AGITACION Y MEZCLADO DE LÍQUIDOS OBJETIVOS PARA LA AGITACIÓN DE FLUIDOS: Mezclado de dos líquidos miscibles, tales como alcohol etílico etíli co y agua. Disolución de sólidos en líquidos, tales como sal en agua. Dispersión de un gas en un líquido en forma de burbujas pequeñas, como en el caso del oxígeno del aire en una suspensión de microorganismos para la fermentación, o para el proceso de activación activación de lodos en el tratamiento de aguas de desperdicio. desperdicio. Suspensión de partículas sólidas finas en un líquido, tal como en la hidrogenación catalítica de un líquido, donde las partículas del catalizador sólido y las burbujas de hidrógeno se dispersan en un líquido. Agitación de un fluido para aumentar la transferencia de calor entredicho fluido y un serpentín o una camisa en las paredes del recipiente. TEORÍÍA.. El mezclado y/o agitación de líquidos miscibles o de sólidos en líquidos se efectúa con el objeto de lograr una distribución uniforme de los componentes entre sí por medio del flujo. Dicho flujo es producido por medios mecánicos generalmente cuando se mezclan líquidos miscibles o sólidos en líquidos lí quidos se puede lograr un mezclado íntimo, pero con líquidos inmiscibles y materiales muy viscosos o pastosos el grado de mezclado logrado es menor. La eficiencia del proceso de mezclado depende de una efectiva utilización de la energía que se emplea para generar el flujo de componentes. Para lograr proporcionar un suministro de energía adecuado hay que considerar las propiedades físicas de los componentes, el diseño del agitador que transmite la energía y la configuración del tanque de mezclado. Los materiales a ser mezclados pueden ser líquidos de muy baja viscosidad hasta pastas altamente viscosas. Esencialmente existen dos tipos de sistemas de mezclado: 1) Tanque estacionario conteniendo un sistema de impulsión montado en un eje, que rota. Para líquidos poco viscosos se emplean impulsores de tipo paleta (Fig. 1a) o propelas tipo marino (Fig.1b, c) montados en tanques verticales. Suspensiones líquido-sólido fluidas o para la dispersión de gases en líquidos. Para mezclar líquidos de alta consistencia como líquidos viscosos, viscosos, pastas, grasas, etc., se emplean impulsores tipo agitador de ancla, de paletas contrarotatorias o de compuerta (Fig.1d, e, f). 2) Tanque móvil con impulsor móvil y/o estacionario, generalmente utilizado para materiales altamente consistentes como masa o plásticos fundidos. En éste resumen tan solo consideraremos los sistemas de mezclado para líquidos de baja o moderada viscosidad. Fig. 1. Algunos impulsores típicos: (a) de paleta, (b) propela marina, (c) propela marina dentada, (d) de ancla, (e) de paletas contrarotatorias, (f) de compuerta, (g) turbina recta, (h) turbina inclinada, e i) turbina curva. Agitación de líquidos poco viscosos Generalmente los líquidos se agitan en tanques t anques cilíndricos, en donde el líquido ocupa en forma aproximada una altura equivalente al diámetro del tanque. Un motor eléctrico impulsa al propulsor agitador que está montado en un eje (Fig.2), vertical u horizontal. Los agitadores de uso común para líquidos de baja viscosidad son el agitador tipo marino
de tres aspas (Fig.1), que puede ser introducido en el tanque lateralmente por medio de una plataforma móvil o puede montarse en la pared del tanque en posición desplazada del centro. Estos agitadores giran a velocidades de 400 a 1750 rpm. Cuando se tienen materiales más viscosos tipo pastas de almidón, adhesivos, pinturas y cosméticos es conveniente el utilizar agitadores de paleta (Fig.1d, e, f) que giran a velocidades de 20 a 200 rpm. Los agitadores pueden contener de 2 a 4 paletas, la longitud total del propulsor de paletas mide 60-80% del diámetro del tanque y la anchura mide de 1/6 a 1/10 de la longitud. Fig. 2. Arreglos de tanques cilíndricos con el agitador montado: (a) verticalmente descentrado, (b) inclinado, (c) centrado con entrada lateral , (d) descentrado con entrada lateral. LAB. OPERACIONES UNITARIAS Cuando se procesan líquidos con amplia variedad de viscosidades se usan turbinas (Fig. 1 h, i, j), que tienen un diámetro de 30 a 60% el diámetro del tanque. Las aspas de la turbina pueden ser planas, inclinadas o curvas. Giran a una velocidad de 30-500 rpm. Generalmente están montadas en un eje vertical y centradas en el tanque. Trayectorias del flujo en la agitacion Cualquiera que sea el tipo de impulsor propulsor seleccionado éste debe crear condiciones turbulentas dentro de la corriente móvil del fluido. La velocidad de un líquido en un tanque agitado tiene 3 componentes: a) uno radial que actúa en una dirección perpendicular al eje, b) una longitudinal que actúa paralela al eje y c) una rotacional que actúa en dirección tangencial al círculo de rotación del eje. Las dos primeras componentes generalmente contribuyen al mezclado pero la tercera puede no hacerlo. Cuando los impulsores-agitadores se montan verticalmente en el centro del tanque, casi siempre se desarrolla una trayectoria de flujo circular tipo remolino, que desarrolla un vórtice (Fig.3 a) y que atrapa aire, lo cual es indeseable generalmente. (a) (b) (c) (d) Fig. 3. Trayectorias de flujo en tanques cilíndricos: (a) formación de vórtice con agitador centrado con deflector, (b) con agitador centrado con deflectores, (c) con agitador inclinado, (d) con agitador vertical descentrado. Los vórtices causan un desbalance de fuerzas y limitan severamente el uso de las potencias suministradas. Una forma de romper éste vórtice es el de colocar al propulsor agitador en una posición angular (Fig. 3 c) o desplazada del centro (Fig. 3 d). Otra manera es el emplear deflectores (Fig.3 b), que se montan en forma vertical en las paredes de los tanques, casi siempre son 4 y tienen una anchura de alrededor de 1/8 del diámetro del tanque. Pootteencc iiaa ccoonssumiidaa een ttaanquee ss aaggiittaadooss .. La potencia introducida a un sistema de me zclado de líquidos por medio de un agitador se determina por su velocidad de rotación, la configuración del mezclador y las propiedades físicas de la mezcla. Por medio de un análisis dimensional se pueden relacionar estos parámetros a la potencia requerida. Si las dimensiones lineales tales como la profundidad del líquido en el tanque, el diámetro del tanque, el número, dimensiones y posición de los deflectores se encuentran en una relación geométrica con el diámetro del impulsor, entonces el suministro de potencia al agitador puede expresarse a través de la siguiente ecuación:
En donde a,b y c dependen del sistema y su geometría; P / D5N3l es el número de potencia adimensional NP ; D 2Nl es el número de Reynolds NRe ; y DN2 / g es el número de Froude NFr . El NRe representa la relación de la fuerza aplicada a las fuerzas viscosas de resistencia. El NFr representa la relación de las fuerzas aplicadas a las fuerzas gravitacionales. Como la formación de un vórtice es debido a fuerzas gravitacionales, si se suprime el vórtice el NFr puede ignorarse. El NFr puede despreciarse; 1) en sistemas con deflectores; y 2) cuando el NRe < 300. Para estas condiciones la ecuación de potencia se puede escribir como: Gráficas de NP v.s. NRe en coordinadas log. log. se denominan como curvas de potencia y se encuentran reportadas en la literatura para configuraciones específicas de impulsores. En la Fig. 4 se muestra una curva de potencia obtenida a partir de resultados experimentales para propelas tipo marino. Fig.4. Correlaciones de potencia para propelas marinas Para propelas con una inclinación en el tanque igual a su diámetro C=41 y a=-1. En la Fig. 5.a. se muestran curvas de potencia para varias turbinas y propulsores en tanques con deflectores, y en la Fig. 5.b. se muestran dimensiones características de tanques e impulsores. Fig. 5. (a) Correlaciones de potencia para diversos impulsores y deflectores. Curva 1.Turbina de 6 aspas planas, Da/W=5, 4 deflectores con Dt/J=12. Curva 2. Turbina abierta de 6 aspas planas, 4 deflectores Dt/J=12. Curva 3. Turbina abierta con 6 aspas a 45°, Da/W=8, Dt/J=12. Curva 4. Propulsor, inclinación 2Da,4 deflectores Dt/J=10. Curva 5. Propulsor, inclinación= Da, 4 deflectores con Dt/J=10. (b) Dimensiones características de tanque e impulsor. INTRODUCCIÓN El mezclado y/o agitación de líquidos miscibles o de sólidos en líquidos seefectúa con el objeto de lograr una distribución uniforme de los componentesentre sí por medio del flujo. Dicho flujo es producido por medios mecánicosgeneralmente cuando se mezclan líquidos miscibles o sólidos en líquidos sepuede lograr un mezclado íntimo, pero con líquidos inmiscibles y materialesmuy viscosos o pastosos el grado de mezclado logrado es menor.La eficiencia del proceso de mezclado depende de una efectiva utilización de laenergía que se emplea para generar el flujo de componentes. Para lograrproporcionar un suministro de energía adecuado hay que considerar laspropiedades físicas de los componentes, el diseño del agitador que transmite laenergía y la configuración del tanque de mezclado.Mezclado implica partir de dos fases individuales, tales como un fluido y unsólido pulverizado o dos fluidos, y lograr que ambas fases se distribuyan al azarentre sí. FUNDAMENTOS DE MEZCLADOImportancia de mezclado Son muy pocos los productos farmacéuticos formados por un solo componente,ya que en la mayoría de los casos son necesarios varios ingredientes para quela forma farmacéutica funcione de forma adecuada.Por ejemplo si una compañía farmacéutica desea producir una formafarmacéutica en comprimidos a partir de un principio activo en dosis de 1mg,deberá añadir otros componentes tanto para hacer posible la fabricacion delproducto como para que este pueda ser manipulado por el paciente .Siempre que un producto
contenga mas de un componente será necesario quepase por una fase de mezclado o combinación durante su proceso defabricación. La función de estas mezclas puede consiste en asegurar una distribución delcomponente activo y un aspecto homogéneo o hacer que la formafarmacéutica libere el fármaco en el lugar adecuado y a la velocidad deseada. Productos que utilizan procesos de mezclado : ・
Comprimidos, cápsulas, sobres o inhaladores de polvo seco: mezcla departículas sólidas (mezcla de polvos). ・
Jarabes: mezclas de líquidos miscibles. ・
Emulsiones y cremas: mezcla de líquidos no miscibles. ・
Pastas y suspensiones: dispersiones de partículas sólidas. Mezcla: Definición El mezclado es una operación farmacéutica cuyo objetivo fundamental esconseguir la máxima interposición entre varios Componentes, queinicialmente se encuentran separados o parcialmente mezclados, y una distribución lo más homogénea posible de los mismosSi ello se consigue, se producirá una situación teórica , mezclaperfecta .La medida en que se intente alcanzar la situación dependerá delproducto que se desea fabricar y del objetivo de la operación de mezclado.Por ejemplo:Cuando se dispersan dos líquidos inmiscibles, es necesario que el productoesté bien mezclado para asegurar su estabilidad. Cuando se mezclanlubricantes durante la producción de un comprimido, se corre el riesgo de queel mezclado sea excesivo y que el producto final sea un comprimido débil, conun tiempo mayor de desintegración. Tipos de Mezclas 1. Mezclas positivas: están formadas por materiales, como gases o líquidosinmiscibles, que se mezclan de forma espontánea e irreversible pordifusión, y que tienden a aproximarse a la mezcla perfecta . Cuando eltiempo de mezclado es ilimitado, no es necesario aplicar energía pataconseguir mezclas positivas, aunque si se puede aplicar la energía si sedesea acortar el intervalo preciso para obtener el grado de mezcladeseado.En general, los materiales que forman las mezclas positivas no planteanproblemas durante la fabricación del producto. 2. Mezclas Negativas : los componentes tienden a separarse. Si ello ocurrecon rapidez, será necesario un aporte continuo de energía paramantener la dispersión adecuada de los componentes como sucede enuna suspensión del tipo de la loción de calamina, consistente en unadispersión de sólidos en un líquido de escasa viscosidad. En otrasmezclas negativas, los componentes tienden a separarse con granlentitud, por ejemplo las emulsiones, cremas, y
suspensiones viscosas.Las mezclas negativas son más difíciles de producir y mantener, y requieren ungrado mayor de eficiencia de mezclado que las mezclas positivas 3. Mezclas neutras: son las que tienen un comportamiento estático, deforma que sus componentes no tienden a mezclarse de formaespontánea, ni a segregarse una vez lograda la mezcla. Ejemplos deeste tipo de mezclas son los polvos mezclados, las pastas, y laspomadas. El tipo de mezcla puede cambiar durante el procesamiento. Por ejemplo, si laviscosidad aumentara, la mezcla podría cambiar de negativa a neutra. De lamisma forma, si el tamaño de las partículas, el grado de humadas o la tensiónsuperficial del liquido varían, también podrá hacerlo el tipo de mezcla.La situación ideal o muestra perfecta , sería el estado en que cada partículase encontrara junto a una partícula del otro componente (cada partícula estaen la vecindad más intima posible con una partícula del otro componente).Esta situación, los se han distribuido de la forma más homogénea posible.En la practica, es probable que los componentes del mejor tipo de mezclafactible apareciera distribuidos de una forma aleatoria.Este tipo de mezclas se llama mezcla aleatoria y se define como una mezclaen la que la probabilidad de seleccionar un tipo concreto de partícula es lamisma en todas las posiciones de la mezcla e igual a la porción de dichaspartículas es la mezcla total.Si se seleccionan dos partículas adyacentes de la mezcla aleatoria:1.La probabilidad de obtener dos partículas grises es = 1 de 4 (25%)2.La probabilidad de obtener dos partículas blancas es = 1 de 4 (25%) 3. La probabilidad de obtener una de cada color es = 2 de 4 (50%)Escala de escrutinioEl proceso de mezclado produce una gran de mezcla que después sedivide en dosis unitarias individuales y es importante que cada unidadposológica contenga la cantidad o concentración correctas de los componentesactivos. Son el peso o el volumen de la unidad de dosificación los quedictaminan el grado en que es necesario examinar o analizar la muestra paragarantizar que contiene la dosis o concentración correctas.Este peso o volumen se conoce como escala de escrutinio y corresponde a lacantidad de material en la que importa la calidad del mezclado. El numero departículas de la escala de escrutinio depende del peso de la muestra y deltamaño y la densidad de las partículas y aumenta en proporción directa al pesode la muestra y en proporción inversa al tamaño y densidad de las partículas.Influye en la variabilidad obtenida en función de la composición de la mezcla. GRADO DE MEZCLA La variabilidad se cuantifica a través de la desviación estándar de la media deun número de muestras suficientemente elevado ・
< Índices de mezclado: ・
Parámetros utilizados para caracterizar el ・
grado de mezcla alcanzado, es decir el ・
grado de homogeneidad.
・
Desviación estándarLa variación de las porción de un componente en las muestras extraídas de lamezcla aleatoria puede calcularse con la formula (arriba). Donde DE es ladesviación estándar de la porción del componente en las muestras (desviacióndel contenido en la muestra), p es la posición del componente en la mezclatotal y n es el número total de partículas en la muestra.La ecuación anterior demuestra que cuando el numero de partículas presentesen le muestra aumenta, la desviación estándar disminuye (la variación delcontenido es menor).Cuando la p disminuye, también lo hace el valor de la desviación estándar delcontenido, lo que puede llevar a una conclusión incorrecta, de que convieneque la proporción del componente activo sea baja.Un parámetro de valoración más útil es el porcentaje del coeficiente devariación (%CV), que indica la desviación media, expresada como porcentaje,de la cantidad media del componente activo en las muestras.El valor de %CV aumenta a medida que p disminuye. VALORACION DEL GRADO DE MEZCLA Los fabricantes necesitan algún medio para controlar el proceso de mezcladopor varias razones, entre las que se encuentran las siguientes: •
Indicar el grado/magnitud del mezclado •
Controlar el proceso de mezclado •
Indicar el momento en que el mezclado se considera suficiente •
Valorar la eficiencia de un mezclado •
Determinar el tiempo de mezclado necesario para un proceso concretoLos tres mecanismos por los que se mezclan los líquidos son: •
Transporte de volumen •
Mezcla por turbulencia •
Difusión molecular TRANSPORTE DE VOLUMEN Es similar a la mezcla por conveccion de los polvos e implica el movimiento deuna cantidad relativamente grande de material de una posición a otra dentrode la mezcla. Por ejemplo: por acción de la pala de un mezclador. Tambien tiende a produciruna gran cantidad de mezclado con bastante rapidez, pero dejar sin mezclar ellíquido del material que se mueve MEZCLA POR TURBULENCIA Son consecuencia del movimiento aleatorio de las moléculas cuando se venforzadas a desplazarse de manera turbulenta. Los cambios constantes develocidad y dirección del movimiento hacen que la turbulencia inducida sea unmecanismo de mezclado muy efectivo. Sin embargo, dentro de un líquidoturbulento se forman pequeños conjuntos de moléculas que se mueven alunisono, formando unidades llamadas remolinas. Estos
remolinos tienden adisminuir de tamaño y acaban por desintegrarse para ser sustituidos por otrosnuevos. Por tanto, la mezcla por turbulencia sola puede contener pequeñasáreas no mezcladas en el interior de los remolinos y en las áreas próximas a lasuperficie del envase, en las que se produce una corriente de flujo lineal. DIFUSION MOLECULAR Esta ocurre en los líquidos miscibles siempre que existe un gradiente deconcentración y acaba por dar lugar a un producto bien mezclado, aunque paraello se precisara un tiempo considerable, si esta es el único mecanismo demezcla. En la mayoría de los mezcladores suceden los tres mecanismo; eltransporte de volumen y la turbulencia se deben al movimiento de un agitadoro de una pala mezcladora programados a una velocidad adecuada. MATERIIALES Y REACTIIVOS El equipo consiste en un tanque cilíndrico abierto, donde el impulsor se introduce al tanque por medio de una plataforma. Se tienen distintas geometrías de propelas y al tanque se le pueden montar deflectores. El motor que proporciona la energía para hacer rotar al impulsor tiene un programador en donde se puede establecer la velocidad de rotación del impulsor. PROCEDIIMIIENTO EXPERIIMENTAL SUGERIIDO Pesar la cantidad necesaria de pectina en polvo para obtener una solución teórica del 5% cuando se agrega al volúmen de agua contenido en el tanque de agitación. Usando distintas geometrías de propelas agitar la pectina sin deflectores con el impulsor colocado, 1) verticalmente y centrado; 2) verticalmente en una orilla; y 3) inclinado. Repetir el experimento antes mencionado con los deflectores colocados y el impulsor colocado verticalmente y centrado. Todos los experimentos deben de efectuarse con una profundidad de líquido igual al diámetro del tanque. RESULTADOS A REPORTAR Y DIISCUTIIR A) Para cada corrida experimental hay que reportar los siguientes datos. Diámetro del tanque. Diámetro del propulsor. Velocidad rotacional empleada. Densidad del líquido (medido o de Tablas) Viscosidad del líquido (medido o de Tablas) B) Tomar mediciones a distintos intervalos de tiempo de la concentración de la pectina en la solución acuosa por medio de un refractómetro ABBE. Considerar la lectura de los °Brix como el equivalente de la concentración. Cuando no se detecten cambios en la lectura de los ° Brix, podemos considerar que ya ocurrió el grado de mezclado obtenible con el sistema utilizado. Tomar la penúltima lectura como el tiempo de mezclado, y la relación de los ° Brix leídos / concentración teórica 100 como la eficiencia del mezclado. C) Calcular el NRe y el NFr (si se requiere) para cada corrida experimental. D) Calcular el NP y la Potencia requerida para cada corrida experimental. LAB. OPERACIONES UNITARIAS E) Establecer el cantidad de energía suministrada con cada sistema para lograr la eficiencia de mezclado correspondiente.
F) Concluir cual sistema de agitación fue el más eficiente. MEZCLA DE LIQUIDOS Y SUSPENSIONES MISCIBLES Los líquidos móviles de escasa viscosidad se mezclan fácilmente entre si. Deigual forma, las partículas sólidas se suspenden con facilidad en los líquidosmóviles, aunque es probable que tambien sedimente con rapidez cuando seinterrumpe el mezclado. Los líquidos viscosos son más difíciles de agitar ymezclar, pero la velocidad de sedimentación de las partículas suspendidas enellos es menor. MEZCLADORES DE PROPULSION Un equipo de uso frecuente para mezclar líquidos a escala media es el agitadorpropulsor, que puede adaptarse al borde de un vaso. El propulsor tiene hojasanguladas que obligan al liquido a circulan en dirección tanto AXIAL comoRADIAL. Un dispositivo descentrado dificulta la formación de remolinos, quepueden aparecer cuando el agitador se monta en el centro del recipiente.Los remolinos aparecen cuando la fuerza centrifuga aplicada al liquido por lashojas del propulsor hace que aquel se aplique a la pared del vaso y cree unadepresión central. Cuando la velocidad de rotación aumenta, el líquido puedeaspirar aire al formar el remolino, dando lugar a la formación de espuma y auna posible oxidación. Otros métodos para evitar la formación de remolinosconsiste en colocar deflectores verticales en el vaso para que deriven al liquidoen rotación y lo separen de su camino circular, dirigiéndolo hacia el centro delvaso, donde, de otras formas, se formaría el remolino.La relación entre el diámetro de un agitador de propulsión y el del vaso sueleser 1:10- 1:20 y la velocidad típica es de 1-20rps. La acción del agitador depropulsión depende de que el patrón de flujo axial y radial sea adecuado, loque no sucederá si el liquido es lo baste viscoso. Debe producirse un flujo rápido de líquido hacia el propulsor y ello solo podrá suceder si el líquido esmóvil. MEZCLADORES DE TURBINAS Los mezcladores de turbinas pueden usarse para líquidos más viscosos. Elimpulsor tiene cuatro hojas planas rodeadas por un anillo difusor interno y otroexterno. El impulsor rotatorio dirige al liquido hacia la cabeza del mezclador ylo fuerza a apasar a traves de las perforaciones con una velocidad radialconsiderable, suficiente para suspender la inercia viscosa de la masa delliquido. Un inconveniente es la ausencia de componente axial, pero si se deseapuede adaptarse una cabeza diferente con las perforaciones apuntadas haciaarriba.Los mezcladores de este tipo suelen adaptarse a los vasos utilizados para laproducción a gran escala de emulsiones y cremas MEZCLADORES EN LINEA Como alternativa a la mezcla de liquidos en vasos lote tras lote, loscomponentes miscibles móviles pueden añadirse a traves de un mezclador “enlínea” diseñado para crear turbulencia en la corriente de un líquido que fluye.De este modo es posible lograr un proceso de mezclado continuo. EQUIPO Generalmente los líquidos se agitan en un recipiente cilíndrico que puede estarcerrado o abierto.La altura del líquido debe equivaler en forma aproximada al diámetro deltanque.Un motor eléctrico impulsa al propulsor agitador, que está montado en un eje. Agitador propulsor de tres aspas Es uno de los más conocidos, hay de tipo marino , similar al de la hélice de un motor fuera de borda para lanchas. El agitador puede ser móvil paraintroducirlo lateralmente en el tanque o estar montado en la pared de untanque abierto, en posición desplazada del centro. Estos agitadores giran avelocidades de 400 a 1750 rpm y son apropiados para líquidos de bajaviscosidad. Agitadores de paletas
Para velocidades de 20 a 200 rpm se emplean diversos tipos de paletas. Setienen sistemas de dos a cuatro paletas planas. La longitud total del propulsorde paletas mide del 60 al 80% del diámetro del tanque y la anchura de la paleta es de 1/6 a 1/10 de su longitud. A bajas velocidades se consigue unaagitación suave en un recipiente sin deflectores.A velocidades más altas se usan deflectores ya que sin ellos el líquido haceremolinos y casi no se mezcla. El agitador de paletas no es efectivo parasólidos en suspensión porque aunque hay un buen flujo radial, hay un poco deflujo axial o vertical.Se suele usar una paleta de ancla o compuerta, la cual barre o raspa lasparedes del tanque y a veces su fondo.Es empleado con líquidos viscosos que pueden generar depósitos en lasparedes y para mejorar la transferencia de calor hacia las mismas, pero no esun buen mezclador.Ejemplos: pastas de almidón, pinturas, adhesivos y cosméticos. Agitadores de turbina Cuando se procesan líquidos con amplia diversidad de viscosidades se usanturbinas semejantes a un agitador de paletas múltiples con aspas más cortas.El diámetro de una turbina suele medir del 30 al 50% del diámetro del tanque.Normalmente las turbinas tienen cuatro o seis aspas.Las turbinas con aspas planas producen un flujo radial. Para dispersar un gasen un líquido, el gas puede hacerse penetrar justo por debajo del propulsor dela turbina en su eje; de esa manera las paletas dispersan el gas en muchasburbujas finas.La turbina de hojas inclinadas con las aspas a 45°, se imparte cierto flujo axial,de modo que hay una combinación de flujos radial y axial. Este tipo es útil parasólidos en suspensión, ya que las corrientes fluyen hacia abajo y luegolevantan los sólidos depositados. Agitadores de banda helicoidal Este tipo de agitadores se usa para soluciones sumamente viscosas y opera apocas rpm, en la región laminar. La banda se forma en una trayectoriahelicoidal y está unida a un eje central. El líquido se mueve en una trayectoriade flujo tortuosa hacia abajo en el centro y hacia arriba a los lados, conmovimiento de giro.Otros tipos semejantes son el de banda helicoidal doble y el de bandahelicoidal con tornillo. Selección del agitador e intervalos de viscosidad La viscosidad del flujo es uno de los diferentes factores que influyen en laselección del tipo de agitador.Los propulsores se usan para viscosidades del fluido inferiores a 3 Pa s (3000cp); las turbinas pueden usarse por debajo de unos 100 Pa s (100000 cp); laspaletas modificadas como los agitadores tipo ancla se pueden usar desde másde 50 Pa s hasta unos 500 Pa s (500000 cp); los agitadores helicoidales y de tipo banda se suelen usar desde arriba de este intervalo hasta cerca de 1000Pa s y se han utilizado hasta para más de 25000 Pa s. Para viscosidadesmayores de unos 2.5 a 5 Pa s (5000 cp) o más, los deflectores no se necesitanporque hay poca turbulencia. AGITACIÓN * Visualización de campos de velocidades al utilizar distintos agitadores* Mecanismo de agitación de alta potencia con regulación del número derevoluciones* Determinación del tiempo de mezcla de disoluciones* Mezclado de emulsiones y suspensiones* Influencia del proceso de mezclado sobre la transmisión de calor* Potencia consumida durante la agitación Descripción En la agitación, la fase continua es líquida. Con este equipo, CE 320, se puedeestudiar la preparación de disoluciones (sólidos disueltos en un líquido),emulsiones (mezcla de líquidos no solubles entre sí) y suspensiones (sólidosinsolubles en un líquido).El proceso
de mezclado tiene lugar en un depósito resistente a los productosquímicos y a las temperaturas elevadas. Con un vigoroso mecanismo deagitación se pueden preparar también mezclas de alta viscosidad elevada. Elnúmero de revoluciones y el par se pueden fijar de forma digital en el aparato,lo que permite determinar la potencia consumida.Se dispone de un juego con 9 agitadoresdistintos, fáciles de montar. Dispersandoun material plástico en agua es posibleobservar los campos de velocidadcaracterísticos de cada uno de los tipos deagitadores.Se pueden montar placas deflectoras en eldepósito, con el objeto de estudiar suinfluencia en el proceso de mezclado. Parala determinación de la duración y lacalidad del mezclado de disoluciones, sedispone de un conductivímetro, que puedellevar incorporado una sonda detemperatura.Un serpentín desmontable sirve paracalentar la mezcla. Este puede funcionarcon agua procedente de la red de suministro al laboratorio, bien como medio de calefacción o de refrigeración. Elcaudal de agua se puede fijar con una válvula de ajuste fino. De este modo, esposible estudiar la influencia de la agitación sobre la transmisión de calor. 1 salida, 2 placa deflectora 3 serpentín 4 válvula de cierre para elserpentín 5 mecanismo de agitación conindicación del número derevoluciones y del par 6 agitador de turbina y ejeroscado para móviles deagitación 7 armario de distribución8 móviles de agitación 8 unidades 9 maletín con sonda de conductividad Móviles de agitación: Tipo hélice (1,3,8) Tipo planos (2,5,6) Tipo hélice inclinado (4,7) Campos de velocidades en el depósito de agitación con agitación axial(A) y radial (B) MEZCLADORA PLANETARIA DOBLE Ross fue la pionera de la Mezcladora Planetaria Doblehace más de 50 años. Esta mezcladora es ideal paramezclar y amasar materiales viscosos de hasta seismillones CPS. en cantidades desde fi pinta hasta 750galones. Opciones incluyen vacío / presión, camisaspara control de temperatura yMezcladora Planetaria DobleRoss fue la pionera de la Mezcladora Planetaria Doblehace más de 50 años. Esta mezcladora es ideal paramezclar y amasar materiales viscosos de hasta seismillones CPS. en cantidades desde fi pinta hasta 750galones. Opciones incluyen vacío / presión, camisaspara control de temperatura. POWERMIX: La mezcladora Powermix combina la acción de laMezcladora Planetaria y el Dispersador de Alta Velocidaden una sola máquina. Esta combinación del alto y bajotrasquilado acorta el tiempo del ciclo y reduce el manipuleode material, resultando por lo tanto en costos de producciónmás bajos. Disponible en varias dimensiones hasta 750galones de capacidad. VERSAMIX: Esta singular mezcladora puede ser provista de hastatres agitadores separados, un Ancla de tres aspas, unDispersador de alta velocidad y un Trasquilador de rotorstator.Esta mezcladora es ideal para usarla cuandovarias combinaciones de tecnología de mezclado
sondeseadas. La VersaMix es disponible enintercambiables y tanques fijos. Dimensiones fluctúandesde 1 hasta 5.000 galones de capacidad demezclado MEZCLADORASROTOR/ESTATOR DISEÑODE CONJUNTO Las mezcladoras de Ross deAlta Trasquilación son idealespara homogenización enconjunto de baja viscosidad,solubilidad, emulsifacación,pastosidad, trituración, yreducción de partículas.Aplican trituración de granintensidad hidráulica ymecánica y son disponibles envarias dimensiones desde fihasta 100 HP. Premax Este generador Rotor/Estator de una sola etapa esdiseñado especialmente para el uso enaplicaciones de dispersión depigmentos. Suintensa fuerza de trituración eliminacualquiermolido adicional o reduceconsiderablemente eltiempo de molido. Dimensionesfluctúan desde 5hasta 250 HP. MEZCLADORAS DE BANDA Las Mezcladoras de Banda están diseñadaspara una gran variedad de necesidades delicuado. El diseño standard es construido encantidad y almacenado para envío inmediato.Ross esta lista para asistirlo ya sea en susrequerimientos de maquinarias en stock odiseños especiales que incluyen vacío o presión.Dimensiones fluctúan desde 1 hasta 515 cu.ft.
MEZCLADORAS VERTICALES Las Mezcladoras Verticales de Ross sondiseñadasy construidas sin rodamientos de soporte defondoa rosca. Estas mezcladoras están diseñadasparaun licuado delicado de sólidos acortando eltiempode ciclaje. Algunas opciones incluyen conductorvariable de velocidad, al vacío y encamisadas, así como acabados sanitarios. Dimensiones fluctúanen capacidades de 1 hasta 500 cu.ft.. TURBOEMULSIFICADOR: (mezclador de girocruzado) El Turbo emulsificador es usado en plantascosméticas y farmacéuticas para producir emulsionesy suspensiones de alta calidad. Este diseño coaxialesta equipado con características standard depresión/ vacío y CIP/SIP. Disponible en variostamaños, desde 1 hasta 4.000 litros. CONCLUSIONES Las mezclas son muy importantes, ya que estas te sirven para diferenciar yconocer los distintos tipos de mezclas que existen, así poder diferenciar el tipode materia con el cual se esta trabajando.La mezcla es una parte fundamental del proceso, es importante hacerla bien.Un mezclador bien diseñado puede evitar un embotellamiento en lafabricación. El número de dispositivos utilizados para mezclar materiales esmuy grande, y muchos de ellos no se distinguen por su perfección.Para que la tecnología de la mezcla pueda avanzar mucho será necesariotomar en consideración ciertos modelos como base de nuestros estudios yconocimientos.El principal objetivo del mezclado es, pues clasificar todos los problemas demezcla según los materiales a mezclar y recomendar uno o varios tipos demezclado para su empleo en cada uno de dichos problemas.Por medio del mezclado de fluidos se pueden realizar procesos en los cuales sepueden combinar dos fases ya sea líquido-líquido, líquido-sólido o sólidospulverizados estos procesos se llevan a cabo en tanques de forma cilíndrica lascuales tienen aspas o paletas que sirven y facilitan el mezclado ya que utilizanvelocidades de revoluciones por minuto además de otros factores
que facilitanestos procesos, por lo que por medio de estos procesos se realizan pastas,cosméticos, pinturas, adhesivos, entre otros productos. en rotación y lo separen de su camino circular, dirigiéndolo hacia el centro delvaso, donde, de otras formas, se formaría el remolino.La relación entre el diámetro de un agitador de propulsión y el del vaso sueleser 1:10- 1:20 y la velocidad típica es de 120rps. La acción del agitador depropulsión depende de que el patrón de flujo axial y radial sea adecuado, loque no sucederá si el liquido es lo baste viscoso. Debe producirse un flujorápido de líquido hacia el propulsor y ello solo podrá suceder si el líquido esmóvil. MEZCLADORES DE TURBINAS
