图1 吸粉式连续均质分散机Conti-TDS

无论在化工、制药还是在食品生产领域中，全球原材料的价格都在不断上涨。因此，在流程工艺技术领域中，企业都在寻找保持企业产品竞争力的方法，使自己能够在众多竞争对手中脱颖而出。这里，合理的分散工艺技术将会起着决定性的作用。

油漆、颜料、药品和润肤膏等这些物化性质完全不同的产品有一个共同点，即它们都是由几种不同的原材料生产而成。在生产这些产品时，首先要把块状或凝聚在一起的原材料粉碎，预分散到液体介质中，形成稳定、均匀的悬浮液。这里的预分散/分散工艺技术对于悬浮分散体系的质量有着决定性的作用。如果要将粉质的原材料（分散相）分散到液体的液模（连续相）中，那么固体颗粒物完全湿润是保证悬浮分散体系质量的重要基础。如果原材料能够完全均匀润湿，那么常常能够减少原材料的用量。

原材料的分散

生产中会用到不同的分散工艺技术，这些技术都是由一套驱动装置和搅拌装置组成，通过带着合适的密封圈的传动轴驱动混合机构和搅拌机构。混合机构和搅拌机构可以是一个搅拌桨，也可以是由一个定子和一个运动的转子叶片（搅拌桨）组成（喷射式混合器）。利用这样的系统可以把粉质的固体颗粒原材料分散到液体介质中。块状和凝聚的原材料只能在几乎没有剪切力的情况下研磨、分散成粉质原材料。这一技术也适合于分散那些容易湿润、不粘结和不会凝聚的固体或粉质原材料，同时也适合于悬浮分散体系的均匀化。

溶解器的结构类似混合器和搅拌器，它在进行原材料的预分散和分散时使用的是带齿的搅拌轮。这种搅拌轮具有更强的冲击效应，使用这种冲击力更强的搅拌轮的目的只有一个，就是分散块状、凝聚的原材料，并搅拌混合出高质量的悬浮分散液。它的剪切是非常有限，而且剪切梯度与液体介质的黏度有着密切的关系。当搅拌装置在液体中旋转时，它的冲击力大大减小，从而降低了剪切作用。

转子-定子系统的功能是建立在转子-定子之间的间隙尺寸基础之上的。常常把旋转的和静止的部件制成带有齿形结构的部件。由于具有固定的齿形结构，因此这些部件的剪切梯度是恒定的，与介质的黏度无关。

在实际生产过程中，悬浮液的制备非常困难。所有使用机械装置都安装在一个容器中，由升降机构将机械装置安装到容器内合适的位置。一般情况下，容器中事先盛满液体，添加的固体原材料一般都撒落在液体的表面。

粉质原材料有着很大的比表面积，在特殊的情况下，例如极细的颜料、纳米粉末或者硅酸，它们的比表面积可以高达300000m2/kg。如果把几千克的这种粉末倒在几平方米的液体表面上时，则液体表面积与粉末表面积之比不足以包容每个粉质颗粒，只能湿润成粗大的块状。倒在液体表面的粉末会漂浮在液体的表面，只有通过长时间的强力搅拌才能均匀的完全湿润。在溶解器中，强力搅拌轮会产生龙卷风的效果，除了把粉质颗粒带入到液体介质中以外还会把空气带到液体介质中。

很多情况下，需要把多种不同的原材料分散到液体介质中，这也就意味着需要搬运不同原材料的容器。需要多次高举和排空麻袋、原料桶和集装桶等容器。另外，许多粉质原材料还具有凝聚结块的性质，或者在排空时产生大量的粉尘。这些粉尘会在容器出口边缘结成一层膜，会在其他零部件上凝聚成块，例如粘附在离合器以及驱动轴上。粉碎这些凝聚而成的结块需要消耗大量能源和时间，粉碎之后溶解到液体介质中。如果粗略地分散原材料，那么产品的质量会受到影响，而且各批次产品之间的质量也不能够保证一致。

另外，由于分散不充分，不能高效地使用所投入的原材料，增加原材料的用量。还有一部分原材料作为粉尘粘附在生产设备、排气系统和过滤器上，从而造成原材料浪费。这些都将导致生产成本和管理费用的增加。

图2 吸粉式连续均质分散机Conti-TDS的工作原理

湿润设备

与上面所介绍的设备结构不同，吸粉式连续均质分散机Conti-TDS不是安装在混合搅拌容器中的机械设备，它是一台利用管道或者胶管与混合搅拌设备连接的设备。所使用的液体介质由水泵提供，可循环使用，分散设备的分散釜中为真空。利用这一真空可以无尘的把粉质原材料直接从麻袋、原料桶、集装桶或者料仓、储罐车中吸取进来。密封空间中没有外来空气，在真空作用下把粉质原材料吸入到液体介质中进行分散。同时，液体的表面积也在分散釜中得到了扩张。粉末与液体相互接触，开始了有效的湿润。在这一区域内的剪切梯度是溶解器内的上千倍。在泵送过程压力波的作用下，可以形成极佳的胶状的分散混合物。粘附在微粒表面的微气泡也被剥离下来聚集在一起，这样，即使是不易通风的产品也会在液体表面出现大量的漂浮泡沫。

在分散釜中，最终生成了质量很好的悬浮分散液体。可通过供粉阀的开启和关闭控制粉末的用量，满足不同饱和度。利用这种分散设备之后无需进一步的分散以及均匀化。例如使粉末颗粒达到一定的大小或者均匀度。这一分散过程同时完成了排气，消除了产品中的微小气泡。无论液体介质的黏度、容器和批量的大小如何，这一装置都能在短时间内完成高稳定性、固体物质含量很高的悬浮分散液体生产。Conti-TDS的最大的优点是把5个工艺步骤（排空、输送、添加、湿润和分散）集成在一台设备中，从而实现了时间、原材料和能源的节约。