上海红礼细菌纤维素和植物纤维素的均质压力不同表现
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上海红礼生物科技有限公司研发生产的大功率纳米高压均质机采用进口ABB电机驱动,适用于实验室低至中、高粘度液体的中试搅拌混合乳化均质破碎。该机具有低速运行超强转矩输出、低噪声、免维护,电机动力由变频器微处理器控制,能即时有效补偿因负载变化和电源电压波动而引起的转速变化,恒速可靠。内置自动过载保护装置,保障实验长时间高负荷连续运行的安全;搅拌转速无级调节控制,使实验操作更简便,满足实验中对搅拌转速随时修正;数字显示实际输出搅拌均质压力,保证实验数据直观采集。稳定的搅拌转速,胜任高粘度介质、浆料之搅拌混合均质破碎。
细菌纤维素和植物纤维素在高压均质时选择不同压力,核心原因是二者的微观结构、纤维形态和聚合度存在本质差异,导致其抵抗剪切、空化作用的 “强度” 不同,具体区别如下:
1. 微观结构与结晶度差异 ◦ 植物纤维素(如棉浆、木浆纤维素):是植物细胞壁的主要成分,由大量纤维素分子链通过密集的分子间氢键交联,形成高度有序的结晶区,且纤维束之间还夹杂半纤维素、木质素等杂质,整体结构紧密、刚性强。要打破这种致密的纤维团聚体和结晶结构,需要更高的剪切力和撞击力,因此均质压力需设置在 80–120 MPa,甚至更高。 ◦ 细菌纤维素:由微生物(如木醋杆菌)合成,是纯纤维素,不含半纤维素、木质素等杂质。其微观形态是相互交织的超细纤维网络,纤维直径本身仅为 20–100 nm,分子链的排列规整度(结晶度)低于植物纤维素,纤维束之间的结合力较弱。仅需较低的剪切力就能将其解离为单根纤维或小纤维束,因此均质压力通常为 40–80 MPa。
2. 纤维形态与聚合度差异 ◦ 植物纤维素的纤维长度可达毫米级,且纤维束粗大,聚合度较高(一般在 1000–10000),要将其细化到微米或纳米级,需要高压下的强剪切力撕裂纤维束、打断部分氢键。 ◦ 细菌纤维素的原始纤维就是纳米级,纤维网络松散,聚合度相对较低(通常在 500–2000),高压均质的目的不是 “细化”,而是 “分散”—— 将其从交织的网络中解离为均匀的纳米纤维悬浮液,无需过高压力即可实现。
3. 避免过度均质的损耗 ◦ 若用高压力处理细菌纤维素,会导致纤维过度剪切,破坏其分子链结构,降低其特有的力学性能(如高弹性、高强度),同时产生大量热量,影响纤维素的稳定性。 ◦ 若用低压力处理植物纤维素,则无法有效打破致密的结晶区和纤维团聚体,均质后的物料粒径分布不均,达不到微纳化的目标。
2025年12月21日 03点12分 1
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