Mezcla de Materiales: Agitación y Mezclado en Ingeniería Química, Diapositivas de Procesos de Separación Química

¡Descarga Mezcla de Materiales: Agitación y Mezclado en Ingeniería Química y más Diapositivas en PDF de Procesos de Separación Química solo en Docsity!

2.2 Mezcladores

Tecnológico Nacional de México Tomado de M.C. Y. M. Hernández C.

Competencia específica:

• Calcula los parámetros para la selección de equipos

empleados en la agitación y mezclado

Mezcla de Materiales

• La operación de mezcla es mucho más difícil de estudiar y describir

que la agitación.

• Esta operación implica la mezcla de gases, líquidos ó sólidos, con

dos ó más constituyentes.

• La mezcla de gases con gases rara vez es difícil.
• La mezcla de líquidos con líquidos es un problema común, el cual

se ha estudiado extensamente.

Mezcla de Materiales

• La mezcla de líquidos con sólidos, puede efectuarse en

la misma forma que la de líquidos con líquidos, cuando la

relación de líquido a sólido es grande.

• Si esta relación es pequeña, el proceso es similar a la

mezcla de sólidos con sólidos. Dicha operación no ha

podido ser tratada sistemáticamente aún.

• La operación de mezclar implica una gran variedad de

maquinaria. El caso de mezclado que mejor se

comprende (al menos parcialmente) es el de mezcla

líquido-líquido, el cuál está representado por una lista

relativamente pequeña de equipos normalizados. Los

otros campos presentan una gran variedad de

dispositivos.

Mezcla de gases con líquidos

• Esta operación se efectúa usualmente inyectando el gas por debajo de un agitador de turbina. El introducir el gas por debajo de un agitador de hélice no es útil, puesto que el flujo que sale de él es axial y descendente.
• Existe una práctica antigua de mezclar una carga de líquido, soplando aire a través de ella por medio de una tubería perforada. Este método es inefectivo, ya que el tiempo necesario para la mezcla es grande y necesita más potencia que con cualquier otro método.

Mezcla de sólidos con líquidos

• Si el sólido no es muy grueso, el líquido no es muy viscoso y la cantidad de sólido por unidad de volumen de líquido no es muy grande, los sólidos pueden suspenderse en los líquidos utilizando un agitador de turbina de paletas planas.
• Si alguna de las condiciones anteriores no se cumple, la operación se realiza por alguno de los tipos de máquinas usadas para la mezcla de sólidos con sólidos.

Mezcla de materiales viscosos

• En el caso de pastas viscosas ó masas de partículas sólidas no se producen corrientes y el mezclado tiene lugar por otros procedimientos.
• Es por esto que normalmente se requiere mucha más energía para el mezclado de pastas y sólidos secos que para la mezcla de líquidos.

EQUIPOS

MATERIALES VISCOSOS

Mezcladores de cubetas intercambiables

• En un mezclador de cubeta el agitador consta de varias placas verticales ó dedos, con un cabezal rotatorio y las placas se sitúan cerca de la pared de la cubeta.
• El agitador va montado excéntricamente con respecto al eje de la cubeta, que a su vez está sujeta a un soporte que gira en dirección contraria a la del agitador, de tal forma que durante la operación todo el líquido o la pasta contenidos en la cubeta son llevados hasta las placas para ser mezclados.
• Cuando la mezcla ha terminado, se levanta el cabezal del agitador retirando así las placas fuera de la cubeta. Se limpian entonces las placas y se sustituye la cubeta por otra que contiene una nueva carga.

Mezcladores de cubetas intercambiables

Amasadora de Artesa

• Para masas muy espesas, es muy corriente el empleo de la amasadora de artesa.
• Además es la máquina universal de mezclado y amasado.
• Consiste en dos aspas de rotación contraria, en una artesa rectangular con el fondo aproximadamente semicilíndrico, para formar dos semicilindros longitudinales y una sección de cojinete.
• Las aspas se impulsan mediante engranes en cualquiera de los extremos o en ambos.

Amasadora de Artesa

• En la actualidad existe una gran variedad de aspas; la acción de mezclado es una combinación de movimiento masivo, embarrado, de extensión, doblado y recombinación conforme se impulsa y retira el material contra las aspas, el cojinete y las paredes laterales.
• Las aspas se inclinan para lograr una circulación de extremo a extremo.
• Las aspas pueden ser tangenciales o de superposición; las tangenciales funcionan con velocidades diferentes, con las ventajes de una mezcla más rápida debido al cambio constante de la posición relativa, una mayor área limpia de transferencia de calor por unidad de volumen y menos acumulación de materiales sobre las aspas.
• Las aspas superpuestas se pueden diseñar para evitar la acumulación de materiales pegajosos en ellas.

Amasadora de Artesa

• El diseño de agitador que más se utiliza es el de aspas sigma (brazos o cuchillos horizontales de forma de Z).
• Las cuchillas están colocadas y conformadas de manera tal que el material que gira hacia arriba una de las cuchillas, es inmediatamente girado hacia abajo por la otra.
• Pueden funcionar con líquidos ó sólidos o con una combinación de ambos.
• Las aspas sigma tienen una buena acción de mezclado, descargan con facilidad materiales que no se pegan a las aspas y son relativamente fáciles de limpiar cuando se procesan materiales pegajosos. (^) a) Sigma; b) Dispersión; c) Yuxtaposición de enjuague múltiple; d) Curva simple; e) Rótula doble

Amasadora de Artesa

• Las aspas de dispersión se desarrollaron para proporcionar un corte de compresión más elevado que el que se alcanza con las aspas sigma estándar. La cara de las aspas comprime materiales entre ella misma y la artesa, en lugar de raspar esta última y son particularmente apropiadas para la dispersión de partículas finas en una masa viscosa.
• Las aspas superpuestas de limpiado múltiple , se emplean comúnmente para mezclas que se inician con dificultad y son similares al caucho, puesto que las aspas cortan material en pedazos pequeños, antes de plastificarlo.
• Las aspas de cortado simple se desarrollaron para incluir refuerzos de fibras en los plásticos. En esta aplicación, las fibras individuales se deben humedecer con polímeros sin romperlas excesivamente.