Мешалка

Мешалки (от средневерхненемецкого rüeren, «перемешивать, перемешивать») - это инструменты миксера, мешалки, мешалки или мешалки. Обычно они взаимозаменяемы. В зависимости от конструкции и размера, мешалка и вал заменяются или мешалка устанавливается на вал. Мешалки - вместе с перегородками - стандартизированы в DIN 28,131.

В различных отраслях ( лаборатории , химической промышленности и технологических процессов , строительной индустрии , сделай сам , кухня и т.д.) и для различных задач перемешивания / целей различных конструкций и названия являются общими.

Всю мешалку для краткости часто называют мешалкой. Примером этого является магнитная мешалка, которая широко используется в лабораториях, или ручной миксер («миксер») в качестве кухонного прибора.

Типы мешалок

Вращающаяся мешалка

Существует множество типов мешалок из стекла , пластика ( PP , PTFE ) и металла , которые лучше или хуже подходят для определенных сред или задач. Основное различие проводится между мешалками, которые перемещают по оси (обычно вниз) или радиально (в сторону).

Для совместного вращения (маловязкой) жидкости и, таким образом, образования тромбов для предотвращения и создания более высокой турбулентности использовалась перегородка (или устройство для искажения потока, англ. Baffles ). В случае жидкостей с более высокой вязкостью перегородки не требуются или они даже ухудшают результат перемешивания.

Эмалированная перегородка для эмалированных емкостей с мешалкой

Вращающиеся механические мешалки по скорости перемешивания можно разделить на следующие группы:

  • медленные мешалки, здесь далее по количеству осей
    • одноосные (лопастная мешалка, стержневая мешалка, мешалка с перфорированным стержнем, мешалка с поперечным стержнем, якорная мешалка, решетчатая мешалка, винтовая мешалка, лопаточный валик)
    • многоосевой (планетарная мешалка, ротационная мешалка)
  • высокоскоростная мешалка (пропеллерная мешалка, турбинная мешалка, дисковая мешалка, лопастная мешалка)

Системы перемешивания с другими активными движениями

Помимо систем перемешивания с вращающимися мешалками, существует ряд других технологий для перемешивания сред друг с другом. К системам с невращающимися активными движениями относятся, например,

  • Вибромиксер: (перфорированный) диск перемещается вверх и вниз поступательно и колебательно в цилиндрической емкости .
  • Мешалки для мешков: это системы смешивания, в которых весь сосуд (в данном случае стерильные пластиковые пакеты) закреплен на вибрирующей, маятниковой или декартовой подвижной платформе.

Формы мешалки

Мешалка с эффектом классической крыльчатки
Якорная мешалка
Рабочее колесо с наклонными лопастями
Бак для смешивания с перегородкой в ​​виде свечи подогрева
Дисковая мешалка (турбина Раштона) с шестью лопастями

Различают термины технологический процесс и техническая химия :

  • Пропеллерная мешалка : в основном 3 лопасти в форме гребного винта корабля , перемещающиеся в осевом направлении, для приостановки , гомогенизации и теплопередачи
  • Мешалка с наклонными лопастями: наклонные, в основном прямоугольные лопасти, такие как пропеллерные мешалки , перемещающиеся в осевом направлении с радиальной частью, для подвешивания, гомогенизации и теплообмена
  • Дисковая мешалка : Круглый диск с 6 вертикально расположенными лопастями, расположенными снаружи от вала, также известный как «турбина Раштона», радиальная транспортировка, для эмульгирования , газовыделения , создания сильных сдвигающих сил.
  • Мешалка с наклонной шайбой : круглые диски, расположенные под углом на обычно вертикальном валу, для жидкостей с инородными телами и для эмульгирования , особенно на кухне
  • Мешалка с полыми лопастями: Круглый диск с шестью вертикально расположенными полукруглыми изогнутыми лопастями, расположенными снаружи от вала, радиально перемещающимися, особенно подходящими для подачи газа, создает сильные сдвиговые усилия
  • Импеллерная мешалка : обычно три лопасти мешалки, прикрепленные к полу, выпукло изогнутые в направлении вращения, в большинстве случаев покрытые эмалью и изготовленные из сплющенного куска трубы, для суспендирования, гомогенизации, теплообмена.
  • Поперечная балка : в основном с четырьмя листами, многократно размещенными один над другим, особенно для больших резервуаров с мешалкой, для ферментера
  • Якорная мешалка : направляется вплотную к стене для теплообмена, особенно вязких сред
  • Лезвие смесителя : вертикальное перемешивание лезвия, часто в лабораторном масштабе используется
  • Шиберная мешалка : рамная конструкция или лопастная мешалка с углублениями
  • Входная газовая мешалка с отверстиями в валу и лопасти, а также шлифованный и полированный вал и соединительный штифт
  • Мешалки со сменными лопастями с обрезанными или заостренными концами
  • Мешалка с подвижными стеклянными или PTFE лопастями
  • Спиральная мешалка : вплотную к стене для вязких сред: гомогенизация и теплообмен
  • Мешалка с зубчатым диском: диск с зубчатым краем; для низкой циркуляции, но очень высокого сдвига
  • Мешалка для остаточного количества : напольная мешалка для перемешивания даже небольших количеств в реакторах, высокоскоростная для эмульгирования и газообразования

Выбор мешалки (технологический процесс)

Выбор мешалки зависит от задачи перемешивания, вязкости среды, прочности на сдвиг (следует ли щадить среду) или, наоборот, от мощности мешалки, доступной или необходимой для процесса.

Различают следующие основные задачи по перемешиванию, которые на практике должны выполняться индивидуально, одновременно или в хронологической последовательности в резервуаре с мешалкой:

  • Гомогенизация: выравнивание разницы в концентрации различных смешиваемых сред.
  • Диспергирование жидкости / жидкости: перемешивание нерастворимой среды с другой жидкостью.
  • Диспергирование жидкого / газообразного состояния: перемешивание газовой фазы в жидкую фазу, например Б. в гидрировании
  • Теплоотдача, д. ЧАС. целенаправленное введение в жидкость большого количества тепла
  • Суспендирование : псевдоожижение и смешивание твердых веществ в жидкой фазе.
  • Эмульгирование : перемешивание одной жидкой фазы со второй жидкостью, не растворимой друг в друге.

Для каждой из этих задач перемешивания лучше или хуже подходят определенные типы мешалок. На практике, как описано выше, задачи перемешивания редко выполняются изолированно, часто приходится искать компромисс между «оптимальным» перемешивающим элементом для наиболее важной стадии процесса и общей пригодностью для стадий процесса, которые также имеют место, но менее актуальны для выход и качество продукта. В некоторых случаях несколько мешалок, которые могут работать независимо друг от друга, устанавливаются в одном баке мешалки, чтобы обеспечить работу самой лучшей мешалки на нескольких этапах процесса.

На практике часто используются многоступенчатые мешалки, как показано на рисунке справа. В то время как нижний уровень реализует высокую потребляемую мощность с высоким сдвигом и функцией перемешивания остаточного количества, верхний перемешивающий элемент подходит в качестве осевого конвейера для достижения хорошей гомогенизации содержимого контейнера.

Монтажные позиции мешалок

В зависимости от типа мешалки и конструкции емкости для мешалки можно выделить различные положения установки:

  • центрическая установка
    • сверху
    • снизу
  • эксцентричная установка
    • сверху
    • снизу
  • боковая установка

При центрированной установке мешалок использование перегородок необходимо при перемешивании сред с низкой вязкостью , чтобы подавить унос жидкости и, таким образом, улучшить характеристики перемешивания (см. Выше). При эксцентрической установке этого можно избежать, в зависимости от конструкции емкости и свойств жидкости. Однако на практике на вал мешалки возникают очень большие поперечные силы, поэтому они обычно должны быть сильнее, чем при центрической установке. Особенно короткие валы мешалок могут быть реализованы, если мешалки встроены в резервуар снизу. Тем не менее, особое внимание , то должно быть уделено выбору и конструкции механического уплотнения или уплотнения вала.

Типы привода мешалки

Типы привода прямой или непрямой привод в основном возможны для мешалки.

  • прямой привод

Привод осуществляется через вал с соответствующим уплотнением вала, если его нужно вставить в контейнер. Вал может быть соединен прямо или косвенно (через ремень) с двигателем с редуктором или без него. В принципе двигатель может быть сконструирован с преобразователем частоты или без него. Мешалки с прямым приводом могут использоваться для всех задач перемешивания. Это, в частности, включает ряд жидкостей с высокой плотностью и / или вязкостью .

  • непрямой привод

Привод осуществляется через магнитную муфту с магнитами в мешалке, расположенной внутри контейнера, и приводом, расположенным снаружи контейнера. Этот тип привода ограничен по своей движущей силе свойствами жидкости, в частности плотностью и вязкостью . Крутящий момент муфты выше примерно 400 кН может быть достигнут только с большим усилием.

Названия лабораторий

Лаборатория включает следующие термины являются общими:

  • Магнитная мешалка : стержни для перемешивания, «перемешивающая рыба» в форме стержня, гантели, треугольника, яйца или креста.
  • Пропеллерная мешалка (см. Выше)
  • Мешалка со сменными лопастями (с обрезанными или заостренными концами)
  • Турбинная мешалка (от наклонной лопастной до дисковой)
  • Струйный смеситель (максимальная скорость на земле)
  • Центробежная мешалка (лопастная мешалка с лопастями, которые можно складывать по направлению к валу и которые стремятся наружу за счет центробежной силы . Позволяют вводить в узкие отверстия поршней)
  • Якорная мешалка (см. Выше)
  • Мешалка в форме полумесяца: лопастная мешалка у пола для колб с круглым дном (также в складном исполнении)
  • Вентиляторная мешалка (например, сеточная мешалка)
  • Диссольвер (как мешалка с зубчатым диском)
  • Змеевик мешалки (пружинная спираль вместо листа, радиальная транспортировка, как дисковая мешалка)
  • Visco Jet (2 или 3 тангенциально расположенных , «бездонных» стакана, выполняющих функции сопел )
  • ruvastar (3 тангенциально расположенных изгиба)

Мешалка бытовая

На кухне распространены так называемые смесители:

строительная индустрия

литература

  • Марко Zlokarnik: Перемешивание . В: Энциклопедия промышленной химии Ульмана . лента 34 . Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Вайнхайм, Германия 2003, ISBN 978-3-527-30673-2 , стр. 433-471 , doi : 10.1002 / 14356007.b02_25 ( wiley.com [по состоянию на 10 февраля 2021 г.]).

веб ссылки