Промишлени смесители— Общ преглед
Смесването и смесването е една от най-често срещаните операции в химическата, фармацевтичната, хранителната и екологичната промишленост. Например, в една фабрика за синтетични влакна, като основно оборудване, има само два полимерни реактора, а допълнителното оборудване за смесване като резервоар за съставки, резервоар за разтваряне, резервоар за разреждане и буферен резервоар е до 30. При производството на полимерни материали 85% от полимерните реактори като основно оборудване са оборудване за смесване. В процеса на производство на фармацевтична ферментация, от културирането на семена до критичния процес на ферментация, почти изцяло е оборудване за смесване.

Като се има предвид широкото използване на оборудването за смесване, фокусът му е основно върху конвенционалните смесващи лопати за експериментални изследвания на макроизмерения като консумация на енергия за смесване, време за смесване и други в неравномерни фазни системи като ниска и висока височина на неютонска хомофаза, твърда течна суспензия и газова течна дисперсия. В продължение на дълго време, въпреки че има голям опит в проектирането и асоциациите, които могат да бъдат използвани за анализ и прогнозиране на смесените системи, увеличаването на реактора за смесване директно от лабораторен мащаб до индустриален мащаб все още е много опасно и все още се изисква постепенно увеличаване, за да се постигне предаване на маса, пренос на топлина и смесване, изисквани от оборудването за смесване.

Разработване на ново оборудване за смесване и смесване
При ферментация и други двуфазни процеси, включващи газова течност, широко се използват дискови турбинни смесители за разпръскване на газ. От 80-те години на миналия век изследванията на такива смесители постепенно се задълбочават с развитието на средствата за изпитване и изчислителната флуидомеханика. Компаниите и изследователските единици също са пуснали много по-ниско потребление на енергия и по-добър ефект на разпръскване на газа.

В полимерната промишленост изследванията и разработването на високоефективни полимерни реактори дават силен тласък към развитието на оборудването за смесване. За полимерния реактор се изискват не само добри смесени характеристики, но и достатъчно голямо рязане на материала, а за навременно отстраняване на реакционната топлина се изисква и възможно най-висок капацитет за топлинен пренос на смесващия резервоар. Осовите бъркатели често не отговарят на тези многогранни изисквания. Някои големи корпоративни групи, включително в нефтохимичния сектор, като Sumitomo Heavy Machinery в Япония, Mitsubishi Heavy Industries и др., са изобретили от гледна точка на разработването на нови, високоефективни полимерни реактори, като големи листа, паненергетични и комбинирани листа. От гледна точка на интегрираните характеристики тези миксери отчитат по-балансирано смесването, рязането, преноса на топлина и адаптивността към течната вискозност.

Голямо количество оборудване за смесване се използва за смесване и суспендиране на твърди течности с ниска вискозност, което изисква колелата да осигурят висок осен цикълен поток с ниско разход на енергия. Традиционните корабни задвижващи колела могат да отговарят на това изискване, но техните лопата са сложни стереоизовани повърхности, които са трудни за производство и по-трудни за мащабиране.

Тип широка вискозност домен миксер
За традиционните миксери обикновено могат да бъдат разделени на две категории. Един тип е гребен, турбинен миксер, използван за ниско вискозни течности, друг тип е винтови, рамкови и други миксери, използвани за високо вискозни течности. Въпреки това, в много реакционни процеси, като например процеса на полимеризация, вискозитетта на материала в началото е ниска и с провеждането на реакцията вискозитетта става все по-голяма. В този случай може да има проблем с избора на смесителя. За това работно състояние може да се използва комбинирано устройство за смесване, т.е. централна настройка на смесител за ниско вискозни течности, след което се добавя смесител с голям диаметър за високо вискозни течности. Стартирайте централното смесващо устройство, когато вискозитетът е нисък, спирайте рамковия смесвач, за да го използвате като блок; След увеличаване на вискозитета, едновременно се активират два комплекта устройства, които работят заедно. Въпреки това, двигателният механизъм на комбинираното смесващо устройство обикновено е по-сложен.

Техника за изпитване на полето на потока и изчислителна флуидомеханика
При оценката на ефекта от смесване на оборудване за смесване може да има различни средства, като измерване на мощността на смесване, измерване на коефициента на топлинен пренос, измерване на времето за смесване и т.н., но основната оценка е измерване на потока на материалите в оборудването за смесване. В основата на технологията за смесване е да се разбере какъв тип поток се изисква за определен тип смес (като твърда-течна суспензия, течна-течна дисперзия и т.н.), какъв тип смесител се използва и какви условия на работа могат да бъдат използвани с по-малко консумация на енергия, за да се получи необходимото поточно поле. Приемането на напреднали средства за изпитване и създаване на разумен математически модел за получаване на скоростно поле, температурно поле и концентрационно поле в контейнера за смесване има много важно икономическо значение не само за оптимизирането на проектирането на оборудването за смесване, но и за фундаменталните изследвания на усилване и смесване с реално теоретично значение.

Промишлени смесителиРазработване на технологии
Лазерна технология за измерване на скоростта Доплер (LDV)
Технология за измерване на скоростта на изображението на частици (PIV)
Технология за електронна томография (EPT)
Технология за изчислителна течност (CFD)

Поради разнообразието на системите за приложение и сложността на свойствата на потока на материала, смесването на течности отдавна се изучава чрез експериментални методи за макроколичества като мощност на смесване. Точното описване и симулиране на хомогенните, неравномерните процеси на смесване и сложните процеси на смесване и реакционно свързване, осигуряване на теоретични ръководства за оптимизиране и усилване на дизайна на смесеното оборудване, е важна посока на развитие на смесената технология. Прилагането на нови измервателни и симулационни технологии навлиза в нова фаза на развитие на смесените технологии, които директно ще допринесат за проектирането на по-безопасно и оптимизирано оборудване за процеси, подобряване на ефективността на процесите и намаляване на риска от повреди и в крайна сметка подобряване на производителността на реакцията. Разработването на нови смесители и интелигентната помощна конструкция на смесващото оборудване ще насърчават ефективността и удобството на технологиите за смесване на течности в промишлеността.