El mezclado es una de las operaciones
unitarias de la ingeniería química más
difíciles de someter a un análisis científico. Hasta el
presente no se ha desarrollado ninguna fórmula o
ecuación aplicable al cálculo de
grado del realización al que se verifica la mezcla, o la
velocidad con
que se realiza, en determinadas condiciones.
Se dice a veces que solo el consumo de
energía
eléctrica de un mezclador proporciona una medida real
del grado en que se ha completado una mezcla, porque se necesita
una cantidad definida de trabajo para mezclar las
partículas del material dentro del recipiente que lo
contiene. Con todo, esto nunca es verdad en la práctica,
debido a las interferencias imposibles de evaluar, tales como
corrientes transversales, corrientes parásitas, que se
establecen, (incluso en las mezcla de plásticos
y sólidos) dentro del recipiente.
Para diseñar o proyectar bien un mezclador
hay que tener en cuenta no solo el elemento mezclador sino
también la forma del recipiente. Un elemento mezclador muy
bueno puede resultar inútil en un recipiente inadecuado.
Además, no debe perderse de vista el resultado exacto que
se quiere alcanzar, de modo que pueda obtenerse una mezcla
ampliamente suficiente para conseguir dicho resultado con un
coeficiente de seguridad
bastante grande. De ordinario, el costo adicional
que exige la capacidad mas grande del mezclador es insignificante
comparado con el costo de toda la
instalación que interviene en el proceso.
Puesto que la mezcla es una parte fundamental del
proceso, es
importante hacerla bien. Un mezclador bien diseñado puede
evitar un embotellamiento en la
fabricación.
El número de dispositivos utilizados para
mezclar materiales es
muy grande, y muchos de ellos no se distinguen por su
perfección. Para que la tecnología de la
mezcla pueda avanzar mucho será necesario tomar en
consideración muchos modelos
fundamentales como base de nuestros estudios y conocimientos.
Esto no excluye, por supuesto, el desarrollo
futuro de modelos nuevos
y mejores, pero nos proporciona una base para conseguir una
cierta normalización sumamente necesaria
hoy.
Los mezcladores se agrupan en cinco clasificaciones
primarias:
a.-) mezcladores de flujos o
corrientes;
b.-) de paletas o brazos;
c.-) de hélices o helicoidales;
d.-) de turbinas o de impulsos
centrífugos
e.-) varios tipos diversos.
a.-) Mezcladores de corrientes:
en este tipo de mezclador, se introducen los materiales
casi siempre por medio de una bomba y la mezcla se produce por
interferencia de sus flujos corrientes. Solo se emplean en los
sistemas
continuos o circulantes para la mezcla completa de fluidos
miscibles. Rara vez se usan para mezclar dos fases, cuando se
desea una gran intimidad. La palabra "turbulencia" no implica,
por necesidad, una mezcla satisfactoria.
Mezcladores de Chorro: estos, entre los cuales
están los sopletes oxhídricos, se basan en el
choque de un chorro contra otro, generalmente ambos a presión.
Este tipo de mezclador se emplea a veces para líquidos,
pero su mayor aplicación es la mezcla de combustibles
gaseosos antes de inflamarlos.
Inyectores: consisten en esencia éstos en un tubo
principal, y en un tubo, un surtidor, una tobera o un orificio
auxiliar por el que se inyecta un segundo ingrediente en la
corriente principal. Este tipo de mezclador, sencillo y poco
costoso, se emplea mucho para mezclar, en cualesquiera
proporciones, gases con
gases, gases
con líquidos, y líquidos con líquidos. Son
ejemplo de mezcladores de este tipo, para la mezcla de
líquidos mutuamente insolubles, los mecheros Bunsen, los
quemadores de petróleo,
las pistolas pulverizadoras, los carburadores, el
cañón lanzacemento, los atomizadores y los
mezcladores de tobera. El principal ingrediente pude ser un
gas o un
líquido. En algunos casos la velocidad de
la corriente en la tubería principal induce la
circulación del material en la tubería auxiliar. En
otros casos se alimenta el material por la tubería
auxiliar a presión y
velocidad suficiente para que circule por la tubería
principal. Este material procede del tanque de alimentación y se
recircula por medio de una bomba exterior. Un requisito
indispensable para que se produzca una mezcla rápida y
completa en este tipo de mezclador es que la masa velocidad de la
corriente auxiliar sea mucho mayor que la de la corriente
principal.
Mezcladores de columnas con orificios o de
turbulencia: estos mezcladores se basan en la
transformación de la energía de presión en
energía de velocidad turbulenta y encuentran muchas
aplicaciones cuando la viscosidad es lo
bastante pequeña para permitir que se completen las
reacciones en el muy corto tiempo
disponible. Ambos tipos son muy fáciles de
instalar.
Sistemas de circulación mixta: estos,
entre los cuales están los elevadores de agua por
aire comprimido,
los tubos "vomit" (vomitadores), los tubos de tiro largos y las
bombas exteriores
de circulación, suelen emplearse de ordinario para
producir una renovación lenta del contenido de grandes
depósitos de líquidos por medio de aparatos
mezcladores relativamente pequeños. Prácticamente,
en casi todos esos sistemas
circulantes se agita cada vez solo una proporción muy
pequeña del material, y esto los hace inapropiado cuando
se desea producir continuamente la intimidad de la mezcla. No
resultan nunca útiles cuando es necesario obtener una
mezcla rápida y completa. Pueden introducirse en el
elevador o bomba otros materiales, como gases, líquidos o
lechadas, para asegurar una absorción o una mezcla
preliminar antes de descargarlos en el depósito
principal.
Bombas centrífugas: a veces se emplean
éstas sin recirculación para mezclar
líquidos previamente medidos y a menudo resultan
útiles cuando solo de desea obtener una mixtura. El
tiempo de
"retención" suele ser menor de un segundo, que solamente
es suficiente para que se produzcan reacciones
instantáneas entre materiales inmiscibles.
Torres rellenas y de rociada: aunque éstas
se usan por lo general para la absorción de un gas puro con un
líquido o para la eliminación de una parte de una
mezcla de gases, van empleándose mas cada día para
eliminar de un constituyente de una mezcla líquida por
medio de un líquido inmiscible de densidad superior
o inferior. Por regla general, estas instalaciones funcionan a
contracorriente, lo que explica en gran parte su éxito
en muchas aplicaciones. Las torres rellenas no son convenientes
cuando existe alguna tendencia a formarse un precipitado, pues en
esos casos suele presentar dificultades el problema de la
limpieza.
b.-) Mezclador de Paletas o Brazos:
este es, probablemente el tipo mas antiguo de mezclador
y consiste en esencia en una o varias paletas horizontales,
verticales o inclinadas unidas a un eje horizontal, vertical o
inclinado que gira axialmente dentro del recipiente (aunque no
siempre está centrado con éste). De esta manera el
material que se mezcla es empujado o arrastrado alrededor del
recipiente siguiendo una trayectoria circular. Cuando se trata de
líquidos pocos espesos en recipientes sin placas
desviadoras, las paletas imprimen siempre un movimiento de
remolino a todo el contenido del recipiente. En todos los casos,
el material directamente en la trayectoria de las paletas es
empujado mas aprisa que el que se encuentra entre ellas. Este
hecho tiene gran influencia para cambiar la relación mutua
existente entre las láminas (o estratos) paralelas a las
paletas. Sin embargo, una vez realizado este importante paso, las
paletas carecen de medios
eficaces para producir, en dirección perpendicular a ellas, fuerzas
que corten transversalmente esos estratos y que los mezclen uno
con otros. Este es su principal defecto. La
estratificación se destruye en gran parte instalando en el
recipiente placas desviadoras; las paletas pueden trabajar
entonces mas lentamente, acortándose para que la potencia
necesaria sea razonablemente baja. Doblando las paletas se
aumenta la circulación axial en un recipiente con placas
desviadoras, pero no tiene prácticamente efecto con un
líquido de baja viscosidad en uno
sin dichas placas.
Los mezcladores de paletas o brazos se emplean
más que los de ningún otro tipo, porque 1) son los
mas antiguos, los más conocidos y los primeros en que se
piensa; 2) son a menudo de construcción casera; 3) el costo inicial es
por lo general muy bajo; 4) y, sobre todo, muy buen resultado en
muchas clases de trabajos. Por ejemplo, para la mezcla o
amasadura de pastas espesas o plásticas es indispensable
el tipo de mezclador de brazos. Con todo, cuando es fácil
que se produzca una estratificación, como sucede en la
suspensión de sólidos bastante densos en
líquidos ligeros o en la mezcla de pastas poco espesas o
líquidos bastante viscosos, el mezclador de paletas es
relativamente ineficaz, por muy bien diseñado que
esté, desde los puntos de vista de la potencia
necesaria y de la calidad de los
resultados obtenidos.
Mezcladores de brazos rectos o de paletas en forma de
remos: este es el modelo mas
corriente de mezclador, y puede ser horizontal o vertical. Las
paletas pueden ser planas o dobladas, a fin de producir un empuje
ascendente o descendente en el líquido. Merece la pena
observar que en este último caso el resultado se parece
mas al de una hélice que el de un remo.
Mezclador de rastrillo: el mezclador de
rastrillos, es una modificación del de paletas
rectas.
Paletas con lengüetas o dedos fijos intercalados:
este tipo puede ser horizontal o vertical. En los líquidos
poco densos, las lengüetas fijas tienden a impedir la
formación de un remolino en toda la masa y contribuyen
además a producir corrientes mas o menos en ángulo
recto con las lengüetas, facilitando así la mezcla.
Éste tipo se usa también para mezclar
líquidos densos, pastas y amasados, como pinturas, pastas
de almidón y colas, y en este caso las paletas fijas
facilitan el estirado, el corte y el doblado de los materiales, y
por consiguiente, su mezcla.
Tipo de herradura: este tipo se utiliza en las
marmitas, por lo general en trabajos rudos, como la mezcla de
grasas, las fusiones de
cáusticos, el amasado de pastas espesas, etc. Una característica distintiva de este mezclador
es que el elemento mezclador se amolda siempre a las paredes del
recipiente, barriéndolas o incluso rascándolas para
arrancar el material pastoso o sólido apelmazado sobre
ellas. Es especialmente importante impedir este apelmazamiento en
las paredes en el caso de mezclas que
puedan quemarse cuando se recalientan localmente o en los casos
en que las paredes hayan de mantenerse limpia para permitir una
buen transmisión del calor. Por
consiguiente, este tipo (y otros que mencionaremos mas adelante)
se usa muchísimo en las marmitas con camisas o en los
calderos de calentamiento directo en los que el contenido es
espeso
Paletas corredizas: este mecanismo se utiliza
para cargas muy grandes de pastas aguadas de sedimentación
lenta, como la lechada de cemento y la
pulpa de papel. La
tarea suele consistir en mantener en suspensión el
material, y los tamaños de los recipientes usados son
pocas veces inferiores.
Cubetas giratorias con paletas
excéntricas: el recipiente gira sobre una mesa
giratoria y paletas excéntricas giran también
dentro del mismo. Este tipo es de uso corriente para mezclar
pequeñas cantidades de pintura espesa
y de pasta para tintas.
Paletas de doble movimiento: este tipo se utiliza
mucho para los materiales pastosos, como los adhesivos, las
grasas y los cosméticos, y también para la
confección de helados. Dos grupos de paletas
giran en direcciones opuestas. El barrido mas exterior se realiza
a menudo con rascadores que mantienen limpias la paredes de
recipiente. Esto conduce a una mejor transmisión del
calor y hace
posible calentar o enfriar cargas en la cuarta parte del tiempo
necesario en recipientes no provistos de agitadores con
rascadores.
Paletas de movimiento
planetario: este tipo de agitación guarda
relación con las paletas corredizas. Una paleta gira
alrededor de un eje situado excéntricamente con respecto
al caldero o recipiente, y al mismo tiempo el eje gira alrededor
de una línea central del caldero. Este movimiento
planetario hace que la acción mezcladora llegue por turno
a todas las partes del caldero, produciéndose así
una mezcla local completa, y arrastrando las partículas a
lo largo de trayectorias cicloidales que se solapan unas con
otras y la entremezclan. Este tipo se usa muchísimo para
pastas y masas, especialmente en las industrias
alimenticias, pastelerías, fabricación de
mayonesas, etc.
Batidor o emulsificador: un ejemplo familiar de
este tipo de mezclador es el batidor de huevos. El dispositivo,
cualquiera que sea su forma, funciona siempre a gran velocidad
debido al efecto de batido real de los dos fluidos se produce una
fina división, o emulsión. Frecuentemente tiene dos
rejillas que se entreveran y giran en sentidos opuestos. Se usa
mucho para la preparación de la crema batida
(líquido y gas), la mayonesa (líquidos
inmiscibles), etc.
Agitador con elevador por aire: el aire
a presión obliga al líquido mas o menos espeso a
subir por el tubo central, hasta llegar al tubo distribuidor
giratorio situado en la parte superior. La lechada sale de este
último y se distribuye por toda la superficie. La paleta
del fondo está provista de un tubo de aire en toda su
longitud, con objeto de abrirle paso cuando se atasca en los
lodos sedimentados. Este tipo resulta útil para mantener
en suspensión grandes masas de limos. El efecto mezclador,
si se desea alguno, es muy lento. Las dimensiones varían
por regla general desde 6.10 m (20’) de diámetro por
3.66 m (12’) de altura, hasta veinte veces ese volumen.
El amasador: con dos brazos que giran en sentido opuesto
en un recipiente dividido en dos artesas por una silleta o
albardilla, se usa para mezclar masas espesas, plásticas y
gomosas.
c.-) Mezcladores de Hélices, incluidos algunos
de tipo helicoidal:
Los mezcladores de hélices proporcionan un medio
poco costoso, sencillo y compacto, para mezclar materiales en un
gran número de casos. Su acción mezcladora se
deriva de que sus aletas helicoidales al girar empujan
constantemente hacia delante, lo que para todos los fines puede
considerarse un cilindro continuo de material, aunque el
deslizamiento produce corrientes que modifican bastante esta
forma cilíndrica. Puesto que la hélice hace que un
cilindro de material se mueva en línea recta, es evidente
que la forma del recipiente decidirá la disposición
subsiguiente de esta corriente. Por esta razón, es
particularmente importante en este caso la forma del recipiente
y, no obstante, se descuida a menudo este factor. Las
hélices son eficaces con los líquidos cuya
viscosidad aparente no sea superior a 2000 centipoises, con la
presencia de sólidos ligeros o sin ella, aunque pueden
utilizarse con viscosidades hasta de 4000 centipoises. Con
sólidos con densidad muy
diferentes a las de los líquidos, se tropieza con algunas
dificultades para impedir la sedimentación, ya que es
prácticamente imposible dirigir la corriente producida por
la hélice a todas las partes del tanque. La
situación de la hélice dentro del tanque influye
sobre la naturaleza del a
mezcla producida, y los tipos que damos a continuación
ilustran sus diversas posiciones.
Hélices como dispositivos para mezclar
gases: a veces se emplea una hélice, un disco o un
ventilador (prácticamente idéntico al de uso
corriente que suele ponerse en las ventanas para ventilar las
habitaciones) dentro de una cámara mezcladora, con objeto
de activar la circulación de los gases y mezclarlos. Se
usa también para mezclar gases en circulación
continua.
Hélice con ejes vertical: estos
mezcladores se usan en combinaciones de una, dos o mas
hélices sobre un mismo eje. El empuje de las
hélices puede ser totalmente ascendente, descendente o
bien de doble efecto, o sea ascendente y descendente; este
último es el más conveniente para recipientes
pequeños.
Hélice descentrada y con su eje inclinado
penetrando por arriba: éste tipo de hélice se
monta en el costado del recipiente o cerca de el con su eje
inclinado con respecto a la vertical. Corrientemente dicho eje no
está en ningún plano diametral del recipiente, que
se cruza con el eje de éste, es decir, que cruza con el
eje de éste. Para viscosidades hasta 300 centipoises, se
emplea un motor
eléctrico directamente conectado al eje de la
hélice que funcione a su plena velocidad, pero, para
viscosidades mayores, deberá usarse una máquina con
transmisión por engranajes. Los mezcladores más
pequeños de éste tipo (de 1/8 a 1 hp.) son
portátiles y llevan a su costado un dispositivo para
sujetarlos a un costado del recipiente o tanque. Son compactos y
cómodos.
Hélice al costado del recipiente: el eje
de este tipo de hélice no se coloca de ordinario
radialmente. El remolino producido hace que la hélice
influya gradualmente en todo el contenido del recipiente. Este
movimiento es particularmente útil cuando se mezclan
grandes cargas de líquido ligero, como gasolina o soluciones
acuosas, sin que sea necesaria una mezcla muy rápida. En
estos casos, éste tipo de aparato produce mezclas
satisfactorias en recipientes hasta de 757000 lts de capacidad y
es uno de los mejores medios de
mezclar líquidos ligeros en depósitos muy grandes.
En éstos depósito suele ser conveniente poner dos o
mas hélices repartida regularmente alrededor de la
periferia.
Hélice en un tubo de aspiración:
una o varias hélices están rodeadas por un tubo,
quedando por lo general un pequeño espacio entre él
y las aletas de la hélice. El tubo sirve para guiar el
fluido a través de la hélice, venciendo
apreciablemente el deslizamiento lateral de las corrientes. Si la
forma del recipiente está bien diseñada, tiene
lugar una circulación muy completa de gran intensidad con
la consiguiente uniformidad de la acción mezcladora. Este
tipo es probablemente el que proporciona una circulación
axial más eficaz de los mezcladores de
hélice.
d.-) Mezcladores de Turbina o de impulsor
centrífugo:
el mezclador de turbinas se estudia mejor como una o
varias bombas
centrífugas trabajando en un recipiente casi sin
contrapresión el material entra en el impulsor axialmente
por su abertura central. Los álabes aceleran el material y
lo descargan del impulsor o rodete mas o menos tangencialmente a
una velocidad bastante elevada. La turbina puede llevar una
corona directriz con paletas curvas fijas (difusores) que
desvían esas corrientes tangenciales hasta hacerlas
radiales. Todo el cambio de
dirección de vertical a horizontal y radial
se realiza suavemente con la menor pérdida posible de
energía cinética, y en consecuencia, las corrientes
radiales llegan aun a gran velocidad a las partes más
alejadas del recipiente.
Todo el contenido del recipiente se mantiene en
movimiento muy vigoroso y perfectamente dirigido.
La potencia que necesita un mezclador de turbina es
aproximadamente 30 veces menor que la exigida por una bomba
centrífuga exterior circulante que mueva el mismo volumen de
líquido, y el impulsor mezclador ira con una velocidad
moderada. Por ejemplo, un rotor de 91,5 cm (36") gira a unas 75
r.p.m. los mezcladores de turbinas son esencialmente
útiles para mezclar líquidos viscosos o lodos
espesos, suspender sólidos pesados, efectuar disoluciones
rápidas, realizar buenas dispersiones y hacer mezclas en
recipientes de formas irregulares.
Soplante de turbina o ventilador
centrífugo: este tipo mezcla gases muy
íntimamente cuando se les hace llegar a él en forma
continua y en las proporciones deseadas. Se usa también
para mezclar determinadas cantidades de gases en forma
intermitente, colocándolo dentro o fuera de la
cámara mezcladora. Manipula grande volúmenes de
gases con un consumo de
potencia pequeño.
Mezclador Sencillo de turbina: este tipo es
particularmente conveniente para mezclar líquidos de
viscosidad media o baja, en especial cuando se lo coloca
excéntrico en el recipiente. Funciona bien en la
manipulación de limos de consistencia baja o media y con
materiales fibrosos de consistencia media, como l pasta de
papel, en
suspensión.
Mezclador de turbina con paletas directrices
fijas: con este tipo pueden usarse uno o mas impulsores o
rodetes. Se caracteriza por la intensa acción cortante del
rodete, por la pronunciada circulación tangencial –
radial al salir de los elementos del estator y por la buena
circulación en los puntos alejados del rodete. Es, por
consiguiente, más adecuado para materiales de viscosidad
baja o media, puesto que con líquidos de altas viscosidad
las corrientes de circulación son muy amortiguadas por la
corriente directriz. Cuando se utiliza un rodete en el fondo del
recipiente, conviene que dicho fondo sea en forma de plato para
que dirija la circulación hacia arriba al salir del
elemento mezclador.
Turbodispersador: este tipo consiste en un rodete
de turbina que gira con un tamiz o una placa perforada,
interpuesto entre dichos rodetes y las paletas directrices fijas.
Los álabes del rodete están muy cerca del tamiz. Su
alto esfuerzo cortante, su acción de extrusión y la
intensa circulación, todos juntos, contribuyen a la
realización de dispersiones y a la disolución de
materiales que serían difíciles en mezcladores mas
sencillos.
El absorbedor turbogas: se usa para estimular el
contacto entre gases y líquidos. Las hidrogenaciones, las
oxidaciones, las cloraciones, las purificaciones, etc., se
facilitan muchísimo a causa del largo recorrido del gas a
través del líquido sometido a una violenta
agitación. La constante distorsión de las burbujas
del gas unida al continuo intercambio de líquidos en las
superficie de separación explican el alto rendimiento de
este tipo de mezclador. En algunas aplicaciones, el gas es
autoinducido a la superficie, mientras que en otra se alimenta
gas a presión al mas bajo de una serie de absorbedores
puesto en un mismo eje y se recircula desde la superficie libre
por autoinducción del impulsor mas elevado. Mejoras de
este tipo lo han hecho relativamente insensible a las variaciones
moderadas del nivel del líquido.
e.-) Mezclador de Tambor:
El Mezclador de tambor o de volteo: es sencillo pero
útil. Consiste en un recipiente cilíndrico montado
sobre un eje horizontal y que gira con él. Haciendo girar
el cilindro o tambor se mezcla el contenido. Se usa mucho para
mezclar polvos y hormigón o concreto. No
tiene igual para los trabajos que implican dos o tres fases con
materiales tan diferentes como piedras, polvos y agua. Existen
varias modificaciones de este tipo. A veces el tambor está
montado sobre el eje oblicuamente, para que el impulso irregular
acelere y facilite la mezcla. Otras veces, como sucede en el
mezclador de hormigón, se construye con placas
desviadoras, rascadores o aradores internos que desvían el
contenido hacia la salida. En otras variantes gira el recipiente
en un sentido y unas aletas interiores en el opuesto. Una
modificación empleada, por ejemplo, en la mezcla del
fieltro de pelo tiene aletas desviadoras longitudinales. Poniendo
las aletas desviadoras en discos perpendiculares el eje que
dividan al tambor en varios compartimientos, puede adaptarse este
tipo para funcionamiento continuo.
Mezclador de doble cono: esta es una variante
perfectamente definida por su forma. Se le usa solamente para
efectuar una mezcla rápida de sólidos. Consiste en
un anillo cilíndrico horizontal cuyas bases están
unidos dos conos, girando el conjunto lentamente sobre cojinetes
laterales. El interior suele estar pulido y libre de
obstrucciones para facilitar su limpieza. Durante la
rotación, el cono inferior se inclina hasta un punto en el
que se sobrepasa el ángulo de reposo del contenido. Las
capas superficiales del material ruedan entonces hacia abajo
hasta el cono opuesto, seguidas pronto por toda la masa, que
resbala rápidamente al interior del otro cono, cuando este
se aproxima a su posición mas baja. Al chocar con las
paredes cónicas, una buena parte del material se
desvía hacia el centro y después hacia arriba a
través del resto de la masa. Como no hay dos
partículas que sigan trayectorias paralelas y puesto que
además existe una gran diferencia de velocidades entre las
diferentes partículas, se logra rápidamente un gran
homogeneidad. Por lo general bastan diez minutos para mezclar
bien cualesquiera de los materiales. El mezclador se carga o se
descarga con rapidez gracias a una válvula de asiento
firme y cierre hermético puesta en el vértice de
uno de los conos y que se abre y cierra con rapidez.
f.-) Tipos Diversos
El molino coloidal; se usa cuando es necesario
producir dispersiones sumamente finas. Casi todos los molinos
coloidales se basan en el mismo principio, auque pueden diferir
en los detalles de su construcción. El rotor puede tener ranuras
o no tenerlas y ser o no cónico. El material se somete a
un intenso esfuerzo cortante y a una vigorosa fuerza
centrífuga, y esta combinación produce excelentes
dispersiones. De ordinario se mezcla el material previamente en
un mezclador ordinario y luego se perfecciona esta
dispersión tosca pasándolo por el molino. Debido a
la carga eléctrica comunicada a las partículas y al
exiguo tamaño a que se reduce éstas, es posible de
hacer de ordinario emulsiones con muy poco estabilizador. Los
pigmentos pueden dispersarse en aceites con el tamaño
inicial de las partículas molidas, pero es dudoso que en
el aparato tenga lugar una molienda efectiva. Los molinos
coloidales tienen la ventaja de trabajar con circulación
continua, pero con los inconvenientes de su elevado costo inicial
su alto consumo de energía y de calentar el material.
Hasta la fecha no ha podido reemplazársele para algunos
tipos de trabajos en los que es posible obtener un grado de
dispersión máximo.
El Homogeneizador: puede describirse como una
bomba positiva de alta presión en la que ésta se
descarga radialmente pasando por un disco o válvula
fuertemente oprimido contra el extremo de la tubería de
descarga por medio de un resorte. La homogeneización se
realiza a menudo a presiones de 70 kg/cm² y más
elevadas. Con algunos productos se
obtiene una mayor división haciendo pasar el material por
una segunda válvula en serie con la primera. Las válvulas
se construyen por lo general de ágata, pero en la
actualidad se manifiesta preferencia por el empleo de
metales muy
duros y no corrosivos, como el Hastelloy o los aceros al cromo
níquel. El homogeneizador se usa para dividir las grasas
en las mezclas destinadas a la fabricación de helados, en
la leche
evaporada y otros productos
alimenticios, y también para la fabricación de
emulsiones. No puede utilizarse con materiales que produzcan un
efecto abrasivo.
Votator: este tipo se emplea hoy mucho cuando se
necesita una rápida transmisión de calor,
además de un producto
acabado suave, corrientemente de alta consistencia, como en la
parafina, manteca de cerdo, helados, esta máquina de
construcción precisa consiste en un tubo con camisa,
dentro del cual gira a gran velocidad un eje con rastrillos. El
diámetro del eje es de alrededor de tres cuartos el del
tubo, quedando entre los dos solamente un estrecho espacio
anular. El espacio entre el tubo y su camisa también es
estrecho para conseguir una gran velocidad del medio refrigerante
o calentador. Debido a la extraordinariamente buena
eliminación de la película y a las altas
velocidades tanto en el interior, como en el exterior del tubo,
el votator consigue los mas altos coeficientes de
transmisión del calor que se conocen en el tratamiento de
materiales de consistencia elevada.
Mezclador de conos giratorios: Este tipo
consiste, de ordinario, en uno o mas conos truncados huecos que
giran alrededor de su eje. Los conos llevan unidas a su
superficie interior, en toda su altura, estrechas aletas
verticales. Cuando se necesita mas vigoroso flujo o deslizamiento
radial, o cortadura, las aletas sobresalen de las bases mayores
de los conos. La posición de éstos pueden ser con
la base mayor hacia abajo o a la inversa. Este tipo es más
útil para agitar materiales de alta viscosidad o
consistencia aparente, especialmente en los que exhiben seudo
plasticidad o tixotropía, debido a que el material es
realmente transportado en una distancia apreciable y manteniendo
bajo esfuerzo cortante directo durante prolongado tiempo mientras
recorre desde la parte superior a la inferior de los
conos.
Precisamente por ser el arte de mezclar
tan empírico y por la casi infinita variedad de sustancia
que pueden mezclarse, el número de modelos de mezcladores
inventado es enorme. Unos son buenos, otros malos, pero poco se
han normalizado. Cada industria ha
perfeccionado los mezcladores especiales para sus propios
usos.
La mezcla es una parte fundamental del proceso, es
importante hacerla bien. Un mezclador bien diseñado puede
evitar un embotellamiento en la fabricación. El
número de dispositivos utilizados para mezclar materiales
es muy grande, y muchos de ellos no se distinguen por su
perfección.
Para que la tecnología dela
mezcla pueda avanzar mucho será necesario tomar en
consideración ciertos modelos como base de nuestros
estudios y conocimientos.
El principal objetivo del
mezclado es, pues clasificar todos los problemas de
mezcla según los materiales a mezclar y recomendar uno o
varios tipos de mezclado para su empleo en cada
uno de dichos problemas.
Documento cedido por:
JORGE L. CASTILLO T.