RU178404U1 - Mixer reactor for carrying out processes in heterogeneous environments - Google Patents

Mixer reactor for carrying out processes in heterogeneous environments Download PDF

Info

Publication number
RU178404U1
RU178404U1 RU2017118600U RU2017118600U RU178404U1 RU 178404 U1 RU178404 U1 RU 178404U1 RU 2017118600 U RU2017118600 U RU 2017118600U RU 2017118600 U RU2017118600 U RU 2017118600U RU 178404 U1 RU178404 U1 RU 178404U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixer
reactor
mixing
carrying
out processes
Prior art date
Application number
RU2017118600U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Литвяк
Дмитрий Иосифович Гоман
Юрий Федорович Росляков
Маргарита Сергеевна Алексеенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority to RU2017118600U priority Critical patent/RU178404U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU178404U1 publication Critical patent/RU178404U1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/10Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by stirrers or by rotary drums or rotary receptacles or endless belts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • B01F27/1122Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades anchor-shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • B01F27/1125Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades with vanes or blades extending parallel or oblique to the stirrer axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/113Propeller-shaped stirrers for producing an axial flow, e.g. shaped like a ship or aircraft propeller
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/808Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers driven from the bottom of the receptacle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/91Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with propellers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006Controlling or regulating processes
    • B01J19/0013Controlling the temperature of the process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006Controlling or regulating processes
    • B01J19/0033Optimalisation processes, i.e. processes with adaptive control systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053Details of the reactor
    • B01J19/0066Stirrers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1806Stationary reactors having moving elements inside resulting in a turbulent flow of the reactants, such as in centrifugal-type reactors, or having a high Reynolds-number
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1809Controlling processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00Preparation of derivatives of starch
    • C08B31/18Oxidised starch

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к оборудованию для крахмалопаточной промышленности, а именно к конструкциям реакционных аппаратов периодического действия, и может быть использована для интенсификации процессов, протекающих в гетерогенных средах, в том числе с выделением или поглощением тепла, в частности, к устройствам для модификации (в т.ч. для гидролиза (ферментативного, кислотного, щелочного), окисления, фосфорилирования, оксиалкилирования, карбоксиметилирования, катионизации и т.п.) крахмала и крахмалсодержащего сырья, и может найти свое применение в различных отраслях промышленности, например в консервной, пищевой, химической, фармацевтической и др. для получения однородных смесей жидких компонентов, суспензий или порошков.Реактор-смеситель для проведения процессов в гетерогенных средах содержит цилиндрический корпус с теплообменной рубашкой, крышку и днище, центральный вал с перемешивающим устройством, загрузочные трубы и разгрузочный патрубок, при этом центральный вал с перемешивающим устройством, расположенный вдоль центральной оси корпуса реактора-смесителя, снабжен перемешивающим устройством в виде трех пропеллерных мешалок и якорной мешалкой, включающей турбулизаторы, установленные со стороны днища с зазором между их нижней кромкой и днищем, при этом реактор-смеситель содержит два дополнительных вала с тремя перемешивающими устройствами, в объеме реактора-смесителя дополнительно установлен датчик рН реакционной смеси, электрически связанный с устройством регулирования рН, а на внутренней стенке корпуса установлены турбулизаторы-отбойники, реактор-смеситель также дополнительно снабжен приспособлением для отбора проб реакционной смеси и предохранительным клапаном, а теплообменная рубашка реактора-смесителя содержит наружный слой теплоизоляции.При этом турбулизаторы якорной мешалки выполнены в виде пластин прямоугольной формы.При этом между крышкой и корпусом установлена герметизирующая прокладка.При этом в качестве перемешивающих устройств дополнительных валов используют две лопастные и одну пропеллерную мешалки.The utility model relates to equipment for the starch industry, namely, to designs of batch reaction apparatuses, and can be used to intensify processes occurring in heterogeneous media, including the generation or absorption of heat, in particular, to devices for modification (in t for the hydrolysis (enzymatic, acidic, alkaline), oxidation, phosphorylation, hydroxyalkylation, carboxymethylation, cationization, etc.) of starch and starch-containing raw materials, and can find its application in various industries, for example, in canning, food, chemical, pharmaceutical, etc. for obtaining homogeneous mixtures of liquid components, suspensions, or powders. The reactor-mixer for carrying out processes in heterogeneous environments contains a cylindrical body with a heat exchange jacket, a lid and a bottom, central a shaft with a mixing device, loading pipes and an unloading nozzle, the central shaft with a mixing device located along the central axis of the reactor-mixer housing, with is equipped with a mixing device in the form of three propeller mixers and an anchor mixer, including turbulators installed on the bottom side with a gap between their lower edge and bottom, while the reactor-mixer contains two additional shafts with three mixing devices, an additional sensor is installed in the volume of the reactor-mixer the pH of the reaction mixture, electrically connected to a pH control device, and turbulators-bumpers are installed on the inner wall of the body, the reactor-mixer is also additionally equipped a reaction mixture sampling device and a safety valve, and the heat-exchange jacket of the reactor-mixer contains an outer layer of thermal insulation. In this case, the turbulents of the anchor mixer are made in the form of rectangular plates. In this case, a sealing gasket is installed between the cover and the body, while additional mixing devices shafts use two paddle and one propeller mixer.

Description

Полезная модель относится к оборудованию для крахмалопаточной промышленности, а именно к конструкциям реакционных аппаратов периодического действия, и может быть использована для интенсификации процессов, протекающих в гетерогенных средах, в том числе, с выделением или поглощением тепла, в частности, к устройствам для модификации (в т.ч. для гидролиза (ферментативного, кислотного, щелочного), окисления, фосфорилирования, оксиалкилирования, карбоксиметилирования, катионизации и т.д.) крахмала и крахмалосодержащего сырья, и может найти применение в различных отраслях промышленности, например в консервной, пищевой, химической, фармацевтической, нефтехимической и др. для получения однородных смесей жидких компонентов, суспензий или порошков.The utility model relates to equipment for the starch industry, namely, to designs of reaction apparatuses of periodic action, and can be used to intensify processes occurring in heterogeneous media, including with the release or absorption of heat, in particular, with devices for modification (in including for hydrolysis (enzymatic, acidic, alkaline), oxidation, phosphorylation, hydroxyalkylation, carboxymethylation, cationization, etc.) of starch and starch-containing raw materials, and may find Menenius in various industries, for example in the canning and food, chemical, pharmaceutical, and other petrochemicals. to obtain homogeneous mixtures of liquid components, suspensions or powders.

Известны реакторы для проведения физико-химических процессов в гетерогенных средах, содержащих жидкую и твердую фазы. Общие недостатки известных реакторов: невозможность проведения процессов при высокой концентрации суспензии, сложность конструкции, в некоторых случаях существуют трудности получения продукта высокой чистоты, недостаточная скорость образования конечного продукта из-за недостаточной интесивности перемешивания реагентов, образование застойных зон, в которых накапливаются непрореагировшие вещества, неудовлетворительное диспергирование жидкости в реакционной массе, недостаточный отвод тепла при экзотермической и подвод тепла при эндотермической реакциях, сложности или невозможность создания реакторов большой единичной мощности.Known reactors for conducting physicochemical processes in heterogeneous environments containing liquid and solid phases. Common disadvantages of known reactors: the impossibility of carrying out processes at a high concentration of suspension, the complexity of the design, in some cases there are difficulties in obtaining a product of high purity, insufficient formation rate of the final product due to insufficient mixing intensity of the reactants, the formation of stagnant zones in which unreacted substances accumulate, unsatisfactory liquid dispersion in the reaction mass, insufficient heat removal during exothermic and heat supply at non-thermal reactions, complexity or inability to create reactors of large unit capacity.

Известен реактор [1], включающий цилиндрическую емкость с перфорированным ложным дном, барботером, съемную крышку с люком и патрубками, рубашкой для подачи теплоносителей.A known reactor [1], including a cylindrical container with a perforated false bottom, bubbler, a removable lid with a hatch and nozzles, a jacket for supplying coolants.

Недостатками этого реактора являются: недостаточная интенсивность перемешивания особенно высококонцентрированных суспензий, невозможность отбора проб реакционной смеси во время работы, невозможность проведения процессов при высокой концентрации суспензии и при заданном значении pH, невозможность создания реактора большой единичной мощности.The disadvantages of this reactor are: insufficient mixing intensity of especially highly concentrated suspensions, the impossibility of sampling the reaction mixture during operation, the impossibility of carrying out processes at a high concentration of the suspension and at a given pH value, the impossibility of creating a reactor with a large unit capacity.

Известен аппарат для перемешивания маловязких жидкостей [2], состоящий из корпуса, крышки, многоярусной мешалки и привода, расположенного на крышке, патрубков для ввода и вывода реагентов, в котором мешалки закреплены на отдельных валах, установленных концентрично друг другу в виде телескопической конструкции и расположенных по оси осесимметрично корпусу аппарата.A known apparatus for mixing low-viscosity liquids [2], consisting of a housing, a cover, a multi-tier mixer and a drive located on the cover, nozzles for input and output of reagents, in which the mixer is mounted on separate shafts mounted concentrically to each other in the form of a telescopic structure and located along the axis axisymmetrically to the apparatus body.

Недостатками этого аппарата являются: невозможность отбора проб реакционной смеси во время работы и невозможность проведения процессов при высокой концентрации суспензии, невозможность создания равномерного интенсивного гидродинамического режима перемешивания во всем объеме реактора при совместной реализации процесса перемешивания и химической реакции, невозможность контролировать и регулировать температуру и pH реакционной смеси, сложность конструкции привода валов мешалок.The disadvantages of this apparatus are: the impossibility of sampling the reaction mixture during operation and the impossibility of carrying out processes at a high concentration of suspension, the impossibility of creating a uniform intensive hydrodynamic mixing mode in the entire reactor volume during the joint implementation of the mixing process and the chemical reaction, the inability to control and adjust the temperature and pH of the reaction mixtures, the complexity of the design of the drive shafts of the mixers.

Известен химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах, содержащий корпус с теплообменной рубашкой, перемешивающее и турбулизирующее устройства, барботер, двухрядный змеевик, установленный по центру внутри реактора [3].Known chemical reactor for carrying out processes in heterogeneous environments, containing a housing with a heat-exchange jacket, mixing and turbulizing devices, bubbler, double-row coil mounted centrally inside the reactor [3].

Недостатками этого реактора являются: невозможность отбора проб реакционной смеси во время работы и невозможность проведения процессов при высокой концентрации суспензии, сложность создания интенсивного гидродинамического режима перемешивания во всем объеме реактора вследствие расположения внутри него двухрядного змеевика и барботера, выпадение осадка на днище, невозможность регулировать и контролировать величину температуры и pH реакционной смеси.The disadvantages of this reactor are: the impossibility of sampling the reaction mixture during operation and the impossibility of carrying out processes at a high concentration of suspension, the difficulty of creating an intensive hydrodynamic mixing mode in the entire reactor volume due to the location of a double-row coil and bubbler inside it, precipitation on the bottom, inability to regulate and control the temperature and pH of the reaction mixture.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах, содержащий корпус с теплообменной рубашкой, направляющие устройства, крышку, загрузочный и разгрузочный патрубки, вал с перемешивающим устройством, датчик температуры, соединенный с блоком управления [4] - прототип.The closest in technical essence and the achieved result is a chemical reactor for carrying out processes in heterogeneous environments, containing a housing with a heat exchange jacket, guiding devices, a cover, loading and unloading nozzles, a shaft with a mixing device, a temperature sensor connected to the control unit [4] - prototype.

К недостаткам реактора по прототипу относятся: невозможность отбора проб реакционной смеси для контроля во время работы и невозможность проведения процессов при высокой концентрации суспензии, невозможность создания интенсивного гидродинамического режима перемешивания во всем объеме реактора, невозможность контролировать и регулировать величину рН реакционной смеси.The disadvantages of the prototype reactor include: the inability to take samples of the reaction mixture for monitoring during operation and the inability to carry out processes at a high concentration of suspension, the inability to create an intensive hydrodynamic mixing mode in the entire volume of the reactor, the inability to control and adjust the pH of the reaction mixture.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является обеспечение ведения процесса в гетерогенных средах с низкой и высокой концентрацией суспензии за счет установки внутри корпуса реактора-смесителя нескольких независимых перемешивающих устройств различных типов, возможности контроля и регулирования рН реакционной смеси, обеспечения требуемой интенсивности физико-химических процессов путем создания высокой регулируемой турбулентности во всем объеме реактора-смесителя и устранения застойных зон, обеспечение безопасности его работы.The technical result of the claimed utility model is to ensure the conduct of the process in heterogeneous environments with a low and high concentration of suspension due to the installation of several independent mixing devices of various types inside the reactor-mixer body, the ability to control and adjust the pH of the reaction mixture, and provide the required intensity of physicochemical processes by creating high regulated turbulence in the entire volume of the reactor-mixer and elimination of stagnant zones, ensuring safety his works.

Технический результат полезной модели достигается тем, что реактор-смеситель для проведения процессов в гетерогенных средах содержит цилиндрический корпус с теплообменной рубашкой, крышку и днище, центральный вал с перемешивающим устройством, загрузочные трубы и разгрузочный патрубок, при этом центральный вал с перемешивающим устройством, расположенный вдоль центральной оси корпуса реактора-смесителя, снабжен перемешивающим устройством в виде трех пропеллерных мешалок и якорной мешалкой, включающей турбулизаторы, установленные со стороны днища с зазором между их нижней кромкой и днищем, при этом реактор смеситель содержит два дополнительных вала с тремя перемешивающими устройствами, в объеме реактора-смесителя дополнительно установлен датчик рН реакционной смеси, электрически связанный с устройством регулирования рН, а на внутренней стенке корпуса установлены турбулизаторы-отбойники, реактор-смеситель также дополнительно снабжен приспособлением для отбора проб реакционной смеси и предохранительным клапаном, а теплообменная рубашка реактора-смесителя содержит наружный слой теплоизоляции.The technical result of the utility model is achieved in that the reactor-mixer for carrying out processes in heterogeneous environments contains a cylindrical body with a heat-exchange jacket, a cover and a bottom, a central shaft with a mixing device, loading pipes and an unloading pipe, while the central shaft with a mixing device located along the central axis of the reactor-mixer body, equipped with a mixing device in the form of three propeller mixers and an anchor mixer, including turbulators installed with the sides of the bottom with a gap between their lower edge and the bottom, while the mixer reactor contains two additional shafts with three mixing devices, an additional pH sensor for the reaction mixture, electrically connected to the pH control device, is installed in the volume of the mixer-reactor, and turbulators are installed on the inner wall of the body - chippers, the reactor-mixer is also additionally equipped with a device for sampling the reaction mixture and a safety valve, and the heat exchange jacket of the reactor-mixer contains um outer layer of insulation.

При этом турбулизаторы якорной мешалки выполнены в виде пластин прямоугольной формы с отверстиями.In this case, the turbulators of the anchor mixer are made in the form of rectangular plates with holes.

При этом между крышкой и корпусом установлена герметизирующая прокладка.In this case, a sealing gasket is installed between the cover and the housing.

При этом в качестве перемешивающих устройств дополнительных валов используют две лопастные и одну пропеллерную мешалки.At the same time, two paddle and one propeller mixers are used as mixing devices for the additional shafts.

Реактор-смеситель создает возможность проведения физико-химических процессов не только в жидких средах, но и в суспензиях с низким и высокими содержанием твердой фазы путем повышения эффективности перемешивания реакционной смеси, предотвращении выпадения твердой фазы в осадок, автоматическом контролировании и регулировании рН среды.The mixing reactor makes it possible to carry out physicochemical processes not only in liquid media, but also in suspensions with a low and high solids content by increasing the mixing efficiency of the reaction mixture, preventing the solid phase from precipitating, automatically controlling and adjusting the pH of the medium.

В заявляемом реакторе-смесителе возможно проводить процессы перемешивания реакционной смеси, предотвращая выпадение твердой фазы в осадок, автоматического контролирования и регулирования pH среды. В заявляемом реакторе-смесителе возможно проводить процессы смешивания порошков и осуществлять реакции между их компонентами в сухом виде, что практически невозможно в смесителях известных типов.In the inventive reactor-mixer, it is possible to carry out processes of mixing the reaction mixture, preventing the solid phase from precipitating, automatically controlling and regulating the pH of the medium. In the inventive reactor-mixer, it is possible to carry out the processes of mixing powders and carry out the reactions between their components in a dry form, which is almost impossible in mixers of known types.

Реактор-смеситель изображен на фиг. 1, на фиг. 2 - варианты турбулизатовров.The mixing reactor is shown in FIG. 1, in FIG. 2 - options for turbulization.

Реактор-смеситель для проведения процессов в гетерогенных средах содержит корпус (7), выполненный из коррозионно-стойкого материала (например, нержавеющей стали) или имеющего антикоррозионную футеровку внутри, и заключенный в теплообменную рубашку (2) с внутренней полостью (3) и со слоем теплоизоляции (4). Теплообменная рубашка (2) снабжена патрубками (6) и (75) для подвода и отвода теплоносителя. Снаружи корпуса (7) установлена емкость (28) для сбора отбираемой пробы, которая через патрубок (27) сообщена с атмосферой, а пробоотборной трубкой (25) соединена с объемом реакционной смеси. Емкость (28) снабжена краном (30) и патрубком (29) для выпуска пробы. На внутренних стенках реактора по высоте установлены турбулизаторы (5). Внутри реактора размещены валы (19), (21) с (24) перемешивающими устройствами со смонтированными на них пропеллерными мешалками (32), (33), (34), (35) и (36) и лопастными мешалками (37), (37) и (38). Сверху на корпусе (7) установлена крышка (16) с загрузочными трубами (75), (20) и (22). В крышке (7) установлены втулки (условно не показаны) для пропуска датчика (23) температуры, датчика (77) pH с электродом (72), которые электрически соединены с блоком управления (условно не показан) и для пропуска труб (75), (20) и (22) и валов (19), (21) и (24) перемешивающих устройств. Перемешивающие устройства смонтированы на валах (19), (21) и (24), которые соединены с приводами вращения валов (условно не показаны). В торце центрального вала (27) установлена якорная мешалка (7), снабженная турбулизаторами (8), установленными со стороны, обращенной к днищу, и выполненными в виде пластин прямоугольной формы с отверстиями, причем турбулизаторы установлены с шагом (просветом) между пластинами равным 0,5…1,5 их размера по длине. Диаметр отверстий предпочтительно 5…10 мм, а наклон их оси к горизонту составляет 10…45 (предпочтительно 25…35) градусов в направлении сверху-вниз. Длина пластин 10…30 см (предпочтительно 5…15 см). Турбулизаторы установлены с зазором от их нижней кромки до внутренней поверхности днища, достаточным для взмучивания выпадающего осадка и составляющим предпочтительно 3…7 см. Для вывода готового продукта на выходе разгрузочного патрубка (9) установлена задвижка (10). Реактор-смеситель также снабжен предохранительным клапаном (14) и имеет герметизирующую прокладку (15) между фланцем корпуса (1) и крышкой (16).The reactor-mixer for carrying out processes in heterogeneous environments contains a housing (7) made of a corrosion-resistant material (for example, stainless steel) or having an anticorrosive lining inside, and enclosed in a heat-exchange jacket (2) with an internal cavity (3) and with a layer thermal insulation (4). The heat exchange jacket (2) is equipped with nozzles (6) and (75) for supplying and discharging the coolant. Outside the casing (7), a container (28) is installed for collecting a sample, which is connected through the pipe (27) to the atmosphere, and a sampling tube (25) is connected to the volume of the reaction mixture. The container (28) is equipped with a tap (30) and a nozzle (29) for the release of the sample. Turbulators (5) are installed on the inner walls of the reactor in height. Inside the reactor there are shafts (19), (21) with (24) mixing devices with propeller mixers (32), (33), (34), (35) and (36) mounted on them and paddle mixers (37), ( 37) and (38). A cover (16) with loading tubes (75), (20) and (22) is mounted on top of the housing (7). In the cover (7) there are bushings (not shown conditionally) for passing the temperature sensor (23), pH sensor (77) with an electrode (72), which are electrically connected to the control unit (not shown conditionally) and for passing pipes (75), (20) and (22) and shafts (19), (21) and (24) of the mixing devices. The mixing devices are mounted on shafts (19), (21) and (24), which are connected to the shaft rotation drives (not shown conditionally). An anchor mixer (7) is installed at the end of the central shaft (27), equipped with turbulators (8) mounted on the side facing the bottom and made in the form of rectangular plates with holes, and the turbulators are installed with a step (clearance) between the plates equal to 0 , 5 ... 1.5 of their size in length. The diameter of the holes is preferably 5 ... 10 mm, and the inclination of their axis to the horizon is 10 ... 45 (preferably 25 ... 35) degrees in the direction from top to bottom. The length of the plates is 10 ... 30 cm (preferably 5 ... 15 cm). The turbulators are installed with a gap from their lower edge to the inner surface of the bottom, sufficient to stir up the precipitate and preferably amounting to 3 ... 7 cm. A valve (10) is installed at the outlet of the discharge pipe (9) to output the finished product. The mixing reactor is also equipped with a safety valve (14) and has a sealing gasket (15) between the flange of the housing (1) and the cover (16).

Реактор-смеситель для проведения процессов в гетерогенных средах работает следующим образом (на примере производства химически модифицированного крахмала). По трубе (18) подают требуемый объем предварительно приготовленной суспензии крахмала. Нижний торец (11) трубы (18) расположен на уровне мешалки (36). При этом вращается центральный вал (21). При заполнении реактора (1) на 30…40% его объема включают в работу перемешивающие устройства, смонтированные на валах (19) и (24). После заполнения реактора (1) суспензией до требуемого уровня в объем реактора-смесителя (1) по трубе (20) вводят предварительно приготовленный химический агент. Затем по трубе (22) в реакционную смесь дополнительно добавляют кислоту или щелочь и водную реакционную смесь перемешивают при необходимой температуре (для крахмала не выше 50°C) в течение заданного времени. Температуру в реакторе устанавливают и регулируют с помощью датчика (23) температуры, соединенного электрически с блоком управления (условно не показан). Требуемую величину pH реакционной смеси устанавливают и регулируют с помощью датчика (17) pH, соединенного электрическим с блоком управления. Нагрев реакционной смеси осуществляют с помощью теплообменной рубашки (2), в которую теплоноситель подают по патрубку (6) и отводят по патрубку (13). При вращении центрального вала (21) якорная мешалка (7) турбулизаторами (8) взмучивает осадок на днище, а с помощью вращающихся перемешивающих устройств, смонтированных на валах (19), (21) и (24), частицы крахмала (взвесь) равномерно распределяется по всему объему реактора, и процесс химической модификации крахмала интенсивно протекает при перемешивании реакционной смеси в режиме высокой турбулентности во всем объеме реактора-смесителя. Увеличению степени турбулизации потока способствуют турбулизаторы (5), установленные на стенках реактора, турбулизаторы (8) на якоре (7), а также перемешивающие устройства на валах (19), (21) и (24) с мешалками разного типа, причем количество лопастей мешалок предпочтительно менее 4. Для обеспечения безопасности работы корпус (1) реактора-смесителя снабжен предохранительным клапаном (14), который стравливает избыточное давление в атмосферу. Готовый продукт из реактора выгружают через разгрузочный патрубок (9) при открытой задвижке (10).The reactor-mixer for carrying out processes in heterogeneous environments works as follows (for example, the production of chemically modified starch). The pipe (18) serves the required volume of a pre-prepared suspension of starch. The bottom end (11) of the pipe (18) is located at the level of the mixer (36). In this case, the central shaft (21) rotates. When filling reactor (1) by 30 ... 40% of its volume, mixing devices mounted on shafts (19) and (24) are included in the operation. After filling the reactor (1) with a suspension to the required level, a previously prepared chemical agent is introduced into the volume of the reactor-mixer (1) through the pipe (20). Then, acid or alkali is added to the reaction mixture through a pipe (22) and the aqueous reaction mixture is stirred at the required temperature (for starch not higher than 50 ° C) for a predetermined time. The temperature in the reactor is set and regulated using a temperature sensor (23), electrically connected to a control unit (not shown conditionally). The required pH of the reaction mixture is set and adjusted using a pH sensor (17) connected electrically to the control unit. The reaction mixture is heated using a heat exchange jacket (2), into which the coolant is fed through a pipe (6) and is removed through a pipe (13). When the central shaft (21) rotates, the anchor mixer (7) with turbulators (8) stirs up the sediment on the bottom, and with the help of rotating mixing devices mounted on the shafts (19), (21) and (24), the starch particles (suspension) are evenly distributed throughout the volume of the reactor, and the process of chemical modification of starch occurs intensively with stirring of the reaction mixture in high turbulence in the entire volume of the reactor-mixer. Turbulizers (5) mounted on the walls of the reactor, turbulizers (8) at anchor (7), as well as mixing devices on shafts (19), (21) and (24) with different types of mixers, and the number of blades, contribute to an increase in the degree of turbulization of the flow. the agitators are preferably less than 4. To ensure safe operation, the housing (1) of the reactor-mixer is equipped with a safety valve (14), which vents excess pressure into the atmosphere. The finished product from the reactor is discharged through the discharge pipe (9) with the valve open (10).

Снабжение реактора-смесителя для проведения процессов в гетерогенных средах дополнительными различными перемешивающими устройствами, установленными на валах по всему объему реактора-смесителя, турбулизаторами, датчиком pH, пробоотборной трубкой с емкостью для сбора пробы и предохранительным клапаном обеспечивает:The supply of the reactor-mixer for carrying out processes in heterogeneous environments with various additional mixing devices installed on the shafts throughout the volume of the reactor-mixer, turbulators, a pH sensor, a sampling tube with a sample collection tank and a safety valve provides:

- высокую скорость проведения физико-химических процессов в гетерогенных средах в реакционном пространстве реактора-смесителя за счет высокой интенсивности массообменных процессов в турбулентном режиме, благодаря обеспечению нахождения всей твердой фазы во взвешенном состоянии и поддержания значения pH в оптимальном диапазоне;- high speed of the physical and chemical processes in heterogeneous environments in the reaction space of the reactor-mixer due to the high intensity of the mass transfer processes in a turbulent mode, due to ensuring that the entire solid phase is in suspension and maintaining the pH value in the optimal range;

- стабильность процесса и упрощение обслуживания за счет исключения воронкообразования при перемешивании реакционной гетерогенной среды;- the stability of the process and the simplification of maintenance due to the exclusion of funnel formation during stirring of the reaction heterogeneous medium;

- безопасность работы, т.к. при повышении давления выше заданного происходит автоматическое срабатывание предохранительного клапана и снижение давления;- work safety, as when the pressure rises above the set value, the safety valve automatically activates and the pressure drops;

- реактор-смеситель обладает упрощенной технологией сборки и возможностью регулирования интенсивности массообменных процессов в объеме реакционной смеси.- the reactor-mixer has a simplified assembly technology and the ability to control the intensity of mass transfer processes in the volume of the reaction mixture.

Результатом полезной модели является простой, эффективный и надежный в эксплуатации реактор-смеситель для проведения процесса в гетерогенных средах, обеспечивающий обработку суспензий низкой и высокой концентрации, позволяющий проводить процессы смешения порошков и реакции между их компонентами в сухом виде, повышает безопасность и упрощает его работу и обслуживание.The result of the utility model is a simple, efficient and reliable reactor-mixer for carrying out the process in heterogeneous environments, which provides the processing of suspensions of low and high concentration, which allows the processes of mixing powders and reactions between their components in dry form, increases safety and simplifies its operation and service.

Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки:Sources of information taken into account when filling out the application:

1. Патент на полезную модель RU №25285. Реактор. МКИ B01J 19/08, 2002.1. Patent for utility model RU No. 25285. Reactor. MKI B01J 19/08, 2002.

2. Патент на полезную модель RU №111025. Аппарат для перемешивания маловязких жидкостей. МКИ B01F 7/16, 2006.2. Patent for utility model RU No. 111025. Apparatus for mixing low-viscosity liquids. MKI B01F 7/16, 2006.

3. Патент RU №2132726. Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах. B01J 8/10, 1999.3. Patent RU No. 2132726. Chemical reactor for carrying out processes in heterogeneous environments. B01J 8/10, 1999.

4. Патент RU №2429063. Химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах. МКИ B01J 8/10, 2006.4. Patent RU No. 2429063. Chemical reactor for carrying out processes in heterogeneous environments. MKI B01J 8/10, 2006.

Claims (4)

1. Реактор-смеситель для проведения процессов в гетерогенных средах, содержащий цилиндрический корпус с теплообменной рубашкой, крышку и днище, центральный вал с перемешивающим устройством, загрузочные трубы и разгрузочный патрубок, отличающийся тем, что центральный вал с перемешивающим устройством, расположенный вдоль центральной оси корпуса реактора-смесителя, снабжен перемешивающим устройством в виде трех пропеллерных мешалок и якорной мешалки, включающей турбулизаторы, установленные со стороны днища с зазором между их нижней кромкой и днищем, при этом реактор-смеситель содержит два дополнительных вала с тремя перемешивающими устройствами, в объеме реактора-смесителя дополнительно установлен датчик рН реакционной смеси, электрически связанный с устройством регулирования рН, а на внутренней стенке корпуса установлены турбулизаторы-отбойники, реактор-смеситель также дополнительно снабжен приспособлением для отбора проб реакционной смеси и предохранительным клапаном, а теплообменная рубашка реактора-смесителя содержит наружный слой теплоизоляции.1. The reactor-mixer for carrying out processes in heterogeneous environments, comprising a cylindrical body with a heat exchange jacket, a cover and a bottom, a central shaft with a mixing device, loading pipes and an unloading pipe, characterized in that the central shaft with a mixing device located along the central axis of the housing the reactor-mixer is equipped with a mixing device in the form of three propeller mixers and an anchor mixer, including turbulators installed on the bottom side with a gap between their lower and bottom, while the reactor-mixer contains two additional shafts with three mixing devices, in the volume of the reactor-mixer there is additionally a pH sensor for the reaction mixture, electrically connected to the pH control device, and turbulence-bumpers, a reactor-mixer are installed on the inner wall of the vessel also equipped with a device for sampling the reaction mixture and a safety valve, and the heat transfer jacket of the reactor-mixer contains an outer layer of thermal insulation. 2. Реактор-смеситель для проведения процессов в гетерогенных средах по п. 1, отличающийся тем, что турбулизаторы якорной мешалки выполнены в виде пластин прямоугольной формы с отверстиями.2. The reactor-mixer for carrying out processes in heterogeneous environments according to claim 1, characterized in that the turbulators of the anchor mixer are made in the form of rectangular plates with holes. 3. Реактор-смеситель для проведения процессов в гетерогенных средах по п. 1, отличающийся тем, что между крышкой и корпусом установлена герметизирующая прокладка.3. The reactor-mixer for carrying out processes in heterogeneous environments according to claim 1, characterized in that a sealing gasket is installed between the cover and the housing. 4. Реактор-смеситель для проведения процессов в гетерогенных средах по п. 1, отличающийся тем, что в качестве перемешивающих устройств дополнительных валов используют две лопастные и одну пропеллерную мешалки.4. The reactor-mixer for carrying out processes in heterogeneous environments according to claim 1, characterized in that two paddle and one propeller mixers are used as mixing devices for the additional shafts.
RU2017118600U 2017-05-29 2017-05-29 Mixer reactor for carrying out processes in heterogeneous environments RU178404U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118600U RU178404U1 (en) 2017-05-29 2017-05-29 Mixer reactor for carrying out processes in heterogeneous environments

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118600U RU178404U1 (en) 2017-05-29 2017-05-29 Mixer reactor for carrying out processes in heterogeneous environments

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU178404U1 true RU178404U1 (en) 2018-04-03

Family

ID=61867878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118600U RU178404U1 (en) 2017-05-29 2017-05-29 Mixer reactor for carrying out processes in heterogeneous environments

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU178404U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685674C1 (en) * 2018-04-25 2019-04-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет" Rotary-vibration mixer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2031704C1 (en) * 1991-05-20 1995-03-27 Санкт-Петербургский технологический институт Mixing reactor
US7915356B2 (en) * 2006-04-11 2011-03-29 Solvay Solexis S.P.A. Polymerisation process
RU2429063C2 (en) * 2009-10-26 2011-09-20 Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Chemical reactor for processes performed in heterogeneous media

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2031704C1 (en) * 1991-05-20 1995-03-27 Санкт-Петербургский технологический институт Mixing reactor
US7915356B2 (en) * 2006-04-11 2011-03-29 Solvay Solexis S.P.A. Polymerisation process
RU2429063C2 (en) * 2009-10-26 2011-09-20 Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Chemical reactor for processes performed in heterogeneous media

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685674C1 (en) * 2018-04-25 2019-04-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет" Rotary-vibration mixer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207970852U (en) A kind of hydrogenation reaction kettle
RU178404U1 (en) Mixer reactor for carrying out processes in heterogeneous environments
CN201669095U (en) Device for strengthening gas distribution in strengthen
CN211586169U (en) Heating agitator tank
US5899566A (en) Reactor for corrosive reaction mixtures
KR20170131152A (en) Chemical reactor and preparation method of olefin using the same
RU111026U1 (en) REACTOR
CN208757598U (en) Ion exchange resin continuous reacting device
CN214916032U (en) Reaction kettle stirring device
RU2621761C1 (en) Reactor-mixer for conducting processes in heterogeneous media
CN212855727U (en) Solid chemical reaction kettle stirrer convenient for layered stirring
US3980628A (en) Large capacity external cooled vinyl halide polymerization reactor
CN212383574U (en) Silicon carbide raw material mixing stirring kettle
CN209810150U (en) Reation kettle of medical intermediate production usefulness with cooling function
JPS6257636A (en) Reaction apparatus for high-viscosity liquid
CN107051352A (en) A kind of tank reactor
US4191736A (en) Process for reacting liquids with solids
CN208494183U (en) A kind of reaction kettle for unsaturated polyester resin experiment
CN209333737U (en) A kind of taper reaction kettle
CN206262538U (en) A kind of low dose of highly effective reaction tank
CN212882423U (en) Closed organic chemical reaction kettle
CN215087193U (en) Reaction kettle
CN220900349U (en) Sol acidification device
CN219482676U (en) No dead zone stirred tank reactor
CN221816139U (en) Crystallization reactor