20. Просеивание – определение процесса и виды сит

1.Прокачивание жидкостей через дисперсные системы с отверстием под давлением от 4 до 500 атмосфер. В ходе прокачки фрагменты дробятся на более мелкие. Пример — жир в молоке.

2.Перемешивание при помощи быстро вращающихся венчика или диспергатора.

3.Ультразвуковая гомогенизация систем типа жидкость/газ или газ/жидкость

4.Смешивание порошков в Y/Z-образных смесителях.

Непосредственно перемешивание может происходить механическим способом или при

помощи ультразвука.

Использование гомогенизации

Она применяется повсеместно. Частные случаи:

●пищевая промышленность: производство молока, маргарина, сливочного масла,

майонеза и других соусов на основе жира, паштетов, пюре и детского питания,

соков;

●химическая промышленность: изменение формы, ускорение протекания

процессов;

●строительство: создание бетона, строительных смесей и растворов;

●лакокрасочная промышленность: создание красок, пигментов;

●топливо, взрывчатые вещества: ракетное топливо, порох, водоугольное

топливо, эмульсии;

●косметика и фармацевтика: создание кремов и эмульсий.

33.Смешивание в жидких средах - основные типы

Смешивание или перемешивание широко применяется в химико-фарм.

производстве для равномерного распределения составных компонентов в жидких материалах и для ускорения тепловых диффузионных и биохимических процессов. На практике используются следующие способы:

-механическое перемешивание - с помощью мешалок, лопастями определенной формы, которые применяются перемешивания жидких и сыпучих смесей;

-циркуляционное перемешивание путем многократного перекачивания жидкости насосом или с помощью сопел через аппарат;

-пневматическое перемешивание - с помощью сжатого воздуха или другого газа;

-перемешивание в трубопроводах;

Механическое перемешивание в жидкой среде осуществляется чаще всего лопастными, пропеллерными и турбинными мешалками. Иногда для перемешивания используют специальные мешалки, например якорные и

барабанные.

В зависимости от конструкции аппарата и расположения вала мешалки могут быть устновлены горизонтально, вертикально и наклонно. *(подробнее про оборудование вы можете прочитать в чуешове страница 226, ну и в помощь вам вопрос товарища номер 40!)

Циркулярное перемешивание осуществляется многократным перекачиванием

жидкости через систему аппарат - центробежный насос - аппарат. Быстрое перемешивание во всем объеме получается распылением нагнетаемой жидкости через соотв. насадки, расположенные тангенциально к стенкам

аппарата и под некоторым углом к горизонтали.

Самый простой пример циркуляционного перемешивания - циркуляция в сосуде при простом перекачивании насосом.

Пневматическое перемешивание применяется когда воздух нужен для интенсификации биологического процесса. Этот способ перемешивания

используется также в производстве растворов для инъекций, требующих газовой защиты.

В данном случае перемешивание с помощью барботеров, представляющих собой трубу или систему труб, которые помещают у дна аппарата.

При циркуляционном перемешивании газ подают в циркуляционную трубу.

Перемешивание в трубопроводах является простейшим способом перемешивания жидкостей, применяемых при транспортировании их по трубопроводам. Перемешивание в трубопроводе происходит под давлением турбулентных пульсаций. Поэтому таким способом можно пользоваться при условии, что течение турбулентное, и трубопровод по которому перекачиваются смешивающиеся жидкости, имеет длину, достаточную для хорошего перемешивания жидкостей по трубам. Часто для улучшения

перемешивания жидкостей в трубопровод помещают специальные вставки,

винтовые насадки или инжекторы.

34.Расчет производительности смесителей периодического действия.

m - масса загружаемого сырья время загрузки в смеситель, заг время смешивания, см время выгрузки из смесителя, выгр единицы измерения кг/ч

35.Расчет расхода энергии при перемешивании в жидких средах

Мощность, затрачиваемая на перемешивание равна

(1)

Где ρ- плотность среды,

n- число оборотов мешалки, об/сек,

d - диаметр мешалки, м.

KN – критерий мощности.

Из предыдущего уравнения определим показатель величины критерия мощности:

(2)

Величина критерия мощности KN зависит от физических свойств жидкости (главным образом, от вязкости и плотности), скорости вращения мешалки и размеров аппарата. В соответствии с теорией подобия зависимость KN определяющих факторов можно представить в следующем виде:

(3)

где — модифицированное число Рейнольдса;

— модифицированное число Фруда.

36. Обобщенное уравнение гидродинамики для перемешивания в жидких средах

Обобщенное уравнение гидродинамики для процессов перемешивания имеет вид

KN = f(Reu, FrM, Г1, Гг,...) или (11.13)

Влияние силы тяжести сказывается на образовании воронки и волн на свободной поверхности перемешиваемой жидкости. При наличии в аппарате отражательных перегородок или при эксцентричном расположении вала мешалки относительно оси аппарата влиянием силы тяжести можно пренебречь. В этом случае из уравнения (11.13) исключается модифицированный критерий Фруда:

KN = f(Reu, Г1, Гг.,...) или (11.14)

Зачем это нужно?

Уравнения (11.13) и (11.14) применяют для расчета мощности N, потребляемой мешалкой. Значения коэффициентов А’ и показатели степеней определяют из опыта; они зависят от типа мешалки, конструкции аппарата и режима перемешивания.

Если построить график зависимостей Еuм = f(Rем), то можно

подобрать тип мешалки, ее размеры и число оборотов, а также определить мощность двигателя.

37. Требования для проведения процесса смешивания, правила, факторы внешней среды

-Операции смешивания приемлемы, в частности, для: смешивания небольших серий для увеличения размера серии; смешивания остатков (то есть относительно небольших количеств выделенного вещества) серий одной и той же промежуточной продукции или одной и той же ФС для получения единой серии.

- Производитель должен контролировать и оформлять документально процессы

смешивания. Полученная в результате смешивания серия, где применимо, должна

подвергаться испытаниям на соответствие спецификациям.

-Досье на серию, отражающее смешивание, должно обеспечивать возможность обратного прослеживания отдельных серий, из которых сделана смесь.

-Дата окончания срока годности или дата проведения повторных испытаний серии,

полученной в результате смешивания, должна определяться на основании даты

производства самых старых остатков или самой старой серии в смеси.

38. Факторы, влияющие на эффективность пневматического перемешивания (по уравнению Бернулли)

Пневматическое перемешивание путем пропускания (обычно воздуха)

перемешиваемой качестве перемешивающих устройств в аппаратах используют газораспределительные решетки, пористые пленки, трубы, барботеры или эрлифты.

Барботер представляет собой трубу (либо их систему) с отверстиями, свернутую в

кольцо или спираль, по которой пропускается сжатый воздух. Пузырьки сжатого газа,

равномерно поднимаясь вверх через жидкость, перемешивают ее.

39. Классификация оборудования для смешивания жидкостей.

Впроцессе перемешивания жидкостей происходит преодоление сил трения, местных сопротивлений, а также затрачивается энергия на подъем жидкости с низшего уровня на высший.

Для перемешивания жидкостей используют гидравлические машины - насосы. По виду рабочей камеры и сообщения ее с входом и выходом насоса различают

насосы объемные и динамические.

Вобъемных насосах жидкость перемещается в результате периодического изменения занимаемого ею объема камеры, попеременно сообщающейся с входом и выходом насоса.

Вдинамических насосах жидкость перемещается под воздействием на нее сил в камере насоса, которая постоянно сообщается с его входом и выходом.

К динамическим насосам относятся центробежные осевые, вихревые, струйные, к объемным - поршневые и ротационные.

Насосы каждой из указанных групп различаются по конструктивным признакам.

еще один вариант ответа:

Перемешивание необходимо для ускорения растворения веществ, для поддержания скорости диффузионного процесса при извлечении действующих веществ из природных материалов, с целью интенсификации теплообмена при нагревании и охлаждении жидкостей, для достижения гомогенности среды и т."д Перемешивание в жидких средах можно производить:

1) в трубопроводе; 2) в аппаратах с циркуляцией, осуществляемой насосом (циркуляционное перемешивание);

3) в аппаратах при помощи воздуха или сжатого газа (пневматическое перемешивание); 4) в аппаратах с механическими мешалками (механическое перемешивание);

5) с помощью ультразвука (акустическое перемешивание)

конец! ((((

40. Оборудование для смешивания жидкостей: привести по одному примеру для каждого способа смешивания.

( ух ты ж последний вопрос, да ты красавчик) Перемешивание в трубопроводе

Используется турбулентная диффузия, которая вызвана турбулентностью потока.

Турбулентным потоком называется такой гидродинамический режим, при котором

возникают вихри, хаотически перемешивающиеся в объеме движущейся жидкости. В

турбулентном потоке из отдельных слоев переходят не только молекулы, но и элементарные частицы жидкости. Самым простым устройством является У-образное соединение двух труб,

по каждой из которых течет жидкость, подлежащая смешению. Это устройство оправдывает

себя в тех случаях, когда надо перемещать жидкости, взаимно хорошо смешивающиеся, когда в трубопроводе достаточно велика скорость потока и сам трубопровод имеет значительную длину, чтобы протекающие жидкости успели смешаться. Перемешивание в трубопроводе обычно совмещают с транспортировкой взаимно смешиваюшихся жидкостей по трубам.

Циркуляционное перемешивание Этот вид перемешивания осуществляется путем принудительной циркуляции жидкости, чтобы

возникла турбулентность, способствующая массообмену. Самым простым приемом циркуляционного перемешивания является циркуляция в сосуде при простом перекачивании. На рис. 36 показана схема одного из таких устройств, в котором напорная труба насоса подает жидкость в аппарат через разбрызгивающую головку, находящуюся под уровнем жидкости. Этот способ применяют, например, при перемешивании жидкостей различной относительной плотности. Более тяжелая жидкость у дна резервуара засасывается насосом и разбрызгивается мелкими каплями на поверхности более легкой жидкости.

Циркуляционное перемешивание может осуществляться и с помощью сопла, которым снабжают выходное отверстие напорной трубы. При использовании погруженного сопла струя вытекающей из него жидкости примет форму конуса. Поток жидкости, вытекающей из сопла, толкает перед собой жидкость, находящуюся в этот момент перед соплом.

Ha какой-то промежуток времени в пространстве, которое жидкость занимала, создается разрежение. Снижение давления немедленно вызывает подсасывание окружающей сопло покоящейся жидкости в эту часть пространства. 1 такой цикл повторяется непрерывно.

. Одновременно слои жидкости, окружающие струю, также приводятся в движение, а каждый слой жидкости, пришедший в движение, в свою очередь приводит в движение соседние слои жидкости.

Перемешивание при помощи сопла выгодно сочетать с нагреванием жидкости, находящейся в сосуде, прямой подачей пара. Одно из таких устройств показано на рис. 37. Пар входит через сопло в короткую расширяющуюся трубку, открытую с обеих сторон. Это устройство действует как инжектор. Выходящий лар прокачивает жидкость через трубку и увлекает ее с собой в сосуд. Ударившись о противоположную стенку, поток поворачивает и перемешивает все содержимое сосуда.

Пневматическое перемешивание Пневматическое перемешивание (барботирование) применяется в тех случаях, когда воздух

(или какой-либо другой газ) является одним из веществ, вступающих в реакцию, или нужен для интенсификации химического или биологического процесса . Этот способ перемешивания

очень эффективен, но, очевидно, применим лишь в тех случаях, когда с жидкостями или

веществами, в них растворенными или взвешенными, не происходит нежелательных

побочных явлений (окисление, осмоление, улетучивание ценных веществ и др.). Воздушная мешалка представляет собой перфорированную кольцевую трубку или решетку, установленную в горизонтальном положении. Трубку или решетку обычно помещают у дна и покрывают ею или всю поверхность дна, или только часть его соответ-ственно цели перемешивания. Для глубоких сосудов барботер представляет вертикальную трубку с подачей воздуха через отверстия в ее стенках или через коническую перфорированную посадку на нижнем конусе трубки. Воздух (или газ) для барботирования подается под давлением, достаточным для создания необходимого скоростного напора и преодоления гидростатического сопротивления столба перемешиваемой жидкости Механическое перемешивание

Основной деталью любой мешалки является одна или несколько различающихся по форме лопастей, закрепленных на вращающемся валу.

Вал приводится в движение при помощи обычной зубчатой передачи, чаще всего непосредственно от электродвигателя. В зависимости от формы и устройства лопастей различают мешалки: лопастные, пропеллерные, турбинные. По числу оборотов мешалки делятся на тихоходные и быстроходные. У тихоходных мешалок скорость вращения не превышает 1 об/с. В зависимости от того, какой поток образуют мешалки в сосуде, различают мешалки, создающие радиальное, аксиальное (осевое), тангенциальное и смешанное течение. На практике в большинстве случаев имеет место смешанное течение жидкости, которое является сложением 2 3 основных видов движения. Мешалки могут быть стационарными и переносными. В первом случае они смонтированы в емкости, составляя с ней неразрывное смешивание Акустическое перемешивание

Для получения акустических колебаний используются электромагнитные излучатели, а также гидродинамические устройства, действующие по принципу жидкостных сирен Необходимо отметить, что, кроме простого транспортирования жидкостей в емкости, ультразвук значительно ускоряет растворение труднорастворимых веществ как за счет образования быстрых омывающих потоков вокруг частиц, так и дробящего действия. Из-за явления кавитации акустическое перемешивание непригодно для химически нестойких лекарственных веществ.