Реакторы-смесители

 

Они представляют собой вертикальные, цилиндрические резервуары:

· либо с емкостной пароводяной рубашкой,

· либо рубашкой выполненной из полутруб приваренных с внешней стороны к корпусу.

Давление в рубашках:

- гладких – до 0,4 МПа;

- из полутруб – до 1,6 МПа.

Рис.3.4 Реактор-смеситель 1 – штуцер для входа теплоносителя; 2 – переливная продукта; 3 – труба передавливания; 4 – технологический штуцер; 5 – люк; 6 – выход теплоносителя; 7 – вход теплоносителя; 8 – выход продукта; 9 – выход теплоностителя.

Материал корпуса – чугун, эмалированный изнутри. Емкость реакторов – 0,01 ÷ 100 м³.

Внутри резервуара реактора-смесителя устанавливается перемешивающее устройство турбинного типа.

В рубашку может поступать:

- водопроводная или оборотная вода;

- хладагент в виде рассола;

- насыщенный водяной пар в качестве теплоносителя;

- высокотемпературный органический растворитель.

На аппарате располагаются штуцера и патрубки:

- входа и выхода теплоносителя, перелива продукта, установки термометра, предохранительного клапана,

- кроме того, труба принудительного выдавливания продукта, люк для загрузки сухих компонентов, а также перемешивающее устройство.

В реакторе производится не только хранение продукта, но и технологические операции по смешиванию сыпучих компонентов с жидким продуктом.

Частота вращения мешалки составляет 0,25 – 3,33 об/с. Для этого в привод мешалки включается вариатор скорости.

Большое значение придается герметизации процесса. Для этого вал мешалки герметизируется:

- либо обычными сальниковыми уплотнениями – для сред, обрабатываемых при атмосферном давлении;

- либо торцевыми (графито-фторопластными) уплотнениями типа ТДМ – для взрывоопасных, токсичных, пожароопасных сред.

 

Торцевые уплотнения позволяют работать при вакууме 40 КПа и до давления 0,6 МПа.

Помимо данных реакторов с обычным подводом тепла в микробиологической промышленности используются:

· реакторы и автоклавы с взрывозащищенным электроподогревом.

В принципиальном плане конструкция их почти такая же, но подогрев стенок аппарата производится с помощью электронагревателей.

Для предотвращения взрыва электронагревательные приборы продуваются:

· либо чистым воздухом,

· либо инертным газом.

Конструкция стенки любого резервуара для хранения жидкого сырья выполняется многослойной.

Стенка резервуара выполнена:

· из металла небольшой толщины 2 –5 мм,

· далее следует силовой каркас из досок или металлических профилей,

· затем слой теплоизоляции, гидроизоляции

· и металлический кожух из жести.

 

Эффективность перемешивания определяется однородностью содержания физико-химических параметров (вязкость, консистенция, концентрация, жирность, плотность, содержание сухих веществ и пр.) в различных слоях продукта, находящегося в резервуаре.

Повышение температуры продукта за 12 часов хранения не должно быть более чем на 1-2⁰ С.

Экономичность оборудования для доставки и хранения можно оценивать по следующим соотношениям:

 

f = F/V; p = P/V (1),

 

f – поверхность, приходящаяся на одну единицу объема – удельная поверхность резервуара оборудования, м²/м³;

F – поверхность оборудования определяемая по геометрическим размерам, м²;

V – объем оборудования, также определяемый по геометрическим размерам, м³;

р - масса оборудования, приходящееся на одну единицу объема – удельная масса оборудования, кг/м³;

Р – масса оборудования, кг.

 

Чем меньше f, тем меньше вероятное изменение температуры продукта за время транспортировки или хранения. Чем меньше р, тем меньше материалоемкость оборудования.

Поверхность резервуара во многом зависит от его размеров, формы и условия получения наименьшей поверхности либо минимального расхода материалов при изготовлении емкости.

Существуют определенные соотношения между формой, размерами и поверхностью резервуаров. Так для цилиндрических емкостей:

- автоцистерн – отношение диаметра к длине D/H = 0,7-0,8;

- железнодорожных цистерн - D/H = 0,5-0,7;

- цистерн водного транспорта – (около) D/H ≈ 1,0

 

Для емкостей хранения отношение длины к диаметру Н/D:

- горизонтальных - 1,0…1,2;

- вертикальных - 1,0…1,6, а иногда даже 3-5 для резервуаров большой вместимости.

Наиболее выгодной формой прямоугольных резервуаров с наименьшей поверхностью является куб. Для максимальной экономии материалов высоту резервуаров делают равной ширине.

Однако широкого применения прямоугольные резервуары не нашли. Дело в том, что по прочности они уступают резервуарам цилиндрического типа. Следует, однако, отметить, что у прямоугольных танков есть и второе достоинство – размещение целого блока таких танков более компактно, их устанавливают в ряд без проходов.