概念



通常指用機械方法使兩種或多種物料相互分散而達到均狀態的操作。用以加速傳熱、傳質和化學反應（如硝化、磺化、皂化等）。也用以促進物理變化，制取許多混合體，如溶液、乳濁液、懸濁液、混合物等。可在混合器等中進行。


用機械的或流體動力的方法，使兩種或多種物料相互分散而達到一定均勻程度的單元操作。其中涉及流體物料的，屬流體動力過程。混合在化工生産中的應用十分普遍，其目的主要是：①制備各種均勻的混合物，如溶液、乳濁液、懸浮液及漿狀、糊狀或固體粉粒混合物等；②爲某些單元操作（如萃取、吸附、換熱等）或化學反應過程提供良好的條件。在制備均勻混合物時，混合效果以混合物的混合程度即所達到的均勻性來衡量。在加速物理或化學過程時，混合效果常用傳質總系數、傳熱系數或反應速率增大的程度來衡量。


混合尺度


　　是指混合現象所發生的空間範圍。對于液體系統的混合，宏觀混合指流體在宏觀尺度上的混合，是由流體的宏觀流動所造成的，它包括設備內因總體流動、湍流脈動和速度梯度形成的剪切力所導致的混合。微觀混合指兩種物質在分子尺度上的交替排列或互相分隔，只能依靠分子擴散才能達到。不同生産過程對混合尺度有不同的要求:如煉油廠大型油罐內原油的攪拌,只要求宏觀上的均勻混合；兩流體間的快速反應，則不僅要求宏觀上的均勻，還要求微觀上的快速混合。


方法


　　根據被混合物料的相態，混合方法有：
　　

①摻和：用機械的方法混合兩種或多種粉粒狀固體物料。所用的機器稱爲摻和機，這是一個與回轉軸不對稱的空筒，物料在筒中翻騰抛擲。筒的轉速和物料裝填率(物料的堆積容積與筒的總容積之比)是影響摻和效果的重要操作參數，可由試驗決定。裝填率一般約爲30％～50％，適宜轉速按ω2R/g＝0.25～0.8確定（式中ω爲角速度,R爲筒體的最大旋轉半徑,g爲重力加速度）。摻和常用于各種原料藥與澱粉的混合，染料或顔料的調色，不同種類合成樹脂的混合等。
　　

②捏和：用機械方法混合糊狀或高粘度物料。所用的機器稱爲捏和機，機中通常有一對反向旋轉的Z型或S型刮刀，將團塊物料剪斷、擠壓、折轉，使各種組分相互分散。在捏和過程中，粘性摩擦或伴隨發生的化學反應使機器發熱，需通過間壁進行冷卻。捏和常用于藥物劑型、食品原料及電極糊的調配等。
　　

③混煉：專指在生橡膠中混入碳黑、硫磺等粉粒狀配合劑的操作。所用的機器是密封式的混煉機，又稱密煉機。機內裝有一對柱形軋輥，輥上有兩條或四條螺旋狀突棱。兩輥以不同轉速作反向旋轉，對物料進行強烈剪切和分割。機內設有冷卻裝置，以除去由物料摩擦所産生的熱量。
　　

④攪拌：將液體、氣體或固體粉粒分散到液體中去的一種最常用方法。
　　

⑤射流混合;利用工作流體本身的能量在其流動過程中進行的混合。工作流體從圓形管口或漸縮噴嘴高速噴出，形成射流。由于射流與周圍流體交界處的湍流脈動，使兩種流體發生混合。射流混合在工業上主要用于大容器內低粘度液體互相混合，如大型汽油槽中添加少量四乙基鉛，也用于防止槽內固體懸浮物的沉積，此時可將噴嘴對著槽底，掃動沉澱，並使它懸浮起來。


⑥管道混合:用一個三通管使兩種流體彙合，然後流經一段直管，借湍流脈動達到相互混合。在管內加裝孔板或圓缺形折流擋板，可加強流體的湍流程度，提高混合效果。此法主要用于低粘度液體或氣體的混合。靜態混合器是一種管道混合設備。在管內設置靜止的分割元件，對流動流體作多次分割和彙合。這種混合器不限于湍流操作，也適用于層流操作的高粘度液體的混合。典型的靜態混合器（見圖）是在圓管中設置若幹個扭轉180°的螺旋片作爲元件,左旋和右旋的兩種螺旋片相間安裝。流體每流經一個螺旋片，就被分割成兩股，流經n個元件,流體即經過2n次分割和彙合。若管內設有20個元件,流體被分割的次數將高達100萬次以上。靜態混合器常用于萃取和乳液制備等。


混合程度


　　不同物料經過混合所達到的分散摻和的均勻程度的度量。混合程度與所考察的尺度有關。爲了對不同混合方法與混合設備加以評價和比較，可根據具體情況選擇適當的表述方式。
　　


流體系統的混合程度，可用以下三種表述方式：
　　

①調勻度　物系在總體上，即在設備尺寸範圍內的均勻性的度量。某組分的平均調勻度
I是根據同一槽中幾個樣品求得的某組分的調勻度的算術平均值，可用以度量物系總體上的混合效果，但必須指明所取樣品的數量。
　　

②分隔尺度　混合物系中被分散微團（如液滴、氣泡或固體團粒）大小的度量。在分隔尺度範圍內，物質是均相的或僅有一種物質。分隔尺度愈小，說明混合愈均勻。對于不互溶的物系，不可能達到分子級的分隔尺度。
　　

③分隔強度　互溶物系在小尺度上的均勻性的度量。在混合操作過程中，混合液中存在的是不同大小和不同濃度的混合物微團。這些混合物微團濃度與平均濃度的差別就是分隔強度。分隔強度愈小，說明物料混合愈充分，微團間界面愈模糊。當混合物料經過分子擴散已達到理想的混合狀態時，即達到所謂分子尺度的均勻時，分隔強度爲零。
　　


在混合設備中，流體總體流動的作用是提高混合物系的調勻度，而湍流脈動則降低分隔尺度和分隔強度。
　　


固體物系的混合程度，用所取試樣中某一組分含量的標准差表述。