Bienvenido a

---

Mezcladores de Alto Corte (alta velocidad) para mezcla de polvos

Mezclador Centrífugo / Mezclador de Rejas / Agglomerador / Granulador

Síganos en Twitter 
Pregunta, comentario? Contáctenos en admin@powderprocess.net

---

Resumen de la sección
1. Introducción
2. Principio de mezcla
3. Parámetros operativos de mezcla
4. Especificaciones detalladas
5. Dimensionamiento del mezclador
6. Fabricantes de mezcladores de rejas

---

1. Introducción

¿Qué es un mezclador de corte? ¿Qué es un mezclador de rejas?

Los mezcladores de alto corte (entre los cuales se encuentran los mezcladores de rejas) están desarrollados en la industria de procesos para el manejo de polvos Mezcla, a veces con la adición de un líquido.

Encuentran aplicaciones cuando los industriales necesitan mezclar polvos particularmente cohesivos, e incluso grumosos. También son mezcladores de elección cuando es necesario añadir líquidos a la mezcla seca para agglomerarla. Existen diferentes diseños para mezcladores de corte, pero uno muy popular es el mezclador de rejas, un mezclador de eje único y alta velocidad que utiliza rejas como instrumento de mezcla. Los mezcladores de rejas de alta velocidad, que giran a alta velocidad, con un número de Froude entre 3 y 5, son adecuados para mezclar polvos, gránulos, fibras y pueden adaptarse a ingredientes con tamaños de partícula muy diferentes, alcanzando tiempos de mezcla típicamente en el rango de 2-5 minutos.

Esta página web se centra en el diseño detallado de mezcladores de polvo de alto corte.

2. Principio de mezcla

Los mezcladores de corte utilizan convección y cizallamiento para lograr la mezcla del material y su adecuada desaglomeración si es necesario.

La velocidad de mezcla debe ajustarse lo suficientemente alta para tener un efecto de cizallamiento adecuado e incluso centrifugar el polvo hacia las paredes del mezclador. El diseño de las paletas está optimizado para este propósito, cizallando y rompiendo los aglomerados de polvo cohesivo.

3. Parámetros operativos de mezcla

¿Cómo optimizar la mezcla en un mezclador de rejas?

Es difícil dar un tiempo de mezcla típico para mezcladores de corte, ya que la dependencia del producto mezclado es muy alta. Un tiempo de mezcla del orden de 3 min es común.

El rendimiento del mezclador, es decir, el tiempo para alcanzar una homogeneidad deseada, es función de los siguientes parámetros operativos:

• Tamaño del lote de mezcla: máx. 70-80% del volumen total del mezclador.. Siempre debe haber un espacio libre hasta la tapa superior. Los volúmenes disponibles varían desde aproximadamente 100 litros hasta 5000 litros para tamaños estándar y hasta 30000 litros para ejecuciones especiales.
• Velocidad de mezcla: la velocidad real de mezcla debe ajustarse para obtener un número de Froude > > 1. El rango del número de Froude va desde 2 hasta 9 en algunos casos; por debajo de 6-7, el lecho de sólidos está fluidizado, y por encima de 6-7, las fuerzas centrífugas son preponderantes y los sólidos forman una capa alrededor de toda la carcasa. Para Fr = 3, la velocidad de mezcla correspondiente suele estar en el rango mínimo de 80-100 rpm (para mezcladores de pequeño tamaño), pero depende del modelo y tamaño.
• El tiempo de mezcla dependerá en gran medida de la naturaleza de los sólidos mezclados (altamente cohesivos o no) y si se añade algún líquido a la mezcla.

La potencia requerida para mezcladores de corte es alta, en el rango de > 10 kW/m³.

Al mezclar polvos altamente cohesivos o al rociar un líquido para agglomerar el polvo, los mezcladores de rejas pueden equiparse con herramientas adicionales de mezcla. Estas herramientas se denominan desaglomeradores, rompedores de grumos o cuchillas, y giran a muy alta velocidad. Generalmente se montan en el lateral del mezclador, cerca del fondo. En caso de inyección de líquido, como un aglutinante para operar el mezclador como granulador, es preferible dirigir el flujo de líquido hacia el desaglomerador para romper los grumos lo antes posible y así controlar el tamaño de los gránulos.

Figura 1: Mezclador de rejas

4. Especificaciones detalladas

Acceso al mezclador

Las puertas laterales se utilizan generalmente para acceder a este tipo de mezclador, ofreciendo un acceso correcto al interior, aunque la presencia de desaglomeradores puede hacer que el acceso sea un poco menos conveniente que en otros tipos de mezcladores. Las rejas del agitador también suelen ser bastante grandes, lo que a veces dificulta la limpieza, aunque los modelos recientes están equipados con puertas laterales más grandes que permiten superar este inconveniente. Los desaglomeradores también pueden ser difíciles de limpiar (se requieren precauciones específicas para evitar lesiones en las manos al limpiar las cuchillas).

Algunos diseños permiten tener un eje extraíble para facilitar la limpieza.

Instrumentación

En los mezcladores de rejas se puede encontrar la siguiente instrumentación:

• Sensor de velocidad: permite confirmar la rotación y velocidad de los ejes
• Sensores de temperatura: ubicados en los rodamientos, permiten detectar calentamientos anormales debido a rodamientos rotos
• Medidor de flujo: ubicado en el suministro de aire comprimido para el sello de purga de los rodamientos. La purga del sello de los rodamientos constituye una función importante para evitar la entrada de producto a los rodamientos, lo que podría dañarlos o hacer que el polvo se queme, constituyendo una fuente de ignición que causaría una explosión de polvo.
• Sensor de posición de válvula: permite detectar que la válvula de descarga está cerrada
• Cierres de seguridad: colocados en cada puerta de acceso, garantizan la seguridad de la máquina evitando que el operador acceda al mezclador mientras está en funcionamiento, o que el mezclador se ponga en marcha si un punto de acceso está abierto.

ATEX

Para procesar polvos, los mezcladores de corte, que mezclan con una velocidad periférica del instrumento de mezcla > 1 m/s, deben presentar las siguientes características:

• El espacio libre entre la punta de las paletas y el cuerpo del mezclador debe ser lo suficientemente grande para evitar cualquier contacto agitador/carcasa
• Los sellos de los rodamientos deben estar presurizados
• Durante la carga y descarga, la velocidad del mezclador debe ser tal que la velocidad periférica de las paletas sea < 1 m/s

La velocidad periférica del agitador puede calcularse mediante la siguiente fórmula:

Donde:
- R es el radio de la herramienta de mezcla (desde el centro del eje hasta la punta de la reja) en m
- n es la velocidad de mezcla en rpm

Ecuación 1 : Velocidad periférica

Otros aspectos

Este tipo de mezclador puede personalizarse ampliamente según las necesidades del operador. Existen modelos con diferentes herramientas de mezcla, con camisa doble, inyección de líquido e incluso mezcladores de rejas continuos puede ser diseñado.

5. Dimensionamiento de mezcladores de sólidos

El mezclador debe ser el cuello de botella de la instalación de mezcla, lo que significa que no debe verse ralentizado por la sección del proceso aguas arriba o aguas abajo. La capacidad de la instalación debe ser un dato conocido, y el tamaño del lote debe elegirse en consecuencia, considerando también un número estimado de lotes / h

Tamaño del lote (kg) = Capacidad (kg/h) / Número de lotes por hora (/h)

El proceso de mezcla siendo en realidad volumétrico, es necesario conocer la densidad aparente (suelta) densidad de la mezcla para dimensionar correctamente el mezclador.

Tamaño del lote (l) = Tamaño del lote (kg) / Densidad suelta de la mezcla (kg/l)

Además, es crítico considerar que el sistema nunca debe llenarse al 100% de su capacidad, para permitir espacio al movimiento de las partículas.

Tamaño total del mezclador (l) = Tamaño del lote (l) / 0,7

Los mezcladores suelen tener un coeficiente máximo de llenado entre 0,65 y 0,8.

6. Fabricantes

Varias empresas pueden suministrar mezcladores de alto corte; sin embargo, la empresa Lodige es reconocida por haber sido uno de los principales desarrolladores y productores de mezcladores de rejas (o *"arados"*) para mezcla de polvos y granulación, hasta el punto de que estos mezcladores suelen denominarse "mezcladores Lodige".

(Nota: *powderprocess.net* no tiene vínculos con esta empresa)

---

Fuentes

Mixing in the Process Industries, Harnby, Edwards, Wienow, Butterworth Heinemann, 1992
Food Mixing: Principles and Applications, Cullen, Wiley-Blackwell, 2009
Perry's Chemical Engineer's Handbook, McGraw Hill, 2008