攪拌設(shè)備的多功能化與智能化

攪拌反應(yīng)釜是化學(xué)工程和生物工程中最常見(jiàn)也是最重要的設(shè)備之一。目前，攪拌反應(yīng)釜的選型和內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì)還依賴于實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)放大規(guī)律還缺乏深入的認(rèn)識(shí)，對(duì)于能耗和生產(chǎn)成本只能在一定規(guī)模的生產(chǎn)裝置上對(duì)比后才能得出結(jié)論。由于對(duì)產(chǎn)品的回收率和質(zhì)量要求越來(lái)越高，對(duì)攪拌反應(yīng)釜的研究日趨深入。早期主要是對(duì)攪拌功率和混合時(shí)間的研究；八十年代主要對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)的流體速度場(chǎng)分布的研究；九十年代則對(duì)攪拌釜內(nèi)三維流場(chǎng)的數(shù)值模擬研究。流場(chǎng)數(shù)值模擬必須在深入進(jìn)行流體力學(xué)研究的基礎(chǔ)上，綜合考慮其流動(dòng)的三維性、隨機(jī)性、非線性和邊界條件不確定性。通過(guò)數(shù)值模擬不但可以解決反應(yīng)器的放大機(jī)理，而且可以優(yōu)化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新型高效攪拌器，使機(jī)械攪拌反應(yīng)器的設(shè)計(jì)理論更加完善。

攪拌設(shè)備操作靈活方便，特別適合于批量小、更新快、工藝流程用計(jì)算機(jī)控制的間歇操作的精細(xì)化工生產(chǎn)。對(duì)于干擾因素多的攪拌反應(yīng)器，應(yīng)用傳感器測(cè)控，對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)圖控制和模糊控制，使設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品質(zhì)量更好。攪拌操作往往與反應(yīng)、蒸發(fā)、真空等過(guò)程相聯(lián)系。對(duì)特定的工藝，可以把幾個(gè)功能集中在一起，在同一個(gè)攪拌設(shè)備內(nèi)完成，實(shí)現(xiàn)多功能一體化。這種設(shè)備具有結(jié)構(gòu)緊湊，無(wú)連接管道，損耗少，效率高，易于滿足衛(wèi)生要求等優(yōu)點(diǎn)。這類集多功能于一體的攪拌裝置已在制藥行業(yè)中獲得應(yīng)用。例如用于聚合反應(yīng)上的組合式攪拌設(shè)備，已實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。

攪拌反應(yīng)釜

1—框式攪拌器 2—渦輪式攪拌器 3—刮板圖