從攪拌器理來看,在層流區(qū)混合高黏度液體時(shí),液體單元經(jīng)受剪切細(xì)分作用被拉長、拉細(xì)或分割,隨著剪切時(shí)間的增加,逐漸達(dá)到混合。同時(shí),由于攪拌器內(nèi)剪切場不是均勻的,例如錨式攪拌器在錨與釜壁間的間隙區(qū)是強(qiáng)剪切區(qū),液體的混合速率較快,而釜中部區(qū)域則是低剪切區(qū),混合速率較慢,因此,高剪切區(qū)與低剪切區(qū)間的液體交換速率或液體在釜內(nèi)的循環(huán)能力也是影響混合的重要因素。
此外,攪拌器定做,攪拌器內(nèi)流體的速度波動(dòng)也能促進(jìn)混合。換言之,高黏度液體的混合速率主要取決于攪拌器與釜壁表面間的相對運(yùn)動(dòng)速率及相互之間的距離,為此也要求用于高黏流體的攪拌器,攪拌器直徑與器內(nèi)徑的比值都相當(dāng)大。實(shí)際生產(chǎn)過程中,常用的黏性流體攪拌器有錨式攪拌器、螺帶式攪拌器、框式攪拌器等。
另外,雜質(zhì)含量對液滴的形成有重要的影響,通常用于實(shí)驗(yàn)的流體與工業(yè)規(guī)模的實(shí)際流 體是有區(qū)別的,這也引起液滴尺寸的不可預(yù)測性。所以中試研究盡量采用用工業(yè)規(guī)模相同的流體、相同的加料方式和操作步驟,包括相同的雜質(zhì)等,招遠(yuǎn)攪拌器,以減少放大因素的不確定住。中試研究的目的就是獲得可放大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。放大過程,由于加料口離不銹鋼攪拌器位置的略為改變時(shí)會導(dǎo)致過程行為和液滴尺寸顯著的不同。
不銹鋼攪拌器直徑與釜徑之比d/D會影響液滴分散和凝并的平衡,所以中試過程一定要研究d/D對液滴分散的影響。液-液放大過程的關(guān)鍵是對各異相區(qū)的比例變化的認(rèn)識。斜槳圓盤渦輪由于具有高的泵送能力,高速攪拌器,通常用于液-液分散體系,防腐攪拌器,有利于克服可能存在的相密度差。平槳圓盤渦輪比較適合于產(chǎn)生穩(wěn)定乳液和適當(dāng)?shù)臍怏w夾帶。
導(dǎo)流筒是種非常重要的攪拌器附件,導(dǎo)流筒主要用于推進(jìn)式、螺桿式攪拌器的導(dǎo)流,渦輪式攪拌器有時(shí)也用導(dǎo)流筒。導(dǎo)流筒是一個(gè)圓筒形,緊包圍著葉輪。可以便葉輪排出的液體在導(dǎo)流筒內(nèi)部與外部(導(dǎo)流筒與罐的環(huán)隙內(nèi))形成上下的循環(huán)流動(dòng)。應(yīng)用導(dǎo)流筒可使流型得以嚴(yán)格控制,還可得到高速渦流和高倍循環(huán)。導(dǎo)流筒可以為液體限定一個(gè)流動(dòng)路線,防止短路;也可迫使流體高速流過加熱面,利于傳熱。
對于混合和分散過程,導(dǎo)流筒也都能起到強(qiáng)化作用。根據(jù)推進(jìn)式、螺桿式攪拌器的旋向和轉(zhuǎn)向,可使液體有不同的循環(huán)方向。較多的流向是導(dǎo)流筒內(nèi)液體向下,外面環(huán)隙內(nèi)液體向上。在渦輪式攪拌器所用的導(dǎo)流筒內(nèi)側(cè),設(shè)有與槳葉同等數(shù)目或更多的折葉片,折葉角度隨操作目的而異,例如氣-液相操作中,折葉使氣-液相在導(dǎo)流筒內(nèi)向下流動(dòng);在固-液相操作中,折葉使固-液相在導(dǎo)流筒內(nèi)向動(dòng)。
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