Р ис.1.Основні типи механічних мішалок:
- Однолопатева; 2 - багатолопатева; 3 - пропелерна; 4 - якірна;
5 - турбінна; 6 - рамна; 7 – шнекова
Перевагою лопатевих мішалок є простота їхньої будови. Проте вони не забезпечують інтенсивного перемішування в радіальному та осьовому напрямках. Якщо лопаті встановлено перпендикулярно до напрямку руху, то вони слабко утримують частинки суспензії в завислому стані, особливо якщо густина частинок значна, а в'язкість рідкого середовища невелика.
Рис.2.Схеми апаратів з лопатевими мішалками:
а - з парними лопатями; б - в посудині з відбивними перегородками;
в - рамної; г - з несиметрично розміщеними похилими лопатями; 1 - посудина;
2 - вал; 3 - лопать; 4 - відбивна перегородка
Пропелерні мішалки (рис.1.3;3) виготовляють з двома або трьома лопатями (пропелерами). Пропелерні мішалки мають робочий орган у вигляді ґвинта (пропелера), насадженого на вертикальний або горизонтальний вал. Лопаті цих мішалок зігнуто по профілю пропелера, тобто зі зміною кута нахилу по їх довжині (від 0° до 90° на кінці). Завдяки цьому частинки рідини відштовхуються гвинтом у багатьох напрямках, що забезпечує добре перемішування. Похиле розміщення ґвинта дещо підвищує ефективність перемішування. Щоб надати осьового напрямку потоку рідини, створюваному пропелером, його часто розміщують у дифузорі - короткому циліндрі з розтрубом.
П
орівняно
з лопатевими мішалками пропелерні
ефективніші, але вони потребують більше
енергії. У разі спрямування потоку
рідини до дна посудини вони добре
скаламучують осад з розміром частинок
до 0,15 мм.
Рис.3.Схема пропелерної
мішалки
Турбінні мішалки (рис.1.5;4) забезпечують добре перемішування в'язких рідин і суспензій. Робочим органом турбінних мішалок є турбінне колесо, що обертається на вертикальному чи горизонтальному валу. Принцип дії аналогічний роботі колеса відцентрового насоса. Рідина входить у колесо по осі крізь центральний отвір і, діставши прискорення від лопатей, викидається з колеса в радіальному напрямку. Іноді обертове колесо встановлюють усередині нерухомого напрямного колеса з лопатями. Цим досягають плавної зміни напрямку потоку рідині та зменшують гідравлічні витрати. Для кращого перемішування на вал мішалки насаджують дві турбінки. Частота обертання турбінних мішалок становить 200-2000 об/хв.
Пропелерні та турбінні мішалки використовують на підприємствах громадського харчування для отримання коктейлів, кремів, мусів і т.д.
Рис.4.Схема мішалки з турбінами:
закритого типу;
Якірна мішалка (рис.1.4;5) використовується для перемішування густих і в'язких рідинних середовищ. Форма профілю лопатей якірних мішалок практично повторює профіль дна та стінок апарата, що обігрівається зовні. Обертаючись із частотою 50-60 об/хв на відстані 5-8 мм від стінки така лопать очищує стінки апарата від маси, що на них налипла.Якірні мішалки використовують, щоб запобігти місцевому перегріванню рідини біля нагрівних стінок або осаду на дні посудини.
Рис. 5. Схема апарата з якірною мішалкою:
1— стінка апарата; 2 — лопасть (якір); 3 — парова сорочка
Дискові мішалки ( рис.6) застосовують для інтенсифікації процесів у примежовому шарі дисперсних частинок найчастіше з метою прискорення масообміну. Робочим органом є диск, що обертається з високою коловою швидкістю (5...35 м/с) і створює внаслідок тертя на межі з рідкою системою високі напруги зсуву. При цьому оновлюється примежовий шар біля частинок дисперсної фази, які внаслідок циркуляції рідини потрапляють у зону дії високих напруг біля поверхні диска.
Додатковий ефект можна одержати, якщо по периферії диска зробити надрізи або зубці, як у дискової пилки чи фрези.
У дискових, рамних (подібних до якірних) і гвинтових (шнекових) мішалках робочим органом є відповідно диск, рамка і гвинт (шнек), які обертаються на осі.
Рис. 6. Диски мішалок:
а — гладенький; 6 — зубчастий
Описані конструкції апаратів з мішалками можуть бути безперервної або періодичної дії. Апарати безперервної дії потребують менших витрат часу та енергії для перемішування однакової кількості продукту.
Процес піноутворення та збивання