Перемешивание жидкостей используется для приготовления эмульсий, гомогенных растворов и суспензий, а также для увеличения интенсивности тепловых, химических и диффузионных процессов в жидкости. Существует три основных способа перемешивания жидкостей: механический, пневматический и циркуляционный.
В данной статье остановимся на механических перемешивающих устройствах, имеющих наибольшее распространение в различных лабораториях. Очень большое значение в работе мешалки лабораторной имеют конструкция устройства и его тип. Для перемешивания различных сред используются различные типы насадок, которые различаются по конструкции: лопастные, пропеллерные, турбинные и специальные. По типу создаваемого потока жидкости мешалки можно разделить на тангенцальные, радиальные, осевые и смешанные. При подборе насадки мешалки необходимо установить тип, размеры и число оборотов мешалки, которые обеспечивали бы необходимую интенсивность, а также определить мощность самой мешалки.
Лопастные насадки применяются для перемешивания жидкостей, обладающих относительно небольшой вязкостью до 0.1 Па*с, суспензирования и растворения твердых веществ, а также для грубого смешения жидкостей вязкостью меньше 20 Па*с. Самыми простыми в устройстве являются мешалки с плоскими лопастями. Диаметр лопастей должен составлять не более 70% диаметра сосуда, в котором находится перемешиваемая жидкость. Основными недостатками лопастных мешалок являются небольшая интенсивность перемешивания густых и вязких жидкостей, непригодность для перемешивания легко расслаивающихся веществ, быстрого растворения, тонкого диспергирования и получения суспензий, содержащих вещество с большим удельным весом в твердой фазе.
Пропеллерные насадки используются для перемешивания жидкостей с небольшой вязкостью, приготовления эмульсий и суспензий и взмучивания осадка, содержащего до 10% твердой фазы и размером частиц до 0.15 мм. Не рекомендуется применять пропеллерные насадки для перемешивания жидкостей вязкостью более 0.6 Па*с или растворов, содержащих вещества в твердой фазой высокой плотности. Благодаря переменному углу наклона поверхности лопасти, создают потоки с различными направлениями, что способствует увеличению интенсивности перемешивания. Для улучшения циркуляции жидкости насадку лучше использовать в диффузоре – стакане, имеющем форму цилиндра или слегка усеченного конуса.
Турбинные насадки подразделяются на два типа: открытые и заркытые. Насадки открытого типа используются для перемешивания жидкостей с вязкостью до 10 Па*с, закрытого – до 50 Па*с. Применяются для выделения осадка в больших объемах, тонкого диспергирования и быстрого растворения. Насадка состоит из одного или нескольких центробежных колес. Закрытые насадки представяют собой кольцо с лопатками, изогнутыми под углом 45-90 º. Интенсивное перемешивание обеспечивается при частоте вращения до 350 об/мин.
Также отдельно выделяют якорные (рамные), листовые, барабанные, дисковые, вибрационные и другие виды насадок.