Vakuový míchací reaktor: Řešení typu vše v jednom pro rozmanité průmyslové procesy

Reprezentativní případ: Výroba vápenatého mýdla

Reakce pevná látka-kapalina zaujímají mezi chemickými reakcemi významné místo. Obecně vyžadují těsný kontakt mezi pevnými a kapalnými reaktanty, aby bylo dosaženo kvantitativní přeměny v co nejkratším možném čase. Zde se podrobněji podíváme na výrobu vápenatého mýdla.

Reakci i proces vakuového sušení lze provádět současně v míchacím reaktoru. Vápenaté mýdlo je typ hydroxidu, který vzniká reakcí mastných kyselin s oxidy kovů nebo jinými látkami. Chemicky je tato transformace klasickou acidobazickou reakcí. Použité mastné kyseliny se běžně získávají z rostlinných tuků nebo olejů. Technologicky je klíčovou složkou vápenatého mýdla stearát kovu, který díky svým odlišným vlastnostem nachází různé průmyslové uplatnění. Například stearát vápenatý, stearát zinečnatý nebo stearát hořečnatý se používají jako lubrikanty, separační činidla, stabilizátory nebo hydrofobní lubrikanty atd.

Přestože se mastné kyseliny a oxidy nebo hydroxidy kovů nacházejí v pevné formě, na molekulární úrovni není mobilita iontů v roztoku dostatečná k tomu, aby tyto pevné látky vzájemně reagovaly v přijatelném časovém rámci. Pro zvýšení rychlosti reakce a reaktivity je nutné přidat vodu. Jakmile teplota přidané vody dosáhne 150 °C, exotermická reakce trvá jen několik minut. Pro zajištění úplné přeměny je nanejvýš důležité důkladné míchání. To je jediný způsob, jak zaručit, že všechny částice mastných kyselin se dostanou do úplného kontaktu s hydroxidem kovu a vodou, a tím se usnadní reakce.

Vzhledem k tomu, že se vápenatá mýdla obvykle dále zpracovávají na bezvodé pevné látky, je nezbytné používat metody sušení, aby se eliminovala přidaná voda a vedlejší produkty reakce s vodou. Po dokončení chemické reakce tlakoměr uvolní tlak uvnitř reaktoru a upraví jej na vakuum. Míchací prvek zajišťuje turbulentní míchání a efektivní přenos tepla, což umožňuje jemné a rychlé schnutí mokrého povrchu vápenatého mýdla. Vysokorychlostní sekačky na boku reaktoru dokáží rozbít jakékoli hrudky a rychle odstranit vodu zachycenou v nich.

Struktura a princip fungování

Míchací reaktor S&L se skládá z kruhového válce, pluhového míchadla, vysokorychlostních sekaček, pohonného systému, externího pláště, pulzního lapače prachu a vypouštěcího ventilu. Během provozu materiály generují odstředivou konvekci a vysokorychlostní sekačky dokáží rozbít materiály, které mají tendenci se shlukovat. Těleso míchací nádoby je navrženo tak, aby splňovalo požadavky na plné vakuum a uvolnění tlaku během reakčního procesu. Externí plášť navíc může materiály ohřívat na požadovanou reakční teplotu. Během reakce vzniká horký vzduch a prach. Lapač prachu na horní straně míchačky odděluje plyn od pevného prášku a odčerpává vlhkost, čímž urychluje proces sušení. Zabudovali jsme motor s dostatečným výkonem a frekvenční měnič (VFD), které zvládají různé otáčky hřídele během reakce. V scénáři nejintenzivnější reakce se hřídel otáčí nízkou rychlostí, zatímco točivý moment dosáhne maximální hodnoty. Na konci reakce se otáčky hřídele zvyšují, aby se dosáhlo konečné rovnoměrnosti míchání.

Závěr

Po chemické reakci kapalina-pevná látka se produkt obvykle suší jako následný krok zpracování. Dle požadavků zákazníka lze tyto dva kroky provádět na jednom stroji. Náš míchač je schopen vyhovět všem tlakovým a teplotním rozsahům, které se vyskytují v celém procesu. Navíc jej lze přizpůsobit specifickým okolnostem, takže je vhodný pro široké spektrum různých aplikací.

Aplikace

Potravinářský průmysl (pro účely sušení)

Plastový průmysl (v sušicích, lakovacích a chladicích provozech)

Chemický průmysl (používá se k sušení, chlazení, peletování a extrakci)

Průmysl ochrany životního prostředí (pro sušení, peletování a extrakce)

Průmysl pesticidů (zapojený do procesů sušení, chlazení a nátěrů)

Stavební průmysl (pro sušení)

Metalurgie/těžební průmysl (zabývající se sušením, chlazením a peletováním)