4. ConclusionsThe effect of transme

4. Conclusions
The effect of transmembrane pressure, shearrate, dispersed and continuous phase viscosity on the final droplet size and flux has been investigated for a rotating membrane emulsification system. O/W emulsion droplets of average diameter23.4–216.6 μm have been produced using an SPG membrane of 6.1 μm pore diameter. In this article, a number of complex processing effects have been discussed through consideration of the fluid flow and interfacial behavior of the two phases. Considering the dispersed phase flow behavior effects on droplet size, four distinct regions can be seen across the range of transmembrane pressures investigated. Firstly, a decrease in size across low pressures (at approximately o0.5 bar)which is attributed to coalescence at the membrane surface during long droplet formation times. Secondly, a plateau in size known as the ‘size stable’ zone which occurs due to the spontaneous transformation based droplet formation mechanism in system swith high interfacial tension(i.e. with silicone oils).Thirdly, an eventual increase in droplet size as significant mass is transferred via the droplet neck during detachment. The volumetric contribution during this stage depends primarily on the droplet detachment time at the dispersed phase flux and thus can become negligible at increased rotational speeds(41000RPM).This is due to higher drag and centrifugal forces to ensure earlier detachment and displace droplets quickly away from the membrane surface. It is also suggested that viscous dispersed phase droplets may experience a higher drag coefficient since they resemble more rigid spheres; an assumption within drag force calculations. Finally, if the interfacial tension is low and dispersed phase flux (or more specifically the pore fluid velocity) is sufficiently high, jetting of the dispersed phase may occur(approximately 41.5bar).In this case, the Capillary number defining this flow behavior approaches the threshold value of 0.056 that is previously suggested in literature.
The flux through the membrane increases with high pressure and low dispersed phase viscosity as defined by Darcy'slaw. Values between 50 and 12,500Lm 2 h 1 were measured for oil viscosities between 0.012 and 0.085 Pa s across applied transmembrane pressures between 0.1 and 1.8 bar. For SPG membranes, this relationship between flux and pressure is exponential rather than directly proportional since membranes demonstrate a variable permeability. The percentage activation of tortuous pore channels depends on the applied transmembrane pressure. The calculated valuesf or active pore fraction ranged between 0.5% and 2.7% coinciding with previous findings for SPG membranes. The continuous phase flow behavior also determines the droplet size produced primarily by altering the drag force acting on the droplet. By increasing the shear rate (through higher rotational speeds and narrower annular gap widths),the droplet size tends to a minimum independent of the applied shear as commonly observed within cross-flow membrane emulsification. However, the rotational speed contributes an additional centrifugal force to enable even earlier detachment from the membrane surface and thus further reducing the droplet size. Another key consideration is where Taylor vortices can form and in their absence below a critical Taylor number of 41.3, droplet sizes are significantly larger. This is possible particularly for lows peed, narrow gap or high viscosity continuous phase systems. Finally, if there is a significant density difference between the two phases (dispersed phase being typically lowerfor O/W systems) or if the aqueous continuous phase viscosity is high, there is a potential for droplets to not be displaced sufficiently away from the membrane surface but remain within the vicinity of other forming droplets. This is likely to increase coalescence phenomena, which is generally unfavourable duringemulsification processing.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

4. บทสรุปผลของความดัน transmembrane, shearrate กระจาย และระยะต่อเนื่องความหนืดขนาดหยดสุดท้ายและไหลได้ถูกสอบสวนสำหรับระบบ emulsification ปริมาณเยื่อหมุน หยดอิมัลชัน O/W ของ μm diameter23.4 – 216.6 เฉลี่ยได้ถูกผลิตโดยใช้เยื่อเป็น SPG ของเส้นผ่าศูนย์กลางรู μm ขนาด 6.1 ในบทความนี้ ได้รับการกล่าวจำนวนผลการประมวลผลที่ซับซ้อนผ่านการพิจารณาของไหลของเหลวและพฤติกรรม interfacial 2 ขั้นตอน พิจารณาระยะกระจัดกระจายไหลลักษณะผลขนาดหยด 4 ภาคแตกต่างกันสามารถมองเห็นของ transmembrane ดันตรวจสอบ ประการแรก ลดขนาดทั้งความดันต่ำ (ที่ประมาณ o0.5 บาร์) ซึ่งเป็นบันทึก coalescence ที่ผิวเมมเบรนในระหว่างการก่อตัวนานหยด ครั้ง ประการที่สอง ราบสูงในขนาดที่เรียกว่าโซน 'ขนาดคอก' ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอยู่ตามกลไกก่อหยดในระบบแรง swith interfacial สูง (เช่น มีน้ำมันซิลิโคน)ประการ การเพิ่มขนาดหยดเป็นมวลชนสำคัญในเป็นโอนผ่านคอหยดระหว่างปลด ส่วน volumetric ในระหว่างขั้นตอนนี้ขึ้นอยู่กับเวลาปลดหยดที่ไหลกระจัดกระจายระยะหลัก และจึง สามารถกลายเป็นระยะที่เพิ่มขึ้นในการหมุน speeds(41000RPM)อยู่สูงลากและกองกำลังของแรงเหวี่ยงเพื่อให้ปลดก่อน และเลื่อนหยดอย่างรวดเร็วจากผิวเมมเบรน นอกจากนี้ยังแนะนำว่า ระยะกระจัดกระจายข้นหยดอาจพบสัมประสิทธิ์ลากสูงเนื่องจากพวกเขามีลักษณะทรงกลมแข็งมาก อัสสัมชัญภายในคำนวณแรงลาก ในที่สุด ถ้าตึง interfacial ต่ำ และกระจัดกระจาย ระยะไหล (หรืออื่น ๆ โดยเฉพาะรูขุมขนของเหลวความเร็ว) ไม่สูงพอ jetting ของเฟสกระจัดกระจายอาจเกิดขึ้น (ประมาณ 41.5bar)ในกรณีนี้ หมายเลขแรงกำหนดลักษณะการทำงานของขั้นตอนนี้ใกล้ถึงขีดจำกัดค่า 0.056 ที่ก่อนหน้านี้ได้แนะนำในเอกสารประกอบการไหลผ่านเมมเบรนเพิ่มขึ้นกับความดันสูงและความหนืดต่ำระยะกระจัดกระจายตามที่กำหนด โดย Darcy'slaw ค่าระหว่าง 50 และ 12, 500Lm 2 h 1 ถูกวัดใน viscosities น้ำมันระหว่าง 0.012 และ 0.085 Pa s ข้ามดัน transmembrane ใช้ 0.1 ถึง 1.8 บาร์ สำหรับสาร SPG นี้ความสัมพันธ์ระหว่างการไหลและความดันได้เนน มากกว่าสัดส่วนโดยตรงเนื่องจากสารสาธิต permeability ผันแปร การเรียกใช้เปอร์เซ็นต์ของช่องรูเงี้ยวขึ้นอยู่กับความดัน transmembrane ใช้ คำนวณได้ valuesf หรือรูขุมขนใช้งานเศษอยู่ในช่วงระหว่าง 0.5% และ 2.7% เนื่อง ด้วยก่อนหน้านี้พบในเยื่อหุ้ม SPG ลักษณะการทำงานลำดับขั้นตอนอย่างต่อเนื่องยังกำหนดขนาดหยดผลิตหลัก โดยดัดแปลงแรงลากที่ทำหน้าที่ในการหยด โดยการเพิ่มอัตราเฉือน (ผ่านความเร็วในการหมุนสูงและความกว้างแคบลงช่องว่าง annular), ขนาดหยดมีแนวโน้มที่อิสระต่ำสุดของแรงเฉือนใช้ที่พบเป็นบ่อยใน emulsification ปริมาณเยื่อข้ามขั้นตอน อย่างไรก็ตาม ความเร็วในการหมุนจัดสรรเหวี่ยงเพิ่มเติมเพื่อให้ปลดแม้ก่อนหน้านี้จากผิวเมมเบรน และจึง ไปลดขนาดของหยด พิจารณาคีย์อื่นได้ซึ่ง vortices เทย์เลอร์สามารถฟอร์ม และในการขาดงานต่ำสำคัญเทย์เลอร์จำนวน 41.3 ขนาดหยดมีขนาดใหญ่มาก นี้ได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแนว peed แคบช่องว่างหรือความหนืดสูงระบบขั้นตอนอย่างต่อเนื่อง ในที่สุด ถ้ามีความหนาแน่นที่สำคัญความแตกต่างระหว่างระยะสอง (ระยะกระจัดกระจายที่โดยปกติแล้วการ lowerfor ระบบ O/W) หรือถ้าความหนืดอควีต่อเนื่องระยะสูง มีศักยภาพสำหรับหยดเพื่อไม่ให้พลัดถิ่นเพียงพอจากผิวเมมเบรน แต่ยังคงอยู่ในปริมณฑลของหยดขึ้นรูปอื่น ๆ เป็นแนวโน้มที่จะเพิ่ม coalescence ปรากฏการณ์ ที่ duringemulsification unfavourable ทั่วไปประมวลผล

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

4 สรุปผลการวิจัย
ผลกระทบของความดันคร่อม, shearrate แยกย้ายกันไปและความหนืดระยะอย่างต่อเนื่องในขนาดหยดสุดท้ายและไหลได้รับการตรวจสอบสำหรับระบบเมมเบรน emulsification หมุน O / W หยดอิมัลชันของไมโครเมตร diameter23.4-216.6 เฉลี่ยได้รับการผลิตโดยใช้เมมเบรน SPG เส้นผ่าศูนย์กลาง 6.1 ไมโครเมตรรูขุมขน ในบทความนี้จำนวนของผลการประมวลผลที่ซับซ้อนได้รับการกล่าวผ่านการพิจารณาของการไหลของของไหลและพฤติกรรมผิวสัมผัสของทั้งสองขั้นตอน พิจารณาขั้นตอนการกระจายผลกระทบต่อพฤติกรรมการไหลกับขนาดของหยดสี่ภูมิภาคที่แตกต่างสามารถมองเห็นได้ในช่วงของการตรวจสอบความดันรน ประการแรกลดลงในขนาดที่ทั่วแรงกดดันต่ำ (ที่บาร์ o0.5 โดยประมาณ) ซึ่งมีสาเหตุมาจากการรวมกันที่พื้นผิวเมมเบรนในช่วงหยดยาวครั้งก่อ ประการที่สองที่ราบสูงในขนาดที่เป็นที่รู้จักของขนาดที่มีความเสถียร 'โซนที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงตามกลไกการสร้างหยดธรรมชาติในระบบคุณภาพชั้นหนึ่งความตึงเครียด interfacial สูง (คือมีน้ำมันซิลิโคน) .Thirdly เพิ่มขึ้นในที่สุดในขนาดหยดเป็นมวลอย่างมีนัยสำคัญเป็น โอนผ่านทางคอหยดในระหว่างการออก ส่วนปริมาตรในระหว่างขั้นตอนนี้ขึ้นอยู่กับเวลาที่หยดออกที่ไหลเฟสกระจายและจึงสามารถกลายเป็นเล็กน้อยที่ความเร็วการหมุนที่เพิ่มขึ้น (41000RPM) นี้เกิดจากการลากสูงขึ้นและแรงเหวี่ยงเพื่อให้แน่ใจว่าก่อนหน้านี้ออกและแทนที่หยดได้อย่างรวดเร็วจาก พื้นผิวเมมเบรน นอกจากนี้ยังชี้ให้เห็นว่ามีความหนืดกระจายหยดขั้นตอนอาจพบลากสัมประสิทธิ์ที่สูงขึ้นเนื่องจากพวกเขามีลักษณะคล้ายทรงกลมแข็งมากขึ้น สมมติฐานในการคำนวณแรงลาก สุดท้ายหากความตึงเครียด interfacial อยู่ในระดับต่ำและขั้นตอนการกระจายการไหล (หรือมากกว่าโดยเฉพาะความเร็วของไหลรูขุมขน) อยู่ในระดับสูงพอ jetting ของขั้นตอนการกระจายอาจเกิดขึ้น (ประมาณ 41.5bar) ในกรณีนี้จำนวนฝอยกำหนดพฤติกรรมการไหลของวิธีการนี้ ค่าเกณฑ์ของ 0.056 ที่แนะนำก่อนหน้านี้ในวรรณคดี
ไหลผ่านเพิ่มเมมเบรนที่มีความดันสูงและความหนืดของขั้นตอนการกระจายต่ำตามที่กำหนดโดย Darcy'slaw ค่าระหว่าง 50 และ 12,500Lm 2 ชั่วโมง 1 วัดความหนืดสำหรับน้ำมันระหว่าง 0.012 และ 0.085 ป่าของแรงกดดันทั่วรนประยุกต์ระหว่าง 0.1 ถึง 1.8 บาร์ สำหรับเยื่อ SPG ความสัมพันธ์ระหว่างการไหลและความดันนี้ชี้แจงมากกว่าสัดส่วนโดยตรงตั้งแต่เยื่อแสดงให้เห็นถึงการซึมผ่านตัวแปร ยืนยันการใช้งานร้อยละของช่องรูขุมขนคดเคี้ยวขึ้นอยู่กับความดันคร่อมประยุกต์ valuesf คำนวณหรือส่วนรูขุมขนที่ใช้งานอยู่ระหว่าง 0.5% และ 2.7% สอดคล้องกับผลการวิจัยก่อนหน้านี้สำหรับเยื่อ SPG พฤติกรรมการไหลของขั้นตอนอย่างต่อเนื่องนอกจากนี้ยังกำหนดขนาดหยดที่ผลิตส่วนใหญ่โดยการเปลี่ยนแรงลากที่กระทำต่อหยด โดยการเพิ่มอัตราการเฉือน (ผ่านความเร็วในการหมุนที่สูงขึ้นและแคบความกว้างช่องว่างวงแหวน) ขนาดหยดมีแนวโน้มที่จะเป็นอิสระอย่างน้อยเฉือนนำมาใช้เป็นข้อสังเกตทั่วไปภายในข้ามการไหลของเมมเบรน emulsification แต่ความเร็วในการหมุนก่อแรงเหวี่ยงเพิ่มเติมเพื่อให้ออกแม้ก่อนหน้านี้จากพื้นผิวเมมเบรนและจึงต่อการลดขนาดหยด พิจารณาอีกประการหนึ่งที่สำคัญคือที่ vortices เทย์เลอร์สามารถสร้างและในกรณีที่ไม่มีของพวกเขาด้านล่างเป็นจำนวนที่สำคัญของเทย์เลอร์ 41.3 ขนาดหยดอย่างมีนัยสำคัญขนาดใหญ่ นี้เป็นไปได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับต่ำปี๊ดช่องว่างแคบหรือมีความหนืดสูงระบบขั้นตอนอย่างต่อเนื่อง สุดท้ายหากมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างความหนาแน่นสองขั้นตอน (ขั้นตอนการกระจายเป็นปกติ lowerfor O / ระบบ W) หรือถ้าน้ำมีความหนืดระยะอย่างต่อเนื่องอยู่ในระดับสูงมีศักยภาพในการหยดจะไม่ถูกแทนที่พอห่างจากพื้นผิวเมมเบรน แต่ยังคงอยู่ในบริเวณใกล้เคียงของหยดสร้างอื่น ๆ นี้มีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นปรากฏการณ์การรวมกันซึ่งเป็นการประมวลผล duringemulsification ไม่เอื้ออำนวยโดยทั่วไป

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

4 . สรุป
ผลของความดัน , หัว shearrate กระจายตัวและความหนืดเฟสต่อเนื่องในขั้นสุดท้ายขนาดหยดและฟลักซ์ถูกสอบสวนสำหรับหมุนแผ่นโปรโมชั่นระบบ O / W อิมัลชั่นหยดเฉลี่ย diameter23.4 – 216.6 μ M ได้ถูกผลิตโดยใช้เมมเบรนของ SPG 6.1 μ M รู เส้นผ่าศูนย์กลาง ในบทความนี้หมายเลขของผลการประมวลผลที่ซับซ้อนได้รับการกล่าวผ่านการพิจารณาของการไหลของของไหลและพฤติกรรมระหว่างของทั้งสองระยะ เมื่อพิจารณาจากพฤติกรรมการไหลกระจายระยะผลขนาดหยด , 4 ภูมิภาค สามารถเห็นได้ในช่วงยาวสำหรับการสอบสวน ประการแรก การลดลงของขนาดในดันต่ำ ( ประมาณ ; D ; D .5 บาร์ ) ซึ่งเกิดจากการรวมตัวที่ผิวเมมเบรนในช่วงเวลาการเกิดหยดยาว ประการที่สอง ที่ราบสูงในขนาดที่เรียกว่า ' ขนาดคงที่ของโซนซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจากหยดการพัฒนากลไกในระบบคุณภาพชั้นหนึ่งสูง ( ความเครียด ( เช่น กับ ซิลิโคน และน้ำมัน )ในที่สุดการเพิ่มขนาดหยดตามนัยมวลโอนผ่านทางหยดคอในระหว่างการปลด . อัตรางานในขั้นตอนนี้ขึ้นอยู่กับหลักในช่วงเวลาที่กองกระจายระยะไหล และดังนั้นจึง สามารถกลายเป็นกระจอกเพิ่มความเร็วการหมุน ( 41000rpm )นี้เป็นเพราะลากสูงและแรงเหวี่ยงบังคับให้ถอดออกและแทนที่ได้อย่างรวดเร็วก่อนหยดห่างจากพื้นผิวของเยื่อแผ่น นอกจากนี้ยังแนะนำให้ฉีด ( หนืดหยดอาจพบ Drag coefficient ที่สูงขึ้นเนื่องจากพวกเขาจะเข้มงวดมากขึ้นทรงกลม ; สมมติฐานในการคำนวณแรงลาก ในที่สุดถ้าความตึงเครียดระหว่างต่ำและระยะการกระจาย ( หรือมากขึ้นโดยเฉพาะรูขุมขนของเหลวความเร็วสูงเพียงพอ เครื่องบินไอพ่นของวัฎภาคกระจายตัว ( ประมาณ 41.5bar ) อาจเกิดขึ้นได้ ในกรณีนี้ กำหนดพฤติกรรมการไหลซึ่งจำนวนนี้แนวทางเกณฑ์คุณค่าของ 0.056 ที่ก่อนหน้านี้พบในวรรณคดี .
ผ่านเยื่อหุ้มฟลักซ์เพิ่มขึ้นกับความดันสูงและต่ำ ความหนืดกระจายระยะตามที่กำหนดโดย darcy'slaw . ค่าระหว่าง 50 และ 12500lm 2 H 1 วัดน้ำมันความหนืดระหว่าง 0.012 และ 0.085 PA ของผ่านใช้หัวดันระหว่าง 0.1 และ 1.8 บาร์ สำหรับราคาขนาดความสัมพันธ์ระหว่างการไหลและความดันเป็นเลขชี้กำลังมากกว่าเป็นสัดส่วนโดยตรงเนื่องจากเยื่อแสดงตัวแปรผ่าน . เปอร์เซ็นต์การกระตุ้นรูขุมขนขึ้นอยู่กับช่องทางคดเคี้ยว ใช้หัวดัน ค่า valuesf หรือปราดเปรียวรูขุมขนเศษส่วนอยู่ระหว่างร้อยละ 0.5 และ 2.7% ซึ่งก่อนหน้านี้พบสำหรับ SPG เยื่อพฤติกรรมการไหลแบบต่อเนื่องระยะยังกำหนดขนาดหยดที่ผลิตเป็นหลัก โดยการดัดแปลงลากบังคับทำในอนุภาค โดยการเพิ่มอัตราเฉือน ( ผ่านสูงกว่าความเร็วในการหมุนและแคบเป็นช่องว่างความกว้าง ) , ขนาดหยดมีแนวโน้มที่จะน้อยอิสระใช้เฉือนกันมากสังเกตได้ภายในข้าม emulsification เมมเบรนไหล อย่างไรก็ตามความเร็วรอบ ก่อเป็นแรงเหวี่ยงเพิ่มเติมเพื่อให้แม้ก่อนหน้านี้ออกจากพื้นผิวเมมเบรน ดังนั้นต่อไปลดขนาดหยด . พิจารณาอีก คีย์ที่เทย์เลอร์ vortices สามารถฟอร์มและในของพวกเขาขาดด้านล่างมี Taylor จำนวน 41.3 หยด , ขนาดอย่างมีนัยสำคัญขนาดใหญ่ นี้เป็นไปได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับฉี่สุด ,แคบช่องว่างหรือสูงระบบขั้นตอนอย่างต่อเนื่อง ความหนืด สุดท้าย หากมีความหนาแน่นแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างสองขั้นตอน ( ขั้นตอนการกระจายโดยทั่วไป lowerfor O / W ระบบ ) หรือถ้าเป็นเฟสต่อเนื่องที่มีความหนืดสูง มีศักยภาพสำหรับหยดไม่พลัดถิ่นอย่างเพียงพอห่างจากพื้นผิวเมมเบรนแต่ยังคงอยู่ในบริเวณใกล้เคียงของ รูปหยด .นี้มีแนวโน้มที่จะเพิ่มปรากฏการณ์การรวมตัวซึ่งมีการประมวลผลโดยทั่วไป
duringemulsification ลบ