Общие принципы работы оборудования для смешивания компонентов. Конструктивные принципы и выбор смесительных баков и вакуумных смесителей. Смесительные емкости, вакуумные смесители и смесительные резервуары из нержавеющей стали относятся к аппаратам для механического перемешивания. Они широко применяются в молочной, фармацевтической, химической и других отраслях для жидкостно‑жидкостного и жидкостно‑твердого смешивания, обеспечивая необходимое перемешивание и получая продукцию, соответствующую техническим требованиям. Смесительная емкость состоит из корпуса и различных приспособлений, приваренных к нему. Чаще всего используется вертикальный цилиндрический сосуд; он имеет крышку, корпус и днище. Корпус устанавливается на фундамент или платформу с помощью опор. При заданных рабочих температуре и давлении смесительная емкость предоставляет пространство для проведения процесса смешивания. Для удовлетворения различных технологических требований или в силу конструктивных особенностей самого аппарата внутри устанавливают различные вспомогательные устройства. Например, поскольку в ходе реакции материалы часто сопровождаются тепловыми эффектами — подводом или отводом тепла реакции, — в полости емкости размещают систему водяных рубашек или змеевиков. Для соединения редуктора и сальникового уплотнения крышка приваривается к основанию. Также предусматриваются люки, горловые отверстия и различные патрубки для облегчения ремонта и обслуживания внутренних элементов.
Для контроля температуры, давления и уровня материала в процессе работы следует устанавливать термометры, манометры, уровнемеры, зеркала наблюдения и устройства для сброса. Иногда, чтобы изменить режим движения материала, повысить интенсивность перемешивания, улучшить массо- и теплообмен, в ёмкостях устанавливают перегородки и направляющие трубопроводы. Однако увеличение числа комплектующих часто осложняет изготовление и обслуживание оборудования, повышая соответствующие затраты. Поэтому при выборе конструкции смесительной ёмкости необходимо проводить комплексный анализ, обеспечивая соответствие оборудования технологическим требованиям, экономичность и оптимальность проекта.
Основные положения при проектировании смесительных аппаратов следующие: соотношение длины и диаметра корпуса и его несущая способность. Для определения диаметра и высоты цилиндрического корпуса необходимо выбрать соответствующее соотношение длины к диаметру (H/D) и учетом несущей способности, чтобы оценить объем материала в реакторе. Соотношение длины и диаметра смесительного сосуда имеет большее значение для требований к процессу, поскольку это влияет на эффективность перемешивания, качество смешивания и технологические параметры. При проектировании смесительных емкостей следует учитывать три основных аспекта: 1) конструкция смесительного аппарата; 2) тип привода и система перемешивания; 3) свойства самого материала, включая его характеристики смешивания и реакционную способность. При проектировании мешалок необходимо рационально выбирать загрузочную массу, коэффициент наполнения и режим перемешивания, стремясь максимально повысить степень использования оборудования. Обычно принимают коэффициент наполнения в пределах 0,6–0,85. Если в ходе реакции образуется пена или происходит кипение, рекомендуется использовать значение 0,6–0,7; если реакция протекает относительно стабильно, то можно применять 0,8–0,85 (особенно при высокой вязкости материала).