ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дегазация в смесительных машинах из "Инженерные методы расчета процессов получения и переработки эластомеров" Смесительные машины не относятся к числу эффективных конструкций для массообменных процессов, поэтому применение их для процессов дегазации каучука бывает оправданным только в малотоннажных производствах. Однако широкое использование смесительных машин связано с тем, что они дают возможность совместить несколько операций (процессов), чаще всего смешения (с целью равномерного диспергирования противостарителя, усреднения свойств, повышения пластичности каучука) и массоотдачи. Общая продолжительность процесса определяется наиболее медленной стадией, поэтому для смесительных машин необходимо рассмотреть как закономерности смешения, так и закономерности массоотдачи. [c.210] На различных стадиях производства каучука процессы смешения используют для введения противостарителей, отмывки каучука с помощью растворителей от остатков катализатора, введения в полимер технического углерода (сажи) и масла для получения сажемаслонаполненных каучуков. [c.210] Модификация стереорегулярных каучуков с целью изменения некоторых их свойств (обрабатываемость, хладотекучесть и т. д.), может осуществляться также путем введения различных добавок. Равномерное их распределение в каучуке требует интенсивного перемешивания. Добавки могут вводиться на любой стадии получения каучука, т. е. в реакционную шихту, в полимеризат или в готовый каучук. [c.211] Смешение материалов осуществляется за счет создания в смесителе циркуляционного движения отдельных объемов по перекрещивающимся траекториям. Постепенное усреднение состава сталкивающихся в смесителе объемов материалов требует больших затрат времени для достижения хорошего качества смешения. [c.211] Твердые сыпучие материалы обычно имеют такой размер частиц, который не изменяется при смешении. Для высоковязких и пластичных материалов смешение, в принципе, может быть более качественным, так как диспергирование жидкости в другой жидкости может быть выполнено на уровне отдельных молекул. Однако при смешении вязких жидкостей конструкция смесителя должна обеспечить высокие деформации сдвига, которые приводили бы к увеличению поверхности раздела между компонентами. [c.211] Это значение должно быть приближенно равно среднему значению концентрации с, рассчитанному по количеству загруженных компонентов Сер = с. Наличие существенного отклонения С(,р от предельного значения с может свидетельствовать о наличии застойной зоны, содержимое которой не участвует в смещении (хотя может участвовать во вращательном движении) или о систематической ошибке в методе анализа концентрации определяемого компонента. [c.211] Коэффициент равномерности смешения изменяется от О (совершенно несмешанная система) до 1 (идеально смешанная система). Степень смешения может задаваться величиной коэффициента равномерности, например 0,95 0,98 и т. д. [c.212] Для коэффициента равномерности смешения могут использоваться также другие выражения. Общим требованием к ним является необходимость изменения коэффициента равномерности смешения в диапазоне от О до 1 или от О до 100 % и пропорциональность этого коэффициента величине среднего отклонения концентрации в пробах от среднеарифметического значения концентрации. [c.212] Надежность оценки степени смешения определяется количеством проб, взятых на анализ. При увеличении числа проб от 1 до 10 надежность оценки степени смешения существенно возрастает, а при дальнейшем увеличении числа проб — возрастает медленней, поэтому число проб должно быть не менее 10. На практике ограничиваются числом проб от 10 до 25. [c.212] При смешении достигается диспергирование друг в друге нескольких компонентов. По мере увеличения степени смешения увеличивается однородность смеси. Кинетику процесса смешения рассмотрим на примере смешения двух компонентов А и В, принимая, что компонент А диспергируется в компоненте В и при анализе определяется концентрация компонента А в смеси обоих компонентов. Коэффициент однородности изменяется от О при т = О до 1 при т = оо. [c.212] Это уравнение показывает, что коэ( х )ициент однородности смешения возрастает по экспоненциальному закону. Для увеличения однородности смешения необходимо увеличить продолжительность процесса смешения или увеличить константу скорости процесса смешения путем увеличения интенсивности перемешивания материалов. [c.213] Лопастные смесители, применяемые в промышленности синтетического каучука, по конструкции аналогичны смесителям, используемым в лакокрасочной, асбестовой, шинной промышленности, промышленности пластмасс, строительном деле. Смеситель (рис. 6.1) имеет корпус, установленный на двух опорах, две 2-об-разные лопасти, редуктор, электродвигатель. Загрузка и выгрузка материалов осуществляется через крышку смесителя. Корпус имеет рубашки для подачи пара или охлаждающей воды. Места прохода вала через корпус смесителя имеют сальниковые уплотнения, так как смесители могут работать под вакуумом. [c.213] Лопасти смесителя вращаются навстречу друг другу с различной частотой, поэтому нижняя часть корпуса состоит из двух полу-цилиндрических полостей. Эффект смешения основан на том, что материал дробится мешалками и одновременно интенсивно перемещается в осевом и радиальном направлениях. Верхняя граница смешиваемых материалов находится выше линии осей лопастей, поэтому периодически часть материала из одной половины корпуса переходит в другую. [c.213] Разгрузка смесителя осуществляется при повороте корпуса вокруг оси одной из лопастей. Для полной выгрузки пластичной массы каучука при провороте лопастей производится ручная подрезка каучука у стенок смесителя. Для переработки жидких каучуков используются также смесители с нижним сливным патрубком. [c.213] На рис. 6.2 представлены смесители с реверсивным шнеком (СРШ), используемые для переработки твердых каучуков. В первой конструкции (рис. 6.2, а) ось шнека перпендикулярна осям лопастей. В корпусе смесителя имеются два окна для прохода каучука. При смешении каучук входит в одно окно и выходит в другое. Путь движения каучука, включающий полость шнека, показан на рисунке утолщенной линией. При выгрузке смеси направление вращения шнека изменяется, и каучук выводится шнеком из смесителя. [c.213] Стрелками обозначены направления вращения лопастей и движения каучука. [c.214] Смесители с реверсивным шнеком имеют объем 5 25 100 800 1000 и 2000 л. Лопасти смесителя также совершают реверсивное вращение. В период смешения материал с тихоходной лопасти передается шнеком на быстроходную лопасть. При выгрузке материала лопасти загружают шнек. Реверсивный шнек позволяет увеличить скорость смешения на 20—25%. [c.214] Для описания массоотдачи при дегазации каучука в лопастном смесителе целесообразно использовать модель обновления поверхности, так как сам характер перемешивания способствует обновлению поверхности каучука и, следовательно, эта модель отражает физическую сущность процесса. [c.214] По теории обновления принимается, что поверхность массоотдачи непрерывно обновляется за счет перемешивания, а массоотдача в слоях материала, находящихся на поверхности, осуществляется молекулярной диффузией. Скорость обновления поверхности определяется фактором обновления поверхности 5, который равен доле поверхности, обновляющейся в единицу времени. Поскольку массоотдача происходит только с верхней поверхности слоя каучука, именно эта поверхность и будет поверхностью массоотдачи, подвергаемой обновлению. [c.214] Доля поверхности, занимаемая элементами с возрастом от т до (г + Л), определяется как произведение плотности распределения элементов поверхности по времени / (т) на интервале времени с1г, т. е. / (т) йт. С учетом фактора обновления поверхности доля поверхности, обновленной за время йх, равна 5 йх. [c.214] Вернуться к основной статье