Příprava směsí – míchání a hnětení

1. Příprava směsí – míchání a hnětení Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Vičánek Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

2. Charakteristika DUM

3. Náplň výuky (obsah hodiny) Příprava směsí – míchání a hnětení Míchání a směs Míchadla Míchání mechanické pneumatické cirkulační Hnětení

4. Směs je látka, která se skládá alespoň ze dvou různých složek, mezi kterými nevznikne chemická vazba, látky si zachovávají svoji totožnost [1]. Příklad: do jedné nádoby dáme kyslíka vodík; pokud spolu reagují, vznikne sloučenina (voda), pokud nereagují, bude to směs plynů (H2 a O2). Příprava směsí Obr. 1: sloučenina Obr. 2: směs Směs vzniká smísením různých látek, k její přípravě se používá [2] míchání – převažující složkou je kapalina směšování – zrnité materiály hnětení – tuhé pasty

5. Tři základní způsoby míchání mechanické pneumatické cirkulační Využití míchání urychlení chemických reakcí lepší výměna tepla příprava roztoků (mísitelné kapaliny) příprava emulzí (nemísitelné kapaliny) příprava suspenzí (nerozpustné tuhé látky) rozpouštění pevných látek Míchání Obr. 3: míchání

6. Míchačka je poháněna motorem, na hřídeli je míchadlo: lopatkové turbínové vrtulové speciální Mechanické míchání Baffle = usměžňující přepážka, žebro Feed = (krmení,) přívod, přítok, Agitator = (štváč, buřič,) míchadlo Coolingjacket = chladicí plášť Obr. 4: míchání

7. Tvar závisí především na viskozitě směsi. Míchadlo může být: lopatkové – různý počet lopatek i tvar (rovné, válcovité) turbínové – různý počet i tvar vrtulové – různý počet prohnutých listů Další speciální, méně častá míchadla: kotvové – míchadlo ve tvaru „U“ pásové – pás plechu svinutý do tvaru šroubovice Míchadla Obr. 5: lopatkové Obr. 6: turbínové Obr. 7: vrtulové

8. Pro lepší promíchání se používají různá technická opatření: boční přepážky (zamezí rotaci po obvodu) difuzor (usměrní proudění na axiální) excentrické umístění míchadla (nestejně dlouhá dráha) Boční přepážky V nádobě bez přepážek cirkuluje směs po obvodu. Přepážky způsobí vznik vírů a tím i důkladnější promíchávání. Obr. 8: prosté míchání Obr. 9: míchání s přepážkami

9. Při míchání kapalina teče cestou nejmenšího odporu, tzn. opisuje co nejkratší dráhu. Difuzor ji donutí proudit dále – usměrní proudění axiálním směrem. Difuzor Obr. 11: míchání s difuzorem Obr. 10: prosté míchání

10. Další možností vedoucí k důkladnějšímu promíchání je šikmé případně excentrické umístění míchadla. Pro kolující tekutinu je pak nestejně dlouhá dráha po obou stranách. Excentrické umístění Obr. 13: excentrické míchadlo Obr. 12: šikmé míchadlo

11. Pneumatické míchání (probublávání) využívá toho, že pokud se do kapaliny zavádí plyn, stoupající bublinky s sebou unáší kapalinu a tím dochází k jejímu promíchávání. Výhoda – neobsahuje pohyblivé části, takto je možno míchat i velmi agresivní a korozivní prostředí. Nevýhoda – málo intenzivní. Konstrukce je velmi jednoduchá – do perforované trubky u dna se vhání vzduch. Pneumatické míchání Obr. 14: probublávání

12. Cirkulační míchání se používá pro míchání dvou nestejně těžkých kapalin; při míchání dochází k transportu kapaliny čerpadlo– nasává těžší kapalinu ze dna a rozstřikuje ji na hladinu tryska– při výstupu z trysky má kapalina vysokou rychlost, strhává okolní kapalinu a dochází k turbulenci Cirkulační míchání Obr. 15: rozstřikování Obr. 16: tryska

13. Hnětení = příprava směsi těstovité konzistence Používaná zařízení hnětačky dvouválce a hnětiče Hnětačky (míchání práškových hmot případně s kapalinou) podle konstrukce jsou lehké – hnětadla jsou pásky plechu nebo tvarované plechové lopatky těžké – hnětadla jsou masivní výstupky a žebra na hřídeli Obvyklá konstrukce hnětačky je dvojkoryto s horizontální dvojicí protiběžných míchadel, vyprazdňuje se vyklopením. Hnětení Obr. 17: hnětačka Obr. 18: vyprazdňování

14. Čím je míchaná směs tužší, tím pevnější a robustnější konstrukce míchadla Tvary hnětadel Obr. 19: páskové míchadlo Obr. 21: „S“ míchadlo Obr. 22: těžké hnětadlo Obr. 20: lopatkové míchadlo Obr. 23: hnětadla

15. Slouží k míchání kaučukových směsí, které jsou značně tuhé Dvouválce (kalandry) – k míchání dochází v návalku před štěrbinou mezi válci Hnětiče – míchání dvojicí protiběžných robustních hnětadel v uzavřené komoře pod tlakem Dvouválce a hnětiče Obr. 24: laboratorní dvouválec

16. Kontrolní otázky: Jaké znáš druhy míchadel? Jaký je princip cirkulačního míchání? Jak pracuje pneumatická míchačka? K čemu se používají hnětačky a jaká je jejich konstrukce?

17. Seznam obrázků: Obr. 1: vlastní Obr. 2: vlastní Obr. 3: vlastní Obr. 4: Aushul, [vid. 05. 1. 2013], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Agitated_vessel.svg Obr. 5: vlastní Obr. 6: vlastní Obr. 7: vlastní Obr. 8: vlastní Obr. 9: vlastní Obr. 10: vlastní Obr. 11: vlastní Obr. 12: vlastní Obr. 13: vlastní Obr. 14: vlastní

18. Seznam obrázků: Obr. 15: vlastní Obr. 16: vlastní Obr. 17: vlastní Obr. 18: vlastní Obr. 19: vlastní Obr. 20: vlastní Obr. 21: vlastní Obr. 22: vlastní Obr. 23: vlastní Obr. 24: vlastní

19. Seznam použité literatury: [1] Otevřená encyklopedie Wikipedie, [vid 15. 1. 2013], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Mixture [2] Přemysl Hranoš, Stroje a zařízení v chemickém průmyslu, nakladatelství Pavel Klouda, Ostrava, 2001, ISBN 80-902155-7-2

20. Děkuji za pozornost 