Calculating the Process of Processing the Mixture in the Blade Mixer

Abstract

В ряде производств пищевой, химической и других отраслей промышленности для обеспечения гомогенного по составу распределения частиц в смеси используют перемешивающие устройства, рабочим органом которых выступает набор лопастей. В рабочем объеме мешалки частицы сыпучего материала под действием внутренних сил хаотически перемещаются относительно друг друга. Хотя механическое перемешивание исследовано сравнительно полно, однако, с учетом сложного для своего математического описания характера процесса, при его количественном анализе в большинстве случаев исходят из базирующихся на обобщающих экспериментальных данных результатов регрессионного моделирования расчетных зависимостей. Это затрудняет проведение обоснованного прогнозирования развития процесса перемешивания, когда приходится обрабатывать порошкообразные субстанции с отличающимися по геометрическим и физико-механическим параметрам от полученных на базе экспериментов с другими продуктами. Принимая во внимание неопределенность кинетики обрабатываемого материала, предложено математическое описание процесса его перемешивания на базе статистического анализа и энтропийного метода. На примере применяемой в сахарном производстве лопастной мешалки для перемешивания утфеля проведено имитационное моделирование процесса. Предложенный алгоритм количественного анализа качества смеси в процессе ее перемешивания может быть применен при прогнозировании протекания процесса перемешивания сыпучего материала независимо от природы порошка в широком диапазоне дисперсности частиц. In a number of food, chemical and other industries, in order to ensure a homogeneous distribution of particles in the mixture, mixing devices are used, the working body of which is a set (or tier) of blades. In the working volume of the mixer, particles of bulk material under the action of internal forces move randomly relative to each other. Although mechanical mixing has been studied relatively fully, however, given the complex nature of the process for its mathematical description, its quantitative analysis in most cases proceeds from the results of regression modeling of calculated dependencies based on generalizing experimental data. This makes it difficult to make a reasonable forecast of the development of the mixing process, when it is necessary to process powdered substances with different geometric and physical and mechanical parameters from those obtained on the basis of experiments with other products. Taking into account the uncertainty of the kinetics of the processed material, a mathematical description of the mixing process is proposed on the basis of statistical analysis using the entropy method. On the example of a paddle agitator used in sugar production for mixing massecuite, a simulation of the process is carried out. The proposed algorithm for quantitative analysis of the quality of the mixture during its mixing can be used to predict the flow of the mixing process of bulk material, regardless of the nature of the powder, in a wide range of particle dispersion.