混合是指物料在外力（重力及機(jī)械力等）作用下發(fā)生運動速度和方向的改變，使各組分顆 粒得以均勻分布的操作過程。這種操作過程又稱為均化過程。

混合與攪拌的區(qū)別并不嚴(yán)格習(xí)慣上把同相之間的移動叫混合；不同相之間的移動叫攪拌；又把高黏度的液體和固體相互混合的操作叫捏合或混練，這種操作相當(dāng)于混合及攪拌的中間程度。從廣義上講，一般將這些操作統(tǒng)稱為混合。粉體的處理以固-固相為主，但固- 液相、固-氣相體系在粉體工程程中也占有重要的地位。

一、混合過程

物料在混合機(jī)中，從最初的整體混合達(dá)到局部的混勻狀態(tài)。在混合的前期，均化的速度 較快，顆粒之間迅速地混合。達(dá)到最佳混合狀態(tài)后，不但均化速度變慢，而且要向反方向變 化，使混合狀態(tài)變劣，這種反混過程叫偏析或分料。當(dāng)混合過程進(jìn)行一定程度，混合過程總 是進(jìn)行著兩種歷程，顆粒被混合著，而同時又偏析著，偏析和混合反復(fù)交替進(jìn)行，在某個時 刻達(dá)到動態(tài)平衡。此后，混合均勻度不會再提高，一般再也不能達(dá)到最初的最佳混合狀態(tài)。 這種反常現(xiàn)象，認(rèn)為是混合過程后期出現(xiàn)的反混合所造成的。

實際的情況，往往是混合質(zhì)量先達(dá)到一最高值，然后又下降而趨于平衡。平衡的建立乃 基于一定的條件，適當(dāng)?shù)馗淖冞@些條件，就可以使平衡向著有利于均化的方向轉(zhuǎn)化，從而改 善混合操作。混合過程要經(jīng)混合質(zhì)量優(yōu)于平衡狀態(tài)的暫時過混合過程，這是有利于生產(chǎn)的， 可以掌握在較短的混合時間內(nèi)達(dá)到較高的混合程度。

二、混合機(jī)理

混合機(jī)中，物料的混合作用方式一般認(rèn)為有以下三種。

1.對流混合

對流混合其實就是由于靜力或者是動力等因素引起的流體產(chǎn)生的對流運動，可以使質(zhì)量、熱量、動量隨之混和在一起。在反應(yīng)釜設(shè)備中可以通過不銹鋼攪拌器的旋轉(zhuǎn)把機(jī)械能傳給液體物料造成液體的流動這種叫做強(qiáng)制對流。

2.擴(kuò)散混合

把分離的顆粒撒布在不斷展現(xiàn)的新生料面上，如同一般擴(kuò)散作用那樣，顆粒在新生成的 表面上作微弱的移動，使各組分的顆粒在局部范圍擴(kuò)散達(dá)到均勻分布。

3.剪切混合

在物料團(tuán)塊內(nèi)部，由于顆粒間的互相滑移，如同薄層狀流體運動那樣，引起局部混合。

上述三種混合作用不能絕然分開，各種混合機(jī)都是以上述三種作用中的某一種起主導(dǎo)作用。各類混合機(jī)的混合作用見下表。

要詳盡而準(zhǔn)確地描述混合狀態(tài)是較困難的。關(guān)于混合狀態(tài)的模型如圖所示。設(shè)將兩組分的物料顆粒看做黑白兩種立方體顆粒，圖（a）所示為兩種顆粒未混合時的狀態(tài)。經(jīng)過充分混合后，理論上應(yīng)該達(dá)到相異顆粒在四周都相間排列的狀態(tài)見圖（b）。顯然 這時兩種顆粒的接觸面積最大，這種狀態(tài)稱為理想完全混合狀態(tài)。但是，這種絕對均勻化的 理想完全混合狀態(tài)在工業(yè)生產(chǎn)中是不可能達(dá)到的。實際混合的最佳狀態(tài)如圖（c）所示那樣，是無序的不規(guī)則排列。這時，無論將混合過程再進(jìn)行多長時間，從混合料中任一點的 隨機(jī)取樣中，同種成分的濃度值應(yīng)當(dāng)是接近一致的。這樣一種過程稱為隨機(jī)混合，它所能達(dá)到的最佳狀態(tài)稱為隨機(jī)完全混合狀態(tài)。

混合狀態(tài)模型

(a)完全離散狀態(tài)（b）理想完全混合狀態(tài)(c)隨機(jī)完全混合狀態(tài)

三、混合設(shè)備

混合機(jī)的類型很多，可按以下幾個方面進(jìn)行分類.

1.按操作方式來分

按操作方式分為間歇式和連續(xù)式兩類。現(xiàn)在較常用的是間歇式混合機(jī)，連續(xù)式混合機(jī)對生產(chǎn)過程的自動化具有重要意義。

2.按設(shè)備運轉(zhuǎn)形式來分

按設(shè)備運轉(zhuǎn)形式有回轉(zhuǎn)容器式和固定容器式兩類。

3.按工作原理來分

按工作原理分為重力式和強(qiáng)制式兩類。重力式混合機(jī)是物料在繞水平軸（個別也有傾斜 軸）轉(zhuǎn)動的容器內(nèi)，主要受重力作用產(chǎn)生復(fù)雜運動而相互混合。

強(qiáng)制式混合機(jī)是物料在旋轉(zhuǎn)槳葉的強(qiáng)制推動下，或在氣流作用下產(chǎn)生復(fù)雜運動而強(qiáng)行混 合。

4.按混合方式來分

按混合方式分為機(jī)械混合機(jī)和氣力混合設(shè)備兩類。機(jī)械混合機(jī)工作原理上大致又可分為重力式（回轉(zhuǎn)容器式）和強(qiáng)制式（固定容器式）兩類。氣力混合設(shè)備用脈沖高速氣流使物料受 到強(qiáng)烈翻動或由于高壓氣流在容器中形成對流流動而使物料混合，主要有重力式（包括外管 式、內(nèi)管式和旋管式等）、流化式和脈沖旋流式等。

機(jī)械混合機(jī)多數(shù)有機(jī)械部件直接與物料接觸，尤其是強(qiáng)制式混合機(jī)，機(jī)械磨損較大。

5. 按混合與分料機(jī)理來分

按混合與分料機(jī)理分，有分料型混合機(jī)和非分料型混合機(jī)兩類。前者以擴(kuò)散混合為主, 屬重力式混合機(jī)；后者以對流混合為主，屬強(qiáng)制式混合機(jī)匸強(qiáng)制式混合機(jī)也存在有一定程度的分料，但遠(yuǎn)比重力式混合機(jī)為小。

物料也可分為分料型物料與非分料型物料兩類。

6.按混合物料來分

按混合物料分為混合機(jī)和攪拌機(jī)兩類。通常將干粉料混合或增濕混合的機(jī)械稱為混合 機(jī)；將軟質(zhì)原料（如黏土、高嶺土或白堊等）碎解在水中制成料漿，或使料漿保持均勻懸浮狀 態(tài)防止沉淀的機(jī)械設(shè)備稱為攪拌機(jī)。

小結(jié)

物料混合的目的多種多樣。例如，水泥、陶瓷原料的混合.是為固相反應(yīng)創(chuàng)造良好條件； 玻璃原料的混合是為窯內(nèi)熔化反應(yīng)配制適當(dāng)且均勻的化學(xué)成分；在耐火材料和制磚的生產(chǎn)中，混合是為了獲得所需的強(qiáng)度，制備有最緊密充填狀態(tài)的顆粒配合料；繪畫和涂料用顏料的調(diào)制，合成樹脂與顏料粉末的混合是為了調(diào)色；粉末冶金中金屬粉和硬脂酸之類的混合，以及焊條中焊劑的混合等是為了調(diào)整物理性質(zhì)。咖喱粉等香辣調(diào)味品生產(chǎn)中，將涉及數(shù)種味道香料的均勻混合；飼料工業(yè)中營養(yǎng)成分的配合（混合），要求所用量間的變化極小。上述操作都屬于粉體混合過程。

雖然物料混合的目的多種多樣，對混合程度的要求和評價方式也不一樣，但是，混合過程的基本原理是相同的。

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