Диспергирование ультразвуковое (распыление акустическое)

Ультразвуковое диспергирование - тонкое размельчение твердых веществ или жидкостей, переход веществ в дисперсное состояние с образованием золя под действием ультразвуковых колебаний. Обычно термином диспергирование обозначается размельчение твердых тел в жидкой среде.

Ультразвуковое диспергирование позволяет получать высокодисперсные (средний размер частиц - микроны и доли микрон), однородные и химически чистые смеси (суспензии) твердых частиц в жидкостях. Диспергирование суспензий осуществляется при воздействии ультразвука на агрегаты твердых частиц, связанных между собой силами слипания, спекания или спайности. При ультразвуковом диспергировании суспензий дисперсность продукта увеличивается на несколько порядков по сравнению с традиционным механическим измельчением.

Для протекания ультразвукового диспергирования необходима кавитация, так как измельчение вещества происходит под действием ударных волн, возникающих при кавитации. Диспергирование начинается при интенсивности ультразвука, превышающей некоторое пороговое значение, величина которого составляет обычно несколько Вт/см² и зависит от кавитационной прочности жидкости, состояния поверхности твердой фазы, а также от характера и величины сил взаимодействия между отдельными частицами твердой фазы.

С ростом интенсивности ультразвука скорость диспергирования возрастает; она возрастает также с увеличением хрупкости, уменьшением твердости и спайности частиц диспергируемого материала. Наиболее эффективно ультразвуковое диспергирование происходит при обработке растительных и животных клеток, аморфных веществ, и агрегировании веществ типа почвы и горных пород, при расщеплении текстурированных материалов типа целлюлозы, стеклянной ваты, асбеста.

Достаточно легко диспергируется каолин, гипс, слюда, сера, графит и т.д., труднее - чистые металлы. Для получения суспензий металлов рационально сочетание процессов их химического или электролитического осаждения с ультразвуковым диспергированием.

Условием возникновения диспергирования является облучение жидкости, с имеющимися в ее объеме твердыми частицами, звуковым полем определенной частоты и интенсивности. Устройство для осуществления процесса диспергирования называется диспергатор.

Форма сосудов с жидкостью может быть различной. Для предотвращения слипания (коагуляции) твердых частиц, как правило, в конце процесса диспергирования в жидкость вводят поверхностно - активное вещество (ПАВ).