Mezclado So Lidos
Páginas: 10 (2287 palabras)
Publicado: 7 de junio de 2015
Capítulo 10. MEZCLADO Y SEGREGACIÓN
10.1. Introducción
Lograr un buen mezclado de sólidos particulares de diferente tamaño y densidad
es de suma importancia para muchas industrias. Las partículas que pueden fluir se
segregan naturalmente. Por ejemplo, en una bolsa de cereales o en el paquete de
yerba, las partículas más grandes las encontramos mayoritariamente en la parte de
arriba, mientras quelas pequeñas migran al fondo. En el caso de las mezclas de
líquidos miscibles y gases, el flujo convectivo logra un mezclado macro, mientras
que los procesos difusivos logran el mezclado a nivel micro. Consecuentemente, las
mezclas de gases y líquidos si se dejan el tiempo suficiente tienden a homogeneizar
la composición de la mezcla. Las mezclas sólidas nunca alcanzan tal homogeneidad
porquetienden a segregarse, mientras que los líquidos y sólidos tienden a
mezclarse.
En la industria alimentaria el mezclado es utilizado frecuentemente para disminuir
diferencias en propiedades de polvos como concentración, color, textura, sabor, etc.
El requerimiento de uniformidad de la composición de una dada mezcla depende
de la aplicación del sistema particulado. Por ejemplo, la composición de losmedicamentos debe especificarse estrictamente para asegurar su eficacia y
seguridad en su aplicación. Consecuentemente el rango de variación de
composición es bien estrecho. En cambio, si estamos preparando los ingredientes
de una sopa deshidratada la tolerancia en el mezclado puede ser algo mayor, pero
no exagerada ya que el consumidor se acostumbra a sabores, olores, consistencias,
etc. Cambiosabruptos en composición de tales mezclas puede conducir a la pérdida
de mercado.
10.2.
Mezclado de sólidos
10.2.1. Mecanismos de mezclado
Se reconoce la existencia de tres mecanismos en el proceso de mezclado de
sólidos:
Convección: Se produce cuando fracciones del sistema particulado total son
trasladadas a otra región del espacio donde están confinadas las mezclas. Se
logra en equipos queagitan o rotan la mezcla.
Difusión (no molecular): Un mezclado del tipo difusivo en sólidos se refiere por
ejemplo al movimiento de partículas sobre superficies con una pendiente dada,
10.1
sólo migran por gravedad, i.e. no hay que adicionar energía para el
movimiento.
Por esfuerzos de corte: se producen planos de deslizamiento entre distintas
regiones de la muestra. Por ejemplo si lamezcla es muy cohesiva, es
recomendable utilizar equipos con paletas que ejerzan esfuerzos de corte a la
mezcla, en lugar de mezcladores tipo rotatorios.
En los equipos de mezclas es común que más de un mecanismo tenga lugar
durante el proceso de mezclado.
10.2.2. Mezcladores
Mezcladores de Tambor Rotatorio: En la Figura 10.1 se presentan diferentes tambores
rotatorios. Si bien existe un componenteconvectivo en el mezclado, el mecanismo
predominante es el difusivo (ocurre segregación). En la Figura 10.2 se muestra un
mezclador de tambor con baffles internos para reducir la segregación.
Figura 10.1. Mezcladores de tambor. a) cilindro horizontal, b) de doble cono, c) cono
en V, d) cono en Y. Fuente: Ortegas-Rivas (2005).
Figura 10.2. Mezcladores de tambor con baffles internos. Fuente: Walas(1990).
Mezcladores convectivos: En este tipo de equipos la circulación de sólidos se logra
dentro de carcasas estáticas en las que se disponen paletas que rotan. El mecanismo
10.2
principal de mezclado es la convección, sin embargo también se produce difusión y
movimiento por esfuerzos de corte.
Uno de los equipos más comunes es la
mezcladora de cintas, donde paletas helicoidales rotandentro de un cilindro estático
(Figura 10.3).
Otros tipos de mezcladores son los de tornillos, los cuales se muestran en la
Figura 10.4. Los tornillos elevan material desde el fondo y lo desplaza hacia el tope.
Figura 10.3. Mezclador de cintas. Fuente: Ortegas-Rivas (2005).
Figura 10.4. Mezcladores de tornillo. Fuente: Ortegas-Rivas (2005).
Lechos fluidizados: En estos mezcladores el mecanismo de...
10.1. Introducción
Lograr un buen mezclado de sólidos particulares de diferente tamaño y densidad
es de suma importancia para muchas industrias. Las partículas que pueden fluir se
segregan naturalmente. Por ejemplo, en una bolsa de cereales o en el paquete de
yerba, las partículas más grandes las encontramos mayoritariamente en la parte de
arriba, mientras quelas pequeñas migran al fondo. En el caso de las mezclas de
líquidos miscibles y gases, el flujo convectivo logra un mezclado macro, mientras
que los procesos difusivos logran el mezclado a nivel micro. Consecuentemente, las
mezclas de gases y líquidos si se dejan el tiempo suficiente tienden a homogeneizar
la composición de la mezcla. Las mezclas sólidas nunca alcanzan tal homogeneidad
porquetienden a segregarse, mientras que los líquidos y sólidos tienden a
mezclarse.
En la industria alimentaria el mezclado es utilizado frecuentemente para disminuir
diferencias en propiedades de polvos como concentración, color, textura, sabor, etc.
El requerimiento de uniformidad de la composición de una dada mezcla depende
de la aplicación del sistema particulado. Por ejemplo, la composición de losmedicamentos debe especificarse estrictamente para asegurar su eficacia y
seguridad en su aplicación. Consecuentemente el rango de variación de
composición es bien estrecho. En cambio, si estamos preparando los ingredientes
de una sopa deshidratada la tolerancia en el mezclado puede ser algo mayor, pero
no exagerada ya que el consumidor se acostumbra a sabores, olores, consistencias,
etc. Cambiosabruptos en composición de tales mezclas puede conducir a la pérdida
de mercado.
10.2.
Mezclado de sólidos
10.2.1. Mecanismos de mezclado
Se reconoce la existencia de tres mecanismos en el proceso de mezclado de
sólidos:
Convección: Se produce cuando fracciones del sistema particulado total son
trasladadas a otra región del espacio donde están confinadas las mezclas. Se
logra en equipos queagitan o rotan la mezcla.
Difusión (no molecular): Un mezclado del tipo difusivo en sólidos se refiere por
ejemplo al movimiento de partículas sobre superficies con una pendiente dada,
10.1
sólo migran por gravedad, i.e. no hay que adicionar energía para el
movimiento.
Por esfuerzos de corte: se producen planos de deslizamiento entre distintas
regiones de la muestra. Por ejemplo si lamezcla es muy cohesiva, es
recomendable utilizar equipos con paletas que ejerzan esfuerzos de corte a la
mezcla, en lugar de mezcladores tipo rotatorios.
En los equipos de mezclas es común que más de un mecanismo tenga lugar
durante el proceso de mezclado.
10.2.2. Mezcladores
Mezcladores de Tambor Rotatorio: En la Figura 10.1 se presentan diferentes tambores
rotatorios. Si bien existe un componenteconvectivo en el mezclado, el mecanismo
predominante es el difusivo (ocurre segregación). En la Figura 10.2 se muestra un
mezclador de tambor con baffles internos para reducir la segregación.
Figura 10.1. Mezcladores de tambor. a) cilindro horizontal, b) de doble cono, c) cono
en V, d) cono en Y. Fuente: Ortegas-Rivas (2005).
Figura 10.2. Mezcladores de tambor con baffles internos. Fuente: Walas(1990).
Mezcladores convectivos: En este tipo de equipos la circulación de sólidos se logra
dentro de carcasas estáticas en las que se disponen paletas que rotan. El mecanismo
10.2
principal de mezclado es la convección, sin embargo también se produce difusión y
movimiento por esfuerzos de corte.
Uno de los equipos más comunes es la
mezcladora de cintas, donde paletas helicoidales rotandentro de un cilindro estático
(Figura 10.3).
Otros tipos de mezcladores son los de tornillos, los cuales se muestran en la
Figura 10.4. Los tornillos elevan material desde el fondo y lo desplaza hacia el tope.
Figura 10.3. Mezclador de cintas. Fuente: Ortegas-Rivas (2005).
Figura 10.4. Mezcladores de tornillo. Fuente: Ortegas-Rivas (2005).
Lechos fluidizados: En estos mezcladores el mecanismo de...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.