Загальні закономірності перемішування матеріалів.

Перемішування в промислових умовах – процес перерозподілу речовини в даному обмеженому об’ємі за допомогою спеціальних приладів. Перемішування використовується для багатьох цілей, основними з яких є отримання однорідних сумішей сухих та зволожених порошків, отримання рідких неоднорідних систем, додаткове диспергування, вирівнювання температурних та концентраційних градієнтів, гомогенізації однорідних систем, зниження ефективної в’язкості, прискорення процесу сушки. При отриманні однорідних сумішей з порошків застосовуються різні способи перемішування, тому конструкції змішувальних приладів різноманітні. При приготуванні суспензій та емульсій та при необхідності додаткового дроблення дисперсної фази використовують обладнання, яке утворює в переміщуваному середовищі значні дотичні напруження. До такого обладнання відносяться різні механічні мішалки (лопатні, пропелерні, турбінні). У випадку гомогенізації середовища, інтенсифікації нагрівання чи охолодження та сушки використовуються способи перемішування, що забезпечують вирівнювання в об’ємі концентрацій та температур. При цьому застосовуються механічні змішувальні прилади, пневматичне перемішування, перемішування за допомогою сопел та насосів. При необхідності прискорення хімічної взаємодії неоднорідних рідких систем використовуються способи перемішування, що забезпечують напрямок руху середовища в зону реакції, до межі розподілу фаз чи до поверхні теплообміну. Забезпечують ці процеси пропелерні чи турбінні мішалки з огороджуючи ми перегородками, а також сопла, наноси, пневматичне змішування. Таким чином, спосіб змішування та апаратура для його проведення визначаються агрегатним станом змішуваних фаз та метою перемішування. Розрізняють 2 основних способи перемішування: механічний (за допомогою мішалок) та пневматичний (за допомогою стисненого повітря – барботаж), крім того, в промислових умовах використовують перемішування за допомогою насосів, сопел, в трубопроводах. Інтенсивність дії змішувального апарату визначається часом, витраченим для досягнення заданого технологічного результату чи швидкістю обертання мішалки, а ефективність – витратою енергії для отримання потрібного технологічного результату. До механічного перемішування відносяться всі способи перемішування, що здійснюються за допомогою мішалок, занурених у дане середовище. Процес перемішування механічними мішалками при змішуванні сипких матеріалів зводиться до утворення умов переміщення твердих частинок одного компоненту суміші в іншому. Процес перемішування механічними мішалками у рідкий середовищах також зводиться до утворення певного режиму обтікання поверхні робочого органу апарату, визначаючого виникнення та розвиток межую чого шару в неоднорідному середовищі.

 

3. Основи сушіння виробів.

Сушіння – процес видалення вологи з твердого матеріалу шляхом її випаровування. Вологу з матеріалів видаляють різними способами:

- Механічний спосіб полягає у відстоюванні, фільтруванні, віджиманні та центрифугуванні матеріалу. Таким способом видаляється тільки частина вологи, що не має міцного зв’язку з матеріалом.

- При фізико-хімічному способі волога поглинається гігроскопічним матеріалом. Цей спосіб частіше використовується для зневоднення газів.

- Тепловий спосіб видалення вологи, чи сушки, полягає у випаровуванні вологи з поверхні твердого вологого матеріалу при підведенні до нього теплової енергії.

Сушка є тепло-масообмінним процесом. Сушка може виконуватися на відкритому повітрі без додаткового нагрівання матеріалу, її називають природною. Сушку з підведенням додаткового тепла називають штучною. Процеси сушки та установки, що застосовуються для неї, класифікують за різними ознаками.

За способом підведення тепла розрізняють сушку:

- Конвективну, коли тепло до матеріалу від теплоносія передається конвекцією при їх безпосередньому контакті.

- Контактну, коли тепло до матеріалу підводиться теплопровідністю через стінку, що розділяє матеріал та теплоносій.

- Радіаційну, коли нагрівання матеріалу відбувається шляхом теплового випромінювання.

- Діелектричну, коли матеріал нагрівається під дією електричного поля високої частоти.

- Сублімаційну, коли при низьких температурах та глибокому вакуумі волога, що знаходиться в твердій фазі, випаровується без переходу в рідкий стан.

За тиском в робочому просторі розрізнюють атмосферні сушилки, де тиск не відрізняється від атмосферного, та вакуумні, що працюють під тиском, який значно нижче атмосферного. За характером роботи сушилки бувають періодичного та неперервного режиму роботи. За напрямом руху матеріалу та сушильного агенту розрізняють прямоточні та противопоточні сушилки. За конструктивними особливостями сушилки бувають камерні, тунельні, шахтні, стрічкові, конвеєрні.