El mezclado

MEZCLADO

*Distribución al azar de 2 o más fases inicialmente separadas.

El mezclado es una de las operaciones unitarias de la industria más difíciles de someter a un análisis científico. Hasta el presente no se ha desarrollado ninguna fórmula o ecuación aplicable al cálculo de grado de la realización al que se verifica la mezcla, o la velocidad con que se realiza, en determinadas condiciones.

La operación de mezclado puede definirse, por un lado, como un evento que tiende a producir una distribución al azar de partículas diferentes, se presupone un movimiento individual e independiente de las partículas en el Mezclador, que tiene por resultado un estado de máximo desorden de la distribución de cada materia prima. Por otro lado, se puede definir también como un sistema ordenado en la cual las partículas se acomodan de acuerdo a la regla interactiva, de tal manera que presentan un patrón o unidad repetitiva (mezcla ordenada). A diferencia de cuando se mezclan gases o líquidos, donde el movimiento molecular promueve la mezcla, en el mezclado de sólidos se observan dificultades generadas por las diferencias en las características físicas de los mismos.

Mecanismo de mezclado y segregación.

Tres mecanismos principales son responsables del mezclado:

Movimiento de convección de porciones relativamente grandes del lecho.

Claudicación por corte, que reduce fundamentalmente la escala de segregación.

Movimiento de difusión de partículas individuales.

Las mezcladoras más eficientes inducen el mezclado por los tres mecanismos. Por consiguiente este puede considerarse una operación aleatoria de desplazamiento, en la que interviene grupos de partículas grandes y pequeñas y hasta partículas individuales. Sin embargo, corresponde destacar que el uso de un movimiento aleatorio para conseguir una distribución aleatoria asume que ningún otro factor incide en esta distribución. Pero esta rara vez o nunca sucede en la práctica. En cambio, los polvos que se mezclan poseen diversas propiedades que influyen sobre esta aproximación al carácter aleatorio completo. También se debe tener en cuenta la adhesividad o la tendencia a deslizarse de las partículas, entre otros factores. Como es de anticipar, cuanto mas adherente es el material, con menor facilidad se mezcla o se segrega. Las fuerzas electrostáticas de la superficie de la partícula también pueden influir mucho en el proceso de mezclado y hasta puede ocasionar suficiente rechazo entre las partículas para imposibilitar el mezclado al azar.

Al permitir que las partículas se muevan entre sí, las mezcladoras también establecen las condiciones necesarias para que haya segregaciones. Toda manipulación de un lecho de polvo con fines de transporte, descarga desde una tolva, etc., brinda la oportunidad de segregación. Así, muchos de los llamados mecanismos de segregación en realidad son situaciones en las cuales puede haber segregación.

La segregación que tiene lugar en los sólidos que fluyen libremente suele producirse por diferencias en el tamaño de las partículas y, en menor medida, en su densidad y forma. Las circunstancias que llevan a la segregación pueden ser generalizadas desde un punto de vista físico fundamental. Las condiciones necesarias y suficientes para que se produzca la segregación son:

1. Los diversos componentes de la mezcla presentan movilidad diferente para el desplazamiento entre las partículas.

2. La mezcla presenta un campo que ejerce una fuerza motriz direccional sobre las partículas o un gradiente en un mecanismo capaz de inducir o modificar el movimiento entre las partículas.

La combinación de estas condiciones provoca migraciones asimétricas de las partículas e induce segregación.

Velocidad de mezclado y segregados.

Utilizando cualquiera de los diversos índices de mezclado como variables que dependen del tiempo, se pueden calcular expresiones de velocidad análogas a las de la cinética química. Al hacerlo, se suele comprobar que el mezclado sigue una tendencia de primer orden hacia un estado de equilibrio de mezcla. Más recientemente se lo describió con un proceso estocástico (mediante cadenas de Markov estacionarias y no estacionarias), en el que se determinan las probabilidades del movimiento de las partículas de un lugar a otro en el lecho. Aplicado a una mezcladora ese enfoque permite reconocer zonas de mayor y menor intensidad de mezclado.

EQUIPO DE MEZCLADO EN GRAN ESCALA

La mezcladora ideal para producir una mezcla completa rápidamente y con una acción mezcladora lo más suave posible para no dañar el producto. Debe limpiarse y descargase con facilidad, ser hermética al polvo, requerir poco mantenimiento y consumir escasa energía. Por lo general, ningún equipo reúne todas estas cualidades, de modo que al elegir una mezcladora se debe transigir en varios aspectos.

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