MEZCLADO DE LIQUIDOS, Diapositivas de Ingeniería de Procesos Alimentarios

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M.Sc. Edgar Rafael Acosta López

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE ING. EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS Carrera Profesional de Ingeniería en Industrias Alimentarias

INGENIERIA DE ALIMENTOS II

Mezclador Estático Mezclador Cónico de Tornillo

Agitadores

4.1 Agitación y mezcla de líquidos

Agitación Es el movimiento circulatorio inducido a un fluido dentro de un contenedor, fundamentalmente de forma circular y provocando vórtices El objetivo de la agitación es incrementar la transferencia de calor en el fluido o incrementar el transporte de materia, es decir, mezclar.

Mezclado es obtener una distribución espacialmente homogénea de dos o más fases inicialmente separadas. Una de las fases es un fluido, mientras que la otra puede ser otro fluido, partículas sólidas o burbujas. Distribución aleatoria, dentro y a través una de otra, de dos o más fases inicialmente separadas

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, que es producido por medios mecánicos generalmente cuando se mezclan líquidos miscibles o sólidos en líquidos se puede lograr un mezclado íntimo, pero con líquidos inmiscibles y materiales muy viscosos o pastosos el grado de mezclado es menor

4.1.2 Mezclado de líquidos

El mezclado es el proceso por el cual varios componentes se ponen en contacto, de tal forma que al final de la operación se obtiene un sistema homogéneo a cierta escala (desde molecular hasta macroscópica). El resultado puede ser una solución, un coloide, o una dispersión micro o macroscópica: emulsión, suspensión, espuma

El mezclado se obtiene mediante un proceso de agitación que se lleva a cabo en un tanque o una cuba, en forma continua, por ejemplo en un mezclador estático, según que se trate de mezclar o dispersar dos fluidos miscibles o inmiscibles, un sólido en un líquido, un gas en un líquido, el problema tecnológico puede ser muy diferente.

4.1.2 Mezclado de líquidos

Esquema de un tanque agitador típico con tapa

 El agitador es la parte mas importante, accionado por un motor  Muchas veces tienen deflectores para mejorar la mezcla  Pueden tener otros accesorios: líneas de entrada y salida, sensores de temperatura, serpentines, indicadores de nivel, etc

4. 1. 4 Mecanismos de Mezclado

a. Transporte de masa

b. Flujo turbulento

c. Flujo laminar, y

d. Difusión molecular

 Similar a mezcla por convección de polvos.  Movimiento de cantidades grandes de material de una posición a otra.  Uso de paletas o mezcladores

a. Transporte de Masa o Volumen

d. Mezclado por Difusión Molecular

 En líquidos miscibles siempre que existe un gradiente de concentración: del más concentrado a la zona de menor concentración.  Se aplica a líquidos en reposo y en mezcla de flujo laminar.  Si el fenómeno sucede en un tiempo suficiente, resulta un mezclado completo.  Aplicaciones en geles, mezclas con fluidos viscosos

a a b b c

4.1.5 Velocidad del fluido en un

punto del tanque

Tiene tres componentes: ◙ 1ra componente es radial y actúa en forma radial al eje ◙ 2da componente: longitudinal y actúa en forma paralela al eje ◙ 3ra componente: tangencial o rotacional y actúa en dirección tangencial a la trayectoria circular descrita por el rodete ◙ Las componentes radial y longitudinal hacen que se produzca la mezcla ◙ La componente tangencial generalmente es perjudicial para la mezcla y el vórtice en la superficie de líquido

Los tres tipos principales de agitadores son, ◙ paletas ◙ turbina ◙ hélice

Tipos de Agitadores

• Consiste en una hoja plana sujeta a un eje rotatorio.
• El flujo de líquido tiene una componente radial grande en el plano de la pala y también un gran componente rotacional.
• Los agitadores de pala son de construcción relativamente fácil.
• Los agitadores de pala sencillos producen una acción de mezcla suave, que es con frecuencia la conveniente para el trabajo con materiales cristalinos frágiles.
• Son útiles para operaciones de simple mezcla, como, por ejemplo, la mezcla de líquidos miscibles o la disolución de productos sólidos.

Agitadores de paleta o pala

Están constituidos por un componente impulsor con más de cuatro hojas, montadas sobre el mismo elemento y fijas a un eje rotatorio. Los agitadores de turbina se pueden utilizar para procesar numerosos materiales.

AGITADORES DE TURBINA

AGITADORES DE TURBINA TIPICOS

• 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.
• En las proximidades del rodete existe una zona de corrientes rápidas, de alta turbulencia e intensos esfuerzos cortantes. Las corrientes principales son radiales y tangenciales. Las componentes tangenciales dan lugar a vórtices y torbellinos, que se deben evitar por medio de placas deflectoras o un anillo difusor, con el fin de que el rodete sea más eficaz.
• 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.