Technische encyclopedie

Winkler Prins (1975)

Gepubliceerd op 15-01-2025

AGITATOR

betekenis & definitie

(Fr.: agitateur, mélangeur; Du.: Rührer, Ruhrtrommel; Eng.: conditioner, condition tank, stivrer), apparaat in de chemische techniek, waarmee door het in beweging houden (agiteren) van diverse stoffen de volgende processen worden uitgevoerd:

1. het emulgeren van vermengbare vloeibare stoffen (newton-, zowel als plastisch vloeibare);
2. het gelijkmatig dooreenroeren van onvermengbare vloeibare stoffen in verband met extraheren, conguleren, emulgeren en andere processen;
3. het in suspensie houden en eventueel oplossen van korrels vaste stof in een vloeibare stof;
4. het vermengen van een gas en een vloeistof;
5. de gelijkmatige temperatuurspreiding in vloeistoffen in de warmte- en koeltechniek;
6. het gelijktijdig chemisch reageren van de desbetreffende stoffen gedurende de bovengenoemde processen.

In het algemeen geschiedt de agitatie bij de relatief dunvloeibare stoffen door een snelle turbulentie, en bij de sterk viskeuze stoffen en pasta’s door relatief langzame geleidelijke dooreenkneding van de massa’s. Voor het bereiken hiervan worden meestal roerwerken gebruikt.

Voorts worden ter verkrijging van grotere turbulentie door tegenstroming meer wandschermen aangebracht langs de wanden van mengreservoir, tank of drukvat. Zonder deze baffles kan de gehele vloeistof meedraaien, hetgeen het mengproces vertraagt (zie Lit.: Ullrich, 1971; Noz, 1974).

Bij centrale plaatsing van het roerwerk treden stromingsbeelden op; bij excentrische verkrijgt men schroefeffecten.

Het toerental is afhankelijk van type en grootte van het roerwerk en de viscositeit van de vloeistof en bedraagt bij dunvloeibare stoffen 2000 omw min−1 en meer, bij sterk viskeuze kunnen lage toerentallen van 30 omw min−1 nodig zijn. Een te groot toerental kan een averechtse werking hebben, zoals doldraaien; bij een dikvloeibare stof kan zelfs omkeerbaarheid van de vloeistofstroming in het vat optreden (zie Lit.: Ullrich, 1971), hetgeen nadelig voor het mengproces is.

Het vermogen wordt volgens de door Ullrich aangegeven zienswijze berekend met:

P = Cϱω3d5,

waarin P het vermogen (SI: W = kg m2 s−3) is, ϱ de dichtheid, ω de hoeksnelheid, d de diameter van het roerblad, en C de zgn. roerconstante, afhankelijk van de getallen van Reynolds en Froude en volgens sommigen ook van andere dimensieloze grootheden uit de modeltheorie.

Voor elke combinatie van roerwerktype en tankvorm bestaat een optimum afhankelijk van de te vermengen stoffen. Dit is nooit a priori vast te stellen, maar alleen met modelproeven. Vergelijking tussen verschillende roerapparaten is echter goed mogelijk door het uitvoeren van bijv. oplosbaarheidsproeven met waarneming van de mengtijden voor een bepaalde vermengingsgraad, waarbij tevens de resultaten bij gelijke toerentallen kunnen worden vergeleken.

Uit het oogpunt van sterkteberekening van de spil moet bij sneldraaiende roerwerken van enig formaat rekening worden gehouden met het kritische toerental, waarbij de buigspanning te hoog oploopt (zie Lit.: Primak, Nunlist, 1961...1962). Bij kostbare en duurzame roerapparaten moeten de roerbladen doelmatig ontworpen worden in verband met cavitatie.

Bij een ander soort agitator kunnen vloeistoffen met elkaar worden vermengd door het onder het vloeistofniveau inblazen van een straal perslucht (of gas) in een gesloten tank, zgn. jet mixing. Het proces kan in charges geschieden; het mengsel wordt na de benodigde tijd afgelaten, terwijl de lucht door een ventiel vrijkomt (Dorr-Oliverapparatuur).

Een bijzondere uitvoering is de agitator van Dorr (zie Lit.: Badger, Branchers, 1955), die dient voor de extractie van tamelijk kleine vaste deeltjes met water of een ander oplosmiddel. De voeding, bestaande uit een suspensie van vaste deeltjes en oplosmiddel, wordt bovenin de tank ingevoerd en kan ook weer bovenaan worden afgevoerd. Een centrale roterende as draagt aan de onderzijde armen met schrapers. Boven aan de holle as bevinden zich eveneens armen, die goten vormen met afvoerpijpjes. Door de as loopt een luchttoevoerleiding. De hierin gevoerde lucht neemt de suspensie mee naar boven, komt in de goten en wordt opnieuw gelijkmatig in de tank verdeeld. Een intensief contact tussen vaste deeltjes en oplosmiddel is op deze wijze verzekerd. Nadat de vaste deeltjes voldoende geëxtraheerd zijn, wordt de inhoud van de tank aan de onderzijde afgelaten of, indien het apparaat continu werkt, aan de bovenzijde. De schrapers dienen om te zorgen dat de vaste deeltjes naar het midden van de tank worden verplaatst, zodat zij met de vloeistof en de lucht mee omhoog worden gevoerd. Soms bevinden zich in de agitator nog stroomspiralen om de vloeistof te verwarmen.

< >