Mistura de líquidos

Misturando dois ou mais componentes líquidos miscíveis em uma composição mais uniforme.
A dificuldade de um problema de mistura pode ser qualificada por disparidades entre viscosidades líquidas de componentes e gravidades específicas líquidas de componentes. Os dados do processo necessários para calcular o tempo de mistura e fornecer a solução de mistura incluem:

1. Tamanho do lote e dimensões do tanque.
2. Viscosidades líquidas de componentes.
3. Gravidades específicas líquidas de componentes.
4. Relação ou quantidade relativa
   de componentes líquidos.
5. Nível de mistura em escala euro.

Suspensão de sólidos

Suspensão de partículas sólidas em um líquido para formar uma pasta. A dificuldade de um problema de mistura pode ser qualificada pela taxa de sedimentação de sólidos no líquido. Os dados do processo que precisamos para calcular a taxa de acomodação e fornecer a solução de mistura incluem:

1. Tamanho do lote e dimensões do tanque.
2. Gravidades específicas de líquido e sólido.
3. viscosidade líquida.
4. Em % peso de sólidos na pasta.
5. Tamanho médio das partículas
6. Nível de suspensão em escala européia.

Dispersão de gás

Dispersão de gás em um líquido para formar uma dispersão de gás. A dificuldade de um problema de mistura pode ser qualificada pela taxa de aspersão de gás no líquido. Os dados do processo que precisamos para calcular a taxa de pulverização e fornecer a solução de mistura incluem:

1. Tamanho do lote e dimensões do tanque.
2. Gravidades específicas de líquido e gás.
3. viscosidade líquida.
4. Volume de entrada de gás em L / s ou m3 / h.
5. Taxa de reação gás-líquido, se conhecida.
6. Nível de dispersão em escala do euro.

Tamanho do lote  – é definido como o volume de trabalho do líquido no tanque, isso pode variar com o tempo, como durante o enchimento ou o esvaziamento de um vaso. Normalmente é recomendada uma altura mínima do lote para a proporção de altura do tanque> 0,2. Também é importante conhecer a orientação e a geometria do tanque para ajudar a determinar o tipo, o número, o tamanho e o local ideal do impulsor para a aplicação. Dados operacionais como temperaturas e pressões também precisam ser especificados para avaliar com precisão e processar uma seleção de máquina que ajudará a manter as condições críticas do processo. Em muitas aplicações, todas as três fases líquido, sólido e gás estarão em contato com outro líquido; nesses casos, a escala Euro pode ser utilizada para cada categoria e o problema de mistura mais difícil e, consequentemente, usado para seleção de equipamentos.

EuroScale – explicado

Ao resolver qualquer problema de mistura, é essencial que você alcance o resultado desejado do processo. No entanto, muitas vezes é difícil afirmar isso com precisão ou relacioná-lo a um impulsor específico, portanto, antes de considerar as várias opções de misturador, é necessária uma resposta de processo adequada para servir como base para determinar a solução de mistura ideal.

Mistura líquida  – A intensidade da mistura está relacionada à velocidade superficial do fluido em um lote, este é um valor médio de velocidade usado em cálculos de fluxo de fluido devido à complexidade da distribuição de velocidade em um sistema de mistura de lotes.

A velocidade superficial pode ser calculada da seguinte forma:

Onde

Considerando a análise teórica, os resultados experimentais e a extensa experiência prática, também sabemos que a intensidade de mistura e, consequentemente, a velocidade do fluido como variável para aumento de escala produzem> 90% de sucesso na escala de produção. Portanto, a resposta do processo para a mistura de líquidos é baseada na velocidade superficial do lote. Quanto maior a disparidade nas viscosidades dos componentes líquidos e gravidades específicas, maior a velocidade superficial e maior a escala de mistura.

A ideia de uma escala de 1 a 10 foi proposta como um método simples e útil para ajudar os clientes a especificar a intensidade de mistura necessária.

A taxa de descarga volumétrica de um impulsor operando a uma determinada velocidade medida no impulsor dividida pelo volume total de trabalho do produto no tanque (Q / V) quantifica o nível de mistura em termos de troca de tanques. Este é um critério simples, mas amplamente utilizado para o dimensionamento de misturador dentro da indústria e é definido como o número de vezes que todo o conteúdo líquido de um tanque é completamente circulado ao longo do volume do lote por unidade de tempo. A partir do turnover, o tempo de mistura pode ser derivado, ou o tempo de mistura necessário antes do lote atingir a homogeneidade completa para sistemas líquidos miscíveis. Agora os parâmetros essenciais de mistura foram identificados. A tabela abaixo demonstra a relação da velocidade superficial com o nível EuroScale e como o desempenho da mistura pode ser descrito conforme a escala aumenta.

Exemplo baseado em:

• Tanque de 1500mm de diâmetro com um volume de trabalho de 3m3.
• Baseado no sistema líquido de dois componentes.
• A razão de concentração de baixa viscosidade para componente de alta viscosidade é de 5:1.
• SG e viscosidades de gama média foram usadas para cada nível de escala do euro.

Chave de tabela com definições

Objetivo do processo:
Alcançar o resultado do processo desejado.

Homogeneidade completa:
O grau de homogeneidade que definimos como ‘completo’ é baseado em uma equação derivada empiricamente que calcula o tempo gasto para misturar fluidos até 5% da concentração final, isto é, para> 95% de homogeneidade.

Limiting Range:
Baseado no sistema de líquido de componentes múltiplos com diferenças nas taxas de SG e viscosidade que se enquadram nos limites para cada escala.

Como você pode ver no exemplo acima, à medida que a intensidade da mistura aumenta; da crescente escala de mistura; o volume de negócios geralmente aumentará devido a um aumento no momento do fluido dentro do tanque. No entanto, o aumento na viscosidade média reduz a capacidade do impulsor de bombear eficazmente o fluido, o que acaba por resultar num menor volume de negócios para o estojo de 15.000 cP.

Portanto, vale a pena notar que o número de turnovers de tanques depende da quantidade de ação do misturador, em vez da intensidade da mistura, onde a baixa velocidade de mistura com um grande rotor pode produzir uma maior rotatividade do que a alta velocidade com um pequeno rotor. A transição para a mistura a baixa velocidade torna-se cada vez mais importante para misturar fluidos de viscosidade mais elevada no regime laminar que pode ser sensível ao cisalhamento incluindo fluidos com reologia complexa, sendo frequentemente necessária uma combinação de cada tipo de mistura num sistema de lote único; Mistura em escala macro para movimento de fluido a granel e mistura em microescala para homogeneização de alto cisalhamento. Deduz-se que o tempo de mistura, que é derivado do volume de negócios, aumentará devido ao aumento da viscosidade. Vale a pena notar que os tempos de mistura permitidos são tipicamente mais longos para misturas de viscosidade mais alta, Portanto, o objetivo da escala de mistura é manter o tempo de mistura dentro de um limite razoável para a saída máxima, evitando ao mesmo tempo uma seleção de misturador impraticável e de tamanho excessivo. Em última análise, a resposta que devemos dar à experiência prática de um engenheiro de aplicação de misturador em uma ampla gama de aplicações de processo ou, no caso de um novo processo de mistura, teste piloto pode formar a base para a seleção e expansão de equipamentos.

Suspensão de sólidos

A resposta do processo para suspensão de sólidos é relativamente fácil de quantificar e pode ser definida em termos de níveis de suspensão e distribuição de sólidos em um lote líquido. Existe um nível distinto no qual a maioria dos sólidos é levantada dentro do fluido; isso é conhecido como a altura da nuvem e é expresso como uma porcentagem da altura do lote de líquido. O líquido abaixo dessa altura é rico em sólidos, enquanto acima está esparsamente povoado por algumas partículas sólidas. Agora que identificamos os parâmetros essenciais de mistura, na tabela abaixo demonstraremos a relação entre a altura da nuvem e o nível da escala do Euro e como o desempenho da mistura pode ser descrito conforme a escala aumenta. O turnover foi calculado para o conjunto de condições de exemplo como um ponto de comparação.

Dispersão de gás

A resposta do processo para a dispersão de gás é relativamente fácil de quantificar e pode ser baseada na velocidade do gás superficial do lote, calculada tomando a vazão volumétrica do gás e dividindo-a pela área da seção transversal do tanque.