Спосіб перемішування водних розчинів

1 Спосіб перемішування водних розчинів, який відрізняється тим, що процес перемішування здійснюють в постійному однорідному магнітному полі, при цьому металеві елементи різної форми викликають рівномірне перемішування розчину в зоні їх поверхні 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що як водні розчини використовуюють водні розчини кислот, солей, лугів, які включають різні дрібнодисперсні добавки, у тому числі і бюрозчини, які включають мікроорганізми з рН =1,5-4 3 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що процес перемішування здійснюють в постійному однорідному магнітному полі з напруженістю, що забезпечує необхідну швидкість перемішування 4 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що джерелом енергії для перемішування є хімічна реакція між поверхнею металевого елемента та розчину, який перемішують Винахід відноситься до хімічної, харчової, мікробіологічної та ш промисловостях, бюметалурпі, електрохімії і може застосовуватися для рівномірного перемішування водних розчинів на будь якому рівні від декількох мікрон до декількох сантиметрів Відомий спосіб (Ав св СРСР №1797983А1, кл В01F13/08, Опубл 28 02 93 Бюл №8), перемішування гомогенних і гетерогенних середовищ магнітним змішувальним елементом, що приводиться в обертальний рух електромагнітним полем змінної частоти Недоліком цього способу є те, що при цьому способі відбувається механічне перемішування середовища на макрорівні, яке потребує великих витрат електроенергії В основу винаходу поставлена задача створення способу перемішування водних розчинів у постійному однорідному магнітному полі за рахунок рівномірного перемішування на різному рівні від декількох мікрон до декількох сантиметрів, а також економією електроенергії Поставлена задача досягається за рахунок того, що в способі перемішування водних розчинів процес перемішування здійснюється в постійному однорідному магнітному полі, причому металеві елементи різної форми викликають рівномірне перемішування рідини в околі їх В якості водних розчинів використовуються водні розчини кислот, солей, лугів, які містять різні дрібнодисперсні добавки, у тому числі і бюрозчини, які містять мікроорганізми з рН = 1,5 - 4 Процес перемішування відбувається в постійному однорідному магнітному полі з напруженістю, що забезпечує необхідну швидкість перемішування Джерелом енергії для перемішування є хімічна реакція між поверхнею металевого елемента та розчину, який перемішується Причинно - наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним технічним результатом буде такий В даний час широке поширення в різноманітних областях промисловості набуло застосування перемішування водних розчинів на будь - яких рівнях від декількох мікрон до декількох сантиметрів Рівномірне перемішування водних розчинів у тому числі й електролітів має важливе значення в електрохімії при осадженні металів Магнітне поле істотно впливає на якість покриття металів, тобто покращує його властивості такі як гладкість, відбивальна спроможність, властивість адгезії, ЩІЛЬНІСТЬ покриття Рівномірне перемішування на мікрорівні знаходить широке застосування для акумуляції широкого спектра ІОНІВ важких металів, в бюметалурпі для акумуляції іонного і колоїдного золота, отримання осмію з промислових розчинів і газової фази та ш При включені зовнішнього постійного магнітно ю ю 54295 го поля в околі металевих елементів утворюються потоки водних розчинів, що забезпечують процес рівномірного перемішування Рівномірність перемішування забезпечується за рахунок того, що під дією зовнішнього магнітного поля, яке утворюється магнітною системою, виникають потоки рідини в околі металевих елементів різної форми, розподіл швидкостей яких є однаковим по всій довжині кожного металевого елементу Параметри потоків залежать від величини площі поверхні металевих елементів, величини зовнішнього магнітного поля та рН середо вища, а також хімічної реакції між поверхнею металевого елементу та перемішуваного водного розчину Для визначення якості перемішування необхідно знати швидкість потоку водного розчину, для чого проводили дослідження залежності швидкості потоку від рН водного розчину Дослідження проводили у водному розчині Cu(NO3)2 із мікроорганізмами Saccharomyces cerevisiae у межах рН =1 - 5, напруженість магнітного поля 160кА/м Отримані дані наведені в таблиці 1 Таблиця 1 Приклад РН водного розчину 1 1 2 1,5 3 4 2 4 5 5 Швидкість ВОДНОГО потоку Спостерігається інтенсивний рух мікроорганізмів у потоку водного розчину, але при цьому відбувається активна хімічна реакція між водним розчином і металевим елементом, що призводить до руйнування поверхні елемента Спостерігається інтенсивний рух мікроорганізмів у потоку водяного розчину Рух мікроорганізмів у потоку водяного розчину не припиняється Рух мікроорганізмів у потоку водяного розчину злегка уповільнюється Рух мікроорганізмів у потоку водного розчину дуже повільний Перемішування відбувається на низькому рівні З таблиці видно, що рН водного розчину Cu(NO3)2 із мікроорганізмами Saccharomyces cerevisiae рівне 1 застосовувати не рекомендується, тому що відбувається руйнування поверхні металевого елемента, при рН = 5 перемішування відбувається на низькому рівні Оптимальне рН для перемішування знаходиться в межах від 1,5 до 4 Досліджували швидкість водного розчину в постійному однорідному магнітному полі в залежності від напруженості в таких 1 межах 40 480кА/м на протязі перших 5хв Для дослідження швидкості перемішування рідини використовували швидкість руху водного розчину Cu(NO3)2 із мікроорганізмами Saccharomyces cerevisiae з оптимальним рН = 2 Отримані дані наведені в таблиці 2 Таблиця 2 Приклад Напруженість, кА/м 1 40 2 80 3 160 4 240 5 480 Швидкість потоку водного розчину, мкм/с Швидкість потоку водного розчину на протязі перших п'ятьох хвилин ла 7мкм/с Швидкість потоку водного розчину на протязі перших п'ятьох хвилин ла 8мкм/с Швидкість потоку водного розчину на протязі перших п'ятьох хвилин ла 10мкм/с Швидкість потоку водного розчину на протязі перших п'ятьох хвилин ла 14мкм/с Швидкість потоку водного розчину на протязі перших п'ятьох хвилин ла 16мкм/с З таблиці видно, що зміною напруженості однорідного магнітного поля можна забезпечувати необхідну швидкість перемішування Напруженість магнітного поля може змінюватися від десятків до декількох сотень кА/м Джерелом енергії для перемішування є хімічна реакція між поверхнею металевого елемента і розчину, що перемішується Приклад здійснення способу перемішування Магнітна система, яка створює постійне магнітне поле та системи металевих елементів, утворюють єдину магнітну систему При включені зовнішнього постійного магнітного поля 160кА/м в околі металевих елементів утворюється потоки складаскладаскладаскладасклада водних розчинів, що забезпечують процес рівномірного перемішування Водний розчин Cu(NO3)2 із мікроорганізмами Saccharomyces cerevisiae з оптимальним рН = 2 поступає в магнітну систему, де внаслідок дії зовнішнього магнітного поля виникають потоки рідини в околі металевих елементів, що призводять до процесу перемішування в системі металевих елементів Таким чином, дані досліджень показали, що рівномірність перемішування на мікрорівні забезпечується дією зовнішнього магнітного поля, яке утворюється магнітною системою в околі металевих елементів у водних розчинах 54295 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24