Mezclado

Ampliación de Fenómenos de Transporte.

Área de Mecánica de Fluidos

P.II - 1

Ampliación de Fenómenos de Transporte.

Área de Mecánica de Fluidos

P.II - 2

Práctica 2 EXPERIMENTACIÓN CON AGITACIÓN INDUSTRIAL

2.2.1. FASES IGUALES. FLUIDOS MISCIBLES. Cuando los fluidos involucrados son miscibles entre sí, este tipo de mezclas es considerado como el más sencillo. De esta forma, sóloes necesario uniformizar, es decir, llevar las variaciones de concentración a niveles aceptables.

2.1. INTRODUCCIÓN. El proceso de agitación es uno de los más importantes dentro de la industria química, porque el éxito de muchas operaciones industriales depende de una agitación y mezcla eficaces. Dado que un proceso de mezclado puede conllevar a cambios físicos y/o químicos, la complejidad delos fenómenos de transporte involucrados se tornan muy difíciles de analizar y caracterizar. Así, hasta el momento, no existen correlaciones generales que permitan determinar variables útiles como la velocidad de mezcla, la forma del mezclador, la potencia del motor, la forma del rodete de mezcla, y el grado de homogeneidad que con éstos se pueda lograr. El problema puede dejarse a la experienciacuando se trata de mezclar líquidos miscibles como en el caso de algunos derivados del petróleo. Este tipo de mezclas puede entenderse como simple cuando no involucra reacciones químicas ni transferencia de masa en la entrefase. Sin embargo, el problema se complica mucho a la hora de intentar generalizar la mezcla y agitación debido al gran abanico de propiedades que presentan las sustancias(densidad, viscosidad, temperatura, presión, etc.), y las fases (gases, líquidos y sólidos) en las que se desea llevar a cabo el proceso en la industria. Por tanto, el diseño y la optimización de agitadores se confían, en gran medida, a la experimentación. Cabe la aclaración de que existe diferencia entre agitar y mezclar. La Agitación se puede definir como el movimiento inducido a un fluido dentro deun contenedor (fundamentalmente de forma circular) en donde se fomenta la aparición de vórtices que promueven el mezclado. En otras palabras, el objetivo de la agitación es el de incrementar el transporte de materia y energía, que conlleva a mezclar. En contraste con la agitación, mezclar consiste en obtener una distribución espacialmente homogénea de dos o más fases inicialmente separadas. Aquí,una de las fases podría ser un fluido, mientras que la otra puede ser algo tan variado como otro fluido, partículas sólidas o burbujas. 2.2. TIPOS DE MEZCLAS. En un primer intento de realizar una clasificación del tipo de mezclas, los expertos coinciden en hacerlo en función de las fases consideradas.

Sin embargo, estas operaciones de mezclado se complican cuando los fluidos involucrados tienengrandes diferencias de densidades o de viscosidades. También existen muchos problemas cuando uno de los líquidos forma tan sólo una pequeña parte del volumen final de la mezcla. Finalmente debe considerarse que, cuando ocurren reacciones químicas entre los fluidos miscibles, es necesario considerar los reactantes a escala molecular antes de que la reacción se lleve a cabo. 2.2.2. FASES IGUALES.FLUIDOS INMISCIBLES. Cuando se requieren mezclar dos fluidos inmiscibles (por lo general éstos son de baja viscosidad) el sistema de agitación se diseña para crear pequeñas gotitas de fluido que se dispersan en el interior del segundo fluido. Por lo general esta situación se crea para lograr grandes áreas y realizar la transferencia de masa necesaria. Por ello, en este caso la agitación se empleapara mejorara las condiciones que favorezcan la transferencia de masa. Si la agitación se detiene, las dos fases se separarán, conllevando a la reducción del área interfacial. Este tipo de agitación se emplea en las unidades de extracción de solventes y emulsiones, frecuentemente encontradas en la industria alimenticia y farmacéutica. Aquí, las gotas de líquido generadas y atrapadas por el...