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搅拌器中不互溶液体的搅拌
不互溶液体的搅拌的目的有的是把分散相的液滴直径细化,以得到均匀的分散质,如制备悬浊液和乳化液;有的是使液滴细化,增大相间接触面积,以进行下一步的萃取或化学反应等。对于化学反应只有传质速度低于化学反应速度时才有利用搅拌器来强化反应过程的问题。
在制备悬浊液、乳化液时,是通过分散达到罐内的两相液体均匀状态。评价这一搅拌操作的指标就是分散相的分散度(如分散相的比表面积或分散相的液滴直径分布)和达到这一指标的操作时间,在搅拌作用下进行萃取、化学反应时,其终目的是某一物质成分的传递或某些物质间的反应。其评价指标是传质速度与反应速度,而这时搅拌器的搅拌作用仍是使液相分散细化,相接触面积、增大传质系数和反应速度。不过这时并不一定要求全罐内都达到均匀的分散状态,而只要在罐内的局部区域,邢台搅拌器,例如搅拌叶轮的附近,有强烈的分散作用,使罐内液体顺序循环经过这个区域发生传质与反应,然后再循环流到罐内其他区域就可以了,因此可以说.使分散相细化分散,并在罐内造成循环流动,这就是不互溶液体搅拌过程对搅抖的基本要求,其中主要的就是要求搅拌有细化分散的作用。
不锈钢搅拌器直径与釜径之比d/D会影响液滴分散和凝并的平衡,锚式搅拌器,所以中试过程一定要研究d/D对液滴分散的影响。液-液放大过程的关键是对各异相区的比例变化的认识。斜桨圆盘涡轮由于具有高的泵送能力,顶置搅拌器,通常用于液-液分散体系,有利于克服可能存在的相密度差。平桨圆盘涡轮比较适合于产生稳定乳液和适当的气体夹带。
杂质和表面活性剂很容易在相界面吸附,严重地影响界面特性和界面积。如果过程严重地依赖界面特性,放大过程必须考虑杂质和表面活性剂变化的影响。表面电荷是另一个需要关注的因素。
生成均匀的液滴通常是体系的一个目标,搅拌釜通常操作在湍流条件下,液滴尺寸的分散程度非常大。当对液滴的分布均匀度要求比较高时,通常需要考虑采用非搅拌器。
若将搅拌器中两种性质不同,但互相溶解的液体一起搅拌,将发生两种过程,首先是两种液体被破碎成块团(或称溶质团、浓度斑),泥浆搅拌器,并彼此掺合起来,这些块团是不规则的,块团的尺寸随搅拌器的搅拌而连续地减小。同时这两种流体间的扩散将通过块团的边界进行,边界处的组成先发生变化,逐渐扩展至块团内部,终达到两种液体的分子级的混合。若不是液体先被打碎成小块团、形成大量接触面的话,扩散过程进行很慢;然而若没有扩散过程,即使搅拌器长时间连续不断地搅拌也不能获得分子级均一的混合物。由此可见,“破碎”和“扩散”是整个均匀混合进程中两种不同性质的过程。前者是减小块团的尺寸,后者是消除混合物相邻区域之间浓度上的差异。所以这两者需要用不同的物理量来描述。如用Danckwertz定义的分离尺寸L(Scale ofSegregation)和分离强度I(Intensity of Segregation)来描述。
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