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INTECH GmbH
Nos interesan los fabricantes de agitadores (mezcladores) que busquen un distribuidor oficial de buena fe para vender su maquinaria a las fábricas de Rusia.
La dirección y los gerentes de nuestra empresa dominan a la perfección el mercado ruso, sus leyes y mentalidad así como entienden de las peculiaridades sectoriales de la actividad económica de los clientes rusos. Todos nuestros gerentes disponen de una amplia cartera de clientes, tienen una gran experiencia de ventas y están en contacto permanente con los compradores potenciales de sus agitadores (mezcladores). Todo ello permitirá identificar rápidamente las posibilidades de promoción y ofrecer una salida rápida al dinámico mercado ruso. Nuestro personal está capacitado para importación de maquinaria extranjera y domina inglés y alemán.
Disponemos de ingenieros experimentados, capaces de resolver los problemas técnicos más complicados, quienes permanecen en contacto y se reúnen regularmente con los clientes rusos, ofreciéndoles las presentaciones de los últimos avances de nuestros socios fabricantes de maquinaria. Asimismo identifican problemas técnicos y están en contacto con los servicios técnicos de las fábricas rusas. Gracias a ello, entendemos bien las peculiaridades de trabajo en la Federación de Rusia y sabemos bien, qué maquinaria está instalada en las fábricas y qué necesidades de modernización existen.
Como su distribuidor oficial de agitadores (mezcladores) en Rusia, realizaremos a través de nuestro departamento de publicidad los estudios de mercadotecnia y el análisis del mercado de sus agitadores (mezcladores) con el fin de identificar la demanda de su producto en Rusia, evaluaremos el potencial y la capacidad de este mercado, y nuestro departamento informático diseñará un sitio web de su producto en ruso. Nuestros especialistas rusos analizarán la correspondencia de sus agitadores (mezcladores) a los requisitos de los clientes finales y la reacción del mercado a la aparición de nuevo producto. Estudiaremos el perfil de los posibles compradores, identificando a los de mayor importancia e interés.
Como su representante oficial en Rusia, la empresa ООО «Интех ГмбХ» (LLC «Intech GmbH») realizará, de ser necesario, la certificación de la maquinaria suministrada y de distintos tipos de agitadores (mezcladores) de acuerdo con los estándares rusos, organizará el peritaje para obtener los certificados tipo ТР ТС 010 y ТР ТС 012, que permitirán el uso de su maquinaria en todas las fábricas de la Unión Aduanera (Rusia, Kazajstán, Bielorrusia, Armenia, Kirguistán), incluidas las fábricas con peligro de explosión. Nuestra empresa rusa está lista a prestar su apoyo para formalizar los certificados técnicos de agitadores (mezcladores) en conformidad con los estándares rusos y de los demás países de la Unión Aduanera.
Nuestra empresa de ingeniería ООО «Интех ГмбХ» (LLC «Intech GmbH») colabora con varios institutos de diseño de Rusia en distintos ámbitos industriales. Gracias a ello, podemos realizar el diseño preliminar y el diseño posterior en conformidad con los estándares y normas y reglas de construcción de Rusia y de los demás países de la CEI, así como incluir sus agitadores (mezcladores) en los futuros proyectos.
Nuestra empresa dispone de su propio departamento logístico, que realizará el transporte de la carga, su embalaje y su carga y descarga, haciendo llegar su producto bajo las condiciones DAP o DDP-almacén del cliente, observando todas las normas y requisitos legales necesarios para trabajar en el mercado ruso.
Nuestra empresa dispone de especialistas certificados para realizar la supervisión de instalación de la maquinaria suministrada, los trabajos de puesta en marcha y los servicios de garantía y post garantía de agitadores (mezcladores), así como para formar al personal del cliente y ofrecerle toda la asesoría necesaria.
La agitación se utiliza para la fabricación de suspensiones, emulsiones y mezclas de sustancias sólidas. En la industria química sirve para intensificar los procesos de transferencia de masa e intercambio de calor. Es más, una agitación intensa es imprescindible para muchos procesos químicos continuos.
Existen varios tipos de agitación y equipos correspondientes. Su aplicación depende del estado de agregación de materiales a mezclar. La reacción química y la agitación son dos procesos, que pueden desarrollarse tanto por separado, como conjuntamente, coincidiendo en tiempo y en lugar. Para realizar la agitación por separado se utilizan los llamados agitadores. En el caso de agitación y transformación química realizados en paralelo, se utilizan reactores dotados de agitadores.
El tipo de agitación (mezclado) depende del medio, en el que se desenvuelve el proceso, que puede ser:
La agitación de sustancias de distinto estado de agregación se utiliza ampliamente en la industria química para obtener:
Los métodos de agitación y, correspondientemente, el diseño de agitador dependen del estado de agregación y de las propiedades físicas de las sustancias a agitar. En cualquier caso, la tarea de la maquinaria agitadora consiste en producción de una mezcla homogénea con un gasto mínimo de energía y el rendimiento máximo.
Los métodos industriales de agitación de líquidos más comunes son:
Independientemente del método, el mezclado de líquidos consiste en un reiterado desplazamiento de sus partículas entre sí. La trayectoria complicada del líquido propulsado por agitador rotatorio es una suma de tres sentidos:
Dependiendo del tipo de agitador, la relación proporcional entre distintos elementos de movimiento de la sustancia agitada puede variar.
Mezclando dos o más sustancias tenemos que obtener una mezcla, cuyos componentes serán distribuidos de manera más homogénea posible. Vale la pena mencionar, que las sustancias dentro de una mezcla se distribuyen de manera homogénea entre sí, pero no se asocian químicamente.
En la etapa inicial del proceso de mezclado los componentes existen independientemente uno de otro y prácticamente no se mezclan. Su agitación prolongada da como resultado una distribución mutua intensa y homogénea.
El mezclado de sustancias permite obtener distintos tipos de mezclas: homogéneas y heterogéneas. Las mezclas homogéneas se caracterizan por la descomposición de sus componentes en partículas más finas (átomos o moléculas) y su distribución homogénea entre sí.
Las mezclas homogéneas incluyen:
Las sustancias heterogéneas se caracterizan por la presencia de componentes en forma de gotas o partículas de polvo de tamaño determinado. En esta forma se distribuyen unos en otros. Este grupo incluye polvos, suspensiones, emulsiones, aerosoles, etc.
Los agitadores se utilizan ampliamente a nivel industrial:
Dependiendo del estado de agregación de sustancias se aplican distintos métodos de mezclado:
Este tipo de tanques se utiliza en la industria química para el mezclado de sustancias y reacciones entre líquidos. El mezclado se realiza bajo la temperatura del medio ambiente u otra temperatura, siempre inferior a 150ºC. Los tanques pueden ser de acero aleado o no aleado, esmaltados, recubiertos por goma.
Los componentes más importantes de un tanque de este tipo son el agitador, es decir el mecanismo rotatorio, y la instrumentación: termómetros, manómetros y demás equipos de medición.
El tanque para mezclado es un cilindro de fondo y tapa convexos con varias aberturas (bocas), dotadas de bridas.
La brida central es la portadora, lleva el cilindro con agitador. El control visual se realiza por ventanillas de inspección. Dentro del tanque se instalan unos divisores del flujo, que contribuyen a una agitación de componentes más intensa. Se suele utilizar de 2 a 4 divisores. En el fondo del tanque habitualmente se encuentra un tubo de salida. El tanque con agitador se instala sobre garras, mordazas o soporte anular.
Para las reacciones que se desarrollan bajo alta presión y en régimen de funcionamiento discontinuo se utilizan aparatos especiales, los llamados autoclaves con agitador.
Su diferencia principal de un tanque regular dotado de agitador consiste en un grosor aumentado de las paredes, el fondo, las paredes de la brida y las bocas. En la mayoría de los casos, los tanques que funcionan bajo alta presión carecen de tubos de salida.
Su vaciado se realiza vía volteo o aspiración a través de una abertura (boca) en la tapa. Los productos de reacción pastosos se evacuan por una pala o unas cuchillas. La presión entra en el tanque por un ducto de presión. Este tipo de tanques se fabrica de acero resistente, frecuentemente inoxidable.
La agitación se utiliza para distintos fines de carácter tecnológico. Son:
El mezclado se realiza por agitación y es la operación tecnológica más simple y más común. La redistribución de las fracciones gruesas de sustancias se desarrolla bajo el efecto del flujo espiral circulatorio en torno a la agitadora y del flujo vertical de todo el contenido dentro del tanque. En la zona de divisores de flujo y en los extremos de agitador pueden formarse flujos turbulentos con zonas enrarecidas. Se crea un vórtice, dentro del cual los componentes se mezclan por difusión a nivel molecular. Los movimientos transversales del flujo turbulento también contribuyen al mezclado.
Para evaluar la agitación se utiliza el indicador M, que muestra el grado de distribución homogénea en el rango de 0 a 1. En el caso de agitación 0, el grado de mezclado M equivale a 0. En el caso de distribución homogénea ideal, el M equivale a 1. En el curso de mezclado el indicador M va creciendo, empezando desde 0. Primero crece muy rápido, después su crecimiento se ralentiza. Terminada la agitación, el M se acerca a un valor equivalente a 1.
El tiempo de agitación necesario para alcanzar una mezcla óptima depende de la viscosidad de los componentes, del tipo de agitador utilizado y de la velocidad de su rotación. Hay una ley: cuanto más baja es la viscosidad de los componentes mezclados y más alta es la velocidad del agitador, menor es la duración del proceso de agitación.
El corto tiempo de agitación es característico para los agitadores de hélice, de disco y de placas inclinadas. En el caso de medios pastosos, se recomienda utilizar agitadores espirales.
Disolución
El proceso de disolución consiste en distribución de una sustancia sólida en un líquido. En el curso de disolución la sustancia sólida se descompone en átomos, iones o moléculas.
Para disolverse la sustancia sólida debe ser soluble en líquido. Si añadimos al líquido una pequeña cantidad de la sustancia, se disolverá por completo. Si seguimos añadiendo la sustancia, la disolución se ralentizará. Después la sustancia sólida dejará de disolverse. Cuando el volumen de la sustancia en el líquido llega a su máximo, la disolución se convierte en saturada.
La concentración correspondiente de disolución se llama la concentración de saturación. Si seguimos añadiendo la sustancia, no se disolverá y permanecerá en el líquido en forma de suspensión o sedimento.
Aumentando la temperatura, podemos disolver más sustancia sólida. La dependencia de la concentración de saturación de la temperatura se refleja por la curva de saturación-disolución.
En cada punto de la curva vemos una concentración de saturación, es decir, un equilibrio entre la disolución y la cristalización. La velocidad con la que se establece el equilibrio de disolución crece con agitación. La agitación no contribuye al aumento de concentración.
Dispersión, emulsionado
La dispersión consiste en desmenuzamiento fino y mezclado de sustancias sólidas, líquidas o gaseosas con líquidos, que no disuelven ese tipo de sustancias. Como resultado, dichas sustancias quedan presentes en el líquido en forma de partículas muy finas. La mezcla resultante se llama una dispersión.
Dependiendo del estado de agregación de la sustancia en la zona de dispersión se distingue entre:
La agitación mecánica se realiza por agitadores compuestos por un par o varios pares de paletas. Las paletas se fijan sobre un eje propulsado por un motor eléctrico o una trasmisión (por engranajes dentados, fricción o tornillo sinfín).
La agitación o la circulación dentro del tanque de mezclado pueden realizarse bajo el efecto de aire, vapor o gases solubles. Se trata de mezclado neumático o agitación neumática.
Este método se aplica, cuando el mezclado se acompaña por gasificación o calentamiento por vapor caliente. La agitación neumática se aplica exclusivamente a los líquidos de viscosidad baja. Una viscosidad más alta impedirá la circulación natural.
El fondo de los tanques para mezclado neumático está dotado de discos perforados, boquillas, inyectores o tubos que sirven para suministrar el gas.
Uno de los métodos de agitación de medios líquidos consiste en pasar por dichos medios una fase de gas dispersa. Este proceso lleva el nombre de burbujeo y el aparato correspondiente se llama burbujeador. Este método es el más simple y se utiliza, cuando una de las sustancias mezcladas es gas o aire. Asimismo el burbujeo sirve para calentamiento por vapor sobrecalentado en paralelo con la agitación.
El burbujeador es un tanque en el fondo del cual se encuentra un tubo con múltiples aberturas que sirve para suministrar el gas. El flujo de aire ascendiente lleva consigo las partículas del líquido, generando un flujo, cuya velocidad crece con la velocidad del flujo de aire. Para hacer la agitación homogénea e intensa, a los burbujeadores los dotan de un conjunto de tubos horizontales.
La resistencia hidráulica, que tiene que superar el aire que sale de las aberturas de los tubos, debe ser igual en todos los puntos, para que el aire se distribuya de manera homogénea. Por eso todos los tubos se instalan en una posición estrictamente horizontal. Las aberturas en los tubos siguen una línea espiral para garantizar una agitación intensa de la fase líquida. El diámetro de las aberturas debe ser el mínimo posible, ya que eso contribuye a una distribución más homogénea de la fase de gas. Habitualmente, el diámetro de las aberturas es de 3 a 6 mm, lo que permite prevenir su posible obstrucción.
Si el líquido agitado es químicamente activo o contribuye a la destrucción de agitador mecánico, resulta oportuno optar por el burbujeo. Sin embargo, en el curso de burbujeo el aire puede llevar del líquido vapores y gases valiosos y contribuir a procesos indeseables: oxidación o resinificación del líquido agitado. Asimismo es importante mencionar, que el burbujeo requiere más energía que la agitación mecánica.
La agitación por burbujeo se utiliza:
Las ventajas de agitación por burbujeo son:
Consumo de energía en burbujeo
En el caso de burbujeo libre, el chorro de gas pasa por unas rejillas perforadas y, saliendo por las aberturas, se descompone en burbujas. Las burbujas empujan el líquido hacia delante y los lados, llevando consigo las capas adyacentes bajo el efecto de rarefacción tangencial y tensión, que surge detrás de la burbuja. La presión hidrostática externa cae, y la burbuja sube. La burbuja se aumenta, pierda la forma esférica y sigue una trayectoria vertical.
Todos los procesos enumerados junto con la fusión de burbujas contribuyen al crecimiento de la intensidad de agitación en el sentido desde abajo para arriba. En cuanto las burbujas de gas entran en el espacio del aparato libre de líquido, el líquido vuelve para abajo. De ahí, la agitación y la circulación de líquido constituyen una transferencia de energía (cantidad de movimiento) de gas a líquido. Los mejores burbujeadores se caracterizan por una altura de la capa de líquido importante. La cantidad de trabajo entregado por el gas al líquido agitado se calcula según la fórmula siguiente:
L = p1 · Vп · ln(p1/p0)
p1 – es la presión del gas de burbujeo en la salida de burbujeador
p0 – es la presión final de gas en la salida de la capa agitada
VП – es el gasto de gas de burbujeo
Para el diseño de burbujeador es muy importante el diámetro de tubo. Cuanto mayor es el diámetro del tubo, menor es la turbulencia del flujo y más intensa es la circulación. Una combinación óptima de esos factores garantiza una alta intensidad de agitación.
La turbulación aportada de flujo se utiliza para agitar líquidos y gases dentro de ductos. Para ello dentro de ductos se instalan elementos estáticos que cambian el sentido y la velocidad del flujo:
El uso de los semitabiques y de las diafragmas con aberturas excéntricas da como resultado múltiples estrechamiento y ensanchamiento del flujo y permite cambiar su sentido. Las piezas helicoidales con sentido de rosca alterno (a la izquierda y a la derecha) hacen el flujo girarse en distintos sentidos. Los agitadores por inyección se utilizan en combinación con las piezas helicoidales.
La circulación de sustancia dentro de un circuito cerrado puede dar como resultado una agitación eficiente. Este tipo de mezclado se realiza por una bomba centrífuga o de chorro, que funcionan como un turbulador local.
El mezclado de líquido por circulación se realiza de dos maneras. Así, en los aparatos grandes que procesan líquidos, cuyos componentes tienen una densidad variable, las capas inferiores se aspiran por una bomba centrífuga. La capa más pesada pasa por la bomba, entra por tubo de compresión en tubo de circulación y sale a la superficie libre del líquido del aparato por un aspersor. Con el crecimiento de la capacidad de la bomba la circulación de líquido agitado se mejora.
El contenido del tanque se agita por dispositivos especiales llamados agitadores. El tipo de agitador depende de la viscosidad del material agitado, del objetivo de agitación y de la duración de agitación.
Existen cuatro grupos de agitadores que se diferencian por el diseño de paletas:
El funcionamiento de agitadores determina la potencia consumida y la eficiencia de agitación. Las condiciones reales de funcionamiento de agitadores se regulan por leyes y fórmulas generales.
Si analizamos la agitación desde el punto de vista de hidrodinámica, podemos describirla como contorneo externo de cuerpos por flujo de líquido. Cualquier cuerpo sólido, que avance lentamente en un líquido viscoso, superará las fuerzas de fricción, lo que será acompañado por la formación de una capa limítrofe. A través de la capa limítrofe será transmitida la presión del flujo. Con el aumento de la velocidad una importancia especial la adquiere la fuerza de inercia. La capa limítrofe se aleja de la superficie del cuerpo sólido, se forman vórtices. Cuando una placa plana avanza en un líquido, formando vórtices, resulta muy parecido al funcionamiento de las paletas de agitadores en condiciones hidrodinámicas iguales.
En los bordes de las paletas la velocidad habitualmente alcanza el valor máximo (ecuación de Brunelli), pero la presión es menor que en el líquido ante la placa. La diferencia de presión ejercida sobre la paleta por el flujo se supera por el esfuerzo transmitido por el eje de agitador.
El efecto de la fuerza de gravedad en la formación de olas en la superficie de líquido no tiene importancia, ya que las paletas suelen encontrarse a una profundidad importante. Eso, a su vez, permite prescindir del número de Froude. Los valores regulares de los criterios aplicados cambian conforme al desplazamiento de líquido en el curso de agitación.
El arranque consiste en superación de las fuerzas de inercia del líquido. Es necesario para que el líquido abandone el estado de reposo, así como para superar la fuerza de fricción emergente.
Na = Ni · Nf
El cálculo de la potencia de los agitadores toma en consideración las resistencias dentro de la máquina, en particular, de los tabiques, los serpentines, etc. Todas esas resistencias adicionales aumentan el consumo de energía en el curso de mezclado. Así, por ejemplo, la presencia de un serpentín puede aumentar la potencia 2 o más veces.
Vale la pena mencionar, que:
El componente principal de cualquier agitador es el mecanismo rotatorio, compuesto por un bloque de propulsión, formado por un motor y un reductor, y elementos de su cuerpo: bloque de cojinetes, acoplamientos y sellos. El motor es el elemento principal del bloque de propulsión. Habitualmente, se trata de un motor asincrónico, trifásico con rotor en cortocircuito. Responde a todos los requisitos hacia propulsores, tiene un diseño simple, es fiable y no necesita mucho mantenimiento. Siendo un motor asincrónico, tiene un número de revoluciones constante y con cambio de polos pasa a otras velocidades de rotación. El cambio electrónico de la frecuencia permite regular el número de revoluciones de manera suave.
El motor eléctrico puede combinarse con una transmisión por engranajes, por correa o por una combinación de las dos. La estructura del bloque de propulsión la determinan la velocidad de rotación de agitador necesaria y la altura de montaje.
Así, un bloque de propulsión dotado de una transmisión por correa trapezoidal y un motor en posición lateral permite minimizar la altura de montaje. Este tipo de propulsor se caracteriza por un arranque suave y deslizamiento bajo cualquier tipo de sobrecarga. Los propulsores dotados de transmisión por engranajes tienen un número de revoluciones constante. Si el motor se ubica por encima del reductor, la altura de la máquina se aumenta considerablemente.
La conexión se realiza por acoplamientos de distinto tipo: rígidos, elásticos, de bridas o de discos con conexiones. Se apoya de rodamientos y se sella con empaquetadura o un sello regular (con líquido de compactación).
En el curso de agitación dentro de un tanque dotado de agitador los flujos se solapan. Se desplazan en sentidos horizontal y vertical. Cualquier agitador puede crear en torno de sí flujos horizontales de distinto grado de intensidad.
Cuando el agitador empieza a girarse, el líquido que se encuentra cerca de su eje de rotación también empieza a girarse y se repele hacia fuera bajo el efecto de las fuerzas centrífugas. El líquido sigue una espiral del centro de rotación a las paredes del tanque. Al tropezarse con divisor de flujo se arremolina y se aparta del flujo vertical para arriba o para abajo. En adelante el sentido vertical del flujo de líquido depende del tipo de agitador escogido.
Si se trata de un agitador radial (tipo gate, de disco), el líquido fluye en sentido radial, del agitador hacia las paredes del tanque.
Cerca del eje de agitador se desarrolla rarefacción, causada por el flujo de líquido en sentido radial. Como resultado, empieza una aspiración del líquido en las partes superior e inferior. Se forma un flujo vertical, el líquido empieza a circular en sentido vertical. Este flujo se solapa con el líquido involucrado en rotación y los vórtices en la zona de divisores de flujo y de los discos del agitador.
Los agitadores axiales (de hélices, espirales) generan un flujo vertical potente.
El agitador de hélice tiene una anchura de paletas que equivale a un 30% del diámetro del tanque, aproximadamente. El relleno se aspira a lo largo del eje del agitador para abajo, en el fondo da una vuelta y sube para arriba por el perímetro del tanque.
El diámetro de agitador espiral equivale a un 90% del diámetro del tanque. En este caso el líquido sube por la circunferencia de la espiral y baja siguiendo el eje del agitador. Los agitadores axiales crean un flujo turbulento débil en torno al eje. La agitación se realiza por cuenta del flujo vertical.
Algunos agitadores (de placas inclinadas, de rodete, de contracorriente) se caracterizan por flujo de corriente mixto: radial y axial.
Los agitadores lentos incluyen agitadores de paletas, de placas, de ancla y de ancla y paletas.
Son los agitadores de paletas planas más simples, que se fabrican de chapa de acero y escuadras de acero. Se instalan perpendicularmente o bajo un ángulo.
Los agitadores de paletas están compuestos por un eje que lleva una serie de paletas verticales rectangulares. Los volúmenes estándar son:
H/D = 0,8-1,3; d/D = 0,7-0,9; b/D = 0,06-0,1; h1/D = 0,1; h2/d = 2; h3/D = 0,3.
Н – es la altura de líquido en el aparato
D – es el diámetro del aparato
d – es el diámetro del agitador
b – es la altura de paleta
h1 – es la distancia del fondo hasta el agitador
h2 – es la altura de placas verticales
h3 – es la distancia entre agitadores
En los aparatos de altura grande el eje lleva varios pares de paletas. El ángulo entre las paletas es de 90º, la distancia equivale a 0,3-0,8 d. En los aparatos de este tipo el líquido, propulsado por las paletas, se desplaza sobre todo radialmente. La superficie libre del líquido adquiere una forma similar a paraboloide de rotación. El componente axial del movimiento de líquido es insignificante.
Para limitar la profundidad del vórtice se toma una serie de medidas:
| Tipo de agitador | d/D | b/d | h1/D | e/D | f/D |
|---|---|---|---|---|---|
| de placas | 0,5 | 0,9 – 1,0 | 0,1 | - | - |
| de anclas | 0,9 – 0,98 | 0,5 – 0,9 | 0,01 – 0,05 | 0,06 | - |
| de anclas y paletas | 0,9 – 0,98 | 0,5 – 0,9 | 0,01 – 0,05 | 0,06 | 0,15 |
Para optimizar la agitación se utilizan cada vez más agitadores tipo gate, dotados de paletas horizontales y verticales.
La paleta inferior horizontal de estos agitadores tiene un radio de curvatura que corresponde al radio de curvatura del fondo de la máquina.
Si la paleta plana está inclinada bajo un ángulo determinado en relación a su eje de rotación, se forman flujos verticales complementarios. Su sentido depende del ángulo de inclinación de paletas.
Para crear flujos cruzados y garantizar una agitación intensa al agitador lo dotan de varios pares de paletas con inclinación opuesta. Para el mismo fin en las paredes del agitador pueden instalarse tabiques deflectores.
Los agitadores de paletas tienen una velocidad de rotación reducida: de 20 a 80 revoluciones por minuto. En ciertas condiciones la velocidad puede ser aumentada. Si le dotamos al agitador de paletas inclinadas y a la máquina de tabiques deflectores, eso contribuirá a una disolución exitosa y a la formación de amplio rango de suspensiones.
Los agitadores de paletas tienen un diseño relativamente simple y son relativamente baratos en fabricación.
Agitadores de placas
Los agitadores de placas son aparatos de agitación de paletas, que se caracterizan por una altura de paleta elevada. Este tipo de dispositivos siempre se utiliza en máquinas dotadas de aletas deflectoras, ya que hacen girarse un gran volumen de líquido. La intensidad del proceso de agitación puede ser aumentada vía perforación de paletas. Los agitadores de placas se utilizan para procesar líquidos poco viscosos (hasta 50 poise) y no son capaces de agitar suspensiones.
Agitadores de ancla
En los agitadores de ancla el medio agitado se desplaza, sobre todo, de manera tangencial. Las máquinas de este tipo procesan sustancias, cuya viscosidad equivale a 100 poises o supera este valor. En los agitadores de ancla las aletas deflectoras se ubican por encima del agitador. Su velocidad circunferencial es igual a la velocidad de los agitadores de placa y no supera 1 m/s.
Cuando es necesario eliminar en el curso de agitación el sedimento del fondo y de las paredes del tanque para mejorar el intercambio de calor entre el medio y la pared, se utilizan agitadores de ancla.
Agitadores de engranajes planetarios
Cuando es necesario remover intensamente un líquido en tanque de gran diámetro se recomienda utilizar agitadores de engranajes planetarios. Los agitadores de engranajes planetarios se giran en torno a su eje y a la vez siguen una circunferencia, cuyo centro coincide con el eje del aparato. La compleja trayectoria del agitador de paletas garantiza una agitación intensa de líquido. El tipo del agitador depende del número de ejes. Puede ser de un eje, de dos ejes o de tres ejes.
En el extremo inferior del eje se encuentra un portasatélites (3). El portasatélites se gira libremente en su cojinete (4). El cojinete, a su vez, está conectado rígidamente con una rueda dentada (5) engranada con otra rueda (2). En el mismo eje están montadas las paletas (6).
Los agitadores de hélice se utilizan ampliamente para procesar líquidos, cuya viscosidad no supera 10 poises. La velocidad circunferencial de este tipo de máquinas alcanza 10 m/s. Su elemento funcional principal son las paletas, cuyo número varía de 2 a 6. Se fijan sobre un casquillo y pueden cambiar su ángulo. Desde fuera un agitador de hélice parece un hélice de barco o de avión. El agitador se fija sobre un eje que se conecta con un motor eléctrico. Girándose el agitador hace el medio desplazarse en sentido radial y axial, formando flujos circulatorios. Una característica importante de agitador es el volumen de líquido en circulación en una unidad de tiempo (efecto bomba, Vм). Este indicador depende de la viscosidad de la sustancia procesada y se reduce con su crecimiento.
El vórtice en la parte central del aparato, que se forma como resultado de rotación de la sustancia, se elimina con aletas deflectoras. El efecto bomba y el movimiento axial de líquido pueden ser considerablemente aumentados, colocado el agitador dentro de un cilindro coaxial (como resultado se obtiene algo similar a una bomba axial).
Las dimensiones estándar de los agitadores de hélices son:
d/D = 0,15-0,4; s/d = 1-2; h2/D = 0,8-1,6; h1/d = 1,2-2,0.
D – es el diámetro del aparato
d – es el diámetro del agitador
h1 – es la distancia del fondo hasta el agitador
h2 – es la altura de placas verticales
s – es el paso de la línea helicoidal
En el caso de una altura importante de la sustancia mezclada, sobre el eje se fijan varios hélices. En el hueco entre los dos hélices la agitación se desarrolla de manera especialmente intensa, lo que se debe al movimiento en contracorriente de los dos flujos: el aspirado y el expulsado.
Agitadores de hélice
Los agitadores de este tipo se utilizan ampliamente para garantizar una circulación intensa en el curso de agitación de líquidos.
El diámetro de hélice equivale a 1/3 - 1/4 del diámetro de la máquina utilizada para agitación. Existen dos tipos de hélices: derecho, que se gira en sentido reloj, e izquierdo, que se gira en sentido contrarreloj. El paso del hélice puede ser constante o variable.
El hélice de paso variable contribuye a una agitación intensa, pero exclusivamente en la zona del hélice. Para la agitación de todo el volumen de líquido se recomienda utilizar agitadores dotados de hélices de paso constante. Este tipo de hélices (que tienen forma de un hélice de barco) remueven el líquido intensamente por cuenta de distinta velocidad de chorros de líquido y distinto sentido de movimiento en el momento de choque contra el fondo del tanque o la superficie libre.
Para mejorar la circulación del líquido el hélice se instala dentro de un difusor (caja cilíndrica). Los difusores se utilizan en los aparatos dotados de tubos o serpentines, así como en los aparatos, en los que la relación entre la altura y el diámetro es alta.
Para intensificar el proceso de agitación de líquido a lo largo de toda su altura se utilizan agitadores de hélice dotados de varios hélices y un difusor tipo serpentín. Las vueltas del serpentín están apretados uno contra otro. Este tipo de difusor permite regular fácilmente el régimen térmico de agitación.
La velocidad de los agitadores de hélice varia de 400 a 1750 revoluciones por minuto. En el caso de mezclado de líquidos viscosos (500 cP o más), líquidos con suspensiones y líquidos que forman espuma, el agitador debe girarse a una velocidad de 150-400 rotaciones por minuto. Los agitadores de hélice pueden utilizarse para la agitación de líquidos de una viscosidad hasta 4000 cP, sin embargo, la eficiencia en este caso será baja.
Como las dimensiones del hélice son relativamente bajos, este tipo de agitadores, habitualmente, se instala en aparatos de tamaño reducido. En los aparatos voluminosos los hélices están inclinados en relación al eje del aparato (bajo un ángulo de 10 a 15º) para acelerar e intensificar el proceso de agitación.
Los agitadores de hélices tienen un diseño simple, son económicos en fabricación, rápidos, tienen un consumo de energía bajo.
En la industria química ese tipo de agitadores se utiliza para la agitación de líquidos de viscosidad baja, preparación de emulsiones, así como difusión de sedimentos de soluciones, en las que el contenido de la fase sólida no supera un 10%.
En el caso de los líquidos viscosos se recomienda utilizar los agitadores de banda, ya que, girándose, liberan las paredes del tanque de la masa pegada.
Para preparación de emulsiones se utiliza una máquina especial compuesta por un conjunto de discos perforados oscilantes fijados sobre una varilla. Los bordes de las aberturas vecinas tienen una orientación opuesta. Como resultado, bajo el efecto de las oscilaciones el líquido pasa múltiples veces por los orificios en dos sentidos, se agita y se fracciona en gotas finas.
Los agitadores de hélice se utilizan para:
Agitadores de turbina
Los agitadores de turbina también son unos agitadores rápidos. Están compuestos por un conjunto de paletas rectangulares fijadas radialmente sobre un disco horizontal o un cubo. Cuando la rueda de aletas se gira, en el centro se crea un vacío y en la periferia una presión excesiva. El líquido se lanza a las paredes de la máquina y forma dos flujos: superior e inferior, que se aspiran por la parte central de la rueda. Como resultado, se forman dos flujos circulatorios, que contribuyen a la agitación del líquido. Cuanto más alta es la viscosidad de la sustancia, menos intenso es el proceso de agitación.
Los agitadores de turbina se dotan de aletas deflectoras. De ser necesario, la rueda de aletas puede instalarse dentro de un tubo coaxial. Asimismo es posible colocar las paletas bajo un ángulo de 45°C en relación al eje. Este tipo de agitadores procesa sustancias, cuya viscosidad no supera 100 poises (en el caso de una viscosidad más alta, se utilizan paletas de curvatura espiral o redonda).
Las dimensiones estándar de los agitadores de turbina son:
d/D = 0,7-0,35; b/d = 0,2-0,3; d/b = 1,0; h1/D = 0,5-1,0
D – es el diámetro del aparato
d – es el diámetro del agitador
b – es la altura de la paleta
h1 – es la distancia del fondo hasta el agitador
s – es el paso de la línea helicoidal
Los agitadores de turbina se utilizan ampliamente para dispersar líquidos y gases en líquidos, así como para remover sustancias de una viscosidad superior a 10 poises.
Si la relación entre la altura de líquido dentro de la máquina y el diámetro de la máquina es superior a dos (H/D>2), en el eje instalan varios agitadores de turbina. Para procesar líquidos que se caracterizan por una viscosidad alta se utilizan:
Habitualmente un agitador de turbina incluye varias turbinas pequeñas (ruedas centrífugas) fijadas sobre un eje vertical. Cada turbina lleva de 6 a 16 o más paletas. Girándose la turbina cerrada aspira por el orificio central el líquido, que pasa bajo el efecto de la fuerza centrífuga por los canales internos.
En los agitadores de turbina el sentido de movimiento de líquido cambia paulatinamente: de vertical a radial. Hay una pérdida de la energía cinética del flujo, pero insignificante. Los flujos de líquido abandonan la rueda a una velocidad alta, yendo en múltiples direcciones, contribuyendo a una agitación intensa de la totalidad del líquido.
Los agitadores de turbina son más costosos que los de hélice. Se utilizan en vez de agitadores de hélice, cuando los líquidos agitados tienen una viscosidad alta o cuando el tanque de agitación tiene una forma especial, por ejemplo, cuando la altura del tanque es demasiado baja para instalar un agitador de hélice.
Los agitadores de turbina se utilizan para:
Se utilizan junto con:
Agitadores especiales
Aparte de los agitadores estándares existen también agitadores especiales.
Para preparar emulsión o suspensión, así como para obtener reacciones entre gases y líquidos se recomienda utilizar agitadores de tambor. Estos agitadores se dotan de un tambor con paletas en forma de una rueda para ardillas.
Los agitadores de este tipo sirven para remover líquidos, observadas las siguientes relaciones:
Para poder preparar emulsiones o suspensiones la altura de llenado del tanque debe superar diez veces el diámetro del tambor. La agitación de gas y líquido requiere una altura del tanque mucho mayor.
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