靜態混合器、管道混合器、汽水混合器、格萊特混合設備技術百科

　　靜態混合器是一種內部沒有運動部件的管道混合設備，它具有混合性能出色、便于生產連續化、占地面積小、節能、操作簡便等優點，應用前景廣闊。

　　本文將SK型靜態混合器用于酶法制備淀粉糖和堿催化法制備生物柴油，優化了反應條件;并以堿法制備生物柴油為例，對SK型靜態混合器的混合情況進行了CFD的模擬。

　　CFD的模擬主要結論如下:　　

　　首先，通過攪拌式反應器獲得了最優的淀粉液化條件為溫度85℃、pH6.0、加酶量6U/g、液化時間15min，糖化條件為溫度65℃，攪拌轉速110r/min，淀粉濃度40％，pH值4.2。在此優化條件下，使用靜態混合器進行糖化反應，研究了淀粉濃度、流速對反應的影響，獲得了最佳工藝條件為流速0.1m/s、底物濃度40％，在此條件下反應16h，DE值可達95.37％，與攪拌法相比，達到相似的DE值的反應時間縮短了6個小時?！　?/span>

　　其次，SK型靜態混合器用于堿催化酯交換反應制備生物柴油，并測定了反應過程中甲醇液滴大小的變化。相比于攪拌，靜態混合器使反應速率更快，反應時間更短。當反應溫度為20℃時反應時間從60min縮短到30min，而在60℃時反應時間從45min縮短到20min，但對轉化率影響不大，兩種混合方式下的反應的轉化率都在93％左右。此外，研究發現靜態混合器進行酯交換反應的最適醇油摩爾比為6.09∶1。對酯交換反應的動力學進行了研究，發現當反應溫度為20℃時，反應分為三個階段，分別為傳質控制階段、化學反應控制階段、平衡階段。使用靜態混合器混合油脂與甲醇能使甲醇液滴的直徑更小，液液比表面積更大，因此，反應傳質系數高于攪拌法的傳質系數，靜態混合器混合法的傳質系數0.326×10^-5m/min，而攪拌法的傳質系數為0.253×10^-5m/min，從而使反應速率更快。反應溫度為60℃時，傳質階段可忽略，反應分為兩個階段，即化學反應控制階段和平衡階段。溫度對酯交換反應的影響非常明顯，升高溫度能夠更好的混合油脂與甲醇，提供更快的反應初速度，但是從反應達到平衡的時間來看，在兩種溫度下，使用靜態混合器混合的反應結束的時間差距不大，而在低溫下能有效的降低能耗，對生產有利?！　?/span>

　　最后，以SK型靜態混合器制備生物柴油為例，采用CFD初步模擬分析了SK靜態混合器內油醇的混合情況，發現流體在靜態混合器內不斷的重復進行“分割-旋轉-合流”，同時產生了渦流，加強了混合。流體的壓力沿著靜態混合器的軸線逐漸下降。流體在流過靜態混合器混合元件后湍動能增大，在元件連接的地方湍動能最高，湍動最為劇烈。此外，油醇兩相在流過6個混合單元后，達到充分的混合。