (surfaktant) koji "lako emulgira s vodom u odsustvu velikih sila smicanja i pri normalnom pritisku jednostavnim miješanjem dok prolazi kroz ventil za miješanje ili konvencionalni aspirator." Nažalost, ova emulgacija sa niskim smicanjem može uzrokovati probleme s pjenom i niskom efikasnošću dimenzioniranja, jer povećani nivoi površinski aktivnih tvari uzrokuju akumulaciju površinski aktivnih tvari u sistemu (C.E. Parley i R.B. Wasser, "Dimenzioniranje s alkenil jantarnim anhidridom", Poglavlje 3 u The Sizing of Paper , 2" izdanje, WF Reynolds, Ed., Tappi Press, 1989, str. 51-62).

Nedavno su Pawlowska i saradnici (WO 2006/096216) opisali "poboljšani proces određivanja veličine na vlažnoj ivici koji koristi jednostavniju, jeftiniju opremu sa niskim smicanjem za emulziju ASA." Pawlowska i saradnici su opisali proces dimenzioniranja koji se sastoji od "formiranja, u odsustvu velikog smicanja, vodene emulzije za dimenzioniranje koja sadrži alkenil sukcinski anhidrid", koja se zatim razrjeđuje s kationskom komponentom. Glavna razlika između Pawlowske i Mazzarele je naknadno razrjeđivanje emulzije s kationskom komponentom kako bi se poboljšalo zadržavanje. Primjeri podjednako pokazuju da su ASA emulzije s malim smicanjem praćene razrjeđivanjem kationskim škrobom manje efikasna sredstva za određivanje veličine od ASA emulzija sa visokim smicanjem, ali navode da lakoća emulgiranja ASA emulzija s malim smicanjem daje proizvođaču papira "prednosti u performansama i cijeni".

Drugi patenti opisuju upotrebu modificiranih škroba (npr. USP 6210475) ili polimera (npr. USP 6444024 B1) za poboljšanje performansi sistema za emulziju sa niskim smicanjem, ali nijedan od njih ne rješava osnovne probleme performansi i stabilnosti svojstvene sistemu niskog smicanja.

Definicije uslova "niskog smicanja" u odnosu na uslove "visokog smicanja" u literaturi o ASA emulzifikaciji su kvalitativnije. Uobičajeno je koristiti listu opreme koja odgovara ili ne odgovara deskriptoru koji se koristi. Sistemi "visokog smicanja" su: "kao što se nalazi u Waring mješalicama, turbinskim pumpama ili drugim mikserima izuzetno velike brzine, itd." i "koja se javlja u klipnoj ili drugoj vrsti opreme za homogenizaciju" (Mazzarella). Sistemi "niskog smicanja" su: "jednostavna agitacija, prolaz kroz ventil za miješanje ili konvencionalni aspirator, konvencionalno miješanje u sistemu za pripremu hrane" (Mazzarella) ili uvjeti smicanja "stvaranih instrumentom odabranim iz grupe centrifugalnih pumpi, stacionarnih in- linijski mikseri, peristaltičke pumpe i njihove kombinacije" (Pawlowska). Međutim, ove definicije su zbunjujuće u listama industrijskih emulgatora, koji uključuju industrijske uređaje niskog i visokog pritiska kao što su Cytec turbinski emulgatori niskog pritiska kompanije Cytec Industries, Inc., Naico sistemi emulgatora visokog pritiska, Nacionalni emulgatori za turbine i difuzore. Škrob" što sugeriše da postoje turbinske pumpe koje se uklapaju u kategoriju niskog smicanja. Osim toga, Waring mikseri se koriste za proizvodnju i niskoenergetskih i visokoenergetskih NSA emulzija (Chen i Woodward, Tappi J. Aug., 1986, str. 95) mijenjanjem električnog napona. Dakle, sistemi "niskog smicanja" i "visokog smicanja" ne mogu se definirati jednostavno prema vrsti opreme.

"Principi ASA dimenzioniranja" (CE Parley, 1987 Tappi Sizing Short Course, str. 89) imaju kvantitativniju definiciju sistema emulgiranja "visokog smicanja" i "niskog smicanja": "Emulzifikacija visokog smicanja se izvodi sa turbinskom pumpom uske tolerancije Rad koju vrši pumpa je takav da je pad pritiska između izlaza i ulaza pumpe oko 120 do 140 funti po kvadratnom inču (psi) (8,3 do 9,7 bara). na ili blizu ulaza turbinske pumpe."U emulzifikaciji visokog smicanja , ASA, skrob i surfaktant se miješaju i prolaze kroz niz Venturi epruveta. Tipičan odnos skrob: ASA: surfaktant je oko 2,5:1:0,05. Potencijalni nedostatak ove metode je viši nivo korištenog surfaktanta, koji može uzrokovati uklanjanje ljepila, loše performanse ASA i probleme s pjenom.Tako je razlika između visokog i niskog smicanja po Parleyu u tome što visoka sila smicanja sistema ima pad tlaka od oko 120 do 140 psi (8,3-9,7 bara).

Slično, Denowskin i saradnici (USP 2008/0277084 A1) definiraju nisko smicanje kao sposobnost pumpe da pumpa tekućinu s protupritiskom od 50 psi (3,4 bara) ili manje, dok je visoko smicanje definirano kao zahtijevajući povratni pritisak od 150 do 300 psi (10,3-20,7) za ubrizgavanje tečnosti.

Još uvijek postoji potreba na tržištu za jednostavnijom, jeftinijom opremom za emulziju ASA na koju ne utječu problemi stabilnosti papirnih mašina (pjena, sediment) i/ili niska efikasnost dimenzioniranja zbog visokog sadržaja surfaktanta., ili sa lošim kvalitetom emulzije. Suština pronalaska

Utvrđeno je da je moguće pripremiti stabilne emulzije kvalitetnih agensa za dimenzioniranje (kao što je ASA) u vodi sa visokom stabilnošću papirne mašine i efikasnošću dimenzioniranja propuštanjem vode kroz venturijev cev pod relativno visokim pritiskom i uvođenjem sredstva za dimenzioniranje u usis. ulaz venturijeve cijevi. Ovaj sistem je jednostavniji, pouzdaniji, ima veću energetsku efikasnost, jeftiniji je od današnjih konvencionalnih sistema visokog smicanja i proizvodi emulzije većeg kvaliteta sa nižim nivoima površinski aktivnih materija od niskoenergetskih sistema sa niskim smicanjem koji su trenutno dostupni. Osim toga, sistem se može koristiti za mljevenje emulgiranja drugih aditiva za proizvodnju papira ili inverziju inverznih emulzijskih polimernih proizvoda.

U prvom ostvarenju pronalaska, sistem za emulziju ulje u vodi ili voda u ulju uključuje venturi aparat. Kontinuirana faza (kontinuirana) se uvodi pod pritiskom u Venturi aparat i kroz kontinuiranu faznu mlaznicu prvog prečnika u sekciju za mešanje. Disperzovana faza se uvodi u dio za miješanje Venturi aparata kako bi se formirala emulzija dispergirane faze u kontinuiranoj fazi. Emulzija se usmjerava kroz mlaznicu mješovite faze koja ima drugi prečnik do izlaza iz venturijevog aparata. Promjer mlaznice mješovite faze je veći od promjera mlaznice kontinuirane faze u omjeru većem od 1:1 i manjem od 4:1.

Poželjno, kontinuirana faza sadrži vodu koja se uvodi pod pritiskom od oko 10 bara do oko 50 bara, sa brzinom protoka u opsegu od oko 10 do 100 m/s. Poželjno, disperzovana faza uključuje jedno ili više sredstava za povećanje veličine. Emulzija se spušta u komoru za oslobađanje, gdje se dodaju dodatni aditivi. Emulzija se čuva za kasniju upotrebu ili se razblaži vodom ili drugim vodenim rastvorom pre nego što se doda u vlažnu ivicu, prešu za veličinu ili mašinu za premazivanje za sistem proizvodnje papira ili kartona. Alternativno, emulzija se dodaje direktno na vlažnu ivicu, prešu za veličinu ili premaz sistema za proizvodnju papira ili kartona.

Disperzovana faza sadrži jednu ili mješavinu jedinjenja za veličinu papira koja reaguje na celulozu ili jedinjenja za veličinu papira koja ne reaguje na celulozu. Uobičajena jedinjenja za veličinu papira koja reaguju na celulozu uključuju alkenil sukcinski aldehid (ASA), ketenske dimere i multimere kao što su alkil keten dimer (AAK), organske epokside koji sadrže od oko 12 do 22 atoma ugljika, acil halogenide koji sadrže od oko 12 do 22 atoma ugljika, anhidridi masnih kiselina masnih kiselina koji sadrže od oko 12 do 22 atoma ugljika i organski izocijanati koji sadrže od oko 12 do 22 atoma ugljika.

Disperzovana faza se unosi isključivo usisavanjem na usisnom otvoru Venturi aparata, ili opciono pumpa u sekciju za mešanje. Po mogućnosti, prije ulaska u odjeljak za miješanje, dispergirana faza se filtrira.

Alternativno, kontinuirana faza može biti voda, a diskontinuirana faza može biti inverzni emulzijski polimer koji se obično koristi u proizvodnji papira. U ovom slučaju, emulzija voda u ulju koja sadrži polimer u vodenoj fazi se uvodi u Venturi aparat kroz usisni otvor. Prisustvo velike količine vode za razrjeđivanje i miješanje u dijelu za miješanje, koje razbija emulziju, "aktivira" polimer da formira razrijeđenu polimernu smjesu koja sadrži kapljice ulja. Jedan primjer inverznog emulzijskog polimera koji se obično koristi u proizvodnji papira je pomoćno sredstvo za zadržavanje i drenažu kao što je PERFORM SP7200 ili PERFORM PC8179 pomoćno sredstvo za zadržavanje i drenažu (Ashland Inc., Covington, KY).

Prema drugom ostvarenju pronalaska, metoda za emulgiranje ljepila koji se koristi za obradu papira ili kartona sastoji se od sljedećih koraka. Kontinuirana faza se uvodi pod pritiskom u Venturi aparat i u kontinuiranu faznu mlaznicu koja ima prvi prečnik koji usmerava kontinualnu fazu u deo za mešanje aparata. Disperzovana faza se uvodi u dio za miješanje Venturi aparata kako bi se formirala emulzija dispergirane faze u kontinuiranoj fazi. Emulzija se usmjerava kroz mlaznicu s miješanom fazom koja ima drugi prečnik d2 koji je veći od prečnika dl mlaznice kontinuirane faze u odnosu većem od 1:1 i manjem od 4:1. Poželjno je da se kontinuirana faza ubrizgava pod pritiskom od oko 10 bara do oko 50 bara sa brzinom protoka u mlaznici kontinuirane faze od oko 10 do oko 100 m/s.

U postupku prema pronalasku, disperzna faza sadrži jednu ili mješavinu jedinjenja za veličinu papira koja reaguje na celulozu ili jedinjenja za veličinu papira koja ne reaguje na celulozu. Tipični primjeri jedinjenja za veličinu papira koji reaguju na celulozu uključuju alkenil sukcinski anhidrid (ASA), ketenske dimere i multimere, organske epokside od oko 12 do 22 atoma ugljika, acil halogenide od oko 12 do 22 atoma ugljika, anhidride masnih kiselina iz masnih kiselina koje sadrže oko 12 do 22 atoma ugljika, te organski izocijanati koji sadrže od oko 12 do 22 atoma ugljika.

U postupku prema pronalasku, disperzovana faza se uvodi isključivo usisavanjem kroz usisni otvor u Venturi aparat ili opciono pumpa u sekciju za mešanje. Poželjno je da se disperzna faza filtrira prije ulaska u odjeljak za miješanje.

Rezultirajuća adhezivna emulzija ima prosječnu veličinu čestica manju od 2 mikrona, poželjno 0,5 do 1,5 mikrona, najpoželjnije manje od 1 mikrona, mjereno tehnikom raspršivanja svjetlosti na uzorku emulzije oko jedan do deset minuta nakon izlaska emulzije iz venturijevog aparata. Emulzija se dodaje vlažnoj ivici, mernoj presi ili premazaču sistema za proizvodnju papira ili kartona. Ako je kontinuirana faza voda, poželjno je da se emulzija zatim razrijedi vodom kako bi se osigurao sadržaj čvrste tvari u rasponu od oko 1 do oko 5 tež.%. Razrijeđena emulzija se tada poželjno pomiješa s vodenom otopinom prirodnog ili sintetičkog kationskog polimera prije dodavanja u vlažni kraj, presu za veličinu ili premaz.

U drugom ostvarenju pronalaska, venturi aparat ima mlaznicu za kontinuiranu fazu koja ima prvi prečnik koji usmerava prvu tečnost pod pritiskom u sekciju za mešanje i ulaz koji usmerava drugu tečnost u sekciju za mešanje da formira emulziju. Osim toga, venturi aparat ima mlaznicu s miješanom fazom koja ima drugi prečnik kroz koji se emulzija usmjerava na izlaz venturijevog aparata. Promjer mlaznice mješovite faze je veći od promjera mlaznice kontinuirane faze u omjeru većem od 1:1 i manjem od 4:1. Poželjno je da je dio za miješanje sužen, sužavajući se od svog najvećeg promjera gdje ulaz dolazi u kontakt sa sekcijom za miješanje do svog najmanjeg promjera gdje mlaznica miješane faze dolazi u kontakt sa sekcijom za miješanje. Poželjno, venturi aparat uključuje difuzor za pražnjenje u komunikaciji sa mlaznicom za miješanu fazu na izlazu iz venturijevog aparata.

Kratak opis crteža

Ostali ciljevi, karakteristike i moguće upotrebe ovog pronalaska su otkriveni u sledećem opisu realizacije pronalaska sa referencom na sledeće crteže, u kojima:

Slika 1 je šematski dijagram tipičnog sistema za emulziju ulje-voda prema pronalasku;

slika 2 prikazuje vertikalni presjek izlazne glave venturijevog aparata u skladu sa pronalaskom;

slika 3 je poprečni presjek venturijevog aparata duž linije 3-3 na slici 2, i

Slika 4 je eksplodirani prikaz poprečnog presjeka Venturijevog aparata koji prikazuje mlaznicu za kontinualnu fazu i mlaznicu za miješanu fazu Venturijevog aparata sa SLIKE.

Detaljan opis pronalaska

U ovoj aplikaciji, "emulzija" je mješavina čestica jedne tečnosti u drugoj tečnosti. Dvije uobičajene vrste emulzija su ulje u vodi i voda u ulju. "Ulje" se općenito naziva tekućinom koja je nerastvorljiva u vodi ili gotovo nerastvorljiva u vodi. Za emulzije za unos ulja, voda je "kontinuirana faza", a ulje je diskontinuirana faza. Za emulzije voda u ulju je suprotno. Tečnost koja formira kontinualnu fazu konačne emulzije se ovde naziva "kontinuirana faza", a druga tečnost koja formira diskontinuiranu fazu konačne emulzije se naziva "diskontinuirana faza". U slučaju emulzije ulje u vodi, voda je kontinuirana faza, a ulje je diskontinuirana faza.

Šematski je sistem 10 emulgiranja ulja i vode prikazan na sl.1. Sistem 10 je opisan u odnosu na emulzifikaciju u vodi adheziva kao što je alkil keten dimer (AAK) ili alkenil sukcinski anhidrid (ASA). Međutim, jasno je da se ovaj sistem može koristiti za emulgovanje drugih materijala, a izbor kontinuiranih i diskontinuiranih faza je samo ilustrativan i ne znači ograničenje pronalaska.

Kao što je prikazano na Slici 1, "kontinuirana faza" kao takva, ali nije ograničena na vodu u ovoj izvedbi, iz rezervoara za prikupljanje ili napojnog rezervoara 12 se dovodi kroz vod 14 kroz filter 16, kontrolni ventil 18 i mjerač protoka 20 do pumpe. 22. protok vode, koji se alternativno naziva "kontinuirana faza", u skladu sa predloženom realizacijom pronalaska se postavlja na određeni nivo, pomoću kontrolne petlje sa mjeračem protoka 20 i regulacijskim ventilom 18. Ostalo sredstva za kontrolu protoka su moguća i dostupna stručnjacima u ovoj oblasti. Pumpa 22 može biti bilo koji od brojnih tipova pumpi, uključujući višestepenu centrifugalnu pumpu ili perifernu pumpu s tlakom isporuke od oko 30 bara ili tlakom isporuke u rasponu od oko 10 bara do 50 bara, poželjnije oko 18 do 35 bara. Manometri 40b, 40a, 40c su predviđeni za regulaciju pritisaka kontinualne faze, dispergirane faze i emulzije, respektivno. Kontinuirana faza se dovodi do prvog ulaza 48 (slika 3) Venturijevog aparata 50.

"Raspršena faza", kao takva, ali nije ograničena na tečni ljepilo u ovoj izvedbi izuma, iz sabirnog rezervoara ili rezervoara za napajanje 32 se dovodi (ili pumpa opcionom pumpom 38) kroz vod 34 kroz filter 36, mjerač protoka 39 i regulator povratnog pritiska 42 do usisnog ulaza 52 (slika 3) aparata 50 Venturi. Veličina filtera 36 izbjegava začepljenje mlaznice mješovite faze 60 Venturijevog aparata 50. Detalji aparata 50 Venturi prikazani su na sl.2-4.

Opciona pumpa 38 može biti bilo koji od brojnih tipova pumpi koje pumpaju pri dovodnom pritisku do oko 5 bara, poželjno oko 3 bara, na primer. Brzina dodavanja sredstva za dimenzioniranje, koja se u ovoj izvedbi naziva i "disperzna faza", kontroliše pumpa 38 ili kontrolna petlja. Takođe je moguće obezbediti alternativna sredstva kontrole za postavljanje odgovarajućeg odnosa kontinualne faze prema dispergovanoj fazi koja se dovodi u aparat 50 Venturi. Budući da kontinuirana faza koja se dovodi u venturijev aparat 50 stvara vakuum na ulazu za usisavanje dispergirane faze 52, pumpa 38 nije potrebna za dovod dispergirane faze u venturijev aparat 50. Međutim, upotreba pumpe 38 za dovod dispergirane faze u venturi aparat 50 osigurava stabilniji dovodni pritisak i bolju kontrolu procesa formiranja emulzije.

Kontinuirane i dispergirane faze se miješaju u venturi aparatu 50 i ispuštaju u komoru 70. Komora 70 ima prečnik dovoljan da smanji brzinu protoka emulgiranog proizvoda iz venturi aparata 50. Aditivi se mogu mešati sa emulgiranim proizvodom u komori 70 ili nizvodno od komore 70.

Mešana faza ili emulgovani proizvod se šalje u mašinu za papir, ili kroz ventil 74 - regulator pritiska - u sabirni rezervoar 76, ili transportni kontejner (nije prikazan). Ako je kontinuirana faza voda, poželjno je da se emulzija zatim razrijedi vodom kako bi se osigurao sadržaj čvrste tvari u rasponu od oko 1 do oko 5 tež.%. Razrijeđena emulzija se tada poželjno pomiješa s vodenom otopinom prirodnog ili sintetičkog kationskog polimera prije nego što se doda u vlažnu ivicu, prešu za veličinu ili uređaj za premazivanje papira ili kartona.

Slike 2-4 prikazuju jednu varijantu Venturijevog aparata 50 za emulgiranje ulja i vode. Na slici 3 prikazan je uzdužni presjek uređaja 50 Venturi. Venturi aparat 50 ima prvi ulaz 48 u koji se uvodi kontinuirana faza, kao što je voda. Kontinuirana faza teče kroz venturijev aparat 50 u smjeru strelice 54. Brzina protoka kontinuirane faze se povećava kako se kreće od prvog ulaza 48 u vod manjeg promjera 56 i u konusni dio 58 prije ulaska u mlaznicu najmanjeg promjera ili mlaznica za kontinuiranu fazu 66. Oblik i dimenzije kontinuiranog faznog toka se mogu mijenjati.

Venturi aparat 50 ima usisni otvor 52 kroz koji disperzovana faza kao takva, ali nije ograničena sredstvom za dimenzioniranje, ulazi u Venturijev aparat 50 u smjeru strelice 62. Na usisnom ulazu 52 stvara se vakuum protokom kontinuiranu fazu kroz mlaznicu za kontinuiranu fazu 66.

Kontinuirana faza (npr. voda) i diskontinuirana faza (npr. ljepilo) se miješaju, obično u konusnoj komori 80, i dovode se u mlaznicu za miješanu fazu 60. U ovom pronalasku, prečnik mlaznice mješovite faze d2 je veći od promjera mlaznice kontinualne faze dl u omjeru većem od 1:1 i manjem od 4:1. U jednom aspektu pronalaska, u odnosu na SLIKU 4, mlaznica mješovite faze 60 ima prečnik d2 koji je dvostruko veći od prečnika d1 mlaznice za kontinualnu fazu 66. Kontinuirana faza i disperzirana faza se miješaju na turbulentan način unutar konusne komore za miješanje 80 između mlaznice za kontinuiranu fazu 66 i mlaznice za miješanu fazu 60 kako bi se formirala emulzija ili miješana faza. Emulzija izlazi iz mlaznice mješovite faze 60 kroz izlazni difuzor 82 i izlazi iz venturijevog aparata u smjeru strelice 84. Tako formirana emulzija se ispušta u komoru 70 (slika 1).

U ovom pronalasku, emulzije se formiraju dovođenjem kontinualne faze emulzije kroz mlaznicu za kontinuiranu fazu visokog pritiska 66 . Protok kontinualne faze kroz mlaznicu za kontinuiranu fazu 66 stvara područje niskog pritiska na ulazu 52 dispergirane faze u venturijev aparat 50. Kontinuirane i dispergirane faze se miješaju, obično u komori za miješanje u obliku konusa 80 unutar venturi aparata 50, i dovode se u mlaznicu mješovite faze 60 čiji je prečnik d2 veći od prečnika dl mlaznice za kontinuiranu fazu 66. Oba promjera d2, d1 različitih veličina formiraju dvije mlazne struje velike brzine. Emulgirani proizvod iz Venturi aparata 50 se ispušta u komoru 70 sa nižim pritiskom i nižim protokom. U komori 70 ili nizvodno od komore 70, emulziji se dodaju dodatna sredstva za poboljšanje karakteristika emulzije, ili se emulzija razrijedi vodom i/ili vodenim rastvorom kationskog polimera, a moguće su i druge modifikacije emulzije. Slika 1 takođe prikazuje opcioni rezervoar 76 gde se emulzija može čuvati.

Tipičan Venturi aparat 50 ima sljedeće dimenzije. Kao što se vidi na Slici 4, mlaznica mješovite faze 60 ima kružni prečnik d2 od oko 1,2 mm, a mlaznica kontinuirane faze 66 ima kružni prečnik d1 od oko 0,7 mm. U alternativnom aparatu, mlaznica mješovite faze 60 ima kružni prečnik d2 od oko 1,8 mm, a mlaznica kontinuirane faze 66 ima kružni prečnik d1 od oko 1 mm. Kao što se vidi na Slici 3, tipični venturi aparat 50 ima ukupnu dužinu od oko 90 mm. Prvi ulaz 48 ima kružnu rupu približnog prečnika 12,7 mm (0,5 inča) sa unutrašnjim navojem za spajanje dovodne cijevi ili cijevne spojnice (nije prikazano) za uvođenje kontinuirane faze u prvi ulaz 48. Prvi ulaz 48 ima dužinu od oko 20 mm, a cev manjeg prečnika 56 ima dužinu od oko 35 mm, pri čemu distalni kraj formira konusnu konstrikciju za usmeravanje tekuće kontinualne faze u mlaznicu za kontinualnu fazu 66. Kontinuirana fazna mlaznica 66 ima dužinu od oko 4 mm. Mlaznica za miješanu fazu 60 ima dužinu od približno 15 mm.

Usisni ulaz 52 u tipičnom venturi aparatu 50 ima kružni prečnik od oko 10 mm i dužinu od oko 10 mm. Usisni otvor 52 sužava se do suženog distalnog kraja koji usmjerava dispergiranu fazu u cijev koja vodi do konusne komore 80 za miješanje kontinuirane i dispergirane faze kako bi se formirala emulzija ili miješana faza. Konusna komora 80 ima kružni proksimalni prečnik od oko 10 mm koji se sužava prema mlaznici mješovite faze 60 na svom distalnom kraju.

Izlazni difuzor 82 na distalnom kraju tipičnog Venturijevog aparata 50 u skladu sa pronalaskom ima muški navoj od približno 12,7 mm (0,5 in) za spajanje na navojnu izduvnu cijev ili cijev (nije prikazano) za pražnjenje miješane faze (emulzija) iz aparata 50 Venturi. Izlazni difuzor ima dužinu od približno 18 mm i vanjski kružni otvor promjera približno 15 mm. Pogled na elevaciju venturijevog aparata 50 sa izlaznog difuzora 82 na Slici 2 pokazuje da venturi aparat 50 općenito ima heksagonalnu ili heksagonalnu vanjsku površinu, pri čemu su visina i širina ove vanjske površine približno 36 mm.

Tipičan venturi uređaj 50 prikazan na slici 3 sastoji se od dva mašinski obrađena dijela, od kojih prvi dio ima prvi ulaz 48 koji vodi do venturijeve mlaznice 66 i drugi dio koji ima usisni otvor 52, konusnu komoru 80, mlaznicu 60 za mješovita faza i difuzor 82. Prvi dio je u kontaktu sa drugim dijelom i sa njim je povezan preko navoja 77 napravljenog na vanjskoj površini prvog dijela i unutrašnjoj površini drugog dijela. O-prsten 78 je osiguran za osiguravanje nepropusnosti za tekućinu za prvi i drugi dio.

Emulzija kontinuirane faze je na bazi vode ili ulja. U slučaju kontinuirane faze na bazi vode, disperzna faza emulzije može biti na bazi ulja. U slučaju kontinuirane faze na bazi ulja, disperzna faza emulzije može biti na bazi vode. Primjeri vodenih kontinuiranih faza uključuju, ali nisu ograničeni na, vodu, vodene otopine škroba i otopine polimera. Dodatne komponente koje se obično koriste u adhezivnim emulzijama, ali nisu ograničene na njih, kao što su biocidi, stipse, kationske smole, surfaktanti i slično, mogu biti uključene u sastav kontinuirane faze. Primjeri dispergirane uljne faze uključuju, ali nisu ograničeni na, ASA, DAA i polimere. Opciono, aditivi kao što su surfaktanti su uključeni u uljnu fazu.

Dovodni pritisak kontinualne faze je od oko 10 bara do 50 bara, poželjno od oko 18 bara do 35 bara. Omjer veličine mlaznice miješane faze i veličine mlaznice kontinuirane faze je veći od 1:1 i manji od 4:1, poželjno između 1,5:1 i 2,5:1. Prečnik mlaznice kontinualne faze (npr. mlaznica 66 na slici 3) obezbeđuje brzinu protoka od oko 10 do 100 m/s, poželjno oko 40 do 60 m/s. Velika brzina stvara uslove pod kojima se emulzija formira trenutno.

Omjer kontinuirane i dispergirane faze se mijenja kako bi se ispunili zahtjevi za viskozitet, stabilnost i homogenost emulzije. Koncentracija dispergirane faze u kontinuiranoj fazi varira od oko 2 do 50 tež.%, poželjno od oko 4 do 35 tež.%. Prečnik komore na izlazu iz Venturijevog aparata (na primer, komora 70 na slici 1) je oko 5-100 puta veći od prečnika mlaznice za kontinualnu fazu Venturijevog aparata (na primer, mlaznica 66 na sl. 3), poželjno oko 40-80 puta veći od prečnika mlaznica 66 za kontinuiranu fazu. Pritisak u komori (npr. komora 70 na slici 1) je od oko 1 do 6,7 bara, poželjno od oko 1,3 do 5 bara. Pritisak za napajanje dispergovane faze je od oko 1,3 do 6,7 bara, poželjno od oko 3 do 4,3 bara.

Poželjna jedinjenja za dimenzionisanje papira u disperzionoj fazi ovog pronalaska se biraju iz grupe koju čine jedinjenja za veličinu papira koja reaguju na celulozu i jedinjenja za promenu veličine papira koja ne reaguju na celulozu. U skladu sa ciljevima ovog izuma, ljepila koja reaguju na celulozu definiraju se kao ona koja mogu formirati kovalentne kemijske veze kada reagiraju s hidroksilnim grupama celuloze, a necelulozno reaktivna ljepila su definirana kao ona koja ne stvaraju kovalentne veze. sa celulozom..

Preferirani adhezivi koji reaguju na celulozu korisni u ovom izumu uključuju alkenil sukcinske anhidride (ASA), ketenske dimere i multimere, organske epokside od oko 12 do 22 atoma ugljika, acil halogenide od oko 12 do 22 atoma ugljika, anhidride masnih kiselina koje sadrže masne kiseline iz masnih kiselina od oko 12 do 22 atoma ugljika, te organski izocijanati koji sadrže od oko 12 do 22 atoma ugljika. Mogu se koristiti i mješavine reaktivnih ljepila.

Alkenil sukcinski anhidridi (ASA) se sastoje od nezasićenih ugljikovodičnih lanaca koji sadrže bočne grupe anhidrida jantarne kiseline. Obično se prave u procesu od dva koraka počevši od alfa olefina. Prvo, olefin se izomerizira nasumično pomicanjem dvostruke veze iz alfa položaja. U drugom koraku, izomerizovani olefin reaguje sa maleinskim anhidridom da bi se dobio konačni ASA sa opštom formulom (1) (vidi dole). Tipični olefini koji se koriste u reakciji sa anhidridom maleinske kiseline uključuju alkenil, cikloalkenil i aralkenil spojeve koji sadrže od oko 8 do oko 22 atoma ugljika. Specifični primjeri su izooktadecenil sukcinski anhidrid, n-oktadecenil sukcinski anhidrid, n-heksadecenil sukcinski anhidrid, n-dodecil sukcinski anhidrid, izo-dodecenil sukcinski anhidrid, n-decenil jantarni anhidrid i n-decenil sukcini anhidrid i.

Anhidridi alkenil sukcinske kiseline opisani su u LJSP 4040900, koji je u cijelosti uključen referencom u ovu prijavu, a C.E. Parley i R.B. Wasser u Sizing of Paper, drugo izdanje, priredio W.F. Reynolds, Tappi Press, 1989, strane 51-62. Brojni alkenil sukcinski anhidridi dostupni su od Bercen, Inc., Denham Springs, LA. Alkenil sukcinski anhidridi koji se koriste u ovom pronalasku su poželjno tečni na 25°C. Poželjnije je da su tečni na 20°C.

Poželjni ketenski dimeri i multimeri su spojevi formule (2) (vidi dolje), u kojima je n broj od 0 do oko 20, R i R" grupe, koje mogu biti iste ili različite, su zasićeni ili nezasićeni ravni lanac ili razgranate alkil ili alkenil grupe koje imaju od 6 do 24 atoma ugljika; i R" je zasićena ili nezasićena ravnolančana ili razgranata alkilenska grupa koja ima od oko 2 do oko 50 atoma ugljika.

Dimeri ketena koji se koriste kao disperzna faza u postupku prema ovom pronalasku imaju strukturnu formulu (2) gdje je n=0 i R i R" grupe, koje mogu biti iste ili različite, su ugljikovodični radikali. Poželjno, R i R" su alkil ili alkenil grupe ravnog ili razgranatog lanca koje imaju od 6 do 24 atoma ugljika, cikloalkil grupe koje imaju najmanje 6 atoma ugljika, aril grupe koje imaju najmanje 6 atoma ugljika, aralkil grupe koje imaju najmanje 7 atoma ugljika, alkaril grupe koje imaju pri najmanje 7 atoma ugljika i njihove mješavine. Poželjnije, ketenski dimer je odabran iz grupe koju čine (a) oktil, dodecil, tetradecil, heksadecil, oktadecil, eikozil, dokozil, tetrakozil, fenil, benzil, beta-naftil i cikloheksil keten dimeri, i (b) dimeri ketena dobijeno od organskih kiselina odabranih iz grupe koju čine montanoična kiselina, naftenska kiselina, 9,10-decilenska kiselina, 9,10-dodecilenska kiselina, palmitoleinska kiselina, oleinska kiselina, ricinoleinska kiselina, linolna kiselina, eleostearinska kiselina, prirodne mješavine masnih kiselina od kokosovog ulja, babasu ulja brazilskog oraha, ulja palminih koštica, palminog ulja, maslinovog ulja, ulja od kikirikija, ulja repice, goveđeg loja, svinjske masti, kitova loja i mješavine bilo koje od gore navedenih masnih kiselina jedna s drugom. Najpoželjnije, keten dimer je odabran iz grupe koju čine oktil, decil, dodecil, tetradecil, heksadecil, oktadecil, eikozil, dokozil, tetrakozil, fenil, benzil, β-naftil i cikloheksil ketenski dimeri.

Alkil ketenski dimeri se komercijalno koriste dugi niz godina i pripremaju se dimerizacijom alkil ketena izvedenih iz zasićenih hlorida masnih kiselina ravnog lanca; Dimeri koji se najčešće koriste su izvedeni iz palmitinske i/ili stearinske kiseline Čisti alkilketenski dimer je komercijalno dostupan kao AQUAPEL 364 agens za određivanje veličine od Ashland Hercules Water Technologies, Ashland Inc, Wilmington, Del.

Poželjni ketenski multimeri koji se koriste kao diskontinuirana faza u procesu izuma imaju formulu (2) gdje je n cijeli broj od najmanje 1, R i R" grupe, koje mogu biti iste ili različite, su zasićene ili nezasićene ravno lančani ili razgranati lanci alkil ili alkenil grupe koje imaju 6 do 24 atoma ugljika, poželjno 10 do 20 atoma ugljika i poželjnije 14 do 16 atoma ugljika, a R" je zasićena ili nezasićena ravnolančana ili razgranata alkilenska grupa koja sadrži 2 do 40 atoma ugljika , poželjno 4 do 8 ili 28 do 40 atoma ugljika.

Poželjni ketenski multimeri su opisani u publikaciji Evropske patentne prijave br. 0629741 A1 i u USP 5685815 i 5846663, obje aplikacije su uključene kao cjelina kao referenca u ovu prijavu.

Među poželjnim dimerima i polimerima ketena koji se koriste kao disperzovana faza u ovom izumu su oni koji nisu čvrsti na 25°C (uglavnom nekristalne, polukristalne ili parafinske čvrste materije; tj. teku kada se zagrevaju bez toplote fuzije) . Ketenski dimeri i multimeri koji nisu čvrsti na 25°C opisani su u USP 5685815, 5846663, 5725731, 5766417 i 5879814, od kojih su svi uključeni kao referenca kao cjelina u ovoj prijavi. Ketenski dimeri, koji nisu čvrsti na 25°C, komercijalno su dostupni kao agensi za dimenzioniranje pod zaštitnim znakovima PREQUEL i PRECIS iz Ashland Hercules Water Technologies, Wilmington, Del.

Drugi poželjni adhezivi koji reaguju na celulozu koji se koriste kao diskontinuirana faza u ovom pronalasku su mješavine ketenskih dimera ili polimera sa alkenil sukcinskim anhidridima, kao što je opisano u USP 5,766,417, koji je ovdje uključen kao referenca kao cjelina.

Nereaktivni celulozni adhezivi koji se koriste kao disperzna faza u ovom izumu poželjno uključuju hidrofobne materijale koji slobodno teče ispod 95°C, poželjno ispod 70°C, kao što su parafin, ester kolofonija, ugljovodonici ili terpenske smole, i polimerne sredstva za dimenzioniranje.

Adhezivne emulzije prema pronalasku također mogu prikladno sadržavati najmanje jedan surfaktant koji pospješuje njihovu emulziju u vodi; takvi materijali su dobro poznati. Komponenta surfaktanta pomaže u emulzifikaciji ljepila s komponentom vode u pripremi emulzije. Tipično, surfaktanti su anjonski ili nejonski, ili mogu biti kationski i imaju širok raspon vrijednosti hidrofilno-lipofilne ravnoteže (HLB).

Prikladni surfaktanti uključuju, ali nisu ograničeni na, fosfatirane etoksilate koji mogu sadržavati alkil, aril, aralkil ili alkenil ugljikovodične supstituente, sulfonirane proizvode kao što su oni dobiveni sulfoniranjem masnih alkohola ili aromatskih masnih alkohola, etoksilovane alkilfenole kao što su nonylphenolphenoxypoylphenoxy polyphenoxyloxy , polietilen glikoli kao što su PEG 400 monooleat i PEG 600 dilaurat, etoksilovani fosfatni estri, dialkil sulfosukcinati kao što je natrijum dioktil sulfosukcinat, polioksoalkilen alkil ili polioksoalkilen alkil i polioksoalkilen alkil i polioksoalkilen alkil i polioksoalkilenski estri ili njihovi odgovarajući monokiselinski ili polioksoalkilni estri ili amin hidrati kao što su oleoil dimetilamin i stearil dimetilamin.

Poželjni surfaktanti su oni koji emulgiraju sredstvo za veličinu kako bi se proizveo najmanji prosječni promjer kapljica emulzije ili veličina čestica. Takve emulzije imaju prosječni prečnik kapljice emulzije ili veličinu čestica od oko 2 mikrona ili manje, poželjno 0,5 do 1,5 mikrona, a najpoželjnije oko 1 mikrona ili manje. Veličina kapljice se može lako izmjeriti korištenjem bilo koje od poznatih metoda mjerenja veličine čestica, kao što su mikroskopija, klasično i kvazielastično raspršivanje svjetlosti, sedimentacija, centrifugiranje diska, sondiranje elektrozonom, sedimentacijsko frakcioniranje polja protoka i hromatografske metode. Veličine kapljica se mogu lako procijeniti metodom raspršivanja svjetlosti pomoću instrumenta kao što je HORIBA LA-300 analizator veličine čestica.

Količina surfaktanta će, naravno, zavisiti od određenog surfaktanta ili mješavine upotrijebljenih surfaktanata, kao što je dobro poznato stručnjacima. Količina surfaktanta u inventivnoj adhezivnoj kompoziciji ne bi trebalo da prelazi minimum potreban za postizanje prosečne veličine čestica u rezultujućoj emulziji od oko 2 mikrona ili manje, poželjno 0,5 do 1,5 mikrona, a najpoželjnije oko 1 mikrona ili manje. Veće količine mogu uzrokovati smanjenje veličine čestica i probleme sa stabilnošću mašine kao rezultat lošeg kvaliteta emulzije. Možete koristiti od oko 0,01 do oko 10 tež.% surfaktanta na osnovu ukupne težine prisutnog agensa za dimenzioniranje. Poželjno, količina surfaktanta prisutnog u adhezivnoj kompoziciji je od oko 0,1% do oko 5% po težini. Najpoželjnije, količina surfaktanta prisutnog u adhezivnoj kompoziciji je manja od oko 1,0% težinski. Komercijalno su dostupne mješavine koje sadrže najmanje jedno sredstvo za ljepljenje i najmanje jedan surfaktant, kao što su PREQUEL 20F ili PREQUEL 90F agensi za dimenzioniranje iz Ashland Inc., Wilmington, Del., koji se prikladno koriste za formiranje adhezivnih emulzija, predloženih u pronalasku.

Za emulzije ulje u vodi, kao što su emulzije agenasa za dimenzioniranje, kontinuirana faza može biti voda ili vodeni rastvor prirodnog ili sintetičkog polimera. Voda je poželjna. Ako je kontinuirana faza voda, preporučuje se da se emulzija dodatno razrijedi vodom kako bi se postigao željeni sadržaj krutih tvari, nakon čega slijedi daljnje razrjeđivanje vodenom otopinom prirodnog ili sintetičkog polimera. Prikladni kationski polimeri za formiranje emulzija sredstva za dimenzioniranje ulja u vodi uključuju svaki katjonski polimer koji je rastvorljiv u vodi i koji daje pozitivan površinski naboj česticama dispergirane faze emulzije. Tipično, takvi kationski polimeri su jedinjenja kvaternarnog amonijuma; homopolimeri ili kopolimeri etiliranih nezasićenih amina; smolasti produkti reakcije epihalohidrina i poliaminopoliamida, alkilenpoliamina, poli(dialilamina), bis-aminopropilpiperazina, dicijandiamid (ili cijanamid)-polialkilenpoliamin kondenzati, dicijandiamid (ili cijanamid)-kondenzamidi, ili cijanamid)-kondenzamidi, ili cijanamidi-kondenzamidi; i kationski skrob. Kationski škrobovi su škrobovi rastvorljivi u vodi koji sadrže dovoljnu količinu amino grupa, kvaternarnog amonijumovog jedinjenja ili drugih kationskih grupa koje su sposobne da dovedu skrob, generalno, u stanje koje ima afinitet za celulozu. Poželjan je kationski skrob. Možete koristiti i nekationske polimere.

Upotreba kationskih polimera u adhezivnim kompozicijama općenito je opisana u USP 4240935, 4243481, 4279794, 429593.1, 4317756, 4522686, svi Dumas, u USP 2961366, USP Boff85, U54. Možete koristiti i amfoterne polimere, poput onih opisanih u USP 7270727, Varnell. Cjelokupni sadržaj svakog od ovih patenata uključen je referencom u ovu prijavu.

Minimalna količina korištenog kationskog polimera trebala bi biti dovoljna da se disperzija dovede u kationsko stanje. Upotrijebljena količina će varirati ovisno o topljivosti u vodi i kationskoj snazi ​​određenog polimera koji se koristi, kao i drugim varijablama kao što je kvalitet vode.

Količina prirodnog ili sintetičkog polimera može se izraziti kao postotak mase upotrijebljenog ljepila koji reaguje na celulozu. Poželjno, količina polimera je od oko 0,1 do oko 400% po težini celulozno reaktivnog lepka, poželjnije od oko 2 do oko 100% po težini celulozno reaktivnog lepka, a najpoželjnije od oko 10 do oko 30 % masenog ljepila koji reaguje na celulozu. Ovaj iznos ovisi o zahtjevima za korištenje određenog proizvoda od papira.

Temperatura vodene otopine koja se koristi za naknadno razrjeđivanje je obično manja od oko 50°C, ali može biti i viša ovisno o upotrebi. pH vodene otopine varira ovisno o upotrebi. pH može varirati od oko 4 do 8. Naknadno razrjeđivanje se obično izvodi u uvjetima niskog smicanja, kao što su uvjeti smicanja, na primjer, korištenjem uređaja kao što je centrifugalna pumpa, stacionarni in-line mikser, peristaltička pumpa, gornji mikser, ili njihove kombinacije.

Emulzije sredstva za dimenzioniranje pripremljene u skladu sa izumom koriste se za dimenzioniranje papira ili kartona, pri čemu se emulzije za dimenzioniranje dodaju u kašu na vlažnom kraju procesa proizvodnje papira, ili se koriste za površinsko dimenzioniranje papira ili kartona, u koje se ljepljive disperzije dodaju presi za kalibriranje ili uređaju za premazivanje. Ovaj pronalazak se takođe može koristiti u jednom ili oba dela dvodelnog sistema lepka. Na primjer, uobičajena je praksa u proizvodnji papira da se u jednom komadu miješa sa drvenom pulpom, a drugi komad se koristi na preši za veličinu.

Količina agensa za ljepljenje koja se dodaje u temeljac ili se koristi kao površinsko ljepilo je od oko 0,005 do 5% po težini na osnovu sadržaja suhe sirovine, tj. vlakana i opcionog punila, a poželjno od 0,01 do 1 tež.%, a doziranje ovisi uglavnom o kvaliteti tečne mase ili papira za dimenzioniranje, korištenog ljepila i potrebnog stepena dimenzioniranja.

Mogu se koristiti hemikalije koje se obično dodaju sirovinama za papir ili karton, kao što su pomoćna sredstva (npr. zadržavanje, drenaža, aditivi za kontrolu tla, itd.) ili drugi funkcionalni aditivi (npr. poboljšivači ograničenja). sredstva za posvjetljivanje, itd.) u kombinaciji sa ljepilima prema pronalasku.

Predmetni pronalazak je prethodno opisan u vezi sa disperznom fazom koja sadrži ljepilo. Alternativno, venturi aparat 50 ovog pronalaska se također može koristiti za invertiranje inverznih emulzijskih polimera koji se obično koriste u procesu proizvodnje papira. Inverzni emulzijski polimeri su formulisani i stabilizovani upotrebom površinski aktivnih agenasa, poznatijih kao surfaktanti. Korišteni surfaktanti osiguravaju emulzifikaciju vodotopivog monomera u uljnoj fazi prije polimerizacije, kao i stabilnost nastalog emulzionog polimera. Osiguravanje stabilnosti, pod kojom se podrazumijeva otpornost na taloženje, minimalne promjene viskoziteta tokom vremena i preuranjena inverzija, a da ne spominjemo potrebu obezbjeđivanja stabilne emulzije tokom procesa polimerizacije, zahtijeva pouzdan skup mjera za stabilizaciju emulzije.

Inverzija emulzije se odnosi na proces prije upotrebe u kojem se faze obrću i polimer se odvaja od kontinuirane faze. Velika količina vodenog rastvora se dodaje da bi se formirala kontinuirana vodena faza (voda), jer aglomeracija prethodno dispergovane vodene faze dovodi do disperzije polimera u rastvoru, što uzrokuje povećanje viskoznosti rastvora. Inverzija je olakšana dodatkom surfaktanata, takozvanih "razbijajućih tenzida" u emulziju, kako bi se pomoglo u razgradnji originalnog sistema stabilizacije emulzije kada se relativno velika količina vode pomiješa na nekom nivou miješanja ili smicanja s vodom- emulzija u ulju. Kombinirano djelovanje ova tri faktora, velikog volumena dispergirane faze, sila smicanja i destruktivnog surfaktanta (c) dovodi do inverzije ili preokreta faza emulzije. Osim toga, sada postoji polimer koji je u interakciji s drugim materijalima vodene faze. Relativno mala količina ulja (20-40 tež.% originalne emulzije) postaje dispergirana u vodenoj fazi zbog dodavanja velike količine vodenog rastvora, u kojem je ulje sporedna komponenta.

Polimer se invertuje u vodenu otopinu tako da je rezultirajuća koncentracija aktivnog polimera tipično u rasponu od oko 0,1 do oko 1,5% po težini. Korištena koncentracija ovisi o brojnim faktorima uključujući, ali ne ograničavajući se na, hemiju i temperaturu vode, viskozitet otopine, brzinu dodavanja, veličinu opreme i brzine protoka.

Emulzijski polimer se može preokrenuti u vodeni rastvor propuštanjem konvergentnih tokova vode i čiste emulzije u odgovarajućim koncentracijama kroz Venturijev aparat 50. U inverziji, kontinuirana faza je voda, koja se uvodi kroz prvi ulaz 48 Venturi aparata 50, a disperzna faza je emulzioni polimer ili čista emulzija, koja se uvodi kroz usisni otvor 52 Venturi aparata 50. Pritisak kontinuirane faze je u rasponu od oko 10 do 40 bara, poželjno od oko 15 do 25 bara, a brzina protoka kontinuirane faze je od oko 10 do 50 m/s, poželjno od oko 25 do 35 m /s. Rezultirajuća smjesa se zatim prolazi kroz fazu miješanja, kao što je stacionarni mikser ili mehanička pumpa, gdje djelovanje miješanja poboljšava proces inverzije. Vodeni rastvor se onda generalno prenosi u rezervoar gde se meša do homogene konsistencije. U kontinuiranom sistemu ne postoji korak prijenosa rezervoara.

Voda za razrjeđivanje se obično dodaje u invertirani polimerni rastvor neposredno prije ulaska u proces kako bi se održala disperzija polimera.

150 l/h vode je dovedeno kao kontinuirana faza do prvog ulaza Venturi aparata, kao što je prikazano na slikama 2-4. Pritisak vode je bio 30 bara. Prečnik mlaznice kontinualne faze (npr. prečnik mlaznice 66 na slici 3) bio je 1 mm. Disperzovana faza adhezivnog agensa PREQUEL 20F (NAA) predata je pod vakuumom na usisni otvor Venturi aparata pri 15 kg/h. Prečnik mlaznice mešovite faze (npr. prečnik mlaznice 60 na slici 3) bio je 2 mm. Venturijeva brzina na mlaznici za kontinuiranu fazu bila je 53 m/s. Prosječna veličina čestica emulzije bila je 0,67 mikrona.

170 l/h vode je isporučeno kao kontinuirana faza do prvog ulaza Venturi aparata, kao što je prikazano na slikama 2-4. Pritisak vode je bio 30 bara. Prečnik mlaznice kontinualne faze (npr. prečnik mlaznice 66 na slici 3) bio je 1 mm. Disperzovana faza adhezivnog agensa PREQUEL 20F (NAA) dovođena je pod vakuumom na usisni otvor Venturi aparata brzinom od 27 kg/sat. Prečnik mlaznice mešovite faze (npr. prečnik mlaznice 60 na slici 3) bio je 2 mm. Venturijeva brzina u mlaznici za kontinuiranu fazu bila je 60 m/s. Prosječna veličina čestica emulzije bila je 0,67 mikrona.

80 l/h vode je dovedeno kao kontinuirana faza do prvog ulaza Venturi aparata, kao što je prikazano na slikama 2-4. Pritisak vode bio je 31 bar. Prečnik mlaznice kontinualne faze (npr. prečnik mlaznice 66 na slici 3) bio je 0,8 mm. Disperzovana faza adhezivnog agensa PREQUEL 20F (NSA) je dostavljena pod vakuumom na usisni otvor Venturi aparata pri 8 kg/h. Promjer mlaznice miješane faze (npr. mlaznica 60 na slici 3) bio je 1,6 mm. Venturijeva brzina u mlaznici kontinuirane faze bila je 44 m/s. Prosječna veličina čestica emulzije bila je 0,82 mikrona.

Primjer 4 (Poređenje)

180 l/h vode je dovedeno kao kontinuirana faza do prvog ulaza Venturi aparata, kao što je prikazano na slikama 2-4. Pritisak vode je bio 32 bara. Prečnik mlaznice kontinualne faze (npr. prečnik mlaznice 66 na slici 3) bio je 1 mm. Disperzovana faza adhezivnog agensa PREQUEL 20F (NAA) predata je pod vakuumom na usisni otvor Venturi aparata pri 15 kg/h. Prečnik mlaznice za mešanu fazu (npr. mlaznica 60 na slici 3) bio je 1 mm (isti prečnici mlaznice za kontinualnu fazu i mlaznice za mešanu fazu). Venturijeva brzina na mlaznici miješane faze bila je 63 m/s. Emulzija se gotovo odmah raspršila u odvojene faze: vodu i ASA kapi. Raspodjela veličine čestica nije mogla biti izmjerena.

160 l/h vode je dovedeno kao kontinuirana faza do prvog ulaza Venturijevog aparata kao što je prikazano na slikama 2-4. Pritisak vode je bio 30 bara. Prečnik mlaznice kontinualne faze (npr. mlaznica 66 na slici 3) bio je 1 mm. Disperzovana faza ljepila PREQUEL 90F (AnKD iz Ashland Hercules Water Technologies, Wilmington, Del.) nanesena je pod vakuumom na usisni otvor Venturi aparata pri 30 kg/h, 2 mm. Venturijeva brzina na mlaznici za kontinuiranu fazu bila je 57 m/s. Emulzija je bila stabilna sa prosječnom veličinom čestica od 0,8 mikrona.

90 l/h vode je dovedeno kao kontinuirana faza do prvog ulaza Venturi aparata, kao što je prikazano na slikama 2-4. Pritisak vode je bio 30 bara. Prečnik mlaznice kontinualne faze (npr. prečnik mlaznice 66 na slici 3) bio je 0,8 mm. Disperzovana faza adhezivnog agensa PREQUEL 20F (NSA) dovođena je pod vakuumom na usisni otvor Venturi aparata pri 30 kg/h. Prečnik mlaznice mešovite faze (npr. prečnik mlaznice 60 na slici 3) bio je 2,4 mm. Venturijeva brzina u mlaznici kontinuirane faze bila je 50 m/s. Emulzija je bila stabilna sa prosječnom veličinom čestica od 1,15 mikrona.

180 l/h vode je dovedeno kao kontinuirana faza do prvog ulaza Venturi aparata, kao što je prikazano na slikama 2-4. Pritisak vode je bio 30 bara. Prečnik mlaznice kontinualne faze (npr. prečnik mlaznice 66 na slici 3) bio je 1,2 mm. Disperzovana faza PREQUEL 20F (ASA) ljepila je dovedena pod vakuumom na usisni otvor Venturi aparata pri 30 kg/h.Promjer mlaznice miješane faze (npr. prečnik mlaznice 60 na Slici 3) bio je 1,6 mm. Venturijeva brzina u mlaznici kontinuirane faze bila je 44 m/s. Emulzija je bila stabilna sa prosječnom veličinom čestica od 0,8 mikrona.

Iako je ovaj pronalazak opisan u vezi sa njegovim posebnim aspektima, sigurno je da će stručnjacima biti očigledni mnogi drugi oblici i modifikacije istog. Priloženi zahtevi i ovaj pronalazak, uopšteno govoreći, treba da se tumače kao da pokrivaju sve takve očigledne oblike i modifikacije, koje su u pravom opsegu pronalaska.

1. Sistem za emulziju ulje u vodi ili voda u ulju koji se sastoji od venturijevog aparata (50) koji ima kontinuiranu faznu mlaznicu (66) i ulaz za dispergiranu fazu (52), pri čemu mlaznica kontinuirane faze ima prvi prečnik (d1 ) vođenje toka kontinuirane faze u sekciju za miješanje (80) Venturi aparata, a ulaz dispergirane faze osigurava uvođenje dispergirane faze u dio za miješanje kako bi se formirala emulzija dispergirane faze i kontinuirane faze, a Venturi aparat ima mlaznicu (60) za miješanu fazu sa drugim prečnikom (d2), koja usmjerava emulziju iz dijela za miješanje do izlaza iz Venturi aparata, a drugi prečnik (d2) Venturi aparata (50 ) je veći od prvog prečnika (d1) u omjeru većem od 1:1 i manjem od 4:1, a sistem je konfigurisan da uvodi kontinuiranu fazu pod pritiskom od oko 10 bara do oko 50 bara.

2. Sistem prema zahtjevu 1, koji dalje sadrži pumpu (22) za pumpanje kontinuirane faze u uređaj (50) Venturi.

3. Sistem prema zahtjevu 1 ili 2, naznačen time, da se kontinuirana faza može isporučiti kroz mlaznicu za kontinuiranu fazu brzinom u rasponu od oko 10 do 100 m/s.

4. Sistem prema zahtjevu 1, naznačen time što kontinuirana faza sadrži vodu, ili vodeni rastvor škroba, ili rastvor polimera.

5. Sistem prema jednom od zahtjeva 1 do 5, u kojem disperzna faza sadrži jednu ili više inverznih emulzija.

6. Sistem prema patentnom zahtjevu 1, naznačen time što diskontinuirana faza sadrži jedno ili više nereaktivnih ili reaktivnih spojeva za veličinu papira kao što su alkenil sukcinski anhidrid (ASA), alkil keten dimer (AQ), ketenski dimeri, ketenski multimeri, organski epoksidi, koji sadrže od oko 12 do 22 atoma ugljika, acil halogenidi koji sadrže od oko 12 do 22 atoma ugljika, anhidridi masnih kiselina iz masnih kiselina koji sadrže od oko 12 do 22 atoma ugljika, ili organski izocijanati koji sadrže od oko 12 do 22 atoma ugljika.

7. Metoda za emulgiranje ljepila za obradu papira ili kartona, uključujući:

uvođenje dispergirane faze koja sadrži najmanje jedno sredstvo za ljepljenje u dio za miješanje (80) Venturi aparata kako bi se formirala emulzija dispergirane faze i kontinuirane faze;
usmjeravanje emulzije u venturijevu cev kroz mlaznicu za miješanu fazu (60) koja ima drugi prečnik (d2);

pri čemu se kontinuirana faza uvodi pod pritiskom od oko 10 bara do oko 50 bara.

8. Metoda prema zahtjevu 7, naznačena time što se kontinuirana faza dovodi kroz mlaznicu za kontinuiranu fazu brzinom od oko 10 do 100 m/s.

9. Metoda prema zahtjevu 7 ili 8, naznačena time što kontinuirana faza sadrži vodu, ili vodeni rastvor škroba, ili rastvor polimera.

10. Metoda prema patentnom zahtjevu 7, naznačena time što disperzna faza sadrži spojeve za veličinu papira koji ne reagiraju ili ne reagiraju sa celulozom, kao što je alkenil sukcinski anhidrid (ASA), alkil keten dimer (AAK), ketenski dimeri, ketenski multimeri, organski epoksidi koji sadrže od oko 12 do 22 atoma ugljika, acil halogenidi koji imaju oko 12 do 22 atoma ugljika, anhidridi masnih kiselina iz masnih kiselina koji imaju oko 12 do 22 atoma ugljika, ili organski izocijanati koji imaju oko 12 do 22 atoma ugljika.

11. Postupak prema zahtjevu 7 ili 10, u kojem diskontinuirana faza dalje uključuje jedan ili više surfaktanata u količini od 0,1% do oko 5 tež.% diskontinuirane faze.

12. Metoda prema zahtjevu 7, naznačena time što emulzija ima prosječnu veličinu čestica manju od 2 mikrona.

13. Postupak prema zahtjevu 7, naznačen time, što emulzija ima koncentraciju dispergirane faze u kontinuiranoj fazi od 2 do 50 tež.%.

14. Metoda prema zahtjevu 7, koja dalje uključuje dalje razrjeđivanje emulzije i njeno dodavanje u vlažnu ivicu ili presu za veličinu ili premaz za sistem proizvodnje papira ili kartona.

15. Metoda za rukovanje inverznom emulzijom, uključujući:
uvođenje pod pritiskom kontinualne faze koja sadrži vodu u Venturijev aparat (50) koji ima mlaznicu za kontinuiranu fazu (66) sa prvim prečnikom (d1) koja usmjerava kontinuiranu fazu u dio za miješanje (80);
uvođenje dispergirane faze koja sadrži najmanje jednu inverznu emulziju u sekciju za miješanje (80) Venturi aparata kako bi se formirala emulzija dispergirane faze i kontinuirane faze;
usmjeravanje emulzije kroz mlaznicu za miješanu fazu (60) koja ima drugi prečnik (d2) u venturijev aparat;
koristeći Venturi aparat s promjerom mlaznice za miješanu fazu (d2) većim od promjera mlaznice za kontinuiranu fazu (d1) u omjeru većem od 1:1 i manjem od 4:1,
gdje je pritisak kontinuirane faze u rasponu od oko 10 bara do 40 bara, poželjno od oko 15 do 25 bara, a brzina kontinuirane faze koja se dovodi kroz mlaznicu kontinuirane faze je od oko 10 do 50 m/ s, poželjno od oko 25 do 35 m/sec.

16. Metoda prema zahtjevu 15, naznačena time što inverzna emulzija uključuje jednu ili više pomagala za zadržavanje i drenažu koja se koriste u sistemima za proizvodnju papira ili kartona.

Slični patenti:

Pronalazak se odnosi na termoenergetiku i može se koristiti za poboljšanje fizičko-hemijskih i radnih karakteristika lož ulja u termoelektranama, u kotlarnicama industrijskih preduzeća, kotlarnicama agroindustrijskog kompleksa i stambeno-komunalnim uslugama.

Pronalazak je namijenjen za pripremu mješavina goriva. Postrojenje sadrži izvore nafte i vode, generator pare, pumpe, parovode, cevovode, grejače vode i naftnih derivata, rotacioni aparat, rezervoar za skladištenje, krugove za preradu naftnih derivata, sistem za pripremu komponenti za doziranje, sistem za distribuciju pare, sistem za paru drenaže i sistem za čišćenje opreme.

Pronalazak se odnosi na prehrambenu industriju, a posebno na pripremu smjesa od višekomponentnih smjesa sa dodatkom tečnih sastojaka. U gornjem dijelu pravougaonog tijela postavljena su dva nagnuta ležišta, čija se donja ravnina zagrijava toplom vodom.

Pronalazak se odnosi na oblast termoenergetike i može se koristiti za pripremu vodeno-gorivih emulzija za industrijske kotlovnice, brodske elektrane (glavni motori, gasne turbine, pomoćni kotlovi).

Pronalazak se odnosi na oblast energetike. Uređaj za hidrodinamičku emulgaciju tečnog goriva sadrži hidrodinamički kavitacijski aparat konstruiran kao tangencijalno-aksijalni vrtložni emulgator, koji se sastoji od cjevovoda za prerađena tečna goriva, cjevovoda za dodavanje tekućine - čiste, zauljene ili zauljene vode, rabljenih ulja, zapaljivog tečnog otpada. , aditivi, cilindrično tijelo emulgatora sa gornjim i srednjim prstenastim šupljinama i unutrašnjom šupljinom, zona kavitacije; gornja i srednja prstenasta šupljina povezane su tangencijalno postavljenim mlaznicama sa unutrašnjom šupljinom kućišta emulgatora, obezbeđujući tangencijalno dovod tečnih goriva i dodane tečnosti u njega, a cevovod dodane tečnosti povezan je aksijalnom cevi sa unutrašnja šupljina kućišta emulgatora, sa mogućnošću dovoda dodane tečnosti u njegov centralni aksijalni deo tečnosti; Cjevovod za dodanu tečnost je opremljen kontrolnim ventilom sa mogućnošću kontrole procentualnog odnosa prerađenog tečnog goriva i dodane tečnosti u emulgovanom gorivu.

Pronalazak se odnosi na uređaj za pripremu kit mase gotove za upotrebu pomoću veziva i komponenti za očvršćavanje prema restriktivnom dijelu stava 1. patentnih zahtjeva. Uređaj se sastoji od posude sa donjom pločom koja zatvara posudu sa izlazom, instrument ploče u obliku ploče koja se nalazi na osnovnoj ploči sa otvorima formiranim na jednoj od obe strane ploče za dovod veziva i komponenti očvršćavanja i sa napravljenim izlazom. na drugoj suprotnoj strani ploče, uređaj za miješanje napravljen od stacionarnog dijela statora i smješten u njemu, pokretan elektromotorom rotorskog dijela. Instrument ploča u području oba izlaza ima držač za odvojivo pričvršćivanje uređaja za miješanje. Uređaj sadrži ručni pogon za kontrolisano napajanje obe klipnjače, u zavisnosti od dužine hoda, za kontrolu dotoka potrebne količine komponenti iz posuda u uređaj za mešanje, i ručni pogon za pogon i dovod, kao i vraća nazad obje klipnjače, ima rotirajuću aktivaciju. Tehnički rezultat je pojednostavljenje dizajna i kompaktnost uređaja. 27 w.p. f-ly, 48 ill.

Pronalazak se može koristiti u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem. Predlaže se ultrazvučni mikser biljnog ulja i mineralnog goriva, koji sadrži ultrazvučni emiter (1), elektronsku upravljačku jedinicu (3). Ultrazvučni emiter (1) smešten je u šupljinu tela (7) miksera, koji ima ulazne kanale (8 i 9). Napon ugrađene mreže automobilske opreme (+12 V) dovodi se do elektroničke upravljačke jedinice (3), koja generiše i isporučuje visokofrekventne signale ultrazvučnom emiteru. Biljno ulje i mineralno gorivo ulaze u mikser kroz ulazne kanale (8 i 9) i mešaju se pod uticajem ultrazvučnih vibracija. DEJSTVO: tretman biljnih i mineralnih komponenti mešanog goriva ultrazvukom dovodi do kvalitetnog mešanja i dobijanja homogene fino dispergovane emulzije. 2 w.p. f-ly, 2 ill.

Pronalazak se odnosi na uređaje za mešanje, emulgovanje, homogenizaciju tečnih medija i može se koristiti za izvođenje i intenziviranje različitih fizičko-hemijskih procesa, procesa prenosa toplote i mase u sistemima tečnost-tečnost i gas-tečnost. Mešalica sadrži kućište sa aksijalnim i radijalnim mlaznicama za unos komponenti, elemenata za mešanje. Aksijalna ulazna cijev ima mogućnost povratnog kretanja i izrađena je u obliku konusno-cilindrične mlaznice. Element za miješanje sastoji se od konusnog umetka, na čijoj su površini napravljeni prstenasti žljebovi. Umetak se nalazi u konusnom dijelu tijela elementa za miješanje. Na kraju umetka, nasuprot konično-cilindričnoj mlaznici, u sredini je napravljen reflektor u obliku rupe. Tijelo elementa za miješanje ima niz kanala raspoređenih duž koncentričnih krugova. Prstenasti žljebovi su povezani kanalima sa prvom komorom za miješanje. Broj elemenata za miješanje je najmanje dva. Ukupna površina kanala koji povezuju prstenaste žljebove sa komorom za miješanje je (5...20)% površine poprečnog presjeka prstenastog radijalnog razmaka na ulazu u element za miješanje. Prečnici koncentričnih krugova, na kojima se nalaze centri kanala, izvedeni na krajnjoj površini veće baze konusnog umetka, određeni su matematičkim izrazom. Tehnički rezultat pronalaska je intenziviranje hidrodinamičkih, fizičko-hemijskih i procesa prenosa toplote i mase. 3 w.p. f-ly, 3 ill.

Pronalazak se odnosi na pripremu finih emulzija u sistemima tečnost-tečnost. Vrtložni emulgator sadrži vrtložnu cijev sa dvije tangencijalne mlaznice. Vrtložna cijev je napravljena u obliku cilindra čija je dužina jednaka deset njegovih unutrašnjih promjera. Jedna od mlaznica je namijenjena za dovod prve komponente i nalazi se na gornjem kraju vrtložne cijevi pod uglom nagiba prema horizontali od 20-30°, a druga za uklanjanje gotove emulzije i nalazi se na donji kraj vorteks cijevi. Odvojna cijev za dovod druge komponente ugrađena je koaksijalno u vrtložnu cijev od njenog donjeg kraja uz mogućnost aksijalnog pomicanja, a udaljenost od kraja ogranka za dovod druge komponente do gornjeg kraja vrtložne cijevi je jednak 0,25÷1 unutrašnjeg prečnika grane cevi za napajanje druge komponente. Mlaznica gotove emulzije je napravljena sa unutrašnjim prečnikom jednakim polovini unutrašnjeg prečnika vorteks cevi, mlaznica za dovod druge komponente je napravljena sa unutrašnjim radijusom jednakim unutrašnjem prečniku mlaznice za dovod prve komponente. Efekat: smanjenje gubitaka pritiska tečnosti, povećanje zone kavitacije i isključenje stagnirajućih zona. 3 ill.

Pronalazak se odnosi na uređaj za mešanje i hlađenje dve reaktivne tečnosti i na postupak za proizvodnju peroksomonosumporne kiseline pomoću ovog uređaja. Uređaj za miješanje i hlađenje dvije reaktivne tekućine sadrži višecijevni izmjenjivač topline sa snopom paralelnih cijevi smještenih u zajedničkom kućištu, razvodnu komoru u koju su sve cijevi snopa otvorene na jednom kraju i prvi ulaz u distribuciona komora za uvođenje prve tečnosti, uređaj koji ima drugi ulaz u distribucionu komoru, napravljen sa izlaznim otvorima za uvođenje druge tečnosti koji se nalaze u distribucionoj komori i orijentisani tako da usmeravaju ubrizganu tečnost preko osi snopa cijevi. Tehnički rezultat izuma je mogućnost proizvodnje peroksomonosumporne kiseline korištenjem manje sofisticirane opreme od poznatih rješenja, te sigurnost implementacije velikih razmjera sa visokim prinosima, jer omogućava izbjegavanje visokih temperatura na peroksomonosumpornu kiselinu i neizreagovanog vodikovog peroksida, što dovodi do peroksida. raspadanje. 2 n. i 9 z.p. f-ly, 1 ill.

Pronalazak se odnosi na farmaceutsku industriju i predstavlja metodu za proizvodnju sterilne nanoemulzije perfluoroorganskih jedinjenja (PFOS), uključujući: dodavanje smeše PFOS u vodeni rastvor stabilizacionog aditiva; homogeniziranje mješavine PFOS-a sa vodenim rastvorom stabilizirajućeg aditiva kako bi se dobila pre-emulzija PFOS-a; miješanje predemulzije PFOS sa otopinom vode i soli da bi se dobila nanoemulzija PFOS; držanje PFOS nanoemulzije na temperaturi od 2 do 10°C najmanje 18 sati. Metoda se može izvesti i na sljedeći način: prethodno punjenje cirkulacijskog kruga instalacije za dobijanje PFOS nanoemulzije vodenim rastvorom stabilizirajućeg aditiva; dodavanje mješavine PFOS-a u vodenu otopinu stabilizirajućeg aditiva; homogeniziranje mješavine PFOS-a sa vodenim rastvorom stabilizirajućeg aditiva kako bi se dobila pre-emulzija PFOS-a; miješanje predemulzije PFOS sa otopinom vode i soli da bi se dobila nanoemulzija PFOS. Pronalazak obezbeđuje povećanje stabilnosti PFOS emulzije i njenog roka trajanja. 2 n. i 28 z.p. f-ly, 7 pr., 5 tab., 1 ill.

Ovaj pronalazak se odnosi na metodu i aparat za miješanje različitih strujanja u struju procesnog fluida. Metoda i aparat prema pronalasku su posebno pogodni za ugrađivanje raznih hemikalija u papirnu pulpu. 2 n. i 14 z.p. f-ly, 6 ill.

Pronalazak se odnosi na uređaje za miješanje protoka fluida. Metoda za određivanje parametara za ciljni emulgator za stvaranje specifičnih emulzija vode i goriva koje odgovaraju emulzijama stvorenim referentnim emulgatorom, u kojoj ciljni emulgator i referentni emulgator sadrže, redom, ciljnu komoru za miješanje i referentnu komoru za miješanje goriva i vode, metoda koja se sastoji od sljedećih koraka: (I) određivanje veličine ciljne komore za miješanje za ciljni emulgator na osnovu veličine referentne komore za miješanje referentnog emulgatora, a utvrđena veličina ciljne komore za miješanje daje turbulentno strujanje u ciljnoj komori za miješanje; (II) izračunavanje relativne veličine čestica vode na osnovu navedene utvrđene veličine; (iii) dimenzioniranje najmanje jednog ciljnog injektora vode za emulgator za ubrizgavanje vode u gorivo u ciljnoj komori za miješanje na osnovu izračunate relativne veličine čestica vode. Efekat: izum omogućava dobijanje emulzije vode i goriva sa potrebnim sadržajem vode i veličinom čestica. 4 n. i 28 z.p. f-ly, 11 il.

Pronalazak se odnosi na naftnu industriju, tačnije na uređaje za miješanje različitih vrsta ulja. Uređaj uključuje najmanje jednu jedinicu za mjerenje kvalitete ulja, najmanje jednu pumpu za povišenje tlaka, najmanje jedan tlak i pripadajući regulator protoka, uređaj konfiguriran da ga poveže na najmanje dva dolazna cjevovoda za dovod ulja različitih kvaliteta: ide od glavnog voda i iz rezervoara i najmanje jedan izlazni glavni cevovod mešane nafte, koji sadrži glavnu pumpu, uređaj sadrži najmanje jednu pomoćnu pumpu instaliranu na dovodnom cevovodu za ulje koje ulazi iz rezervoara, štaviše, pomoćna pumpa snabdeva naftom na ulaz pumpe za povišenje pritiska uz obezbeđivanje konstantnog protoka kroz glavni naftovod, dok se kao pomoćna bira pumpa centrifugalnog tipa, opremljena promenljivim frekventnim pogonom i koja obezbeđuje smanjenu visinu u odnosu na pumpu za povišenje pritiska. Efekat: povećana pouzdanost uređaja smanjenjem pritiska na regulatoru pritiska koji je instaliran iza pomoćne pumpe uz smanjenje troškova električne energije. 2 w.p. f-ly, 2 ill.

Grupa pronalazaka se odnosi na oblast biotehnologije i može se koristiti za dobijanje adjuvansa za virusne vakcine. Metoda za dobijanje stabilnih ultrafinih vodenih liosola terpentinskog ulja sa zadatim parametrima disperzije je da se terpentinsko ulje disperguje u dve faze: u prvoj fazi se priprema matična disperzija ultrazvučnom disperzijom 1 ml terpentinskog ulja u 500 ml destilovane vode. ; u drugoj fazi, matična disperzija se filtrira potiskivanjem pod pritiskom od 0,2-0,3 MPa kroz poroznu membranu od polietersulfona u glavni disperzioni medij, koji se prethodno propušta jonizovanim gasom. Grupa pronalazaka odnosi se i na uređaj za implementaciju ove metode, a to je postolje koje se sastoji od tri bloka: jonizacijske komore, ultrazvučnog disperzijskog bloka i filtracionog bloka koji sadrži poroznu polietersulfonsku membranu. Efekat: grupa pronalazaka omogućava dobijanje terpentinskog ulja liosola otpornog na koalescenciju i sedimentaciju u vodenim medijima sa zadatim parametrima disperzije bez upotrebe stabilizatora i emulgatora. 2 n.p. f-ly, 3 ill.

Pronalazak se odnosi na uređaj, sistem i metodu za emulgiranje ulja i vode za pripremu vodenih emulzija sredstava za veličanje za masovno ili površinsko dimenzioniranje papira i kartona. Kontinuirana faza se dovodi pod pritiskom kroz mlaznicu za kontinuiranu fazu Venturijevog aparata u sekciju za miješanje. Disperzovana faza se opciono dovodi pod pritiskom u sekciju za mešanje Venturi aparata. Emulzija formirana u sekciji za mešanje prolazi kroz kanal kroz mlaznicu za mešanu fazu i izlazi iz Venturi aparata. Prečnik venturijeve mlaznice mješovite faze veći je od promjera mlaznice kontinuirane faze u omjeru većem od 1:1 i manjem od 4:1. Efekat: Pronalazak obezbeđuje pripremu stabilnih emulzija sredstava za lepljenje u vodi dobrog kvaliteta sa visokom stabilnošću rada mašine za papir i efikasnošću dimenzionisanja. 3 n. i 13 z.p. f-ly, 4 ill., 7 pr.

Sve emulzione BB sastoje se uglavnom od visoko koncentriranog rastvora amonijum nitrata (ponekad sa dodatkom natrijum nitrata ili kalcijum nitrata) i tečnog naftnog proizvoda (dizel gorivo, industrijsko ulje, lož ulje, itd.). Otopina oksidatora, zagrijana na 60-90 o C, disperguje se i emulgira dodavanjem male količine emulgatora u zagrijani tekući uljni proizvod tako da svaka kap otopine bude prekrivena tankim filmom uljnog produkta.

Približan sastav komponenti EVV-a je sljedeći, maseni udjeli,%

Amonijum nitrat 60-63

Saltpeter sodium 16-19

Emulgator 1-1.5

Nafta (naftni proizvodi) 7

Dušična kiselina do 0,3

Tehnološki proces dobijanja EHV na modularnom postrojenju prikazan je na sl.1.

Slika 1.

Modularno postrojenje se sastoji od šest modula:

1 - priprema i nabavka oksidansa, uključujući tehnološke blokove za pripremu vodenih rastvora amonijum ili natrijum nitrata, akumulaciju i doziranje rastvora;

2 - priprema naftnog proizvoda, emulgatora, priprema i doziranje njihove mješavine;

3 (pomoćni) - obuhvata jedinice za prijem industrijskih otpadnih voda i njihov tretman, kao i jedinice za hidrauličku, električnu i pneumatsku opremu;

4 - priprema natrijum nitrita i priprema rastvora aditiva za stvaranje gasa (GGD);

5 - emulzifikacija;

6 - mašina za mešanje i punjenje (SPM).

Priprema i opskrba oksidansom. Aparati za otapanje su vertikalne cilindrične posude opremljene spiralom za grijanje na paru i opremljene miješalicom na električni pogon. Aparat se naizmjenično snabdijeva: vodom pumpom dok se ne napuni unaprijed određeni nivo; oksidans (amonijum i natrijum nitrat) u odgovarajućim količinama uz uključen mikser. Na kraju punjenja salitre, kada temperatura rastvora oksidacionog sredstva u aparatu dostigne 80°C i potrebnu gustinu rastvora, gotova otopina se pumpom pumpa u rezervoare za skladištenje. Da bi se dobila emulzija traženog kvaliteta, otopina oksidirajućih sredstava iz spremnika se posebnim pumpama za doziranje dovodi u modul za pripremu emulzije.

Priprema uljnog proizvoda i emulgatora: naftni proizvod (na primjer, industrijsko ulje, GOST 20799-88) se pumpa iz rezervoara za skladištenje u rezervoar za mešanje, gde se zagreva na temperaturu od 40-70 ° C. Emulgator iz bačve se pumpa u mikser sa naftni proizvod pomoću usisnog uređaja, koji se sastoji od prijemnika i usisne cijevi. Na temperaturi okoline manjoj od 10°C, bure emulgatora se zagrijavaju u zagrijanoj komori.

Uljni proizvod i emulgator se pumpama unose u aparat za miješanje u unaprijed određenom omjeru; nakon punjenja smjesa se zagrije na temperaturu od 65-75 o C i miješa 3-5 minuta. Iz aparata se mješavina uljnog proizvoda s emulgatorom dozira pumpom u modul za pripremu emulzije.

Priprema rastvora i aditivi za stvaranje gasa (GGD): natrijum nitrit iz vreća od 40 kg se pužnim transporterom utovaruje kroz levak za punjenje u aparat za otapanje, u koji se prethodno dovodi voda do unapred određenog nivoa; rastvor se priprema na temperaturi od 75-80 o C. Pripremljen GHD rastvor se pumpa po potrebi u SPM rezervoar.

Emulzifikacija: otopina oksidatora, mješavina naftnih proizvoda sa emulgatorom, kontinuirano se dozira u aparat za emulziju (mikser), gdje se na temperaturi od 80-85°C disperguje i stvara emulziju "vode u ulju". " formira se tip. Rezultirajuća emulzija iz miksera se pumpa specijalnom gerotorskom pumpom u rezervoar za skladištenje emulzije ili u SPM.

SPM punjenje: u mašini za mešanje-punjenje nalaze se posude za sekvencijalno punjenje toplom vodom, HHD rastvorom i emulzijom. Punjenje SPM emulzijom se vrši pumpama ugrađenim u module za emulziju ili gravitacijom iz rezervoara. Punjenje SPM otopinom GHD također je dozvoljeno nakon punjenja SPM-a emulzijom. Pri niskim temperaturama okoline (manje od -10 o C), prije punjenja SPM-a, njegove posude se zagrijavaju živom parom.

Neke tečnosti teško ili nemoguće mešati. To uključuje vodu i masti, vodu i eterična ulja, vodu i uljne proizvode. Smjese takvih tvari nazivaju se emulzije a potreba za njima je veoma velika. Barijera nemešljivosti se može prevazići zahvaljujući kavitacionim procesima u ultrazvučnom polju i mogu se dobiti emulzije sa veličinom čestica manjom od 1..5 µm. Emulzije s takvim veličinama čestica su dugo stabilne i ne raslojavaju se nekoliko dana ili čak mjeseci.

Detaljnije informacije o ultrazvučnoj emulgaciji možete pronaći u monografijama „Multifunkcionalni ultrazvučni uređaji i njihova upotreba u malim industrijama, poljoprivredi i domaćinstvima“ i "Upotreba ultrazvuka u industriji".

Najčešće se ultrazvučna emulzifikacija koristi za:

• Priprema aromatičnih emulzija.
• Priprema prehrambenih emulzija.
• Prerada mlijeka.
• Priprema tehnoloških emulzija.
• Priprema emulzija goriva.

3.4.2 Procesi emulgiranja hrane

(Khmelev V.N., Popova O.V. Multifunkcionalni ultrazvučni uređaji i njihova upotreba u malim industrijama, poljoprivredi i domaćinstvima: naučna monografija / Alt. stanje Tech. Univ. njima. I.I. Polzunov. - Barnaul: ed. AltGTU, 1997. - 160 str.)

Mnoge supstance u domaćinstvu se koriste u obliku emulzije npr. razne majoneze, margarine, kečape itd. Drobljenje masnih čestica mlijeka do mikroskopskih veličina, tj. dobijanje fino dispergovane emulzije masti povećava nutritivnu vrednost mleka za skoro trećinu. Unošenje masnih emulzija u tijesto umjesto masti poboljšava kvalitet pekarskih proizvoda. Masne emulzije se mogu koristiti za podmazivanje kalupa i listova u pekarskim proizvodima, štedeći do 90% masti koja se trenutno koristi. U parfimerijskoj proizvodnji vrlo je efikasna upotreba aromatičnih emulzija eteričnih ulja. Priprema terapijskih emulzija, koja se sastoji u ravnomernoj distribuciji lekovitog tečnog preparata u vodi, težak je zadatak u normalnim uslovima.

Stabilnost emulzija dobivenih ultrazvukom je mnogo veća od onih dobivenih na uobičajeni način. Još jedna velika prednost je ultrafino drobljenje lijeka (do 0,1-0,05 mikrona), mijenjajući njegova svojstva do te mjere da postaje moguć nespecifičan način primjene u tijelo. Na primjer, emulzija kamfora je pogodna za intravensku primjenu, a kukuruzno ulje za parenteralnu prehranu. Emulzija maslinovog ulja u vodi pripremljena ultrazvukom (lecitin je korišten kao emulgator) lišena je toksičnih svojstava i sposobnosti izazivanja masne embolije. Prilikom pripreme ljekovitih emulzija sa fitomikser mora se uzeti u obzir da za svaku tvar postoji granična koncentracija rezultirajuće emulzije.

Maksimalna koncentracija emulzija dobijenih ultrazvukom bez upotrebe stabilizatora obično ne prelazi 15% (maksimalna koncentracija emulzija dobijenih mehaničkim mućenjem je manja od 15%). Aplikacija stabilizatori(emulgatori) omogućava vam da dobijete emulzije sa koncentracijom većom od 50%. Ova zavisnost je tipična uglavnom za emulzije voda-ulje, koje su manje stabilne. Ultrazvučno obrađene emulzije ulja u vodi ostaju stabilne nekoliko mjeseci čak i bez emulgatora. Prilikom prijema emulzija esencijalna ulja(ružičasta, kopar, menta, jela, neven i dr.) emulgatori se ne koriste, jer uljna faza sadrži dovoljnu količinu emulgirajućih prirodnih komponenti – alkohola.

Po primitku lekovita ulja(ricinus, riblje ulje, breskva, marelica, vazelin, šipak i drugi) upotreba stabilizatora (na primjer, polivinil alkohola u količinama manjim od 1%) omogućava vam da dobijete stabilnije emulzije nego bez stabilizatora. Koristeći ricinusovo ulje za 1 min obrade moguće je dobiti stabilne emulzije sa koncentracijom do 10% bez upotrebe stabilizatora. Emulzija s koncentracijom većom od 10% postaje gruba i odvaja se u roku od nekoliko sati.

Emulzija ricinusovog ulja priprema se u cilju korekcije ukusa ulja za unutrašnju upotrebu u pedijatrijskoj praksi. Emulzija dobivena ultrazvučnim tretmanom je ugodnog okusa, izgledom podsjeća na mlijeko i stabilna je nekoliko sati. Slični rezultati se postižu pri pripremi emulzije ribljeg ulja. Emulzija potpuno gubi neprijatan ukus i miris ribljeg ulja. Priprema emulzija ulja krkavine i šipka za unutrašnju i vanjsku potrošnju u zapreminama od 200-300 ml vrši se u roku od 1-2 minute.

Kod kuće i u apotekama možete pripremiti i:

— Shinkarenko tečnost(4,5 dijelova ribljeg ulja, 4,5 dijela vode, 1 dio polivinil alkohola) za vanjsku upotrebu, dobro raspoređeno po površini rana od opekotina koje plaču;

— vodeno-zeleno-zelena emulzija, stabiliziran polivinil alkoholom (4:4:2), koristi se kao vanjsko zaštitno sredstvo;

- za unutrašnju i eksternu potrošnju moguće je nabaviti emulzije mugrola, albihtola, sulfid-streptocida, streptocida, sintomicina, naftalanskog ulja, terapijskog blata i dr.

Prilikom pripreme medicinskih uljnih emulzija treba uzeti u obzir sljedeće:.

1. Stabilnost emulzija se smanjuje sljedećim redoslijedom: eterična ulja - riblje ulje - ricinusovo ulje - vazelinsko ulje.

2. Emulzije eteričnih i ljekovitih ulja najstabilniji kada se dobiju na 40-45 o C.

3. Koristeći ultrazvuk, teško je dobiti emulzije visoke koncentracije iz vrlo viskoznih tekućina: lanolin, glicerin itd.

4. Prilikom pripreme emulzija preporučuje se postavljanje alata oscilatornog sistema bliže interfejsu ulje - voda.

5. Kako bi se izbjegla kontaminacija tvrdokornim uljima, preporučuje se pripremanje emulzija u staklenom posuđu (npr. standardne staklene tegle, čaše itd.).

Ultrazvučna emulzifikacija je najefikasniji način za dobijanje emulzija, uključujući emulzije od životinjskih i biljnih masti. Analiza mogućnosti dobijanja i korišćenja emulzija omogućava nam da ih preporučimo za proizvodnju kobasica, uvođenjem masnih emulzija u mlevene kobasice umesto sirove masti. Dodavanje emulzije svinjske masti u mljeveno meso omogućava povećanje njegove sposobnosti vezivanja vode, a samim tim i povećanje prinosa proizvoda i poboljšanje njegove kvalitete. Emulzije koje se koriste u ovom slučaju su visoko koncentrisane i stoga je u njihovoj pripremi potrebno koristiti moćne stabilizirajuće tvari dugih molekula, koje daju emulzijama visoku stabilnost. Želatin je najpristupačniji i najefikasniji emulgator i stabilizator. Uništavanje strukture rastvora želatine kao rezultat ultrazvučnog izlaganja doprinosi efikasnoj stabilizaciji emulzije, jer pojedinačne kapljice masti padaju unutar ćelija neprekidne mreže. Zbog sposobnosti fragmenata želatinske strukture da se brzo spajaju, najmanje kapljice masti ostaju unutar ćelija restaurirane mreže čak i nakon uklanjanja ultrazvučnog izlaganja.

Tehnologija dobivanja masnih emulzija sastoji se u sekvencijalnom dobivanju otopine želatine pomoću ultrazvučnog aparata i postepenom uvođenju rastopljene masti koja se može emulgirati u otopinu. Maksimalna efikasnost emulgiranja se postiže kada je sadržaj želatina od 0,25% do 1,0%. Daljnje povećanje koncentracije želatine ne daje značajan efekat, pa je upotreba želatina u koncentracijama većim od 0,75-1,0 nepraktična. U nedostatku otopine želatine, juhe dobivene kuhanjem kostiju ili kuhanjem proizvoda od šunke mogu se koristiti kao stabilizator emulzije. Još jedan od najpristupačnijih stabilizatora je obrano mlijeko u prahu. U ovom slučaju, za pripremu emulzije svinjske masti sa koncentracijom do 30%, potrebna je koncentracija mlijeka u prahu do 10%. Dobijena emulzija je homogena i dugo stabilna.

Poznato je da uvođenje masnih emulzija u proizvodnju kobasica omogućava drastično smanjenje izlaganja mesa u salamuri, smanjenje troškova rada i korištenje prefabrikovanih i koštanih masti u proizvodnji. Prema podacima datim u istom radu, ishrana bolesnika kobasicama koje sadrže masne emulzije daje pozitivne rezultate u liječenju bolesti jetre i žučne kese. Osim toga, uvođenjem visoko dispergirane emulzije masti u mljeveno meso, moguće je dobiti visokokvalitetan gotov proizvod od odmrznutog mesa bez prethodnog sušenja u soljenju.

Emulgirajući efekat ultrazvuka koristi se i za proizvodnju aromatičnih emulzija u prehrambenoj industriji. Danas se umjesto začina u prahu široko koriste uljni ekstrakti začina. Visoka aromatičnost ekstrakata omogućava njihovo uvođenje u količini 20-30 puta manjoj nego kada se koriste prirodni začini. Vodene emulzije se pripremaju od ekstrakta (npr. aleve paprike) u potrebnim omjerima vode i ekstrakta. Rezultirajuće emulzije ostaju stabilne nekoliko sedmica, pa čak i mjeseci.

Prilikom pripreme emulzija od ekstrakata začina ne treba preduzimati posebne mere za hlađenje tretirane tečnosti, jer intenzitet mirisa aleve paprike se ne smanjuje kada se emulzija zagrije na 100 o C, pa čak ni kada se prokuha.

Uvođenje masnih emulzija umjesto masti u pekarske proizvode (5% suncokretovo ulje) poboljšava njihov kvalitet. Dakle, specifični volumen kruha se u ovom slučaju povećava za 1,3 puta, poroznost za 1,1 puta, stišljivost za 1,11 puta.

U svim ovim slučajevima upotreba emulzija dobijenih ultrazvukom daje pozitivne rezultate.

Emulzifikacija je tehnološki proces koji vam omogućava da pomiješate dvije ili više tekućina koje se ne miješaju ili se teško miješaju, kao što su biljno ulje i voda. Cilj je da se dobije homogena emulzija koja se ne odvaja tokom vremena. Da bi se to postiglo, prvo se tečnosti raspršuju do stanja najmanjih kapi. Drugo, u jednu od pomiješanih tekućina se unose emulgatori, koji stabiliziraju smjesu, sprječavajući je da se rasloji.

Osim mehaničkog miješanja, koristi se i kondenzacijski metod, odnosno odvajanje tekuće faze (u obliku kapi) od prezasićenih para, talina i otopina.

Emulzifikacija se uglavnom koristi u proizvodnji:

• prehrambeni proizvodi (sosovi, jogurti, čokolada, itd.);
• lijekovi (masti, emulzije, kreme, itd.) i dodaci prehrani;
• kozmetika;
• boje;
• smjese za poliranje;
• sredstva za čišćenje;
• polimeri, pjene i gume.

Uređaji za proizvodnju emulzije

Glavni zadatak emulgiranja, i to najteži, je disperzija tečnog medija u male kapi. Obično se za to koriste brzi mikseri, mikseri, homogenizatori; rotor-stator mašine i turbinske mešalice u proizvodnji. Ovi tipovi uređaja kombinuju velike sile smicanja i zatezanja što rezultira vrlo malim kapljicama. Stepen disperzije kapi zavisi od brzine rotacije mlaznice mešalice i može se podesiti. Temperatura miješanih tekućina također utiče na brzinu pripreme jednolične emulzije.

Twin-80	Hei-TORQUE Precision 400 Heidolph
Jedan od najpopularnijih emulgatora	gornja mješalica, razvijanje brzine do 2000 o/min.	U isto vreme promešati i zagreva tečnosti ubrzavanje pripreme emulzije

Postoji i ultrazvučna emulzifikacija, u kojoj se pod dejstvom ultrazvučnih akustičnih vibracija dešava transformacija teško mešavih tečnosti u emulziju. Koristi se za miješanje naftnih derivata, masti, ulja sa vodom - teško ih je emulgirati na druge načine.

Emulgatori imaju dvostruku ulogu u procesima emulgiranja. Oni stabilizuju emulziju i doprinose brzoj fragmentaciji tečnosti u male kapljice.

Kao emulgatori se koriste:

• Surfaktanti (tenzidi);
• soli viših masnih kiselina (sapuni);
• derivati ​​glicerola, fosfatidi, alkoholi, etri, itd.;
• čvrsti hidrofilni praškasti reagensi;
• neki sintetički polimeri, kao što je metilceluloza;
• prirodni proteinski koloidi kao što su lecitin, lanolin, agar, želatin, hitozan, pektin, dekocija korijena sapuna, žumance i sirovi bjelanjak.

Posebno popularni u industriji su različiti surfaktant. Njihove molekule sadrže hidrofilne i hidrofobne komponente (vodoodbojne i privlače vodu), koje djeluju kao "posrednik" između kapi tekućina koje se ne miješaju. Istovremeno, smanjuju površinsku napetost na granici između medija, smanjujući napor potreban za pripremu emulzije i zadržavajući emulziju u ovom stanju dugo vremena.

Emulgatori, u određenoj mjeri, uključuju i sredstva za pjenjenje i stabilizatore pjene. Ove supstance omogućavaju mešanje i skladištenje mešavina gasovitih, tečnih i čvrstih medija.

Prodavnica PrimeChemicalsGroup prodaje mnoge reagense koji se koriste kao emulgatori i surfaktanti u industriji, kozmetologiji i prehrambenoj industriji: Tween 80, kolofonij, žuta krvna so, amonijum karbonat, amonijum hlorid, natrijum polifosfat, polietilen glikoli, polivinil kiselina, alkohol, ali i drugi . Cijene i usluga će vas ugodno iznenaditi.