水力空化对原糖溶液表面张力的影响

黄永春 吴修超 任仙娥 杨 锋

（广西工学院生物与化学工程系，广西 柳州 545006）

原糖溶液的物理化学性质，如表面张力、黏度和电导率等，对原糖的制炼过程，如澄清、蒸发和结晶等有着重要的影响。目前制糖工艺过程通常通过添加表面活性剂来改变糖液的表面张力。近年来，通过超声波对糖液作用从而改变其表面张力的研究已有报道［1－3］。超声波对溶液性质的影响主要源于超声“空化效应”及由此引发的物理和化学变化。超声波传播过程也就是波的膨胀和压缩的交替过程，在膨胀周期内，超声波对液体产生负压效应，施加于液体的负压使液体断裂而产生空穴，形成空化核，即在液体中生成充满气体的气泡，这种现象被称为空化现象。空化出来的气泡停留时间很短，几乎是刚刚生成便立刻受到来自相邻压缩区的压力，造成这些气泡在极短时间内迅速崩溃消失，并在其周围的极小空间范围内产生局部高温（高达5 000K）和局部高压（可达50MPa），伴随出现强烈的冲击波和速度高达100m／s微射流，这些物理条件为水中有机物降解提供了一个极为有利的理化环境［4，5］。

水力空化是空化的一种方式，近年来水力空化强化化工过程的研究日益受到重视。水力空化与超声空化对过程的强化原理是相同的，区别在于形成空泡的手段上。水力空化是液体通过限流区域时，液体内局部压强降至饱和蒸汽压以下，液体内会产生大量的气泡，这些气泡在随着液体流动过程中，遇到压力增大时会急剧溃灭，瞬间产生高温、高压及高时速的微射流［6］，从而产生多种极其复杂的物理、化学效应。……