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INTRODUCCIN2MEZCLA Y AGITACIN3TIPOS DE MEZCLADORES41.Tanque agitador.42.Mezcladores estticos53.Elevadores de aire64.Tipos especializados: ultrasnicos6TIPOS DE AGITADORES71.Agitadores de turbina72.Agitadores de hlice83.Paletas84.Agitadores de cono105.Agitadores de disco10RELACIN ENTRE EL MOVIMIENTO DEL FLUIDO Y EL RENDIMIENTO DEL PROCESO.11COSTOS DE AGITADORES12

INTRODUCCIN

MEZCLA Y AGITACIN

La mezcla ha sido denominada la operacin universal y con buena razn. Es difcil concebir un proceso o una operacin unitaria que no involucre alguna forma de mezcla, y con frecuencia los problemas estn asociados con operaciones de mezcla defectuosa o incompleta.

Se define la mezcla, como el proceso de homogeneizacin a cierta escala (desde microscpico hasta molecular) de dos o ms productos (o fases) promovido por un equipo mecnico (agitador) , cualquiera que sea la combinacin de fases, la finalidad fundamental perseguida en una mezcla tericamente perfecta es , dados dos o ms sustancias separados o mal mezclados , al mezclarlos bien , se debe alcanzar un estado tal que cada partcula de uno cualesquiera de las sustancias, est lo ms prxima posible a una partcula de cada uno de las dems.

En un sentido ms general, el proceso de mezcla se refiere a todas las combinaciones de fases, de las cuales las ms frecuentes son:

1. Gases con gases 2. Gases en lquidos: gas dispersin.3. Gases con grnulos slidos: fluidizacin, transporte neumtico, secado.4. Lquidos en gases: pulverizacin y atomizacin.5. Lquidos en lquidos: disolucin, emulsiones, dispersin.6. Lquidos con slidos granulares: slidos suspendidos, transferencia de masa y disoluciones.7. pastas entre s y con los slidos.8. fluidos con slidos.

En cuanto a la agitacin la podramos definir como un movimiento para forzar un movimiento generalmente en forma circulatoria confinado o fluyendo a travs de cierta geometra.

La finalidad del mezclado puede ser:

I. mezcla fsica sencilla de lquidos miscibles de variable viscosidad o materiales slidos finamente divididos.II. promover el contacto entre fases separadas y de diferente composicin como disolucin de gases o slidos; extraccin o lixiviacin; adsorcin y floculacin III. dispersin, de dos o ms lquidos inmiscibles o dispersin inestable., de slidos finamente divididos en lquidos y de gases en lquidos.IV. promover la transferencia de calor, intensificando el rgimen convectivo adyacente a las superficies de transferencia.V. homogeneizar la composicin y temperatura de reactores continuos y discontinuos para promover la velocidad de reaccin y el control de la selectividad de la reaccin.

A pesar de su antigedad el desarrollo terico de la operacin unitaria de agitacin y mezcla ha sido relativamente escaso, en contraste con su desarrollo prctico por lo que es considerado ms arte que ciencia, debido a dos principales razones:

1. complejidades hidrodinmicas del movimiento involucrado en la operacin.2. las definiciones cuantitativas del nivel o intensidad de agitacin y del grado de mezcla, as como de un criterio unificado en cuanto al mecanismo de la mezcla, en consecuencia el diseo del equipo de mezclado ha evolucionado empricamente, dando como resultado la proliferacin de dispositivos especializados para mltiples aplicaciones . la gran mayora de problemas en fase lquida se resuelven mediante el uso de alguna variedad de agitadores de paleta, hlice o turbina.

Los estudios y los experimentos sobre agitacin y mezcla han estado orientados, bsicamente a: la determinacin de requerimientos de velocidad/movimiento del lquido y potencia, esto es la combinacin HP motor-N(rpm), para lograr los resultados esperados del proceso de agitacin:Reglas empricas relacionadas con la intensidad de agitacin :

suave : 0,1hp/v0,2 kw/m30,5hp/v1,0 hp /1000 galintensa:0,8hp/v1,2 kw/m34hp/v6,0 hp /1000 galviolenta o vigorosa : hp/v 2 kw/m3 (10 hp/1000 gal )

la prediccin de los tiempo de mezcla (velocidad y calidad de la mezcla ). establecimientos de criterios para el diseo y escalamiento de grandes sistemas de mezcla a partir de la informacin obtenida con modelos a pequea escala.

Al igual que en estudio de los problemas asociados a la transferencia de calor, masa y en otros problemas de la mecnica de fluidos, el anlisis dimensional resulta de gran utilidad en los problemas de agitacin y mezcla.

TIPOS DE MEZCLADORES1. Tanque agitador.Es un dispositivo en el cual se logra la mezcla de dos sustancias, cuando en este implica o est asociada a una reaccin qumica entonces se le denomina reactor. Son generalmente cilndricos pueden ser operados por lotes, con recirculacin o de flujo continuo.Los tanques agitadores (ver figura 1) contienen una hlice o impulsores en el extremo o a lo largo de una flecha que se ubica en el centro del tanque, transversalmente o de forma excntrica. Un tanque agitador puede contener una, dos o ms flechas con una, dos o ms hlices en cada flecha.

Figura 1. Tanque agitador.

2. Mezcladores estticos Un mezclador esttico, ver figura 2, es un aparato para conseguir la mezcla de dos materiales (fluidos) Por lo general los fluidos son lquidos, pero tambin son utilizados para mezclar corrientes de gas, dispersar un gas en un lquido o dispersar lquidos inmiscibles entre s.

Consta de unos elementos de mezcla contenidos en una carcasa cilndrica (tubo) o de seccin cuadrada. Sus tamaos podran variar desde 6 milmetros hasta 6 metros. Los elementos del mezclador consisten en una serie de placas desviadoras que estn hechas de metal o de diversos tipos de plstico. Del mismo modo la carcasa puede estar hecha de metal o de plstico. Los materiales tpicamente empleados son acero inoxidable, propileno y poliacetal.

El diseo incorpora la introduccin de dos corrientes en el mezclador. Mientras las corrientes atraviesan el mezclador, las placas desviadoras permanecen en reposo pero mueven continuamente y mezclan los materiales.

Figura 2. Mezclador esttico3. Elevadores de aireEste tipo de tanques son utilizados para procesos de lixiviacin o extraccin slido-lquido, consiste en la disolucin preferente de uno o ms componentes de una muestra slida por contacto con un componente lquido. Ambas fases entran en contacto ntimo y el soluto o los solutos se difunden desde el slido a la fase lquida, lo que permite una separacin de los componentes originales del slido

4. Tipos especializados: ultrasnicos

Figura 3. Mezclador ultrasnico

TIPOS DE AGITADORES V. Agitadores de turbina Estn constituidos por un componente impulsor con ms de cuatro hojas, montadas sobre el mismo elemento y fijas a un eje rotatorio. Son eficaces para un amplio rango de viscosidades. Se usan por ejemplo para dispersar un gas en un lquido. La mayor parte de ellos se asemejan a agitadores de mltiples 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. Pueden utilizarse para materiales bastante viscosos q, aunque la potencia consumida es mucho mayor.

El rodete puede ser abierto, semicerrado o cerrado. el dimetro del rodete es menor que para el de paletas , siendo del orden del 30% a 50% del dimetro del tanque.

Los agitadores de turbina son eficaces para un amplio intervalo de viscosidades; en lquidos poco viscosos, producen corrientes intensas, que se extienden por todo el tanque y destruyen las masas de lquido estancado. En las proximidades del rodete existe una zona de corrientes rpidas, de alta turbulencia e intensos esfuerzos cortantes. las corrientes principales son radiales y tangenciales . Las componentes tangenciales dan lugar a vrtices y torbellinos, que se deben evitar por medio de placas deflectoras o un anillo difusor, con el fin de que el rodete sea ms eficaz.

El agitador de turbina semi abierto, conocido como agitador de disco con aletas, se emplea para dispersar o disolver un gas en un lquido. El gas entra por la parte inferior del eje del rodete; las aletas lanzan las burbujas grandes y las rompen en muchas pequeas, con lo cual se aumenta grandemente el rea interfacial entre el gas y el lquido.La turbina Rushton es ideal para la fermentacin. Las paletas de hlices Rushton son planas y colocadas verticalmente a lo largo del eje de agitacin, produciendo un flujo radial unidireccional; por lo comn son utilizadas en la fermentacin de lneas celulares que requieren altas tasas de oxgeno tales como la levadura, bacterias y algunos hongos.

Figura 4. Agitador de turbina

turbina de disco central turbina de paletas rectas. turbinas de paletas centrales. turbinas de barras. turbina de paletas curvas.

V. Agitadores de hlice

El impulsor est constituido por una hlice el cual posee elementos impulsores de hojas cortas o aspas (menos de del dimetro del tanque); es un agitador de flujo axial, que opera con una velocidad elevada (500 rpm) y se emplea para lquidos que son poco viscosos. Los agitadores de hlice ms pequeos, giran a toda la velocidad del motor. Las corrientes de flujo, que parten del agitador, se mueven a travs del lquido en una direccin determinada hasta que son desviadas por el fondo o las paredes del tanque. La columna de remolinos de lquido de elevada turbulencia, que parte del agitador, arrastra en su movimiento al lquido estancado, generando un efecto considerablemente mayor que el obtenido mediante una columna equivalente creada por una boquilla estacionaria. Las palas de la hlice cortan o friccionan vigorosamente el lquido. Debido a la persistencia de las corrientes de flujo, los agitadores de hlice son eficaces para tanques de gran tamao.

Figura 5. Distintas disposiciones de agitadores de hlice.

V. Paletas Es un agitador radial, compuesto de paletas que giran a velocidades bajas o moderadas en el centro del tanque, impulsando al lquido radial y tangencialmente, sin que exista movimiento vertical respecto del agitador, a menos que las paletas estn inclinadas. El nmero de paletas vara dependiendo de su complejidad, un agitador eficaz est formado por una paleta plana que gira sobre un eje vertical (empleado para problemas sencillos); mientras que para la mayora de casos, son corrientes los agitadores formados por dos y 3 paletas. Ver figura 6.

Las corrientes de lquido que se originan se dirigen hacia la pared del tanque y despus siguen hacia arriba o hacia abajo. Las paletas tambin 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 pequea. Estos agitadores son tiles cuando se desea evitar el depsito de slidos sobre una superficie de transmisin de calor, como ocurre en un tanque enchaquetado, pero no son buenos mezcladores.

En los agitadores industriales, las paletas giran a una velocidad comprendida entre 20 y 150 rpm, con una longitud del rodete aproximadamente de 50 al 80% del dimetro interior del tanque. La anchura de la paleta es de un sexto a un dcimo de su longitud. Hay que tomar en cuenta que a velocidades muy bajas, un agitador de paletas produce una agitacin suave, en un tanque sin placas deflectoras o cortacorrientes, las cuales son necesarias para velocidades elevadas; de lo contrario el lquido se mueve como un remolino que gira alrededor del tanque, con velocidad elevada pero con poco efecto de mezcla.

Por lo general producen una agitacin suave y no requieren de placas deflectoras o corta corrientes, las cuales son necesarias en velocidades elevadas.

Figura 6. Agitador de paletaTipos de paletas:

de hojas rectas o inclinadas. Genera un movimiento vertical con respecto al eje del agitador.

en forma de ancla. consiste en una paleta contorneada de manera que se adapte perfectamente a la forma del recipiente, a lo cual le da la apariencia de ancla o herradura. su caracterstica principal es que trabajan a poca velocidad cuando se requieren un bajo nivel de turbulencia en un fluido viscoso. su rendimiento es muy pequeo pero es ideal para trabajar cuando se desea evitar el depsito de partculas solidas sobre las paredes del recipiente, la caracterstica de su flujo es helicoidal o circular en la direccion de rotacion de ancla. de compuerta (con paletas verticales u horizontales) hlice helicoidal consiste principalmente en una cinta helicoidal que trabaja con un dimetro casi igual al del recipiente. este tipo de unidad se utiliza con mayor frecuencia para mezclar ingrediente slido-lquido o para agitar masas como pastas o lodos. de doble movimiento ( combinacin de ancla y compuerta que giran en direccin contraria). de paletas verticales combinadas( fijas y mviles).

V. Agitadores de conoConsisten en un impulsor en forma de tronco de cono, que gira sujeto a su eje y dispuesto con una base menor en la parte superior. la circulacin del lquido se produce por la diferencia de la fuerza centrfuga originada entre las dos bases del tronco de cono, como consecuencia de su diferencia de dimetros. su campo principal es para agitar papillas muy espesas.

V. Agitadores de discoConstan de uno o ms discos montados sobre un mismo rbol que gira a elevada velocidad. producen un flujo tangencial por frotamiento del disco en el lquido a ser agitado. Los discos deben ser rugosos o disponer de dientes angulares en su periferia

tambin segn el patrn de movimiento que inducen en el tanque se dividen en dos clases:

de flujo axial, el cual generan corrientes perpendicularmente paralelas al eje del agitador, como por ejemplo la hlice marina , turbina con paletas inclinadas. de flujo radial, el cual inducen corrientes en direccin radial y tangencial a la periferia de rotacin del impulsor o rodete.

por la forma y la velocidad del impulsor , se pueden clasificar de la siguiente manera:muy revolucionados: de hlice, turbina , cono y de disco.poco revolucionados: de paletas.

los principales agitadores utilizados en la industria son de hlice, de turbina y de paletas.

RELACIN ENTRE EL MOVIMIENTO DEL FLUIDO Y EL RENDIMIENTO DEL PROCESO.Durante el movimiento del flujo se producen varios fenmenos en un recipiente , que se pueden utlizar para fomentar varios objetivos de procesamiento: se desarrollan esfuerzos cortantes en un fluido cuando una capa de el se desplaza con mayor o menor rapidez que otra capa adyacente o una superficie slida , en un flujo laminar , los esfuerzos cortantes son mayores que las fuerzas inerciales del fluido, en el flujo turbulento, el esfuerzo cortante se produce debido al comportamiento de los elementos del fluido aleatorio y transitorio, incluyendo remolinos, que se descompone en ondas o fluctuaciones pequeas. se desarrollan fuerzas inerciales cuando la direccin o la velocidad del fluido cambia , el fluido en movimiento tiende a seguir desplazndose , hasta encontrar una superficie slida u otro fluido que se mueva en direccin diferente. las fuerzas que actan sobre las aspas de los impulsores fluctan de manera aleatoria , en relacin con la intensidad y la escala de la turbulencia en el impulsor- el rea interfacial entre gases y lquidos, lquidos inmiscibles y slidos y lquidos, se puede ampliar o reducir mediante las fuerzas de viscosidad y de las fuerzas inerciales cuando interactan con fuerzas interfaciales , como la tensin superficial. las diferencias de concentracin y temperatura se reducen mediante el flujo masivo circulacin volumtrica dentro del recipiente las regiones del fluido de diferente composicin o temperatura se reducen en espesor mediante el movimiento masivo, en el cual existen gradientes de velocidad , la difusin turbulenta y molecular reduce la diferencia entre esas regiones las concentraciones de equilibrio que tienden a desarrollarse en las interfases de solido -liquido-gas-liquido- o liquido -liquido , se desplazan o modifican debido a la difusin molecular entre el flujo masivo y el fluido adyacente a la interfase.

TIPO DE MEZCLADORAVENTAJASLIMITACIONES

Mezcladora de paletas

Mezcladora de paletas mltiples.Mezcladores de hlice

Mezcladora de turbinaEconmica, buen flujo radial y rotacional.Buen flujo en las tres direccionesBuen flujo en las tres direcciones.tiles para particulas en suspension.

Eficiente mezclado.Escaso flujo perpendicular; elevado riesgo de formacin de torbellino a velocidades elevadas.Costo ms elevado; requiere mayor potencia.

Ms costosa que la mezcladora de paletas

Cierto riesgo de atascos

FUENTE: Peter Fellows. Tecnologa del procesado de los alimentos.

COSTOS DE AGITADORES

equipoprecio (dolares)

agitador de paleta100 - 10 000

agitador de paleta (de laboratorio)60 - 500

agitador magntico1 000 - 5 000

agitador de hlice500 - 2 000

agitador automtico para pintura1 300 - 1 600

agitador planetario de silicona21 800

costo de mezcladores

equipo precio (dolares)

tanque agitador200- 2 000

mezclador tipo disco800 - 1 0 000

mezcladora continua biaxial4 000 - 9 000

mezclador en lnea de alta cizalladura1 200 - 5 000

mezclador de doble tornillo2 500 - 15 000

mezclador planetario 15L21 500 - 85 000

mezclador de corte de alta velocidad1 000 - 3 000

principales proveedores de agitadores en colombia.

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Dir: Cr75 68 B-88Bogot D.C, Bogot D.C. ColombiaCelular: +(57) 3158535097Telfono: +(57) (1) 4363601Fax: +(57) (1) 436360

V-CONTROL: agitadores industriales.Dir: Cr 42 69-21Medelln, Antioquia. ColombiaTelfono: +(57) (4) 2115801

CHEMTRADE de Colombia . proveedores de agitadores y mezcladores en Cra 43A No. 15 Sur 15 Oficina 604 Col. Las Villas Medellin .

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Somos una empresa de bienes y servicios con ms de 10 aos de experiencia en la asesora tcnica y ensamble de sistemas integrales de dosificacin y equipos de mezcla para el manejo, control y preparacin de fluidos. Nuestro objetivo es presentar a la industria una nueva alternativa en el suministro de equipos que satisfacen las necesidades de la industria en general de Colombia, el Grupo Andino, Centro Amrica y el Caribe.

Cr. 7E Bis No. 69-81Zona Industrial FepicolCaliValleCOLOMBIA

algunos proveedores internacionales.

Tipos de mezcladoresCaractersticasClases

Mezcladores de flujos o corrientesSe introducen los materiales 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.- Mezcladores de Chorro- Inyectores- Mezcladores de columnas con orificios o de turbulencia- Sistemas de circulacin mixta- Bombas centrfugas- Torres rellenas y de rociado

Mezcladores de paletas o brazosConsisten de una o varias paletas horizontales, verticales o inclinadas unidas a un eje horizontal, vertical o inclinado que gira axialmente dentro del recipiente. De esta manera el material mezclado es empujado o arrastrado alrededor del recipiente siguiendo una trayectoria circular.- Mezcladores de brazos rectos o de paletas en forma de remos- Mezclador de rastrillo- Paletas con lengetas o dedos fijos intercalados- Paletas corredizas- Cubetas giratorias con paletas excntricas- Paletas de doble movimiento- Paletas de movimiento planetario- Batidor o emulsificador- Agitador con elevador por aire- Amasador

Mezcladores de hlices o helicoidalesProporcionan un medio poco costoso, sencillo y compacto, para mezclar materiales en un gran nmero de casos. Su accin mezcladora se deriva de que sus aletas helicoidales al girar empujan constantemente hacia delante. Realiza la mezcla de varios productos en polvo entre s o granulares. Por su construccin y su sistema de funcionamiento estas mquinas tienen varias ventajas sobre otro tipo de mezcladoras, por tener una rapidez de maniobra, obtenindose un perfecto mezclado final.- Hlices como dispositivos para mezclar gases- Hlice con ejes vertical- Hlice descentrada y con su eje inclinado penetrando por arriba- Hlice al costado del recipiente- Hlice en un tubo de aspiracin

Mezcladores de turbinas o de impulsos centrfugosContiene una o varias bombas centrfugas trabajando en un recipiente casi sin contrapresin el material entra en el impulsor axialmente por su abertura central. La turbina puede llevar una corona directriz con paletas curvas fijas (difusores) que desvan esas corrientes tangenciales hasta hacerlas radiales.- Soplante de turbina o ventilador centrfugo- Mezclador Sencillo de turbina- Mezclador de turbina con paletas directrices fijas- Turbodispersador- Absorbedor turbogas

Varios tipos diversos.- Mezclador de Tambor:- El molino coloidal- El Homogeneizador- Votator- Mezclador de conos giratorios

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mecanica de fluidos IIrupo 12 Tema: Agitacin y mezcla. Tiempo: 30 minutos. Fecha y lugar: Viernes 30 de mayo del 2014. Saln 304H. Hora: 6:30 am. Contenido: Marco terico (Proceso fsico en cuestin, equipo, etc). Tipos de equipos: Descripcin y caractersticas, usos, funcionamiento-operacin-mantenimiento, ventajas y desventajas. Principales fabricantes en Colombia y el exterior. Costos aproximados. Adicionales: Informe escrito. Folleto con resumen del contenido (Elaborar uno para cada grupo = 12 folletos en total)bibliografiahttp://prezi.com/d9ru__t2jprk/tanques-mezcladores-y-agitadores/http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/2754/1/CD-3418.pdfhttp://procesosbio.wikispaces.com/Agitadorhttp://www.cramix.com/pdf/agitadores-fluidmix.pdfmezcladores con precio (toca buscar uno a uno) http://spanish.alibaba.com/p-detail/tanques-agitadores-o-tanques-mezcladores-de-1600L-300000182913.htmlhttp://www.quiminet.com/articulos/los-tipos-de-mezcladores-16423.htm (sugiero colocar esta tabla para las diapositivas)http://www.ucon-sa.com/pdf/mezcladoras.pdfhttp://books.google.com.co/books?id=B5Ksb5i1nl4C&pg=PA10&dq=agitacion+y+mezcla&hl=es&sa=X&ei=P0OBU6OKFNPksASkzIDoCw&ved=0CFUQ6AEwBw#v=onepage&q=agitacion%20y%20mezcla&f=false

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