Příprava směsí – míchání a hnětení

Střední odborná škola Otrokovice

www.zlinskedumy.cz

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav VičánekDostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.

Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

Charakteristika DUM

Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice

Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /2

Autor Ing. Miroslav Vičánek

Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-CHTe/1-PV-3/9

Název DUM Příprava směsí – míchání a hnětení

Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání

Kód oboru RVP 28-52-H/01

Obor vzdělávání Gumař-plastikář

Vyučovací předmět Chemická technika

Druh učebního materiálu Výukový materiál

Cílová skupina Žák, 15 – 16 let

Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího; náplň: míchání mechanické, pneumatické a cirkulační, hnětení

Vybavení, pomůcky Dataprojektor

Klíčová slova Míchání mechanické, pneumatické, cirkulační, míchadla, lopatky, turbína, vrtule, difuzor, míchadlo, hnětadlo, hnětič, kalandr

Datum 15. 1. 2013

Příprava směsí – míchání a hnětení

Náplň výuky (obsah hodiny)

Míchání a směsMíchadlaMíchání

mechanicképneumatickécirkulační

Hnětení

Příprava směsí

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 kyslík a vodík; pokud spolu reagují, vznikne sloučenina (voda), pokud nereagují, bude to směs plynů (H2 a O2).

Obr. 2: směs

Směs vzniká smísením různých látek, k její přípravě se používá [2]

míchání – převažující složkou je kapalinasměšování – zrnité materiályhnětení – tuhé pasty

Obr. 1: sloučenina

Míchání

Tři základní způsoby míchánímechanicképneumatickécirkulační

Využití mícháníurychlení chemických reakcílepší výměna teplapříprava roztoků (mísitelné kapaliny)příprava emulzí (nemísitelné kapaliny)příprava suspenzí (nerozpustné tuhé látky)rozpouštění pevných látek

Obr. 3: míchání

Mechanické míchání

Míchačka je poháněna motorem, na hřídeli je míchadlo:lopatkovéturbínovévrtulovéspeciální

Obr. 4: míchání

Baffle = usměžňující přepážka, žebroFeed = (krmení,) přívod, přítok, Agitator = (štváč, buřič,) míchadloCooling jacket = chladicí plášť

Míchadla

Tvar závisí především na viskozitě směsi. Míchadlo může být:lopatkové – různý počet lopatek i tvar (rovné, válcovité)turbínové – různý počet i tvarvrtulové – různý počet prohnutých listů

Další speciální, méně častá míchadla:kotvové – míchadlo ve tvaru „U“pásové – pás plechu svinutý do tvaru šroubovice

Obr. 5: lopatkové Obr. 6: turbínové Obr. 7: vrtulové

Boční přepážky

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)

Obr. 8: prosté míchání

V nádobě bez přepážek cirkuluje směs po obvodu.Přepážky způsobí vznik vírů a tím i důkladnější promíchávání.

Obr. 9: míchání s přepážkami

Difuzor

Při míchání kapalina teče cestou nejmenšího odporu, tzn. opisuje co nejkratší dráhu. Difuzor ji donutí proudit dále – usměrní proudění axiálním směrem.

Obr. 10: prosté míchání Obr. 11: míchání s difuzorem

Excentrické umístění

Další možností vedoucí k důkladnějšímu promíchání je šikmé případně excentrické umístění míchadla. Pro kolující tekutinu je pak nestejně dlouhá dráha po obou stranách.

Obr. 12: šikmé míchadlo Obr. 13: excentrické míchadlo

Pneumatické míchání

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.

Obr. 14: probublávání

Cirkulační míchání

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 hladinutryska – při výstupu z trysky má kapalina vysokou rychlost, strhává okolní kapalinu a dochází k turbulenci

Obr. 15: rozstřikování Obr. 16: tryska

Hnětení

Hnětení = příprava směsi těstovité konzistencePoužívaná zařízení

hnětačkydvouválce a hnětiče

Hnětačky (míchání práškových hmot případně s kapalinou) podle konstrukce jsoulehké – hnětadla jsou pásky plechu nebo tvarované plechové lopatkytěžké – hnětadla jsou masivní výstupky a žebra na hřídeli

Obvyklá konstrukce hnětačky je dvojkoryto s horizontální dvojicí protiběžných míchadel, vyprazdňuje se vyklopením.

Obr. 17: hnětačka Obr. 18: vyprazdňování

Tvary hnětadel

Obr. 21: „S“ míchadlo

Čím je míchaná směs tužší, tím pevnější a robustnější konstrukce míchadla

Obr. 20: lopatkové míchadlo

Obr. 19: páskové míchadlo

Obr. 23: hnětadlaObr. 22: těžké hnětadlo

Dvouválce a hnětiče

Slouží k míchání kaučukových směsí, které jsou značně tuhéDvouválce (kalandry) – k míchání dochází v návalku před štěrbinou mezi válciHnětiče – míchání dvojicí protiběžných robustních hnětadel v uzavřené komoře pod tlakem

Obr. 24: laboratorní dvouválec

Kontrolní otázky:

1. Jaké znáš druhy míchadel?

2. Jaký je princip cirkulačního míchání?

3. Jak pracuje pneumatická míchačka?

4. K čemu se používají hnětačky a jaká je jejich konstrukce?

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

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

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

Děkuji za pozornost