Задачи перемешивания

Целью любого процесса перемешивания является достижение однородности, необходимой для процесса, во всем содержащемся объеме. В процессе гомогенизации важно уменьшать возникающие разницы в концентрации и температуре, например, путем добавления продукта, массообмена, химических реакций или теплообмена. Подобная задача перемешивания возникает в однофазных и многофазных системах.

Для снижения потребления энергии или повышения производительности во время гомогенизации необходимо выяснить, является ли время перемешивания ограничивающим фактором. Для жидкостей с низкой вязкостью время перемешивания составляет несколько минут и поэтому часто не имеет критичного значения.

Иная ситуация с высоковязкими средами. Здесь реология среды определяет процесс перемешивания и требуются специальные, в основном настенные системы перемешивания, чтобы обеспечить подходящее для процесса время перемешивания.

При перемешивании твердых частиц, особенно сыпучих материалов, качество перемешивания играет центральную роль. Знание статистических принципов может быть использовано в поддержку к опыту практического применения, что обеспечивает высокую эффективность в достижении качества перемешивания. Вопроизведенение времени перемешивания, полученного в лабораторных условиях, до масштабов производства также имеет решающее значение в этом контексте.

Под суспензией понимается гетерогенная смесь веществ, состоящая из жидкости и распределенных в ней твердых частиц. Суспендирование — это процесс объединения этих двух веществ. Перемешивающее устройство для суспендирования может использоваться для различных целей. Например, для растворения твердых частиц, ожижение твердого около дна может быть достаточным, в то время как в непрерывных процессах, например при кристаллизации или выщелачивании руды к однородности суспензии предъявляются самые высокие требования.

Под дисперсиями жидкостей понимаются смеси двух или более жидкостей, которые не смешиваются друг с другом. Такие смеси производятся и используются во многих промышленных целях. В химической промышленности жидкости часто временно смешивают друг с другом для целевого управления экстракциями или реакциями. Также производятся долгосрочные стабильные дисперсии, например, в фармацевтической, косметической или пищевой промышленности. Такие устойчивые в течение длительного времени дисперсии жидкостей называются эмульсиями.

Насыщение газом жидкостей имеет большое значение в химической и фармацевтической промышленности, а также в биотехнологиях. Целью здесь является достижение максимально возможного массообмена между диспергированным газом и жидкостью. Реакторы с мешалками и системами подачи газа используются для химического синтеза, такого как гидрирование или окисление, а также для ферментации.

Сушка — это базовый процесс в технологическом проектировании. Термическая сушка влажных твердых веществ — это комбинированный процесс тепломассообмена с целью получения сухого конечного продукта за счет удаления влаги. Для термической сушки влажных твердых частиц под вакуумом идеально подходят вертикальные устройства с мешалками. При разработке этих сушилок с точки зрения времени сушки особый интерес представляет переход от лабораторного к производственному масштабу.

Во многих процессах с перемешиванием теплопередача является одним из основных требований, которым должен соответствовать перемешивающий элемент в сочетании с геометрией котла, а также охлаждающими и нагревательными элементами. Типичные задачи включают, например, поддержание постоянной температуры продукта во время экзотермической или эндотермической реакции или установку определенной температуры продукта путем нагревания или охлаждения в течение заданного времени.