原糖(tang)溶(rong)液(ye)的物理(li)化學性(xing)質，如表面張力、黏(nian)度和電導(dao)率等，對(dui)原糖(tang)的制煉過程，如澄清、蒸發和結晶等有著重要的影響。目前(qian)制糖(tang)工藝(yi)過程通(tong)常(chang)通(tong)過添加表面活性(xing)劑(ji)來改(gai)變糖(tang)液(ye)的表面張力。

水(shui)力(li)(li)(li)空(kong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)是空(kong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)方式，近年來水(shui)力(li)(li)(li)空(kong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)強化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工過程的(de)(de)(de)(de)研究日益受到(dao)重視。水(shui)力(li)(li)(li)空(kong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)與超聲(sheng)空(kong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)對過程的(de)(de)(de)(de)強化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)原(yuan)理是相同(tong)的(de)(de)(de)(de)，區(qu)別在(zai)于形(xing)成空(kong)泡的(de)(de)(de)(de)手(shou)段上。水(shui)力(li)(li)(li)空(kong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)是液(ye)體(ti)(ti)(ti)通(tong)過限流區(qu)域時，液(ye)體(ti)(ti)(ti)內局部壓(ya)強降至飽和蒸汽壓(ya)以下，液(ye)體(ti)(ti)(ti)內會產生(sheng)大量的(de)(de)(de)(de)氣泡，這(zhe)些氣泡在(zai)隨著液(ye)體(ti)(ti)(ti)流動(dong)過程中，遇到(dao)壓(ya)力(li)(li)(li)增大時會急劇潰滅，瞬間產生(sheng)高(gao)溫(wen)、高(gao)壓(ya)及高(gao)時速的(de)(de)(de)(de)微射流，從而產生(sheng)多(duo)種(zhong)極其復雜的(de)(de)(de)(de)物理、化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)效(xiao)應。研究表明，水(shui)力(li)(li)(li)空(kong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)對過程的(de)(de)(de)(de)強化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效(xiao)果不比超聲(sheng)空(kong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)差，而水(shui)力(li)(li)(li)空(kong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)能量利(li)用率明顯高(gao)于超聲(sheng)空(kong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，更(geng)具工業(ye)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)優勢。

為進(jin)一步(bu)了解(jie)水(shui)力(li)空化(hua)對原糖溶液(ye)物理化(hua)學性質的影響，本試(shi)驗基于渦流的水(shui)力(li)空化(hua)對原糖溶液(ye)表(biao)面張力(li)的影響及(ji)其(qi)規律，為水(shui)力(li)空化(hua)在制糖工業中的應用(yong)提供(gong)基礎和參考(kao)依據(ju)。

原糖溶液表面張力測定：

采(cai)用全自動表(biao)面張(zhang)力儀測定。根據表(biao)面張(zhang)力下降率，判(pan)斷水力空化對原糖溶液的空化效果(guo)。

式中：

fr——表面張力下降率，%；

f0——空化前溶液表面(mian)張力，mN／m；

ft——空化后溶(rong)液表面張力(li)，mN／m。

試驗方法

初始濃度(du)對原糖(tang)溶液(ye)(ye)表(biao)面(mian)(mian)張力(li)的(de)影(ying)響配(pei)置不同(tong)濃度(du)（0.10，0.15，0.20，0.25，0.35，0.45g／mL）的(de)原糖(tang)溶液(ye)(ye)3.5L，水浴加熱溶液(ye)(ye)到(dao)60℃，在0.2 MPa壓力(li)下通過空(kong)化(hua)裝置循環2min，測定空(kong)化(hua)前后原糖(tang)溶液(ye)(ye)表(biao)面(mian)(mian)張力(li)的(de)變(bian)化(hua)。

渦輪出口壓力(li)對原糖(tang)溶(rong)(rong)液表(biao)面(mian)張力(li)的(de)影響配置(zhi)濃度為0.15g／mL的(de)原糖(tang)溶(rong)(rong)液3.5L，水浴加熱(re)溶(rong)(rong)液到60℃，在(zai)不同的(de)壓力(li)（0.1，0.2，0.3，0.4 MPa）下(xia)通過空(kong)化裝置(zhi)循環2min，測定(ding)空(kong)化前后原糖(tang)溶(rong)(rong)液表(biao)面(mian)張力(li)的(de)變化。

溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)溫度(du)對原(yuan)糖(tang)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)表(biao)面張(zhang)力的(de)影響配置(zhi)濃度(du)為(wei)0.15g／mL的(de)原(yuan)糖(tang)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)3.5L，水浴加熱溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)到不同溫度(du)（30，40，50，60，70℃），在0.2 MPa壓力下通過空(kong)化裝(zhuang)置(zhi)循環(huan)2min，測定空(kong)化前后原(yuan)糖(tang)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)表(biao)面張(zhang)力的(de)變化。

空化時(shi)間對原(yuan)糖溶(rong)液(ye)(ye)表面張(zhang)(zhang)力(li)(li)的影響(xiang)配置濃度為0.15g／mL的原(yuan)糖溶(rong)液(ye)(ye)3.5L，水浴加熱(re)溶(rong)液(ye)(ye)到60℃，在0.2 MPa壓力(li)(li)下通過空化裝置循環不同(tong)的時(shi)間（1，2，5，10，20min），測定空化前后(hou)原(yuan)糖溶(rong)液(ye)(ye)的表面張(zhang)(zhang)力(li)(li)的變化。

結論：

本試驗表(biao)(biao)(biao)(biao)明水力(li)(li)空(kong)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)能夠明顯降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)原糖(tang)溶液的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)，表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)(de)下(xia)降(jiang)(jiang)(jiang)程度受到原糖(tang)溶液濃(nong)度以及空(kong)化(hua)(hua)條件，即渦(wo)輪(lun)出口壓(ya)力(li)(li)、溶液溫度、空(kong)化(hua)(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)時間等因(yin)素影響。在(zai)(zai)其它參數不變(bian)的(de)(de)(de)情況下(xia)：①隨著(zhu)濃(nong)度的(de)(de)(de)升高(gao)，表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)下(xia)降(jiang)(jiang)(jiang)率(lv)逐(zhu)(zhu)漸(jian)升高(gao)；②隨著(zhu)出口壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)增(zeng)大，表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)下(xia)降(jiang)(jiang)(jiang)率(lv)逐(zhu)(zhu)漸(jian)升高(gao)；③隨著(zhu)溶液溫度的(de)(de)(de)升高(gao)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)下(xia)降(jiang)(jiang)(jiang)率(lv)逐(zhu)(zhu)漸(jian)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)；④隨著(zhu)空(kong)化(hua)(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)時間的(de)(de)(de)延長，表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)逐(zhu)(zhu)漸(jian)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)，并且在(zai)(zai)空(kong)化(hua)(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)初期(qi)，其減(jian)小速(su)度較快(kuai)。

與聲(sheng)空化(hua)(hua)相比，水力空化(hua)(hua)具有裝置設備簡(jian)單(dan)、能耗相對較低(di)、操作方(fang)便、維(wei)護費用低(di)廉(lian)、易實(shi)現規模化(hua)(hua)等優點，其強化(hua)(hua)化(hua)(hua)工過程強方(fang)面的(de)研究日趨活躍。