VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA KEVERÉS Készítette: Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA varga.i@neobee.net

A keverés célja a kiegyenlítés. A vegyiparban, számos esetben a végtermék előállítása csak úgy valósítható meg, ha a technológiai folyamatban különböző halmazállapotú anyagokat a kívánt arányban egyesítve, vetnek alá megfelelő fizikai, kémiai átalakításoknak, vagyis előzőleg elvégzik a felhasználandó anyagok keverését. A keverés célja a kiegyenlítés. Ez alatt azt értjük, hogy az összekevert anyagrendszerben a hőmérséklet, koncentráció, viszkozitás, sűrűség térbeli eloszlása egyenletes.

Minden keverési feladatnak egyidejűleg a következő követelményeket kell teljesítenie: Csekély energiafogyasztást, Rövid keverési időt, Homogén keveréket, Egyszerű és olcsó készüléket, hosszú élettartammal.

Abból kiindulva, hogy milyen halmazállapotú anyagokat kivánunk keveréssel egyesíteni,beszélhetünk: Gázok keveréséről gázokkal, Gázok keveréséről folyadékokkal, Folyadékok keveréséről folyadékokkal, Folyadékok keveréséről szilárd anyagokkal, Szilárd anyagok keveréséről más szilárd anyagokkal, Gázok keveréséről szilárd anyagokkal.

Gázok keverése gázokkal A gázok kis viszkozitásuk és sűrűségük miatt, könnyen mozgathatók. Gázok keveráse csővezetékben Legegyszerűbb gázkeverő készüléknek a csővezetéket tekintjük, ahol turbulens áramlás esetén, hosszabb csőszakaszon (50 – 100 szoros csőátmérő) már jó keverés figyelhető meg. Általában a keverést úgy végzik, hogy a gázokat „Y”- alakú csatlakozón keresztül vezetik a csőbe.

Ütközőlapos keverő Akkor alkalmazzák, ha a gázok keverését rövidebb szakaszon akarják megvalósítani. Lényegében olyan csővezeték, amelybe furatos lapokat erősítenek. A lapoknak nekiütközve a gázok áramlása örvényszerűvé válik, és a gázrészecskék gyorsan elkeverednek egymással.

1- Ütközőlap; 2- Vezetőrúd

Gázok keverése folyadékokkal Célja a gáz finom eloszlatása-diszpergálása-a folyadékban. Az alábbi két keverőtípust alkalmazzák leginkább: Turbinakeverő, Szívó-diszpergáló keverő.

A turbinakeverő vázlata A turbinakekverőt központosan helyezik el a készülékben, a diszpergálandó gázt, a keverő alatt elhalyezett, gyűrű alakú, furatos csövön vezetik be. A gyorsan forgó keverő elragadja a felszálló gázbuborékokat és elkeveri a folyadék részecskéivel.

A szívó-diszpergáló keverő vázlata: 1 - Csövek; 2 -Keverőtengely; 3 - Furatok a gáz belépéséhez; 4 - Torlólap.

A szívó-diszpergáló keverő lényege egy csőtengelyre erősített több rövid csőböl álló keverő. A rövid csövek végeit, a forgásiránnyal ellentétesen 45 fokos szögben levágják. A keverőnek folyadékban való forgatása közben a levágott végek mögött örvények keletkeznek, melyeknek szívóhatása a csőtengely furatain át beszívja a gázt, és a folyadékban eloszlatja

Folyadékok keverése folyadékokkal A folyadék keverése más folyadékkal vagy folyadékokkal olyan hidrodinamikai művelet, amely során, rövid időn belül meglehetősen homogén rendszert alakítanak ki. Célja lehet még: a folyadékrendszer mozgásban tartása, a diffúzió sebességének növelése, a hőátbocsátás fokozása is.

A folyékony halmazállapotú közegek keverésének két fajtáját különböztetik meg: a mechanikus és a pneumatikus keverést. A mechanikus keverést különböző alakú keverőkkel végzik, a pneumatikus keverést sűrített levegővel vagy inert gázzal.

Mechanikus keverők A mechanikus keverők általában különbözőképpen kiképzett felületekből állnak, melyek aránylag kis sebességgel haladnak a folyadékhoz képest és állandó pályát írnak le. A mozgásiránnyal ellentétes oldalon erős örvénylés lép fel.

A mechanikus keverőket szerkezeti felépítésük és működési elvük alapján feloszthatjuk: Forgómozgású keverőkre, Ingamozgású keverőkre, Cirkulációs szivattyúkra.

Kis és közepes viszkozitású folyadékok keverésére turbinakeverőt, propellerkeverőt valamint íveltlapátú keverőt alkalmaznak. Nagyobb viszkozitású folyadékokhoz kalodás és ankerkeverő használata a célszerű.

A keverés hatékonysága A keverés hatékonyságán azt értjük, hogy a keverés milyen mértékben egyenlíti ki a kevert rendszer jellemzőit. Ha a kiegyenlítés tökéletes, akkor a hatékonyságot kifejező I keverési index értéke 100%, tökéletlen keveréskor ennél kisebb.

A keverő teljesítményszükséglete A keverés, a folyadék mozgatása, energiát igényel. ζ (kszi) – a keverési ellenállástényező d – a keverő átmérője n - a keverő fordulatszáma ρ - a kevert folyadék sűrűsége

Ezeket a paramétereket kísérleti úton határozzák meg. A keverési ellenállástényező értéke függ: a készülék geometriai elrendezésétől, a keverő alakjától, a keverő által keltett áramlás jellegétől. Ezeket a paramétereket kísérleti úton határozzák meg.

Pneumatikus keverés Erősen agrasszív folyadékok keverésére használják, amikor a folyadék a mechanikus keverőket gyorsan tönkreteszi. A folyadékba lépő gáz, buborékok formájában hatol a folyadékon keresztül a felszín felé. Ezen az úton a folyadékrészecskék erőteljesen keverednek egymással.

Folyadékok keverése szilárd anyagokkal A szilárd-folyadék-aránytól függően különböző rendszereket kapnak, mint amilyenek: Híg szuszpenziók, Sűrű szuszpenziók, Pépek, paszták, tészták.

Propeller keverő

Ívelt lapátú keverő

„Z”-karos dagasztó.

Szalagos keverő U-alakú vályú, alján ürítőnyílással. A keverő fordulatszáma 10 – 60 fordulat / perc.

Szilárd anyagok keverése A szilárd anyagok, legyenek akár por, akár szemcsés alakúak, nehezen keverhetők. Egységes keveréket létrehozni szinte lehetetlen. Az iparban elterjedtek a forgódobos valamint az örvénykeverők.

Forgódobos keverő 1- Töltés- ürítés; 2- Tengely; 3- Keveredési zóna. Az anyag szabad mozgása érdekében a dobot térfogatának 25 – 30 %-áig szabad feltölteni anyaggal. A keverési idő hosszú 2 - 4 óra.

Örvénykeverő 1- Köpeny; 2- Ürítőcsonk; 3- Lapát; 4- Tisztítórúd. A keverés rövid ideig 2 -8 percig tart. A lapát fordulatszáma 1000 – 1500 fordulat / perc.