Mezclado

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Mezclado

  1. 1. Introducción Conceptualización Relación con la Ingeniería ambiental MEZCLADO ANALISIS objetivos dispositivos Tipos de mezclado
  2. 2. INTRODUCCION Operaciones unitarias Una operación unitaria puede definirse como un área del proceso o un equipo donde se incorporan materiales, insumos materias primas y ocurre una función determinada, son actividades básicas que forman parte del proceso. Cualquier proceso que se pueda diseñar consta de una serie de operaciones físicas y químicas que, en algunos casos son específicas del proceso considerado, pero en otros, son operaciones comunes e iguales para varios procesos. El proceso Generalmente un proceso puede descomponerse en la siguiente secuencia: 1.- Materias Primas 2.- Operaciones físicas de acondicionamiento 3.- Reacciones químicas 4.- Operaciones físicas de separación 5.- Productos Cada una de estas operaciones es una operación unitaria. . Este concepto fue introducido en 1915 por el profesor Little,del Massachussets Institute of. Technology (M.I.T).
  3. 3. Clasificación de las operaciones unitarias Cada operación unitaria tiene como objetivo el modificar las condiciones de una determinada cantidad de materia en forma más útil a nuestros fines. Este cambio puede hacerse principalmente por tres caminos: • Modificando su masa o composición (separación de fases, mezcla,...) • Modificando el nivel o calidad de la energía que posee (enfriamiento, vaporización, aumento de presión,...) • Modificando sus condiciones de movimiento (aumentando o disminuyendo su velocidad o su dirección). Estos tres son los únicos cambios posibles que un cuerpo puede sufrir.
  4. 4. Conceptualización Temas Mezclado Objetivos del mezclado Tipos de mezclado y dispositivos :
  5. 5. MEZCLADO • El mezclado y/o agitación es una de las operaciones unitarias dentro del campo de las Ingenierías y es uno de los temas más difíciles de someter a un análisis científico. Hasta el presente no se ha desarrollado ninguna fórmula o ecuación aplicable al cálculo de grado de realización al que se verifica la mezcla, o la velocidad con que se realiza, en determinadas condiciones.
  6. 6. Objetivos del mezclado El mezclado se efectúa con el objeto de lograr una distribución uniforme de los componentes entre sí por medio del flujo, dicho flujo es producido por medios mecánicos. . Tipos de mezclados. Generalmente puede que se nos ofrezca mezclar sólidos con otros sólidos, líquidos con otros líquidos, líquidos con sólidos, gases con líquidos, etc. Al mezclarse líquidos miscibles o sólidos en líquidos que se puede lograr un mezclado íntimo, pero con líquidos inmiscibles y materiales muy viscosos o pastosos el grado de mezclado logrado es menor. La eficiencia del proceso de mezclado depende de una efectiva utilización de la energía que se emplea para generar el flujo de componentes. Para lograr proporcionar un suministro de energía adecuado hay que considerar las propiedades físicas de los componentes, el diseño del agitador que transmite la energía y la configuración del tanque de mezclado.
  7. 7. En este caso se refiere a forzar un fluido por medios mecánicos para que adquiera un movimiento circulatorio en el interior de un recipiente. Los objetivos de la agitación pueden ser: •Mezcla de dos líquidos miscibles (ej: alcohol y agua) •Disolución de sólidos en líquido (ej.: azúcar y agua) •Mejorar la transferencia de calor (ej.,en calentamiento o enfriamiento) •Dispersión de un gas en un líquido (ej.,oxígeno en caldo de fermentación) •Dispersión de partículas finas en un líquido •Dispersión de dos fases no miscibles (ej.,grasa en la leche) Mezcla de fluido
  8. 8. Equipo utilizado: MEZCLADOR Consiste en un recipiente cilíndrico (cerrado o abierto), y un agitador mecánico, montado en un eje y accionado por un motor eléctrico. Las proporciones del tanque varían ampliamente, dependiendo de la naturaleza del problema de agitación. El fondo del tanque debe ser redondeado, con el fin de eliminar los bordes rectos o regiones en las cuales no penetrarían las corrientes del fluido. El eje está accionado por un motor, conectado a veces, directamente al mismo, pero con mayor frecuencia, a través de una caja de engranajes reductores. La elección de mezclador y velocidad adecuada para cada aplicación depende del grado de mezcla o batido y el tipo de fluidos usados.
  9. 9. • Agitadores Los agitadores se dividen en: Los que generan corrientes paralelas al eje del impulsor que se denominan impulsores de flujo axial; y aquellos que generan corrientes en dirección radial tangencial que se llaman impulsores de flujo radial. • Tipos de agitadores Los tres tipos principales de agitadores son,  paletas  turbina  hélice
  10. 10. Agitadores de paleta o pala • 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.
  11. 11. Agitadores de turbina típicos 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 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.
  12. 12. Agitadores de hélice Las hélices no son muy efectivas si van montadas sobre ejes verticales situados en el centro del depósito de mezcla. Estos tipos de agitadores son recomendados para su aplicación, y todo depende de los requisitos de su proceso. Los hay de acoplados directo, estos están diseñados para aplicaciones de baja viscosidad, o volumen pequeño, o aplicaciones en que se requiere trituramientos del producto. Los agitadores de acoplado de engranaje (caja reductora), son eficientemente usados en productos con más alta viscosidad o aplicaciones con un volumen más elevado.
  13. 13. Mezclado de sólidos • La operación de mezclado de sólidos se da en la rama farmacéutica que es la unión de componentes sólido con sólido y tiene como objetivo el lograr la distribución más regular posible de los componentes en la totalidad de la masa de un fármaco, sin que estas materias primas cambien sus propiedades, físicas o químicas. La operación de mezclado puede definirse, por un lado, como un evento que tiende a producir una distribución al azar de partículas diferentes, se presupone un movimiento individual e independiente de las partículas en el Mezclador, que tiene por resultado un estado de máximo desorden de la distribución de cada materia prima.
  14. 14. OTROS EJEMPLOS • Amasadoras, dispersores y masticadores. El amasado es un método de mezclado que se utiliza con sólidos plásticos o deformables. Aplastan la masa, la remueven sobre sí misma y la aplastan nuevamente. La mayor parte de las amasadoras también desgarran y cortan la masa por la acción de una pala móvil y una superficie estacionaria. La energía que se requiere es relativamente grande aun con materiales poco viscosos; cuando la masa se vuelve dura y elástica el consumo de energía se hace muy grande. • La amasadora de dos brazos se utiliza para tratar suspensiones, pastas y masas plásticas ligeras. Sus aplicaciones típicas son la preparación de bases de laca a partir de pigmentos y desmenuzamiento de borras de algodón en ácido acético y anhídrido acético para formar acetato de celulosa.
  15. 15. MEZCLADO Y LA INGENIERIA AMBIENTAL MEZCLADO El mezclado es una operación unitaria de gran importancia en muchas fases del tratamiento de aguas residuales, entre las que podemos citar: Mezcla completa de una sustancia con otra Mezcla de suspensiones líquidas Mezcla de líquidos miscibles Floculación Transferencia Descripción y aplicación La mayoría de las operaciones de mezclado relacionadas con el tratamiento de las aguas residuales puede clasificarse en continuas y rápidas continuas (30 segundos o menos). Estas últimas suelen emplearse en los casos en los que debe mezclarse una sustancia con otra, mientras que las primeras tienen su aplicación en aquellos casos en los que debe mantenerse en suspensión el contenido del reactor o del depósito. En los siguientes apartados se analiza cada uno de estos tipos de mezclado. Mezcla rápida continua de productos químicos. En el proceso de mezcla rápida continua, el principal objetivo consiste en mezclar completamente una sustancia con otra. La mezcla rápida puede durar desde una fracción de segundo hasta alrededor de 30 segundos. La mezcla rápida de productos químicos se puede llevar a cabo mediante diversos sistemas, entre los que destacan: Resaltos hidráulicos en canales Dispositivos Venturi Conducciones Por bombeo Mediante mezcladores estáticos Mediante mezcladores mecánicos En los cuatro primeros, el mezclado se consigue como consecuencia de las turbulencias que se crean en el régimen de flujo. En los mezcladores estáticos, las turbulencias se producen como consecuencia de la disipación de energía, mientras que en los mezcladores mecánicos las turbulencias se consiguen mediante la aportación de energía con impulsores giratorios como las paletas, hélices y turbinas.
  16. 16. • MEZCLADO • El mezclado es una operación unitaria de gran importancia en muchas fases del tratamiento de aguas residuales, entre las que podemos citar: • Mezcla completa de una sustancia con otra • Mezcla de suspensiones líquidas • Mezcla de líquidos miscibles • Floculación • Transferencia • Descripción y aplicación • La mayoría de las operaciones de mezclado relacionadas con el tratamiento de las aguas residuales puede clasificarse en continuas y rápidas continuas (30 segundos o menos). Estas últimas suelen emplearse en los casos en los que debe mezclarse una sustancia con otra, mientras que las primeras tienen su aplicación en aquellos casos en los que debe mantenerse en suspensión el contenido del reactor o del depósito. En los siguientes apartados se analiza cada uno de estos tipos de mezclado. • Mezcla rápida continua de productos químicos. • En el proceso de mezcla rápida continua, el principal objetivo consiste en mezclar completamente una sustancia con otra. La mezcla rápida puede durar desde una fracción de segundo hasta alrededor de 30 segundos. La mezcla rápida de productos químicos se puede llevar a cabo mediante diversos sistemas, entre los que destacan: • Resaltos hidráulicos en canales • Dispositivos Venturi • Conducciones • Por bombeo • Mediante mezcladores estáticos • Mediante mezcladores mecánicos • En los cuatro primeros, el mezclado se consigue como consecuencia de las turbulencias que se crean en el régimen de flujo. En los mezcladores estáticos, las turbulencias se producen como consecuencia de la disipación de energía, mientras que en los mezcladores mecánicos las turbulencias se consiguen mediante la aportación de energía con impulsores giratorios como las paletas, hélices y turbinas.

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