固体混合、液体混合以及半固体混合的机理

Mechanism of Solid Mixing, Liquids Mixing and Semisolids Mixing

2020年4月17日Ankur Choudhary (noreply@blogger.com)AI 专业翻译

固体混合机制

搅拌器通常根据其用于哪种剂型来进行分类。在接下来的部分中,将提供基于剂型类型的混合工艺概述。

固体物料的混合
混合的难易程度受到以下物理性质的影响:
  • 颗粒形状
  • 粘性;黏度
  • 材料密度
  • 润湿性
  • 颗粒大小及分布
具有翻滚动作和固定外壳的混合器是固体混合中最常用的类型。这类混合器通过输送和剪切物料来实现混合效果。翻滚混合器的旋转速度直接影响混合效率。

固定式壳体混合器内部有一个静止的容器,物料被放置其中,通过移动的螺杆、桨叶或叶片来实现混合。在带状混合器中,一个半圆形的底部环绕着一个相对较长的槽状顶部,顶部装有螺旋形的叶片。这些叶片使带电粉末不断从一端被筛选并移动到另一端,并围绕槽体旋转。

液体混合机制

根据其作用机制,液体混合可以分为四类:

湍流混合

当系统中的流体速度由于湍流作用而在任意一点随机波动时,就会产生湍流混合现象。在湍流中,流体速度的波动会持续在三个方向(x、y、z)上发生。另一方面,当某个主导因素起作用时,流体会朝某个特定方向运动。通常情况下,液体在每个位置的速度都是不同的。

混合流体在湍流作用下混合效果非常好。湍流中会形成许多大小不一的涡旋。涡旋指的是液体以特定方向运动的区域。当一个大涡旋分裂时,往往会形成许多更小、难以区分的涡旋。湍流的强度也可以被测量,其大小取决于涡旋的速度。

层流混合

通过施加剪切力于两种不同液体之间的界面,层流混合(laminar mixing)可以实现这两种液体的混合。当液体层发生折叠时,各层会重新排列,从而增加层数。随着时间的推移,这种界面面积的增加会呈指数级增长。如果液体层之间没有明显的折叠现象,也可以通过简单的拉伸来实现混合。对于只需要适度混合的液体,同样的方法也同样适用。

分子扩散

热运动导致分子在分子层面上发生扩散,这种现象被称为分子扩散。由于菲克定律与浓度梯度有关,因此分子扩散可以用菲克定律来解释。随着混合的进行,浓度会逐渐降低,当达到平衡状态时浓度会降至零。当层流和分子扩散同时发生时,分子扩散可以减少界面处两层物质之间的明显不连续性。

在混合过程中,多种机制可能会同时发挥作用。

半固体混合的机制

Sigma叶片混合器:该混合器由两个以不同速度旋转的叶片组成,混合容器呈双槽形状。这种混合器适用于颗粒剂及其他液态产品的混合。

三辊研磨机:通过辊子之间的速度差和狭窄间隙来剪切少量物料。辊磨机常用于研磨药膏并使其均匀混合。

行星式混合器:在这种混合器中,搅拌臂既围绕自身的轴线旋转,也围绕一个共同的轴线旋转,这个共同轴线通常是搅拌轮本身。叶片负责进行揉捏作用,而剪切作用则是通过叶片与罐壁之间的狭窄间隙实现的。


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