Một,Giới thiệuSPGBong bóng
“SPGBong bóng là một loại khí có áp suất từSPGPhương pháp phân tán trong các lỗ nhỏ của màng; Nói chung, các bong bóng rất nhỏ trong chất lỏng được gọi là "bong bóng mịn" và có kích thước1-100μmBong bóng được gọi là bong bóng micron, nhỏ hơn.1μmBong bóng được gọi là bong bóng nano.
SPGBong bóng được đặc trưng bởi sự thay đổiSPGKhẩu độ của màng để thay đổi kích thước của bong bóng, cũng thích hợp để tạo ra các bong bóng cỡ mm lớn hơn từ các bong bóng siêu nhỏ; Hơn nữa,SPGBong bóng là một "phương pháp tạo ra rất tĩnh" không đòi hỏi dòng chảy mạnh của chất lỏng hoặc áp lực của chính chất lỏng, và nó có thể cung cấp các bong bóng nhỏ mà không phá hủy các vi sinh vật và các đại phân tử trong chất lỏng hoặc sử dụng nguyên tắc đình chỉ bong bóng.
Hai,SPGÁp suất bong bóng
SPGÁp suất bong bóng của màng thay đổi rất nhiều với sự thay đổi khẩu độ, khẩu độ càng nhỏ, áp suất tạo ra bong bóng càng cao, áp suất của nó vớiSPG"Điểm bong bóng" nơi chất lỏng bị ép đùn trong lỗ màng có áp suất bằng nhau và có thể được tính toán.
PB= 2γ ●cosθ/ R
PB: Áp suất ngâm;

γ: Sức căng bề mặt giữa pha khí và pha lỏng
θ: Góc tiếp xúc giữa bề mặt màng và pha lỏng.
R:SPGBán kính lỗ chân lông
Các bảng và biểu đồ dưới đây tính toán áp suất của không khí khi nó sủi bọt trong nước.(γ= 72.75mN/m、θ=30°)

|
Đường kính ống màng (μ)m) |
PBÁp lực (Mpa) |
|
20 |
0.013 |
|
10 |
0.025 |
|
5 |
0.050 |
|
3 |
0.084 |
|
2 |
0.126 |
|
1 |
0.252 |
|
0.8 |
0.315 |
|
0.5 |
0.504 |
|
0.4 |
0.630 |
|
0.3 |
0.840 |
|
0.2 |
1.260 |
|
0.1 |
2.520 |
|
0.05 |
5.040 |
●bởi vìSPGModule chuyên dụng(Vật cố định)Sự tồn tại, chúng tôi đề nghị sử dụng.SPGKhẩu độ màng là0.3μmTrên đây,Đồng thời áp lựcĐược rồi.Kiểm soát trongNhỏ hơn1MPadưới đây; Bong bóngÁp lựcSẽVớiSPGĐặc điểm của module vàLên nào.Thay đổiCũng sẽ theo.SPGKhẩu độ thay đổi.
●Sự thay đổi áp suất phụ thuộc nhiều vào sức căng bề mặt và độ nhớt của chất lỏng được sử dụng;Sức căng bề mặt nhỏ hơn, áp lựcThìThấp hơn.
●Các giá trị trên là áp suất cần thiết để ép chất lỏng trong lỗ chân lông,Khi chất lỏng được đẩy ra, khí đi quaSPGLỗ chân lông, bong bóng sẽ được tạo ra ở áp suất thấp hơn.;Một khiViệtChất lỏng trong lỗ bị đẩy ra, sẽThành lậpBong bóng nhỏTừSPGLỗ chân lôngGiữaLiên tụcĐất sản xuất,Sau đóĐiều chỉnh bằng cách giảm áp suất trong khi kiểm tra trạng thái bong bóng.
●SPGChiCơ chế bong bóng là khiSPGBề mặt(Bao gồm bên trong lỗ chân lông)Khi bị ướt bởi chất lỏng, do tác động của sức căng bề mặt, khí ởSPGBề mặt(Xuất khẩu)Hình thành trên“Bong bóng”Góc tiếp xúc với khí tăng lên,Do đó, nếu có một chất đẩy chất lỏng bám vàoSPGTrên màng, điều kiện bề mặt không thể thu được nếu không bị ướt bởi chất lỏngLý tưởngTính năng, sẽ gây ra bong bóng khí lớn.
Ba,Mối quan hệ giữa khẩu độ màng SPG và kích thước bong bóng
SPGChiBong bóng được đặc trưng bởi sự thay đổiSPGKhẩu độ của màng để kiểm soát kích thước của bong bóng,Theo nhưKukizakiNghiên cứu của tiến sĩ, khi0.3 wt%củaSDS(Chất hoạt động bề mặt anion)Cho vào nước, có báo cáo rằngDp(Kích thước bong bóng)=Dm (SPGKích thước màng)x8.6,Tuy nhiên, bong bóng rất không ổn định và được cho là khi kích thước bong bóng là50μmKhi bong bóng nhỏ tự co lại do áp suất bên trong,Ngược lại, các bong bóng lớn sẽ phồng lên.,Do đó, kích thước của bong bóng thực tế phụ thuộc vào loại chất lỏng được sử dụng.(Sức căng bề mặt)Loại khí được sử dụng(Độ hòa tan dễ dàng), tạo ra môi trường(Thiết bị màng bề mặt mặt đấtÁp lực vv)Thời gian lưu trú trong chất lỏng
Do đóDp = DmxN,Chúng tôi tin rằng cần phải xác định mối quan hệ của mỗi lần dựa trên mục đích sử dụng và phương pháp sử dụng.,Kích thước của bong bóng bị ảnh hưởng rất nhiều bởi sức căng bề mặt của chất lỏng khí, nếu sức căng bề mặtCàngLớn, bong bóngCànglớn, nếu chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng bề mặt được thêm vào nước hoặcNgườiRượu, cũng rất dễ dàng đạt được bong bóng thật nhỏ.
▲ SPGKích thước màng(Dm)Đường kính bong bóng có thể được kiểm soát(Dp): Dm large=Dp large, Dm small=Dp small
▲Sức căng bề mặt khí lỏng:Lớn=Áp suất cao= DpLớn, Nhỏ=Áp suất thấp= DpNhỏ
▲Tốc độ nổi bong bóng:DpTiểu Mạn,DpLớn nhanh
▲Khu vực tiếp xúc khí lỏng(Khối lượng bong bóng giống nhau):DpNhỏ=Lớn,DpLớn=Nhỏ
▲Cả bong bóng siêu nhỏ và bong bóng milimet đều không ổn định và sẽ không duy trì kích thước nhất định:Dp 50umDưới đây=Co rút,Dp 50umTrên=Mở rộng
Bốn,Số lượng tạo bọt
Cơ bảnSPGBong bóng thông qua áp suất để kiểm soát các điều kiện tạo bong bóng tốt nhất,Nguyên nhân là do áp lựcGiảmxảy ra trongSPGKhẩu độ của màngNội thấtDo đó, lưu lượng khí chỉ có thể được kiểm soát bằng áp suất.;Lượng khí thấm vào thời điểm này phụ thuộc vào chất lỏng và khí được sử dụng, nhưng vớiSPGHiệu quả của màngChiDiện tích bong bóng tỷ lệ thuận,Nếu bạn tăng gấp đôiSPGChiều dài của màng(Khu vực)Số lượng bong bóng khí sinh ra cũng sẽ tăng gấp đôi.
|
SPGKích thước màng0.3μm |
SPGKích thước màng0.5μm |
SPGKích thước màng1μm |
SPGKích thước màng5μm |
||||
|
Áp lựcKPa |
Lưu lượngml/min |
Áp lựcKPa |
Lưu lượngml/min |
Áp lựcKPa |
Lưu lượngml/min |
Áp lựcKPa |
Lưu lượngml/min |
|
505 |
3 |
400 |
3 |
177 |
3 |
|
|
|
520 |
5 |
406 |
5 |
187 |
5 |
|
|
|
560 |
10 |
435 |
10 |
202 |
10 |
45 |
10 |
|
600 |
15 |
456 |
15 |
213 |
15 |
48 |
15 |
|
640 |
20 |
480 |
20 |
229 |
20 |
49 |
20 |
|
|
|
523 |
30 |
|
|
53 |
30 |
Áp dụngSPGLoại màng: phimỐngφ10mm,Chiều dài(Chiều dài hợp lệ)L105mm
*Ngay cả khi áp suất tăng lên để tăng lưu lượng, chỉ có bong bóng lớn sẽ xuất hiện và không tạo ra bong bóng mịn.
Năm,Bên trongCách nhấnNgoàiCách nhấn
Áp dụng loại ống cường độ cao10mmSPGphimỐng. có“Áp suất bên trong”Và“Áp lực bên ngoài”Hai cách sử dụng, theoSPGPhương pháp cố định màng vàSPGSức mạnh bắt nguồn từ hình dạng đường ống,Thực tếÁp lực công việc rất khác nhau.
Áp suất bên trong Áp lực bên ngoài


Gas từSPGBề mặt bên trong của ống được điều áp, tạo ra bong bóng trên bề mặt bên ngoài,Gas từSPGBề mặt bên ngoài của ống được điều áp, tạo ra bong bóng ở bề mặt bên trong,
Đặc điểm của nó là bong bóng dễ dàng phân tán trong chất lỏng và chất lỏng khôngDòng chảyDi chuyển。 Nó là cần thiết để buộc vận chuyển chất lỏng đến bề mặt bên trong của đường ống, trong đó chất lỏng chảy.
|
|
Áp suất bên trong |
Áp lực bên ngoài |
|
Áp lực |
Tối đa0.3MPa |
Tối đa0.98Mpa(0.8MPa) |
|
Ống phim |
1μmhoặc nhiều hơn |
0.3μmhoặc nhiều hơn |
|
Ưu điểm |
●Bong bóng có thể dễ dàng phân tán trong chất lỏng mà không cần di chuyển nó.
●Thích hợp cho thử nghiệm cốc công suất nhỏ(Giới thiệu100ml-2L)。
●Thích hợp cho chế biến hàng loạt.
●Nó có thể được sử dụng trong các chất lỏng, chẳng hạn như vi sinh vật và polyme, nhạy cảm với tác động.
●Dễ dàng sử dụng tách nổi. |
●Nó có thể ở rất nhỏSPGSử dụng dưới khẩu độ và dễ dàng hơn để có được bong bóng mịn hơn so với loại áp suất bên trong.
●Dễ dàng kết nối với đường ống cung cấp chất lỏng. |
|
Nhược điểm |
So với loại áp suất bên ngoài, chỉ có thể sử dụng khẩu độ lớn hơnSPG。 |
Cần phải dùng máy bơm để ép dịch, không thích hợp cho vi sinh vật sử dụng. |
*1:Áp suất tối đa khác nhau tùy thuộc vào mô-đun được sử dụng.
*2:Trong chương2Trang“ChiÁp suất bong bóng”Trong đó, căn cứ vào áp suất sử dụng để xác địnhSPGĐường kính giới thiệu. Khi sử dụng chất lỏng có sức căng bề mặt thấp, có thể sử dụng chất lỏng nhỏ hơnSPGKhẩu độ.
