Sistema De Mezcla
Páginas: 14 (3493 palabras)
Publicado: 3 de octubre de 2012
SISTEMAS DE MEZCLA: Diseño y Escala.
Muchas opciones se encuentran disponibles para satisfacer los retos en el proceso de mezclado que enfrenta la IPQ. Tanto métodos teóricos como empíricos pueden ayudar al ingeniero a escoger el sistema adecuado a esta tarea.
Es fundamental para la industria de Proceso Químico (IPQ) – ya sea para el manejo de productos químicos a granel, productosfarmacéuticos, productos alimenticios, procesamiento de minerales, protección medio ambiental u otros productos o actividades - la necesidad de mezclar. La gran variedad y complejidad de las tareas de mezclado que se encuentran en aplicaciones industriales requieren un diseño y escalamiento cuidadoso para asegurar que el mezclado efectivo alcance la mayor eficiencia. Diseños basados en una pequeña gama deagitadores tradicionales ya no son económicamente aceptables. Rodetes modernos y el uso de modelos físicos o computarizados
pueden mejorar enormemente el rendimiento y la reducir los costos.
Las tareas de mezclado se dividen en seis categorías principales:
1. Mezclado de líquidos miscibles
2. Mezclado de mezclas con reología "difícil" (propiedades no-newtonianas)
3. Suspensión de sólidos4. Dispersiones líquido-líquido
5. Transferencia de Calor, y
6. Dispersión gas-líquido.
Diferentes normas y comportamientos de mezcla regulan cada tarea básica de mezclado. Para optimizar un diseño, o escala, de forma fiable, estos comportamientos y normas deben ser entendidos y definidos. Tareas complejas que implican dos o más de las categorías antes mencionadas requieren una atenciónespecial. La tarea a controlar debe ser perfectamente definida para determinar el diseño y normas de escalamiento que deben aplicarse.
Este artículo se refiere a las primeras cinco tareas de mezclado listadas anteriormente. La dispersión gas-líquido es un tema complejo por si mismo y ha tenido muchos avances significativos en años recientes. Para mayor información sobre este tema referimos al lector ala Referencia 2.
Además del diseño de agitadores y requerimientos de potencia, que son fundamentales para los sistemas de mezclado, muchas otras consideraciones también juegan parte importante para maximizar el rendimiento. Estas consideraciones incluyen aspectos mecánicos, selección de sellos, materiales de construcción y acabados de superficies para prevenir ensuciamiento o ayudantes delimpieza. La figura 2 esquematiza el proceso y factores envueltos en el diseño de un sistema adecuado.
Figura 2: Muchos factores están envueltos en el diseño de un sistema de agitación para una aplicación determinada.
MEZCLADO DE LIQUIDOS MISCIBLES
Durante el procesamiento, a menudo surgen heterogeneidades de concentración o temperatura. Esto ocurre típicamente durante etapas delproceso que incluyen adición de químicos, transferencia de masa, transferencia de calor y reacciones químicas. Heterogeneidades conllevan a no uniformidad en el proceso y pueden impactar negativamente el la calidad del producto. El objetivo del mezclado es mantener el grado requerido de homogeneidad.
Grado de Homogeneidad.
La homogeneidad en un momento dado, M(t), esta dado por el cambio enla concentración de un componente de c0 a c(t) con el tiempo:
En donde c∞ es la concentración después de un periodo infinito de tiempo. La misma relación se mantiene también para la homogeneidad de temperatura. El objetivo estandarizado de homogeneidad es 95%. El tiempo de mezclado necesario para alcanzar una mayor homogeneidad puede ser calculado por la ecuación para el tiempo de mezcladoestandarizado, ya que la heterogeneidad generalmente decrece exponencialmente:
En donde x es el grado deseado de homogeneidad. Cuando se compara el rendimiento del equipo de mezclado, es particularmente importante comparar tanto el tiempo de mezclado como el grado de homogeneidad alcanzado.
Mezclado Turbulento
El tiempo de mezclado característico adimensional (Ntm) es constante para...
Muchas opciones se encuentran disponibles para satisfacer los retos en el proceso de mezclado que enfrenta la IPQ. Tanto métodos teóricos como empíricos pueden ayudar al ingeniero a escoger el sistema adecuado a esta tarea.
Es fundamental para la industria de Proceso Químico (IPQ) – ya sea para el manejo de productos químicos a granel, productosfarmacéuticos, productos alimenticios, procesamiento de minerales, protección medio ambiental u otros productos o actividades - la necesidad de mezclar. La gran variedad y complejidad de las tareas de mezclado que se encuentran en aplicaciones industriales requieren un diseño y escalamiento cuidadoso para asegurar que el mezclado efectivo alcance la mayor eficiencia. Diseños basados en una pequeña gama deagitadores tradicionales ya no son económicamente aceptables. Rodetes modernos y el uso de modelos físicos o computarizados
pueden mejorar enormemente el rendimiento y la reducir los costos.
Las tareas de mezclado se dividen en seis categorías principales:
1. Mezclado de líquidos miscibles
2. Mezclado de mezclas con reología "difícil" (propiedades no-newtonianas)
3. Suspensión de sólidos4. Dispersiones líquido-líquido
5. Transferencia de Calor, y
6. Dispersión gas-líquido.
Diferentes normas y comportamientos de mezcla regulan cada tarea básica de mezclado. Para optimizar un diseño, o escala, de forma fiable, estos comportamientos y normas deben ser entendidos y definidos. Tareas complejas que implican dos o más de las categorías antes mencionadas requieren una atenciónespecial. La tarea a controlar debe ser perfectamente definida para determinar el diseño y normas de escalamiento que deben aplicarse.
Este artículo se refiere a las primeras cinco tareas de mezclado listadas anteriormente. La dispersión gas-líquido es un tema complejo por si mismo y ha tenido muchos avances significativos en años recientes. Para mayor información sobre este tema referimos al lector ala Referencia 2.
Además del diseño de agitadores y requerimientos de potencia, que son fundamentales para los sistemas de mezclado, muchas otras consideraciones también juegan parte importante para maximizar el rendimiento. Estas consideraciones incluyen aspectos mecánicos, selección de sellos, materiales de construcción y acabados de superficies para prevenir ensuciamiento o ayudantes delimpieza. La figura 2 esquematiza el proceso y factores envueltos en el diseño de un sistema adecuado.
Figura 2: Muchos factores están envueltos en el diseño de un sistema de agitación para una aplicación determinada.
MEZCLADO DE LIQUIDOS MISCIBLES
Durante el procesamiento, a menudo surgen heterogeneidades de concentración o temperatura. Esto ocurre típicamente durante etapas delproceso que incluyen adición de químicos, transferencia de masa, transferencia de calor y reacciones químicas. Heterogeneidades conllevan a no uniformidad en el proceso y pueden impactar negativamente el la calidad del producto. El objetivo del mezclado es mantener el grado requerido de homogeneidad.
Grado de Homogeneidad.
La homogeneidad en un momento dado, M(t), esta dado por el cambio enla concentración de un componente de c0 a c(t) con el tiempo:
En donde c∞ es la concentración después de un periodo infinito de tiempo. La misma relación se mantiene también para la homogeneidad de temperatura. El objetivo estandarizado de homogeneidad es 95%. El tiempo de mezclado necesario para alcanzar una mayor homogeneidad puede ser calculado por la ecuación para el tiempo de mezcladoestandarizado, ya que la heterogeneidad generalmente decrece exponencialmente:
En donde x es el grado deseado de homogeneidad. Cuando se compara el rendimiento del equipo de mezclado, es particularmente importante comparar tanto el tiempo de mezclado como el grado de homogeneidad alcanzado.
Mezclado Turbulento
El tiempo de mezclado característico adimensional (Ntm) es constante para...
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