04. 혼합 및 교반

학습 목표

•  혼합과 교반의 원리를 설명할 수 있다.

•  혼합기와 교반기의 운전 특성을 설명할 수 있다.

01. 혼합

•  처음에 분리되어 있는 두 가지 이상의 물질이 화학적인 결합으로 하지 않고 섞이게 하는 조작

(1) 혼합의 적용

•  혼합된 물질의 균일도에 따라 크게 다르며, 두 물질을 접하게 하여 완전히 섞이는 경우와 여러 가지 물질을 넣고 섞는 경우 그 균일성이 같지 않다.
•   액체의 경우 점도에 따라 동력이 많이 들며, 점도는 온도와 반비례하므로 가열하면서 혼합
•   비중이 큰 물질의 혼합에도 동력이 많이 들며 고체의 혼합은 균일하게 되기 어려고 안정성이 없으므로 작은 입자로 분쇄
•   각각 물질의 상태와 특성에 따라 적용 방법이 달라짐

(2) 혼합의 형태

• 각 상에 따른 혼합 정도는 흐름의 모양에 따라 달라지며, 혼합 수단인 날개차 부근의 혼합 구역으로 혼합될 물질이 이동해 가야  혼합이 이루어짐
•  반죽이나 건조한 입자 분말의 혼합에서는 유체의 흐름이 불가능하므로, 혼합 과정은 입자의 강제적 자리 바꿈에 의해 일어므로 고체-고체 혼합 또는 반죽은 많은 동력이 소요됨

  

그림 물질의 혼합 과정

• 고체 입자의 혼합이나 액체를 포함하는 반죽에서 혼합 정도를 나타내기는 쉽지 않음. 흑색과 백색의 두 가지 고체 분말 입자를 그림과 같이 따로 두고 혼합할 때 바람직한 상태는 (b)이지만 실제의 혼합 상태는 (c)와 같이 국부벅으로 흑백의 혼합 상태가 균일하지 못함.

 

그림 물질의 혼합 상태

(3) 혼합기의 종류

•  고체 입자를 다루기 위해 용기를 회전시켜 내부의 분체들을 혼합하는 형과 고정된 용기 안에서 회전 날개를 움직여 분체들을 혼합형으로 나눔

용기 회전형 혼합기의 종류

•  켄 혼합기 : 식품이나 페인트 제조에 사용하며, 점성 액체나 가벼운 반축을 혼합하는 혼합기
•  혼합기 : 혼합실 내벽에 고정 톱니가 있고 회전축에 나선형 날개가 설치되어 있는 혼합기, 무겁고 점성이 큰 물질이나 고무 같은 것을 대량으로 혼합
•  공업용 혼합기 : 통 안에 설치한 리본이 동일한 회전축에 서로 반대 방향으로 회전하면서 혼합하는 리본형을 많이 사용

공업용 혼합기