El gran Método de agitación.

Agitación

La agitación se refiere al movimiento inducido de un material en una manera específica normalmente en un patrón circulatorio dentro de algún tipo de contenedor1. Es una operación de forzar mediante dispositivos mecánicos movimientos irregulares y turbulentos en un fluido. Su objetivo es acelerar operaciones como la extracción, el mezclado, la absorción, la transferencia calorífica y algunas reacciones químicas, logrando la homogeneidad del fluido en el menor tiempo posible y con el menor consumo energético.

Podemos encontrar cuatro tipos diferentes de operaciones:

• Transferencia de materia en sistemas heterogéneos: Incluye reacciones químicas, disolución de sólidos, extracción, absorción y adsorción.

Para favorecer la transferencia de materia entre las fases  el agitador debe provocar una intensa turbulencia uniforme en todo el recipiente, por lo cual las velocidades de flujo necesitan ser elevadas así se impide la sedimentación; y además no se producirá concentración local de una de las fases.

Para esta operación se utilizan rodetes de tamaño mediano, que funcionen a velocidades medias.

• Mezcla de líquidos

Para el mezclado definitivo tiene que haber corrientes intensas que lleguen a todos los puntos, ya que la turbulencia local no es eficaz. Como no interesa la velocidad de agitación entonces se utilizan grandes rodetes.

• Formación de emulsiones

Si la operación se realiza en forma discontinua, es necesario que todo el recipiente pase por una zona de gran turbulencia, por lo cual es recomendable usar rodetes de pequeños tamaños a grandes velocidades.

• Transferencia calorífica y uniformidad de temperatura

Generalmente los tanques de reacción tienen serpentines de calefacción o refrigeración o de dobles paredes. El agitador debe estar cerca de los mismos para favorecer la transmisión calorífica. Se usan además rodetes grandes a pequeñas velocidades ya que se deben producir  corrientes de gran volumen para que la totalidad del contenido del recipiente llegue fácilmente a las superficies transmisoras de calor.

Cuando se trabaja con líquidos de gran viscosidad se deben emplear grandes rodetes para que el flujo alcance a todos los puntos del sistema ya que la zona de gran turbulencia que rodea al agitador es de volumen pequeño.

Equipos de agitación para líquidos

1. Agitadores Rotativos

Dispositivos que inducen el movimiento circulatorio girando solidarios con sus ejes en tanques cilíndricos. Como ejemplo podemos encontrar las hélices marinas, paletas giratorias y las turbinas de alabes curvos. Se pueden montar varios agitadores sobre un mismo eje y se puede emplear más de un eje para un mismo tanque.

Los tanques pueden  llevar bombas anexas  que aspiran el fluido en un punto determinado y lo devuelven al recipiente en otro punto provocando una circulación forzada.

• [pic 1]Agitadores de hélice

Es un agitador de flujo axial, que opera con velocidad elevada y se emplea para líquidos pocos viscosos. Los agitadores más pequeños giran a toda la velocidad del motor unas 1150 a 1750 rpm. Los mayores giran
de 400 a 800 rpm. Las palas de la hélice cortan o friccionan vigorosamente el líquido. La columna de remolinos de líquido de elevada turbulencia, que parte del agitador, arrastra en su movimiento al líquido estancado, generando un efecto considerablemente mayor que el que se obtendría mediante una columna equivalente creada por una boquilla estacionaria.

Debido a la persistencia de las corrientes de flujo, los agitadores de hélice son eficaces para tanques de gran tamaño. El diámetro de los agitadores de hélice raramente es mayor de 45cm. En tanques de gran altura, pueden disponerse dos o más hélices sobre el mismo eje2.

En la siguiente imagen se representan varios tipos de agitadores de hélice:

[pic 2]

• Agitadores de paletas

[pic 3]Se utiliza frente a problemas sencillos. Está formado por una paleta plana, que gira sobre un eje vertical. Tienen, generalmente, 2 ó 3 paletas.

Las paletas, en agitadores industriales, giran a velocidades bajas o moderadas de 20 a 150 rpm en el centro del tanque, impulsando al líquido radial y tangencialmente, sin que exista movimiento vertical respecto del agitador, a menos que las paletas estén inclinadas. La longitud del rodete de un agitador de paletas es del orden de 50 al 80% del diámetro interior del tanque. La anchura de la paleta es de un sexto a un décimo de su longitud.  A velocidades muy bajas, un agitador de paletas produce una agitación suave, en un tanque sin cortacorrientes. Para velocidades elevadas, se hace necesario el agregado de placas deflectoras3.

En las siguientes imágenes podes ver la representación de diferentes agitadores de paletas:

[pic 4]

• Agitadores  a Turbina

En general, se asemejan a agitadores de múltiples y cortas paletas, que giran con velocidades elevadas sobre un eje que va montado centralmente dentro del  tanque. Las paletas pueden ser rectas o curvas, inclinadas o verticales. El rodete puede ser abierto, semicerrado o cerrado. El diámetro del rodete es menor que en el caso de agitadores de paletas, siendo del orden del 30 al 50% del diámetro del tanque.

Los agitadores de turbina son eficaces para un amplio intervalo de viscosidades; en líquidos poco viscosos producen corrientes intensas (radiales y tangenciales), que se extienden por todo el tanque y destruyen las masas de líquido estancado. Los vórtices y torbellinos se deben evitar por medio de placas deflectoras o un anillo difusor.

En la siguiente imagen podemos ver diferentes rodetes de agitadores de turbina:

[pic 5]

• Agitadores Estáticos

        Son equipos para operar en la línea de conducción de fluidos, para operaciones de mezclado, homogenización de temperaturas, etc. La mezcla se genera con la división de la vena fluida mediante un número de celdas adecuado para satisfacer el proceso según las características del producto a obtener[pic 6]

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