1.5.1. Tipos de agitadores
Los agitadores se dividen en dos clases: los que generan corrientes paralelas al eje del agitador y los que dan origen a corrientes en dirección tangencial o radial. Los primeros se llaman agitadores de flujo axial y axial y los segundos agitadores de flujo radial. Los tres tipos principales de agitadores utilizados en la industria son, de hélice, de paletas, y de turbina. Cada uno de estos tipos comprende muchas variaciones y subtipos que no consideraremos aquí. En algunos casos también son útiles agitadores especiales, pero con los tres tipos antes citados se resuelven, quizás, el 95% de los problemas de agitación de líquidos.
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Agitadores De Hélice: Un agitador de hélice, es un agitador de flujo axial, que
opera opera con velocidad velocidad elevada elevada y se emplea emplea para líquidos líquidos pocos pocos viscos viscosos. os. Los agitado agitadores res de hélice hélice más pequeño pequeños, s, giran giran a toda toda la velocid velocidad ad del motor. motor. Las corrientes corrientes de flujo, que parten del agitador, se mueven a través del líquido en una dirección determinada hasta que son desviadas por el fondo o las paredes del tanque. tanque. La columna columna de remolinos remolinos de líquido de elevada turbulencia, turbulencia, que parte del agitador, agitador, arrastra en su movimiento movimiento al líquido estancado, estancado, generando generando un efecto cons conside idera rable bleme mente nte mayo mayorr que que el que que se obte obtendr ndría ía media mediante nte una una colu column mnaa equivalente creada por una boquilla estacionaria. Las palas de la hélice cortan o friccionan vigorosamente el líquido. Debido a la persistencia de las corrientes de flujo, los agitadores de hélice son eficaces para tanques de gran tamaño.
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Agitadores De Paletas: Para problemas sencillos, un agitador eficaz está formado
por una paleta plana, que gira sobre un eje vertical. Son corrientes los agitadores
formados por dos y 3 paletas. Las paletas giran a velocidades bajas o moderadas en el centro del tanque, impulsando al líquido radial y tangencialmente, sin que exista movimiento vertical respecto del agitador, a menos que las paletas estén inclinadas. Las corrientes de líquido que se originan se dirigen hacia la pared del tanque y después siguen hacia arriba o hacia abajo. Las paletas también pueden adaptarse a la forma del fondo del tanque, de tal manera que en su movimiento rascan la superficie o pasan sobre ella con una holgura muy pequeña. Un agitador de este tipo se conoce como agitador de ancla. Estos agitadores son útiles cuando se desea evitar el depósito de sólidos sobre una superficie de transmisión de calor, como ocurre en un tanque enchaquetado, pero no son buenos mezcladores. Generalmente trabajan conjuntamente con un agitador de paletas de otro tipo, que se mueve con velocidad elevada y que gira normalmente en sentido opuesto.
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Agitadores De Turbina: La mayor parte de ellos se asemejan a agitadores de
múltiples y cortas paletas, que giran con velocidades elevadas sobre un eje que va montado centralmente dentro del tanque. Las paletas pueden ser rectas o curvas, inclinadas o verticales. El rodete puede ser abierto, semicerrado o cerrado. Los agitadores de turbina son eficaces para un amplio intervalo de viscosidades; en líquidos poco viscosos, producen corrientes intensas, que se extienden por todo el tanque y destruyen las masas de líquido estancado. El agitador de turbina semiabierto, conocido como agitador de disco con aletas, se emplea para dispersar o disolver un gas en un líquido. El gas entra por la parte inferior del eje del rodete; las aletas lanzan las burbujas grandes y las rompen en muchas pequeñas, con lo cual se aumenta grandemente el área interfacial entre el gas y el líquido.
Para procesos microbiológicos sólo se pueden utilizar tipos específicos de agitadores desarrollados para la tecnología química. La Figura 5.12 muestra los más importantes. El agitador de discos es el tipo más común; desde el eje del disco de diámetro apropiado salen 4-8 paletas radiales. Comparado con el agitador de disco, el tipo turbina requiere 50% menos de aire para el mismo consumo de energía y rendimiento. Dos tipos mas consisten en brazos agitadores MIG y INTERMIG requieren 25% y 40% menos energía respectivamente para rendimientos equivalentes.
Figura 5.12. Sistemas de impulsores para fermentadores
Mantenimiento de la esterilidad. Para favorecer el mantenimiento de la esterilidad
debería haber un número mínimo de aberturas en el fermentador. Las pequeñas aberturas deben ser a prueba de pérdidas, con anillos O, orificios más grandes con juntas de culata planas. Siempre que un eje móvil entra en la pared del fermentador se producen problemas especiales de mantenimiento de la esterilidad. Se utilizan normalmente cierres mecánicos dobles sobre el eje del agitador y presentan ventajas notorias en comparación a los cierres más convencionales con prensaestopas. Si es posible la unión de todas las partes conectadas con el área estéril, así como todas las tuberías, tanto dentro como fuera del fermentador, deberían estar soldadas. No debería haber ninguna conexión directa entre el área no estéril y el área estéril, es decir, los mecanismos para toma de muestras y las puertas de inyección deben estar cubiertas de cierres esterilizables a vapor. Las tuberías estériles deben ser inclinadas para recoger y escurrir el material que se condensa. Aunque la vasija del fermentador es el principal foco de interés en el sistema global de fermentación, en una instalación real debe ser considerado un gran conjunto de mecanismos adicionales para conseguir un sistema de fermentación que funcione.
