Industriemischer— Übersicht
Rühren und Mischen ist eine der gängigen Schlüsseleinheiten in der chemischen, pharmazeutischen, Lebensmittel- und Umweltindustrie. Zum Beispiel gibt es in einer Synthesefaserfabrik nur zwei Polymerreaktoren als Kernausrüstung, während es bis zu 30 Zusatzrühreinrichtungen wie Zutatenschläge, Löseschläge, Verdünnungsschläge und Pufferschläge gibt. Bei der Herstellung von Polymerenmaterialien sind 85% der Polymerreaktoren als Kernausrüstung Rühreinrichtungen. In der pharmazeutischen Fermentationsproduktion, von der Samenkultur bis zum kritischen Fermentationsprozess, sind fast alle Rühreinrichtungen.

Angesichts der weit verbreiteten Anwendung von Rühreinrichtungen konzentriert sich der Schwerpunkt hauptsächlich auf die experimentelle Untersuchung des Rührenleistungsverbrauchs, der Mischzeit und anderer Makromänge der konventionellen Rührerplattel in nichthomogenen Systemen wie niedrig visköse und hochvisköse Nicht-Newtonische Homogenphasen, Festflüssigkeitssuspensionen und Gas-Flüssigkeitsdispersionen. Lange Zeit, obwohl es viele Entwurfserfahrungen und Assoziationen gibt, die zur Analyse und Vorhersage von Mischsystemen verwendet werden können, ist es immer noch sehr gefährlich, den Rührerreaktor direkt von der Laborgröße in die industrielle Größe zu vergrößern, und es ist bis heute noch notwendig, durch stufenweise Verstärkung die von der Rühreinrichtung geforderte Massentransfer, Wärmeübertragung und Mischung zu erreichen.

Entwicklung neuer Rührer- und Mischgeräte
In der Fermentation und anderen zweiphasigen Prozessen mit Gasflüssigkeiten werden Scheibenturbinrührer für die Gasverteilung weit verbreitet. Beginnend in den 80er Jahren wurde die Forschung dieser Art von Rührern mit der Entwicklung der Prüfmethoden und der berechnenden Fluidmechanik vertieft. Unternehmen und Forschungseinheiten haben auch viele Rührer mit geringerem Stromverbrauch und besserer Gasverteilung eingeführt.

In der Polymerindustrie hat die Forschung und Entwicklung effizienter Polymerreaktoren einen starken Antrieb für die Entwicklung von Rühreinrichtungen gegeben. Für einen Polymerreaktor ist nicht nur eine gute Mischleistung erforderlich, sondern auch ein ausreichend großer Schnitt des Materials erforderlich, und um die Reaktionshärme rechtzeitig zu entfernen, ist auch ein Rührbank mit einer möglichst hohen Wärmeübertragungskapazität erforderlich. Axialstromrührer können diese vielseitigen Anforderungen oft nicht erfüllen. Einige große Unternehmensgruppen, einschließlich der petrochemischen Abteilung, wie die japanische Sumitomo Heavy Machinery und Mitsubishi Heavy Industries, haben aus der Perspektive der Entwicklung neuer, effizienter Polymerreaktoren Rührer wie Big Blade, Pan-Energy und Blade-Kombination erfunden. Diese Rührer berücksichtigen die Mischung, das Schneiden, die Wärmeübertragung und die Anpassung an die Viskosität von Flüssigkeiten in einer ausgewogenen Weise.

Eine große Anzahl von Rühreinrichtungen für den Misch- und Feststoffsuspensionsbetrieb mit niedrigem Viskositätssystem erfordert eine hohe axiale Kreislaufströmung mit niedrigem Energieverbrauch. Traditionelle Schiffs-Antriebsschläger können diese Anforderung erfüllen, aber ihre Schaufeln sind komplexe, stereo-gebogene Oberflächen, die schwierig zu produzieren sind und schwerer zu skalieren sind.

Typ Wide Viscosity Domain Rührer
Bei herkömmlichen Rührern können sie in der Regel in zwei Kategorien unterteilt werden. Eine Kategorie ist ein Paddle-Rührer, Turbo-Rührer usw. für niedrige Viskosität, eine andere Kategorie ist ein Rührer mit Schrauben, Rahmen usw. für hohe Viskosität. In vielen Reaktionsprozessen, wie dem Polymerisationsprozess, ist jedoch die Viskosität des Materials am Anfang sehr niedrig und wird immer größer, wenn die Reaktion durchgeführt wird. In diesem Fall kann die Auswahl des Rührers problematisch sein. Für diese Bedingungen kann eine kombinierte Rühreinrichtung verwendet werden, d. h. ein Rührer mit niedriger Viskosität zentral eingestellt und ein Rührer mit großem Durchmesser mit hoher Viskosität hinzugefügt werden. Starten Sie die zentrale Rühreinrichtung, wenn die Viskosität niedrig ist, und stoppen Sie den Rahmenrührer, damit er als Block verwendet wird; Nachdem die Viskosität erhöht ist, aktivieren Sie gleichzeitig zwei Geräte, die zusammenwirken. Der Antrieb einer kombinierten Rühreinrichtung ist jedoch in der Regel komplexer.

Testtechnik und berechnete Fluidmechanik
Bei der Beurteilung der Mischungswirkung einer Rühreinrichtung können verschiedene Mittel verwendet werden, wie die Messung der Rührenleistung, die Messung des Wärmeübertragungskoeffizienten, die Messung der Mischzeit usw., aber die grundlegende Bewertung besteht darin, den Stromfeld der Materialbildung in der Rühreinrichtung zu messen. Als Kern der Rührertechnologie besteht es darin, herauszufinden, welches Strömungsfeld für eine bestimmte Art von Mischung (wie Fest-Flüssigkeit-Suspension, Flüssigkeit-Flüssigkeit-Dispersion usw.) benötigt wird, welche Rührer verwendet werden und welche Betriebsbedingungen mit weniger Energieverbrauch das erforderliche Strömungsfeld erhalten können. Mit fortschrittlichen Testmethoden und dem Aufbau eines vernünftigen mathematischen Modells, um das Geschwindigkeitsfeld, das Temperaturfeld und das Konzentrationsfeld in der Rührkranke zu erhalten, hat dies nicht nur eine sehr wichtige wirtschaftliche Bedeutung für die Optimierung des Designs der Rührausrüstung, sondern auch für die Grundlagenforschung der Verstärkung und Mischung.

Industriemischer- Technologieentwicklung
Laser Doppler Geschwindigkeitsmessung (LDV)
Partikel-Bildgebungstechnik (PIV)
Elektronische Prozesstomografie (EPT)
Technik zur berechneten Flüssigkeitsmechanik (CFD)

Aufgrund der Vielfalt der Anwendungssysteme und der Komplexität der Materialflüssigkeitseigenschaften wurde die Flüssigkeitsmischung seit langem durch experimentelle Methoden untersucht. Die genaue Beschreibung und Simulation von homogenen, nicht homogenen Mischprozessen sowie komplexen Misch- und Reaktionskopplungsprozessen, die theoretische Anleitung zur Optimierung und Verstärkung des Designs von Mischgeräten bieten, ist eine wichtige Entwicklungsrichtung der Mischtechnologie. Die Anwendung neuer Mess- und Simulationstechnologien bringt die Hybridtechnologie in eine neue Entwicklungsphase, die direkt dazu beitragen wird, sicherere und optimiertere Prozessanlagen zu entwerfen, die Prozesseffizienz zu erhöhen und das Ausfallrisiko zu verringern und letztendlich die Reaktionsleistung zu erhöhen. Die Entwicklung neuer Rührer und das intelligente, unterstützende Design von Mischgeräten werden die Effizienz und die Bequemlichkeit der Anwendung von Flüssigkeitsmischtechniken in der Industrie fördern.