Перемешивание материалов
Зміст
1. Загальні відомості
2. Перемішування в рідких середовищах
3. Змішення твердих матеріалів
Загальні відомості
Перемішування матеріалів широко застосовується в хімічній промисловості для інтенсифікації хімічних, теплових і масообмінних процесів, а також для приготування розчинів, емульсій і суспензій. У ряді хімічних виробництв виникає також необхідність в змішенні сипких матеріалів, що складаються з частинок різного розміру, і змішенні різних паст. Необхідність такої обробки виникає як при проведенні підготовчих операцій перед здійсненням хімічної взаємодії, так і в завершальній стадії виробництва — доведенні продукту до певних товарних кондицій, що забезпечують виконання вимог ГОСТів і технічних умов. Подібні кінцеві операції виконуються при обробці фарбників, лакофарбної продукції і ін.
Перемішування в гомогенних і гетерогенних системах завжди приводить до збільшення швидкості хімічних, теплових і масообмінних процесів, оскільки із збільшенням турбулентності поліпшуються умови підведення тепла або речовини до поверхні теплообміну або межі розділу фаз. Це досягається в результаті зменшення товщини прикордонного шару, збільшення і безперервного оновлення поверхні розділу взаємодіючих фаз.
При приготуванні розчинів або суспензій, нагріванні або охолоджуванні перемішування проводиться з метою вирівнювання температур і концентрацій в об'ємі апаратів, що також інтенсифікує процеси, що відбуваються.
Мал. 1. Способи перемішування рідких середовищ:
а — механічною мішалкою, б — пневматичне перемішування, в — циркуляційним насосом
Способи перемішування і апаратура для проведення цього процесу залежать від агрегатного стану перемішуваних матеріалів. Широкого поширення в хімічній промисловості набули процеси змішення в рідких середовищах. Незалежно від того, яке середовище змішується з рідиною — газ, рідина або тверда сипка речовина, розрізняють два основні способи перемішування в рідких середовищах — механічне перемішування (мал. 1, а) за допомогою мішалок різних конструкцій і пневматичне перемішування стислим повітрям або інертним газом (мал. 1, б). Крім того, застосовують перемішування за допомогою циркуляційних насосів або сопл (мал. 1, в).
Найбільш важливими характеристиками перемішуючих пристроїв є ефективність перемішуючого пристрою і інтенсивність його дії. Ефективність перемішування характеризується рівномірністю розподілу дисперсної фази і залежить не тільки від конструкції перемішуючого пристрою, але і від кількості енергії, що витрачається. Інтенсивність перемішування визначається часом досягнення заданого результату. Чим вище інтенсивність, тим менше часу потрібний для досягнення рівномірного розподілу дисперсної фази і тим вище продуктивність апарату.