EN
Избор правог мешача за реактор са нержавим челиком је једна од најкритичнијих инжењерских одлука које ћете донети. Мигитатор је срце процеса мешањаоно одређује ефикасност реакције, квалитет производа и трошкове енергије. Неисправни мигитатор може довести до мртвих зона, несагласности контроле температуре и неуспелих серија. Правилно одабрани гарантује оптималан пренос масе, једноставан грејање или хлађење и поуздано повећање од лабораторије до производње.
Овај водич води вас кроз систематски приступ избору мешача, одговарајући типовима покретача специфичним циљевима процеса и својствима течности.
Пре него што се уроните у типове покретача, потребно је да процените три основна аспекта ваше апликације: ваш циљ процеса , ваше особине течности , i захтевни образац протока .
Шта покушавате да постигнете уз буђење? Различити циљеви захтевају различите карактеристике покрета течности :
Мешање течности са течношћу : За стварање једнаке мешавине мешавих течности потребна је оптоварење куповина и ефикасан аксијски проток.
Тврда суспензија : За одржавање чврстих честица у суспензији потребне су јаке вертикалне струје струје како би се спречило одлагање.
Дисперзија гаса : Разбијање гаса у фине мехуриће за реакције као што је хидрогенизација захтева висок локални штир.
Појачање преноса топлоте : Прелазак течности кроз јакну или унутрашње катуље захтева обрасце протока који прометају зидове посуда.
Емулговање : За стварање стабилних емулсија потребно је контролисано сечење како би се постигле циљне величине капи.
Сваки објекат указује на другачију геометрију ролка.
Свойства течности, посебно вискозитет, су највећи фактор који одређује који стил ролка ће бити ефикасан .
Ниска до средња вискозитет (< 50,000 cP) : Ове течности се понашају као вода или лака масла. Стандардни турбини или хидрофлоилни пренисељи ефикасно раде у турбулентном режиму. Заштита је неопходна да се спречи вртеж и осигура правилно мешање.
Висока вискозитет (50000 cP) : Дебеле пасте, полимери и тешки лужи се понашају другачије. Отворени турбински покретачи једноставно изрежу рупу у течности без померања масе. Ове апликације захтевају улазници за загревање као што су анкере или спираличне траке које физички прометају зид посуде и раде у ламинарном режиму .
За нењутonske флуиде оне чија се вискозност мења са брзином резања селекција постаје сложенија. Ове течности захтевају пажљиво разматрање реолошког понашања, често захтевају конструкције са блиским пролазом како би се одржало конзистентно кретање широм посуде .
Импеллери генеришу један од два примарна обрасца проток :
Aksijalni tok : Течност се гура према дну резервоара, а затим тече по зидовима посуде. То ствара одличан прелаз од врха до дна, идеалан за мешање и чврсту суспензију. Хидрофлоиле и турбине са нагиним лопатима генеришу аксијални проток.
Радијални проток : Течност се испушта према зидовима посуде, стварајући високу сечење близу покретача. Ово је идеално за дисперзију гаса и емулзификацију. Руштонове турбине генеришу радијални проток.
Улазници за хидрофлоиле : Ово су модерни стандард за ефикасно мешање течности. Њихове закривене, профилиране лопате генеришу јак осевни проток са веома малом потрошњом енергије (број снаге је низак од 0,30), што их чини најенергетски ефикаснијим избором за једноставне операције мешања и мешања .
Улазници за уношење у углове усвршен коњ за рад. Плоска лопатица су углована на око 45 ° како би се произвели јаки осевни проток са неким радијалном компонентом, са бројем снаге око 1,30. Они се одликују у чврстој суспензији и мешању за све. За апликације са високом вискозитетом на доњем крају опсега, може бити погодан спорији ПБТ .
Руштон турбине : Класични импелер са високим резом радијалног протока. Са бројем снаге од око 5,00, потроши знатно више енергије од дизајнера аксијалног протока, али је неупоредив за дисперзију гаса, разбивајући гас у фине мехуриће како би се максимизовала површина контакта гаса са течношћу .
Избор-компромис : Постоји директна компромиса између ефикасности пумпања и интензитета резања. Хидрофлои максимизује проток са минималном снагом; Руштонова турбина максимизује штир при високом трошкову енергије. Изаберите прстен са најнижим бројем снаге који и даље постиже ваш жељени резултат процеса како би се смањили капитални и оперативни трошкови .
Загвозђачи за ланчевање : Проста конструкција са два лопаћа која се помера близу зида посуде, побољшавајући мешање и побољшавајући пренос топлоте на површини јакне. Најбоље погодан за апликације са умереној до високом вискозитетом где је још увек могуће мешање од врха до дна .
Улазници за шпилозно кретање траке : Пребојнији избор за веома високу вискозност. Спољашња трака огреба зид и подиже течност горе, док унутрашња трака или вијац гура течност до средине. То ствара позитивну, предвидиву промену материјала који иначе не би текли. Од суштинског значаја за апликације као што су преработка полимера или дебљине пасте .
Упутство о величини : За системе високе вискозитета изнад 25.000 cP, потребни су кружници са блиским пролазом који раде у ламинарном режиму како би се осигурало кретање буке. Стандардне центрифугалне пумпе обично управљају максималном вискозношћу од 800 cP, изнад чега су потребни специјализовани вискозни кружници .
Различити типови реакција имају специфичне захтеве за мешање:
| Тип реакције | Препоручен импеллер | Оправдавање |
|---|---|---|
| Мешање течности, растворење | Hidrofoil | Ефикасан осевни проток, мала потрошња енергије |
| Тврда суспензија, лур | Турбина са нагином оштрицом | Силни аксијски проток спречава засиљање |
| Реакције гаса и течности (хидрогенизација, оксидација) | Руштон турбина | Висока шкира за фино дисперзију мехура |
| Полимеризација високовискозности | Хелликална трака | Позитивни промет у ламинарном режиму |
| Реакције осетљиве на температуру | Анкер са бафлема | Промета зид за равномерни пренос топлоте |
| Биолошке културе осетљиве на стриње | Хидрофлоил (ниска брзина врха) | Избегава оштећење ћелија |
Правилно димензионирање мешача укључује кључне бездимензионе параметре :
Број Рејнолдса импелера : Одређује режим протока
Ре = (Д2 × Н × ρ) / μ
Ре < 10: Ламинари проток
Ре 10.000: турбулентан проток
Између: Прелазни ток
Број снаге : Остаје константан у турбулентном режиму, користи се за израчунавање потрошње снаге
У односу на дијаметар импелера на резервоар (Д/Т) : Обично 0,33 за стандардно мешање
Потреба за енергијом : Размер мотор тако да радна снага не прелази 85% номиналне капацитета. Ово правило од 85% обухвата покретни тренутни момент, повећање вискозитета током реакција и безбедносне маржине за поремећаје процеса. Недоразмерно управљање води до прегревања и неуспеха; преразмерно управљање троши капитал и енергију.
За апликације са ниском вискозитетом, неодрезан резервоар ће створити виорозтечност се једноставно окреће са покретачем, што резултира скоро без стварног мешања .
Струјеви вертикалне плоче постављене на зид резервоарасу неопходне да би се прекинула ова ротација и претворено кружно кретање у жељени аксијални или радијални проток. Стандардна индустријска пракса користи четири бафле, свака са ширином од 1/12 до 1/10 дијаметра резервоара .
За апликације високе вискозитета са кружњацима са блиским пролазом, бафле обично нису потребне или коришћене.
Ваш мигитатор мора да издржи хемијско окружење. За нержавејући челик са капусом реактори , уобичајене категорије материјала укључују:
nerđajući čelik 304 : Погодан за храну, пречишћавање воде и фине хемикалије без јаких корозивних агенса
nerđajući čelik 316L : садржи молибден (2-3%), што даје врхунску отпорност на хлориде и халоиде. Препоручено за фармацеутске, биотехнолошке и поморске апликације
Hastelloy C-276 : За високо корозивне средине изван могућности од нерђајућег челика
Прелазак са лабораторијске на производњу је један од најзатеженијих аспеката спецификације мешача. Не можете одржавати све бездимензионалне параметре истовремено када је садо геометрија повећава .
Заједничке стратегије за повећање :
Константна снага по јединици запремине (П/В) : Очува кинетику реакције, али повећава брзину врха на већим дијаметрима, потенцијално оштећујући материјале осетљиве на сечење
Константна брзина врха : Заштићује материјале осетљиве на сечење, али може смањити способност преноса масе
Константа Рејнолдсова броја тешко је постићи кроз велике промене
Најбољи приступ зависи од вашег примарног циља процеса. За апликације за пренос масе (дисперзија гаса), одржавајте константну П/В. За процесе са контролисаним стрижењем (клетне културе, кристалне лужице), одржавајте константну брзину врха.
Избор правог мешача за ваш нерђајући челик реактор са јакотом захтева систематски приступ:
Дефинишите свој циљ процеса шта покушавате да постигнете?
Опреми свој течност вискозност и реологија су најкритичнији фактори
Успоредити тип ролка са апликацијом осијски проток за мешање и суспензију, радијални проток за дисперзију гаса, блиски пролаз за високу вискозитет
Правила величине испостављање бездимензионалних бројева и правило 85% снаге
Размислите о проширењу план за прелазак са лабораторије на производњу
Укажите компатибилне материјале одговарајте легуру са вашим хемијским окружењем
Добро одабрани мешач чини више од мешања, он осигурава конзистентан квалитет производа, смањује потрошњу енергије и продужава живот ваше опреме. Узмите време да то исправно урадите, и ваш реактор са нержавим челићем ће оптимално радити у годинама које долазе.