一種高速剪切乳化裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及化工設備技術領域，尤其是涉及一種用于制備環氧大豆油的高速剪切乳化裝置。
【背景技術】
[0002]鄰苯二甲酸酯類(DOP)增塑劑在塑料產品加工中長期占主導地位。但是，該增塑劑含有芳香環，不易進行生物降解，食物在加工、加熱、包裝、盛裝的過程里可能會造成DOP從塑料制品中溶出而滲入食物中，對健康造成危害，2011年，更有媒體披露DOP增塑劑(臺灣媒體稱為塑化劑)有損于男童的生殖系統發育；D0P原料來源于石油煉制產品，而石油是不可再生資源。基于上述種種問題，使得鄰苯二甲酸酯類(DOP)增塑劑的使用范圍受到極大限制。
[0003]我國鄰苯二甲酸酯類增塑劑的年產量及消費量均占增塑劑總量的80%以上，像無毒、環保型的環氧大豆油增塑劑卻還不到10% ;而在發達國家，環氧大豆油的消費量僅次于鄰苯二甲酸酯增塑劑，居位第二。因此，隨著能源和環境危機的加劇，可再生資源的開發利用成為研究熱點，開發環氧大豆油具有廣闊的發展前景。
[0004]目前的環氧大豆油增塑劑主要以大豆油、亞麻油、棉籽油、菜子油、米糠油等油脂為原料，在反應釜中經環氧化反應得到，其反應機理是將油脂分子中的不飽和雙鍵與過氧羧酸發生環氧化反應，形成環氧鍵，具體工藝步驟為:將過氧化氫溶液、有機酸和催化劑及原料油脂按配比加入攪拌式反應釜中，通過攪拌釜內的攪拌槳葉進行攪拌混合反應，其中有機酸和H2O2在催化劑作用下合成過氧羧酸，生成的過氧羧酸再對油脂中的不飽和雙鍵進行環氧化反應，從而生成環氧大豆油。
[0005]目前環氧化反應時水相中的過氧羧酸與油脂通過釜內的乳化頭進行分散混合，例如授權公告號CN204051503U，授權公告日2014.12.31的中國專利公開了一種分散釜，它包括釜體、支架、連組器、保護罩、電機、人口、攪拌軸和乳化頭，釜體上方設置有支架，釜體通過支架固定電機，電機的電機軸通過連組器與攪拌軸連接，連組器外部設置有保護罩，釜體的上部設置有人口，攪拌軸穿設在釜體內部的一端上設置有乳化頭。該分散釜中的乳化頭對物料分散乳化的效果較差，分散后的物料中存在較多的氣泡，質量不夠穩定。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型是為了解決現有技術的高速剪切乳化裝置對物料分散乳化的效果較差，分散后的物料中存在較多的氣泡，質量不夠穩定的問題，提供了一種結構簡單，乳化分散效果好，物料無氣泡產生的高速剪切乳化裝置。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0008]—種高速剪切乳化裝置，包括乳化罐以及固定于乳化罐上的自吸式分散乳化機，所述乳化罐上連接有進料管和出料管，所述自吸式分散乳化機包括支架、驅動電機和自吸料剪切乳化器，所述自吸料剪切乳化器包括攪拌軸、軸套、攪拌定子及攪拌轉子，所述支架固定于乳化罐上，所述驅動電機固定于支架上，所述攪拌軸穿過乳化罐且攪拌軸的下端與位于乳化罐內的攪拌轉子固定連接，攪拌軸的上端通過軸聯器與驅動電機的電機軸連接，所述軸套固定套設于攪拌軸及驅動電機的電機軸的外部，且軸套與攪拌軸、驅動電機的電機軸之間設有間隙，該間隙形成物料通道，軸套的上端與電機固定連接，軸套的下端與攪拌定子固定連接，軸套接近攪拌定子的端部外側面設有物料出口，所述攪拌定子固定套設于攪拌轉子的外部，且攪拌定子與攪拌轉子之間設有間隙，該間隙形成乳化腔。本實用新型中的自吸式分散乳化機安裝于乳化罐上，物料從進料管進入乳化罐中，從出料管輸出，驅動電機帶動攪拌軸從而帶動攪拌轉子轉動，乳化罐中的物料經物料通道進入乳化腔，通過攪拌轉子與攪拌定子的相互配合，在攪拌轉子與攪拌定子之間形成低壓從而將乳化罐內的物料經物料通道吸入乳化腔內，而物料在乳化腔中經高剪切作用后形成環形的流場，使原料油脂在高速狀態下被分散成微小液滴，從而使得原料油脂與水相能強化混合并形成油-水兩相混合物流的環形流動，這樣不僅能形成較大的相際傳質面積，大大縮短物料中過氧羧酸向油滴內的傳質距離，通過二者的協同作用，大大提高反應速率，減少所需的反應時間，而且能使乳化腔中的混合物流在剪切力的作用下從物料出口噴出進入乳化罐中，從而使反應釜中出來的物流能源源不斷進入物料通道中。
[0009]作為優選，所述支架為左支撐板、右支撐板以及橫板構成的倒“U”形結構，左支撐板、右支撐板均固定于乳化罐上。
[0010]作為優選，所述攪拌定子為中空筒體結構，所述攪拌轉子為圓柱體結構，攪拌定子的外徑大于軸套的外徑，攪拌轉子的直徑大于攪拌軸的直徑，攪拌定子與攪拌轉子自由端的端面上沿周向均勻間隔設有若干凸齒。攪拌定子上的凸齒之間的間隙有利于乳化罐中的物料進入物料通道中，而攪拌轉子上的凸齒能使乳化腔中的物料在高剪切作用下形成油-水兩相混合物流的環形流動。
[0011]作為優選，所述攪拌轉子與攪拌軸、攪拌定子與軸套均為同質一體結構，且攪拌轉子與攪拌軸、攪拌定子與軸套之間連接處的折角均采用圓角過渡。
[0012]作為優選，所述攪拌定子上凸齒齒數為攪拌轉子上凸齒齒數的偶數倍。
[0013]作為優選，軸套上的物料出口具有兩個，對稱設置于軸套上。
[0014]作為優選，所述物料出口呈長圓形。
[0015]作為優選，所述物料出口的開口處設有除沫絲網。在高速剪切的作用下，乳化腔內的原料油脂與水相在充分混合后會產生大量的氣泡，這些氣泡的積累很容易使得攪拌轉子與攪拌定子之間所形成的低壓不足以將乳化罐內的物料吸入乳化腔內(無自吸能力)，另外大量的氣泡不利于環氧化反應的進行，除沫絲網能充分去除乳化腔中混合物流中的泡沫，從而有效解決上述問題。
[0016]作為優選，所述攪拌軸上與軸套上物料出口的對應位置處向外凸出形成球體部。球體部主要起到導向的作用，混合物流在球體部的阻力下會改變流向，從而順利將乳化腔中的混合物流導向軸套上物料出口，以使其順利通過除沫絲網，從而避免混合物流在乳化腔中積累，影響效率。
[0017]因此，本實用新型具有如下有益效果:
[0018](I)通過攪拌轉子與攪拌定子的相互配合，在攪拌轉子與攪拌定子之間形成低壓從而將乳化罐內的物料經物料通道吸入乳化腔內，而物料在乳化腔中經高剪切作用后形成環形的流場，使原料油脂在高速狀態下被分散成微小液滴，從而實現原料油脂與水相強化混合；
[0019](2)物料出口的開口處設有除沫絲網，有效解決了乳化腔內混合物料中產生的氣泡易使攪拌轉子與攪拌定子之間所形成的低壓不足以將乳化罐內的物料吸入乳化腔內(無自吸能力)，以及會產生大量的氣泡的問題；
[0020](3)攪拌軸上與軸套上物料出