Echipamente pentru agitarea soluțiilor și suspensiilor

I. Soluții și suspensii

1. Soluții

O soluție (Fig.1.1.) este un amestec omogen format din doi sau mai mulți componenți. Soluțiile pot fi saturate sau nesaturate (după cantitatea de substanță dizolvată). Orice soluție conține un solvent (substanța în care se dizolvă) și un solvat (substanța care se dizolvă). În cele mai multe cazuri, solventul este apa (soluție apoasă) [1].

Fig.1.1. Soluții

Ex: NaCl este un solid alb. După ce se dizolvă în apă, nu mai puteți vedea solidul alb. În schimb, veți vedea soluția transparentă.[2]

2. Suspensii

O suspensie (Fig.1.2.) este un sistem format dintr-o fază solidă și una fluidă, în care faza solidă dispersă este în echilibru continuu în interiorul fazei fluide sau are o viteză de depunere neglijabilă. Acest amestec eterogen conține particule solide suficient de mari pentru sedimentare. De regulă, acestea trebuie să fie mai mari de 1 micrometru [3].

Suspensiile gravimetrice reprezintă totalitatea solidelor insolubile care pot sedimenta natural într-o anumită perioadă de timp [4] .

Exemple de suspensii sunt: făină, praf de cretă și sol care sunt suspendate în apă (șlam), sânge, vopsea, praf suspendat în aer, spray aerosol, alge în apă și nisip în apă [5].

Fig.1.2. Suspensii [5]

3. Diferența dintre soluții și suspensii

Soluțiile și suspensiile sunt ambele considerate ca amestecuri. Diferența cheie între soluție și suspensie este mărimea particulelor. Particulele dintr-o soluție sunt mult mai mici decât cele ale suspensiilor. Datorită acestei diferențe între particulele de solut și particulele de suspensie, există diferențe distincte în cele două sisteme. Cu toate acestea, componentele ambelor sisteme nu sunt

legate chimic între ele și pot fi separate pe baza proprietăților lor fizice, cum ar fi dimensiunea, solubilitatea și densitatea [5].

Componentele unei soluții nu pot fi separate prin filtrare sau lăsând-o să stea. Solubilitatea poate fi fie miscibilă, în care două lichide se dizolvă complet când se amestecă împreună; sau nemiscibil, în care două substanțe nu pot forma o soluție atunci când sunt amestecate. Un exemplu de nemiscibilitate este apa și uleiul [5].

Suspensiile, pe de altă parte, sunt eterogene cu volume care au proprietăți diferite. Particulele de suspensii sunt mari și pot fi văzute cu ochiul liber. Ele sunt opace, murdare și în acest fel lumina nu poate trece prin ele. Suspensiile sunt instabile, iar componentele lor se separă în picioare. Acestea pot fi separate prin filtrare și sunt clasificate în funcție de faza lor dispersată care poate fi solidă și mediul lor de dispersie care poate fi solid, lichid sau gaz [5].

II. Agitatoare și mixere

Multe operațiuni de proces implică amestecarea fluidelor. Tabelul 2.1. enumeră clasificări de bază, inclusiv amestecarea lichid-solid, amestecarea gaz-lichid, amestecarea lichid-lichid, amestecarea lichidelor miscibile și mișcarea fluidului. În practică, majoritatea operațiunilor de amestecare implică mai multe dintre acestea [6].

După cum se arată în Tabelul 2.1., performanța procesului poate fi judecată în funcție de uniformitatea fizică, determinată prin prelevarea de probe și calculul gradului de uniformitate produs, sau prin timpul necesar pentru atingerea unui anumit grad de uniformitate. Atunci când alegeți echipamentul de amestecare, vâscozitatea fluidelor și amestecurilor este o considerație importantă, la fel ca și densitatea materialelor și densitatea rezultată a amestecului de materiale implicate [6].

Echipamentele de amestecare mecanică pot fi clasificate în funcție de (1) tipurile de rotoare utilizate pentru a se potrivi cerințelor specifice procesului; (2) tipurile de acționări mecanice necesare pentru a găzdui puterea, viteza și lungimea arborelui; (3) necesitatea etanșării rezervoarelor împotriva presiunilor ridicate impuse de anumite procese. O altă considerație este cerința dispozitivelor de stabilizare pe rotoare, precum și a rulmenților stabili în rezervor [6].

Cu toate acestea, vom arunca mai întâi o privire asupra mecanicii fluidelor implicate în rezervorul de amestecare și asupra unora dintre parametrii care trebuie măsurați și respectați - mixere și agitatoare [6].