KR101399057B1

KR101399057B1 - Solid - liquid substances mixed reaction apparatus

Info

Publication number: KR101399057B1
Application number: KR1020120134923A
Authority: KR
Inventors: 홍종팔; 이희완; 최경례
Original assignee: 주식회사 라미나
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2014-05-27

Abstract

Disclosed is a reaction device for mixing solid-liquid materials. The disclosed reaction device for mixing solid-liquid materials comprises a mixing reactor storing a powdered solid material and a solution together, and mixing the solution between particles of the solid material by a Taylor flow.

Description

고상-액상 물질의 혼합용 반응장치{Solid - liquid substances mixed reaction apparatus}[0001] The present invention relates to a solid - liquid substance mixed reaction apparatus,

본 발명은 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치에 관한 것이다.The present invention relates to a reaction apparatus for mixing a solid-liquid material.

특히, 고상물질과 용액을 혼합 및 반응함에 있어서 수율 좋은 반응물을 일련의 과정을 통해 간단하고 용이하게 수득할 수 있는 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치에 관한 것이다.
In particular, the present invention relates to a reactor for mixing a solid-liquid material capable of easily and easily obtaining a reactant having a good yield in a series of processes in mixing and reacting a solid material and a solution.

예를 들어, 전자종이(e-paper)의 경우, 두 개의 투명한 기판 사이에 흑/백 또는 컬러 입자를 포함하고 있는 마이크로캡슐들이 들어 있는 형태로 구성되어 있다. 흑/백의 전자종이에서, 흑색이 (+)전하를 띠고 있는 경우 (-)전압을 걸어주면 흑색 입자들이 (-)쪽으로 이동하고 흰색 입자들은 반대쪽으로 이동하면서 흑색을 구현하며 반대의 경우도 같은 원리로 흰색을 구현하게 된다.For example, in the case of electronic paper (e-paper), microcapsules containing black / white or colored particles are contained between two transparent substrates. In a black / white electronic paper, when black is charged (+), the black particles move to the negative side and the black particles move to the opposite side when the negative voltage is applied. In the opposite case, As shown in FIG.

상기와 같은 구현시스템에 있어서 빠른 응답속도와 쌍안정성(bistability)은 제품의 성능을 결정하는데 있어서 가장 중요한 요소임과 동시에 개선의 여지가 많은 부분이다. 응답속도는 화면이 한 번 바뀌는데 걸리는 시간으로 입자들의 운동성과 표면 전하의 절대값에 큰 영향을 받고, 쌍안정성은 한 번 화면을 구성하고 나서 이후의 외주 전력 공급 없이 화면을 오랜 시간 동안 안정하게 유지하기 위해 중요한 요소로 마이크로캡슐을 구성하고 있는 안료입자들과 유전성 유체가 유사한 밀도를 갖게 하는 것이 중요하다. 이러한 성질들은 마이크로캡슐 내 입자들의 표면을 고분자로 코팅, 계면활성제 첨가 등의 표면 개질을 통한 표면 전하 조절 및 밀도 조절로 향상시킬 수 있다.In such an implementation system, fast response speed and bistability are the most important factors in determining the performance of a product, and there is much room for improvement. The response time is the time it takes for the screen to change once, which is greatly influenced by the motions of the particles and the absolute value of the surface charge, and the bistability makes the screen form one time and keeps the screen stable for a long time without any subsequent external power supply It is important that the dielectric particles and the pigment particles constituting the microcapsule have similar densities. These properties can be improved by controlling the surface charge and controlling the density by surface modification of the surface of the particles in the microcapsule with a polymer, adding a surfactant, and the like.

일반적으로 나노 입자를 코팅하는 방법에는 크게 건식방법과 습식방법으로 나눌 수 있다. 나노 입자가 들어 있는 고온의 챔버에 코팅하고자 하는 물질과 코팅이 될 물질을 노즐로 분사시켜 반응을 유도하는 건식방법의 경우 입자의 크기의 조절에는 용이한 점이 있으나, 코팅이 균일하게 되지 않을 확률이 높아 제조수율이 낮다는 단점을 가지고 있다.In general, the method of coating nanoparticles can be roughly divided into a dry method and a wet method. In the case of a dry method in which a substance to be coated and a substance to be coated are injected into a high-temperature chamber containing nanoparticles and sprayed with a nozzle, the particle size can be easily controlled, but the possibility that the coating is not uniform And the production yield is low.

반면, 습식방법 중 하나인 교반 방법은 나노 입자와 코팅시키고자 하는 물질을 함께 넣고 마그네틱 바를 이용하여 오랜 시간 일정한 속도로 교반시켜서 고분자를 코팅하는 것이다. 이 방법은 교반이 마그네틱 바 또는 임펠러에 의존하고 이러한 교반체의 위치에 따른 흐름 영향이 크기 때문에 모든 담지체가 일정한 힘을 받지 못하게 되고 코팅된 입자들이 넓은 분포를 보이게 된다.On the other hand, one of the wet methods, stirring method, is to mix the nanoparticles and the material to be coated together, and then the polymer is coated by stirring at a constant speed for a long time using a magnetic bar. In this method, the agitation depends on the magnetic bar or the impeller, and the influence of the flow depending on the position of the agitator is large, so that all of the carrier does not receive a constant force and the coated particles exhibit a wide distribution.

또한, 교반 속도에 제약이 있기 때문에 입자들이 받는 전단 응력에도 한계가 존재하게 되고 코팅 시간을 길어지게 하는 원인이 된다. 또 다른 습식방법 중 하나로써 에멀젼 고분자 중합 반응에서는 일련의 연속식 탱크 반응기가 널리 사용되고 있는데, 이것은 교반 방법에 비해 큰 힘으로 혼합해 줄 수 있고 가장 처음에 있는 반응기가 입자성장의 씨앗을 제공해 줌으로써 비교적 균일한 마이크로 또는 나노 입자들을 얻을 수 있다. 하지만 반응물을 섞어주는 과도한 기계적인 힘 때문에 입자들의 뭉침 현상이 심하다는 단점이 있다.Further, since there is a restriction on the stirring speed, there is a limit to the shear stress that the particles receive, which causes the coating time to be long. As one of the other wetting methods, a series of continuous tank reactors are widely used in the emulsion polymerisation process, which can be mixed at a higher force than the stirring process and the first reactor provides seeds for particle growth, Uniform micro- or nanoparticles can be obtained. However, there is a disadvantage in that the agglomeration of the particles is severe due to excessive mechanical force to mix the reactants.

코팅된 나노 입자는 마이크로캡슐 내에서 뭉치지 않으면서 좋은 운동성을 가져야 한다. 이러한 역할을 다하기 위하여 균일하게 고분자가 입혀지는 것이 중요하고, 제조하는데 있어서 반응 시간을 통해 높은 수율의 입자를 얻어야 하지만 현재 사용되는 상기 방법들로는 한계가 있었다.The coated nanoparticles should have good mobility without aggregation in the microcapsules. In order to accomplish such a role, it is important that the polymer be uniformly coated, and in the production, it is necessary to obtain particles having a high yield through the reaction time, but the methods currently used have limitations.

위에서는 전자종이 제조에 있어서 마이크로캡슐 내의 안료로 쓰이는 고분자 코팅 나노 입자의 제조에 대해서만 설명하였지만, 그 외에도 연료전지 등에 쓰이는 촉매 제조, 화장품 산업, 약품 캡슐화 등에 적용되는 코팅입자를 제조함에 있어서도 불균일한 코팅, 입자들 간의 뭉침 현상, 긴 반응시간의 소요 등이 문제점으로 지적되고 있다.
In the above, only the production of the polymer-coated nanoparticles used as the pigment in the microcapsule in the production of the electronic paper has been described. However, in the production of the catalyst used for the catalyst production for the fuel cell, the cosmetics industry and the drug encapsulation, , Agglomeration between particles, and long reaction time.

본 발명의 주요 목적은 고상물질과 용액을 혼합 및 반응함에 있어서 수율 좋은 반응물을 일련의 과정을 통해 간단하고 용이하게 수득할 수 있음과 아울러 기존 대비 반응시간을 단축할 수 있는 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치에 관한 것이다.
The main object of the present invention is to provide a method of mixing a solid-liquid material which can easily and easily obtain a reactant having a good yield through a series of processes in mixing and reacting a solid material with a solution, To a reaction device.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

파우더 형태의 고상물질 및 용액을 함께 수용하고, 이들을 테일러 유체흐름에 의해 고상물질 입자 사이로 용액이 혼합되게 하는 혼합용 반응기를 포함하고 있는 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치가 제공된다.There is provided a reaction apparatus for mixing a solid-liquid material containing a solid material and a solution in the form of powder together, and a reactor for mixing the solid material and the solution in a powder form, and mixing the solid material and the solution in the solid material particles by Taylor fluid flow.

또한, 본 발명은 상기 혼합용 반응기에 수용되기 이전에 고상물질를 저장하고 있는 고상물질 저장파트; 및 상기 고상물질 저장파트로부터 배출되는 상기 고상물질의 양을 설정량 만큼 계량하는 고상물질 계량파트;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention also relates to a solid-state substance storage part storing a solid-state substance before being accommodated in the mixing reactor; And a solid matter measuring part for measuring the amount of the solid matter discharged from the solid-state-substance storage part by a predetermined amount.

또한, 본 발명은 상기 고상물질 계량파트로부터 계량된 적량의 고상물질을 자동으로 상기 혼합용 반응기로 이송시켜 주는 피더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized by further comprising a feeder for automatically transferring an appropriate amount of the solid matter measured from the solid matter measuring part to the mixing reactor.

또한, 본 발명의 상기 고상물질 계량파트는 로드셀인 것을 특징으로 한다.Further, the solid matter measuring part of the present invention is characterized by being a load cell.

또한, 본 발명의 상기 고상물질 계량파트는 고상물질의 계량정도를 전자적으로 제어하는 제어파트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the solid matter measuring part of the present invention is characterized by further comprising a control part for electronically controlling the degree of metering of the solid matter.

또한, 본 발명은 상기 혼합용 반응기에 수용되기 이전에 용액을 저장하고 있는 용액 저장파트; 및 상기 용액 저장파트 내의 용액을 상기 고상물질의 양과 비례하도록 상기 혼합용 반응기의 내부로 투입하여 주는 송출펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention also relates to a solution storage part storing a solution before being accommodated in the mixing reactor; And a feed pump for injecting the solution in the solution storage part into the mixing reactor so as to be proportional to the amount of the solid matter.

또한, 본 발명은 상기 송출펌프와 혼합용 반응기 사이에 구비되는 유량제어밸브를 더 포함하되, 상기 유량제어밸브는 제어파트에 의해 그 개폐정도가 전자적으로 제어되는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes a flow control valve provided between the feed pump and the mixing reactor, wherein the flow control valve is electronically controlled by the control part.

또한, 본 발명은 상기 혼합용 반응기의 혼합된 반응물이 배출되는 배출 측에 설치되어, 혼합용 반응기로부터 배출되는 상기 반응물에 포함된 수분을 제거하는 수분제거파트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized in that the apparatus further comprises a moisture removing part installed at the discharge side where the mixed reactant of the mixing reactor is discharged, and removing moisture contained in the reactant discharged from the mixing reactor.

또한, 본 발명의 상기 수분제거파트는, 원심탈수기, 농축기 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.Further, the water-removing part of the present invention is characterized by being either a centrifugal dehydrator or a concentrator.

또한, 본 발명의 상기 혼합용 반응기는, 내부에 상기 고상물질 및 용액이 함께 수용되는 반응챔버를 가지며, 상부 일측에 상기 반응챔버의 내부로 고상물질을 투입하기 위한 고상물질 주입포트가 형성되고, 하부 일측에 상기 용액을 투입하기 위한 용액 주입포트가 각각 형성된 실린더; 상기 실린더 내에 회전 가능하게 설치되어 고상물질의 입자 사이로 용액이 혼합되도록 고상물질 및 용액을 교반하여 주는 교반축; 및 상기 실린더의 하부에 배치되어 상기 교반축에 회전력을 제공하는 교반모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.
In addition, the mixing reactor according to the present invention may include a reaction chamber in which the solid material and the solution are contained together, a solid material injection port for injecting the solid material into the reaction chamber is formed on one side of the reaction chamber, A cylinder having a solution injection port for injecting the solution into the lower part; A stirring shaft which is rotatably installed in the cylinder and stirs the solid matter and the solution so that the solution is mixed between the particles of the solid matter; And a stirring motor disposed at a lower portion of the cylinder to provide rotational force to the stirring shaft.

이상의 본 발명은 고상물질과 용액을 혼합 및 반응함에 있어서 반응시간이 단축되고, 균일한 크기 분포의 반응물질을 간단하고 용이하며 신속하게 얻을 수 있으므로 우수한 제품을 고 생산성으로 제조할 수 있다.
As described above, the reaction time can be shortened in mixing and reacting the solid matter with the solution, and a reaction product having a uniform size distribution can be obtained simply, easily, and rapidly, so that a superior product can be produced with high productivity.

도 1은 본 발명에 따른 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 혼합용 반응기의 상세도 단면도이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a reaction apparatus for mixing a solid-liquid material according to the present invention.
2 is a detailed cross-sectional view of a mixing reactor according to the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시예가 개시된다.Embodiments of the present invention are disclosed below.

개시되는 실시예들은 본 발명의 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 다른 형태로 변형될 수 있다. 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다. 본 명세서에서 다른 구성요소 '상에' 위치한다는 것은 일 구성요소 상에 다른 구성요소가 직접 위치한다는 의미는 물론, 상기 일 구성요소 상에 제 3의 구성요소가 더 위치할 수 있다는 의미도 포함한다. 본 명세서 각 구성요소 또는 부분 등을 제1, 제2 등의 표현을 사용하여 지칭하였으나, 이는 명확한 설명을 위해 사용된 표현으로 이에 의해 한정되지 않는다. 도면에 표현된 구성요소들의 두께 및 상대적인 두께는 본 발명의 실시예들을 명확하게 표현하기 위해 과장된 것일 수 있다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
The disclosed embodiments are provided so that those skilled in the art can readily understand the spirit of the present invention, and thus the present invention is not limited thereto. The embodiments of the present invention may be modified in other forms within the scope and spirit of the present invention. As used herein, the term " and / or " is used to include at least one of the preceding and following elements. "On" other elements herein means that other elements are directly located on one element and that the third element is further located on the one element . Although each element or portion of the specification is referred to by using the expressions of the first and second expressions, it is not limited thereto. The thicknesses and relative thicknesses of the components shown in the figures may be exaggerated to clearly illustrate the embodiments of the present invention. In addition, the matters described in the attached drawings may be different from those actually implemented by the schematic drawings to easily describe the embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a reaction apparatus for mixing a solid-liquid material according to the present invention.

도 1에 따르면, 본 발명의 고상-액상물질의 혼합용 반응장치는, 반응공정의 순서에 따라 고상물질 저장파트(10), 고상물질 계량파트(20), 피더(30), 용액 저장파트(40), 송출펌프(50), 혼합용 반응기(60), 수분제거파트(70) 및 드라이어(80)를 포함하여 구성된다.
1, the reaction apparatus for mixing a solid-liquid material according to the present invention comprises a solid-substance storage part 10, a solid-matter-material measurement part 20, a feeder 30, a solution storage part 40, a delivery pump 50, a mixing reactor 60, a water removal part 70, and a dryer 80.

먼저, 상기 구성요소 중 고상물질 저장파트(10)는 파우더 형태의 고상물질을 저장하는 역할을 한다. 이 고상물질 저장파트(10)의 형태는 탱크형태 또는 호퍼형태 등 다양하게 적용할 수 있다.
First, among the components, the solid-state substance storage part 10 serves to store a powdery solid material. The shape of the solid-substance storage part 10 can be variously applied, such as a tank shape or a hopper shape.

고상물질 계랑파트(10)는 고상물질 저장파트(10)에서 자동 혹은 수동으로 배출되는 고상물질을 설정량 만큼 계량하여 상기 피더(30)로 전달하는 역할을 한다. 여기서, 상기 고상물질 계량파트(10)는 예컨대 로드셀이 적용될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 고상물질 계량파트(10)는 제어파트(90)에 의해 고상물질의 계량 값을 전자적으로 자동 제어할 수도 있다.
The solid material mating part 10 measures the solid matter discharged automatically or manually from the solid-state material storing part 10 by a predetermined amount and transmits the metered amount to the feeder 30. Here, the solid material measuring part 10 may be, for example, a load cell, but is not limited thereto. In addition, the solid-state material measuring part 10 may automatically control the weight value of the solid-state substance electronically by the control part 90.

피더(30)는 상기 고상물질 저장파트(10)에서 적량 계량된 고상물질을 상기 혼합용 반응기(60)로 자동 공급해 주는 역할을 하는 것으로, 컨베이어 벨트형, 로터리형(물레방아형), 스크류형 등 다양한 형태로 적용할 수 있다.
The feeder 30 serves to automatically supply the solid matter metered in the solid-substance storage part 10 to the mixing reactor 60. The feeder 30 may be a conveyor belt type, a rotary type (spinning type), a screw type And the like.

용액 저장파트(40)는 액상의 용액을 저장하는 역할을 한다. 이 용액 저장파트(40)는 앞서의 고상물질 저장파트(10)와 같이 탱크형태 또는 호퍼형태 등 다양하게 적용할 수 있다.
The solution storage part 40 serves to store a liquid solution. The solution storage part 40 can be applied in various forms such as a tank shape or a hopper shape like the solid-state substance storage part 10 described above.

송출펌프(50)는 상기 용액 저장파트(40) 내의 용액을 고상물질의 양과 비례하도록 상기 혼합용 반응기(60)의 내부로 투입시켜주는 역할을 한다. 여기서, 상기 송출펌프(50)와 혼합용 반응기(60) 사이에는 용액의 송출유량을 제어하기 위한 유량제어밸브(100)가 설치될 수 있다. 또한, 상기 유량제어밸브(100)는 앞서 설명된 제어파트(90)에 의해 전기적으로 자동 제어되도록 전자변으로 구성하여 상기 고상물질의 공급량과 용액의 공급량이 비례 제어되도록 하는 것이 바람직하다.
The feeding pump 50 injects the solution in the solution storing part 40 into the mixing reactor 60 so as to be proportional to the amount of solid matter. A flow control valve 100 may be provided between the feed pump 50 and the mixing reactor 60 to control the flow rate of the solution. It is preferable that the flow control valve 100 is constituted by an electromagnetic valve so as to be electrically controlled automatically by the control part 90 described above so that the supply amount of the solid matter and the supply amount of the solution are controlled proportionally.

혼합용 반응기(60)는 도 1 및 도 2에서와 같이, 상기 피더(30)에 의한 고상물질과, 송출펌프(50)에 의한 용액이 함께 수용되어 테일러 유체흐름에 의해 고상물질 사이로 용액이 혼합되게 하는 작용을 한다.1 and 2, the mixing reactor 60 receives the solid matter by the feeder 30 and the solution by the delivery pump 50 together and mixes the solution between the solid materials by the Taylor fluid flow .

이러한 혼합용 반응기(60)는, 내부에 상기 고상물질 및 용액이 함께 수용되는 반응챔버(611)를 가지며, 상부 일측에 상기 반응챔버(611)의 내부로 고상물질을 투입하기 위한 고상물질 주입포트(612)가 형성되고, 하부 일측에 상기 용액을 투입하기 위한 용액 주입포트(613)가 각각 형성된 수평상의 실린더(610)를 갖는다.The mixing reactor 60 has a reaction chamber 611 in which the solid material and the solution are contained together and has a solid material injection port for injecting a solid material into the reaction chamber 611, And a horizontal cylinder 610 on which a solution injection port 613 for injecting the solution is formed, respectively.

또한, 상기 혼합용 반응기(60)는 상기 실린더(610) 내에 회전 가능하게 설치되어 고상물질의 입자 사이로 용액이 혼합되도록 고상물질 및 용액을 교반하여 주는 수평상의 교반축(620)을 갖는다.The mixing reactor 60 has a horizontal stirring shaft 620 which is rotatably installed in the cylinder 610 and stirs the solid matter and the solution so that the solution is mixed between the particles of the solid matter.

또한, 상기 혼합용 반응기(60)는 상기 실린더(610)의 하부에 배치되어 상기 교반모터(630)를 갖는다. 여기서, 상기 교반모터(630)는 교반축(630)과 직결되거나 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 후자의 경우는 상기 교반모터(630)의 동력이 교반축(620)에 전달되도록 교반모터(630)의 축(631)과 교반축(620)의 일단을 상호 연결하는 벨트풀리(640) 및 벨트(650)가 더 구성될 수 있다.
The mixing reactor 60 is disposed below the cylinder 610 and has the stirring motor 630. Here, the stirring motor 630 may be connected to the stirring shaft 630 directly or indirectly. In the latter case, the belt pulley 640 and the belt 640, which interconnect the shaft 631 of the stirring motor 630 and one end of the stirring shaft 620 so that the power of the stirring motor 630 is transmitted to the stirring shaft 620, (650) can be further configured.

이러한 구성의 혼합용 반응기(60)는 혼합을 위한 고상물질 및 용액을 고상물질 주입포트(612) 및 용액 주입포트(613)를 통해 반응챔버(611)에 주입하고, 교반축(620)을 회전시키게 되면 흐름이 형성된다. 즉, 교반축(620)의 각속도가 느린 경우 라미나 상태의 테일러 흐름이 생성되는 반면, 각속도가 증가함에 따라 유체가 반응챔버(611)의 내주면을 따라 나가려는 경향 때문에 유체가 불안정해지고 특정 임계 속도 이상에서 테일러 와류가 발생하게 된다. 테일러 와류는 축방향으로 매우 규칙적인 고리모양으로 배열되어 있고, 서로 반대방향으로 회전하기 때문에 축방향으로는 섞이지 않아 균일한 혼합을 유도할 수 있다. 여기서, 상기 고상물질은 고분자, 금속, 산화금속 등이 적용될 수 있다.The mixing reactor 60 having such a configuration injects the solid matter and the solution for mixing into the reaction chamber 611 through the solid material injection port 612 and the solution injection port 613 and rotates the stirring shaft 620 The flow is formed. That is, when the angular velocity of the stirring shaft 620 is slow, the Taylor flow in the lamina state is generated, while the fluid becomes unstable due to the tendency of the fluid to flow along the inner circumferential surface of the reaction chamber 611 as the angular velocity increases, The Taylor vortex occurs above. Taylor vortices are arranged in a very regular ring-like fashion in the axial direction, and rotate in opposite directions, so they do not mix in the axial direction and can induce uniform mixing. Here, the solid material may be a polymer, a metal, a metal oxide, or the like.

한편, 교반모터(630)는 변속모터이므로 그 속도의 조절이 가능하므로 교반축(620)의 회전속도를 용이하게 조절하여 반응시간 동안 반응물에 가해주는 전단응력을 조절하여 입자의 크기 조절이 용이하고, 교반의 방법에 비해 고속회전이 가능하기 때문에 큰 전단응력을 전달할 수 있어 반응시간을 단축시킬 수 있다.Since the speed of the stirring motor 630 is variable, the speed of the stirring motor 630 can be adjusted. Therefore, the rotational speed of the stirring shaft 620 can be easily adjusted to control the shearing stress applied to the reactant during the reaction time, , It is possible to rotate at a higher speed than the method of stirring, so that a large shear stress can be transmitted and the reaction time can be shortened.

이와 같이, 테일러 흐름을 형성시키는 연속적인 반응이 가능한 연속식 혼합용 반응기(60)의 경우, 반응챔버(611)의 외곽에 열매체 충진챔버(614)를 별도로 마련하여, 반응챔버(611) 내부의 온도를 제어할 수 있으며, 온도제어의 정확성 및 자동화를 위해 열매체 충진챔버(614) 또는 반응챔버(611)의 내부 온도를 감지하기 위한 온도센서(660) 및 이 온도센서(660)에서 감지되는 온도데이터를 실시간으로 감지하여 온도를 승온 또는 강온시키거나 또는 일정온도를 유지하는 등 온도를 제어하는 온도제어부(670)를 더 구비할 수 있다.In the case of the continuous mixing reactor 60 capable of continuously reacting to form the Taylor flow, the heating medium filling chamber 614 is separately provided on the outer periphery of the reaction chamber 611, so that the inside of the reaction chamber 611 A temperature sensor 660 for sensing the internal temperature of the heating medium filling chamber 614 or the reaction chamber 611 for controlling the temperature and for the accuracy and automation of temperature control and a temperature sensor 660 for detecting the temperature sensed by the temperature sensor 660 And a temperature controller 670 for controlling the temperature by sensing the data in real time and raising or lowering the temperature or maintaining the predetermined temperature.

특히, 상기 열매체 충진챔버(614)에 충진되는 열매체는 100℃ 이상의 경우 오일이 적용되고, 100℃ 이하인 경우에는 물이 적용된다. 이러한 열매체 충진챔버(614)는 반응챔버(611)내의 온도를 상승시켜서 반응물에 혼합된 수분을 일부 증발시켜주는 역할을 한다.
In particular, when the heating medium is filled in the heating medium filling chamber 614, oil is applied when the heating medium is 100 DEG C or higher, and water is applied when the heating medium is 100 DEG C or lower. The heating medium filling chamber 614 raises the temperature in the reaction chamber 611 to partially evaporate water mixed in the reactants.

수분제거파트(70)는 상기 혼합용 반응기(60) 내의 혼합된 반응물이 배출되는 배출 측에 연결되게 설치되어, 혼합용 반응기(60)로부터 배출되는 상기 반응물에 포함된 수분을 제거하는 역할을 하는 것으로, 슬러리 형태의 반응물로부터 여액을 분리할 수 있도록 예컨대 원심탈수기 또는 농축기를 적용할 수 있다.The moisture removal part 70 is installed to be connected to the discharge side where the mixed reactant in the mixing reactor 60 is discharged and removes moisture contained in the reactant discharged from the mixing reactor 60 For example, a centrifugal dehydrator or a concentrator may be applied so that the filtrate can be separated from the reactant in the form of a slurry.

여기서, 원심탈수기는 주변에 다수의 미세공이 천공된 탈수조에 슬러리 형태의 반응물을 투입한 후, 탈수조를 고속으로 회전시킴에 따라 원심력에 의해 미세공을 통해서 수분을 배출되고, 탈수조 내에는 수분이 제거된 반응물이 남도록 하는 장치이다.Here, the centrifugal dehydrator is configured such that a reactant in the form of a slurry is introduced into a dehydrating tank having a plurality of perforated micropores drilled therein, and then the dehydrating tank is rotated at a high speed to discharge water through the micropores by centrifugal force, So that the removed reactant remains.

한편, 농축기는 반응물 중의 수분을 증발시켜 농축하는 것으로서, 가열로에 반응물을 투입한 후, 가열로를 적정온도로 가열함에 따라 반응물에 포함되어 있던 수분을 강제 증발시킴에 따라 농축된 반응물만 남아 있도록 하는 장치이다.
On the other hand, the concentrator is used to concentrate the water in the reactants. The reactants are heated to a proper temperature after the reactants are introduced into the furnace, so that the water contained in the reactants is forcibly evaporated, .

드라이어(80)는 상기 수분제거파트(70)의 배출 측에 설치되어 수분이 제거된 상태의 반응물을 완전하게 건조하는 역할을 하는 것으로서, 수분제거파트(70)에 의해 수분 제거가 완료된 반응물은 그때까지도 함수율이 높기 때문에 예컨대, 열풍 건조기에 의해 반응물에 열풍을 불어줌으로써 함수율을 10%이하로 감쇠시켜서 고순도의 반응물질을 도출할 수 있게 된다.
The dryer 80 is installed on the discharge side of the moisture removal part 70 to completely dry the reactant in a state in which moisture is removed. The reactant, which has been removed moisture by the moisture removal part 70, It is possible to derive the reaction product of high purity by reducing the water content to 10% or less by blowing hot air to the reactant by, for example, a hot air dryer.

한편, 상기 드라이어(80)의 배출 측에 설치되어 건조가 완료된 반응물질을 원하는 크기로 미세하게 분쇄하기 위한 분쇄파트(110)가 더 설치될 수 있다. 여기서, 상기한 분쇄파트(110)는 예컨대, 2개의 분쇄스크류를 마주하게 설치하고 이 분쇄스크류가 서로 역방향으로 회전되게 하여, 이 2개의 분쇄스크류 사이로 반응물질을 투입하게 되면 2개의 분쇄스크류 사이에서 혼합물질이 파쇄되도록 하는 구성을 취할 수 있다.
Meanwhile, a crushing part 110 may be further provided on the discharge side of the dryer 80 to finely crush the dried reaction material to a desired size. In this case, the grinding part 110 is provided, for example, in such a manner that two grinding screws face each other and the grinding screws are rotated in directions opposite to each other. When a reaction material is introduced between the two grinding screws, So that the mixed material is crushed.

이러한 본 발명은 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

10 : 고상물질 저장파트 20 : 고상물질 계량파트
30 : 피더 40 : 용액 저장파트
50 : 송출펌프 60 : 혼합용 반응기
70 : 수분 제거파트 80 : 드라이어
90 : 제어파트 100 : 유량제어밸브
110 : 분쇄파트 610 : 실린더
611 : 반응챔버 612 : 고상물질 주입포트
613 : 용액 주입포트 614 : 열매체 충진챔버
620 : 교반축 630 : 교반모터
631 : 축 640 : 벨트풀리
650 : 벨트 660 : 온도센서
670 : 온도제어부10: Solid State Storage Part 20: Solid State Metering Part
30: feeder 40: solution storage part
50: delivery pump 60: mixing reactor
70: Moisture Removal Part 80: Dryer
90: Control part 100: Flow control valve
110: Crushing part 610: Cylinder
611: reaction chamber 612: solid material injection port
613: Solution injection port 614: Heat medium filling chamber
620: stirring shaft 630: stirring motor
631: Axis 640: Belt pulley
650: Belt 660: Temperature sensor
670:

Claims

파우더 형태의 고상물질 및 용액을 함께 수용하고, 이들을 테일러 유체흐름에 의해 고상물질 입자 사이로 용액이 혼합되게 하는 혼합용 반응기(60)를 포함하며,
상기 혼합용 반응기(60)는,
내부에 상기 고상물질 및 용액이 함께 수용되는 반응챔버(611)를 가지며, 상부 일측에 상기 반응챔버(611)의 내부로 고상물질을 투입하기 위한 고상물질 주입포트(612)가 형성되고, 하부 일측에 상기 용액을 투입하기 위한 용액 주입포트(613)가 각각 형성된 실린더(610);
상기 실린더(610) 내에 회전 가능하게 설치되어 고상물질의 입자 사이로 용액이 혼합되도록 고상물질 및 용액을 교반하여 주는 교반축(620); 및
상기 실린더(610)의 하부에 배치되어 상기 교반축(620)에 회전력을 제공하는 교반모터(630);를 포함하는 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치.
And a mixing reactor (60) for receiving the solid matter and the solution in the form of a powder together, and for mixing the solution between the solid particle particles by a Taylor fluid flow,
The mixing reactor (60)
A solid material injection port 612 for injecting a solid material into the reaction chamber 611 is formed on one side of the reaction chamber 611 in which the solid material and the solution are contained together, A cylinder 610 having a solution injection port 613 for injecting the solution;
A stirring shaft 620 which is rotatably installed in the cylinder 610 and stirs the solid matter and the solution so that the solution is mixed between the particles of the solid matter; And
And a stirring motor (630) disposed below the cylinder (610) to provide a rotational force to the stirring shaft (620).

제1항에 있어서,
상기 혼합용 반응기(60)에 수용되기 이전에 고상물질을 저장하고 있는 고상물질 저장파트(10); 및
상기 고상물질 저장파트(10)로부터 배출되는 상기 고상물질의 양을 설정량 만큼 계량하는 고상물질 계량파트(20);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치.
The method according to claim 1,
A solid-state material storage part (10) storing a solid-state material before being accommodated in the mixing reactor (60); And
A solid matter measuring part (20) for measuring the amount of the solid matter discharged from the solid matter storage part (10) by a predetermined amount;
Wherein the solid-liquid material is mixed with the solid-liquid material.

제2항에 있어서,
상기 고상물질 계량파트(20)로부터 계량된 고상물질을 자동으로 상기 혼합용 반응기(60)로 이송시켜 주는 피더(30);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치.
3. The method of claim 2,
A feeder (30) for automatically conveying the solid matter measured from the solid matter measuring part (20) to the mixing reactor (60);
Wherein the solid-liquid material is mixed with the solid-liquid material.

제2항에 있어서,
상기 고상물질 계량파트(20)는 로드셀인 것을 특징으로 하는 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the solid matter measuring part (20) is a load cell.

제2항에 있어서,
상기 고상물질 계량파트(20)는 고상물질의 계량정도를 전자적으로 제어하는 제어파트(90)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치.
3. The method of claim 2,
The solid-substance measuring part (20) further comprises a control part (90) for electronically controlling the degree of metering of the solid-state substance.

제1항에 있어서,
상기 혼합용 반응기(60)에 수용되기 이전에 용액을 저장하고 있는 용액 저장파트(40); 및
상기 용액 저장파트(40) 내의 용액을 상기 고상물질의 양과 비례하도록 상기 혼합용 반응기(60)의 내부로 투입하여 주는 송출펌프(50);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치.
The method according to claim 1,
A solution storage part (40) storing the solution before being accommodated in the mixing reactor (60); And
A feeding pump 50 for injecting the solution in the solution storing part 40 into the mixing reactor 60 so as to be in proportion to the amount of the solid matter;
Wherein the solid-liquid material is mixed with the solid-liquid material.

제6항에 있어서,
상기 송출펌프(50)와 혼합용 반응기(60) 사이에 구비되는 유량제어밸브(100)를 더 포함하되, 상기 유량제어밸브(100)는 제어파트(90)에 의해 그 개폐정도가 전자적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치.
The method according to claim 6,
The flow rate control valve 100 further includes a control part 90 for controlling the degree of opening and closing of the flow rate control valve 100 electronically by the control part 90. The flow rate control valve 100 is provided between the delivery pump 50 and the mixing reactor 60, Wherein the solid-liquid material is mixed with the solid-liquid material.

제1항에 있어서,
상기 혼합용 반응기(60)의 혼합된 반응물이 배출되는 배출 측에 설치되어, 혼합용 반응기(60)로부터 배출되는 상기 반응물에 포함된 수분을 제거하는 수분제거파트(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치.
The method according to claim 1,
And a moisture removal part (70) installed at a discharge side where the mixed reactant of the mixing reactor (60) is discharged, for removing moisture contained in the reactant discharged from the mixing reactor (60) Liquid-phase material.

제8항에 있어서,
상기 수분제거파트(70)는, 원심탈수기, 농축기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the water removal part (70) is any one of a centrifugal dehydrator and a concentrator.

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