Mengen Doel: twee of meerdere stoffen bewerken tot ze een eeindproduct geven dat meer uniform is dan het oorspronkelijk product academiejaar 2005
De mengindex Als een twee-component mengsel bemonsterd wordt aan het begin van de menging(ongemengd mengsel) dan zullen de meeste monsters bestaan uit één van de componenten Als menging plaatsgrijpt dan zullen de monsters een meer uniforme samenstelling krijgen die een bepaald gemiddelde benaderd Een van de methoden om de veranderende samenstelling te evalueren is de standaard deviatie van elke fractie in opeenvolgende monsters te bepalen academiejaar 2005
Mengindex ctd Een manier om de menging te beoordelen is gebruik te maken van de mengindex academiejaar 2005
Mengindex academiejaar 2005
De mengtijd I= 1 - M ln I = - K tm met K de mengsnelheidsconstante die varieert met het type menger en de aard van de componenten met tm (s) de mengsnelheid (variabel) academiejaar 2005
0 min 10 min 15 min 20 min 25 min 1 10,1 14,5 18,2 19,2 20,4 2 30,7 18,1 25,3 21,0 20,6 3 26,0 17,0 20,2 20,5 4 26.5 25.9 21.1 22.1 5 13.2 21.0 17.6 21.5 22.0 6 16.9 17.8 23.5 7 20.5 16.5 25.0 20.1 20.8 8 19.0 21.2 17.1 9 27.0 25.1 19.1 21.3 10 11.3 13.8 21.4 X S² VC 19.3 6.96 36.0 20.0 4.58 22.9 20.7 3.34 16.1 0.91 4.3 0.53 2.5 academiejaar 2005
academiejaar 2005
academiejaar 2005
academiejaar 2005
simulaties http://lcvmsun9.epfl.ch/~moakher/mixing/ academiejaar 2005
Mengen van vloeistoffen In dit verband moet men het onderscheid maken tussen : - mengbare vloeistoffen ‑ niet mengbare vloeistoffen ‑ verdunde suspensies * convectiestroming : spontaan a.g.v. temperatuursverschil of concentratieverschil * circulatiestroming : menging met roerders, menging is afhankelijk van de dichtheid en van de viscositeit van de vloeistoffen academiejaar 2005
Mengen van vloeistoffen Diverse roerdertypes Blad- of plaatroerders Schroefroerders of propellers Turbineroerders academiejaar 2005
academiejaar 2005
academiejaar 2005
Mengen vloeistof-vast fluïdum in rust kracht nodig om een oneindig dun laagje fluïdum t.o.v. het stilstaande fluïdum voort te bewegen met een constante snelheid overeenkomstig het stationair snelheidsprofiel, wordt gegeven door de wet van Newton : F = ‑ A. .dv/dx dv/dx < 0 , de snelheid neemt af A : contactoppervlak van fluïdumlaag dx : dikte van fluïdumlaagje dv : snelheidsverval in fluïdumlaagje met dikte dx µ : dynamische viscositeit Voor een totale fluïdumdikte d ( dx : 0 d) wordt F = A. µ .v/d academiejaar 2005
F/A = = schuifspanning * [µ] = N.s /m² = kg/m.s * poise = eenheid van dynamische viscositeit = kracht nodig om een dun laagje fluïdum, met 1 cm² contactopper vlak, met een snelheid van 1 cm/s te verplaatsen t.o.v. een ander laagje waarvan het 1 cm verwijderd is. 1 poise = 1 dyne.s/cm² = 10‑5 N.s/cm² = 0.1 kg/m.s * kinematische viscositeit = µ / [ ] = m²/s ‑ Gassen en vloeistoffen in stationair regime ‑‑> Newtoniaanse media = ‑ µ . dv / dx ‑ Suspensies, verven, pasta's en plastics ‑‑> Niet‑Newtoniaanse media = 0 + µ '(dv/dx)n academiejaar 2005
= 0 + µ '(dv/dx) 0 > 0 N = 1 Zie verder cursus: Fysische eigenschappen van vloeistoffen academiejaar 2005
Mengen vast-gas Fluïdisatie Drogen Vriezen Ventileren De minimumsnelheid voor fluïdisatie moet berekend worden uitgaande van het moment waarop fluïdisatie intreedt of waarbij P gelijk is aan het gewicht van de materiaalkolom per eenheidsoppervlak. P is afkomstig van 2 factoren : * de wrijvingsverliezen Pw * en/of de kinetische energieverliezen Pe bijgevolg is P = Pw + Pe academiejaar 2005
Fluïdisatie De minimumsnelheid zal afhankelijk zijn van de aard van de stroming m.a.w. van het Reynoldsgetal D . . v / µ of van de diameter van de deeltjes, de dichtheid de luchtsnelheid. in laminair regime voor een Re < 10 zij vooral de wrijvingsverliezen van belang in turbulent regime de kinetische energieverliezen bepalend De minimumsnelheid (v min) De maximumsnelheid : om pneumatisch transport te voorkomen verlies aan materie Pas op: soms gewenst bij bvb pneumatisch transport, of stofafscheiding academiejaar 2005
Fluïdisatie ctd De belangrijkste voordelen van fluïdisatie zijn : ‑ intense menging : grotere homogeniteit van de vaste fase dan bij statisch opgestapeld materiaal ‑ een snelle en goede warmteoverdracht ‑ een groot contactoppervlak Mogelijke nadelen van de fluïdisatie : - erosie, slijtage van de apparatuur of duurder beschermd materiaal gebruiken ‑ verlies van fijne deeltjes moet tegengegaan worden De belangrijkste toepassingen van fluïdisatie: invriezen van losse partikels (diepvrieserwtjes), het drogen van granulaire bakkersgist, men spreekt hier resp. over wervelbed (fluidized bed) drogers en –vriezers. (zie bijlage fluid bed processing) academiejaar 2005
academiejaar 2005
academiejaar 2005
Mengen vloeistof-gas Vloeistof in gas: verstuiven Bvb. verstuivingsdrogen (sproeidrogen) Gas in vloeistof: aëreren, beluchten Productie van frisdranken academiejaar 2005
academiejaar 2005
Toepassing van spray dry: micro-encapsulatie academiejaar 2005