04. 혼합 및 교반

학습 목표

•  혼합과 교반의 원리를 설명할 수 있다.

•  혼합기와 교반기의 운전 특성을 설명할 수 있다.

02. 교반

•  용기 속에 액체를 넣어 적당한 날개에 의해 휘젓는 작업
•  두 종류 이상의 유체 농도를 균일하게 하는 데 이용, 반응 이나 물질, 열이동을 촉진하는 불균일계에서는 기포나 액체 방울의 미립화를 목적으로 이용, 대개의 경우 균일한 조건을 만들기 위해서 교반

(1) 교반의 적용

•   액체는 고체 입자의 현탁, 혼합성 액체의 균일한 배합, 액체 중에 작은 기포 형태로의 기체 분산 등 여러 교반 목적에 대해 각가 다른 형태로 적용
•  교반조의 크기는 반응 속도와 같은 단위 부피당 처리 속도와 능력으로 결정, 날개차 크기, 교반 속도 등의 조건을 조작하는 목적에 맞도록 결정
•  교반 탱크 안에서의 유동 형태 : 교반 날개의 형태, 유체의 성질, 탱크의 크기와 모양, 방해판의 설치 방법, 교반기의 종류 등에 따라 다름

그림 4-2-1 교반기

(2) 교반기의 종류

• 날개의 형태에 따라 패들형, 터빈형, 프로팰러형으로 구분
• 교반기의 특성과 장점

형태	특성	장점
패들형	저속에서 간단한 형태의 교반에 효과적으로 사용	저속일 때 조용한 교반 적용
터빈형	여러 상의 액체를 강하게 분산, 교반할 때 사용	고점도에서 사용
프로팰러형	낮은 점성도에서 고속으로 사용 소형 : 1,150 ~ 1.750 rpm 대형 : 400 ~ 800 rpm	유동의 연속성으로 큰 용량에 사용

패들

• 그림 4-2-2와 같이 2개 또는 6개의 날개로 되어 있으며 때로는 날개를 한쪽으로 기울어지게 만듬

그림 4-2-2 패들형의 모양

• 공업적으로 사용되는 패들 교반기의 회전 속도는 20 ~ 50 rpm, 패들 날개차의 총 길이는 통 안지름이 50 ~ 80%, 날개의 나비는 길이의 1/6 ~ 1/10

터빈형

• 그림 4-2-3과 같이 작은 날개가 많이 있어 여러 개의 날개를 가진 패들 교반기와 비슷하며 통의 중심에 설치되어 있는 축에 의하여 회전

그림 4-2-3 터빈형 모양

프로팰려형

• 낮은 점성도의 액체를 축 방향 흐름으로 만드는 데에 알맞은 고속도 교반 날개로서 그 크기는 통의 크기에 관계없이 46cm를 거의 초과하지 않는다.

그림 4-2-4 프로팰러형 모양