Una mezcladora de alto cizallamiento es un dispositivo industrial utilizado para mezclar y homogeneizar materiales. Esto se consigue mediante el uso de fuerzas de rotación y cizallamiento rápidas para combinar sustancias.
Estas mezcladoras son necesarias para diferentes sectores como el farmacéutico, el cosmético, el de alimentación y bebidas y el químico, entre otros, en los que lograr una mezcla uniforme es muy importante.
En este artículo hablaremos de su funcionamiento, de los principios en los que se basa y de sus ventajas.
¿Cómo funciona?
Funciona mediante la rotación rápida de un cabezal mezclador, que suele constar de rotor y estator. La configuración rotor-estator es importante porque genera las elevadas fuerzas de cizallamiento necesarias para una mezcla eficaz. Los siguientes pasos explican cómo funciona:
- Admisión: Los materiales a mezclar se introducen en la cámara de mezcla donde se encuentran el rotor y el estator.
- Rotación a alta velocidad: Impulsado por un potente motor, el rotor gira a gran velocidad. Esto crea una fuerte fuerza centrífuga que succiona los materiales hacia la zona de mezcla.
- Cizalla: Al pasar por el estrecho espacio entre el rotor y el estator, los materiales sufren intensas fuerzas de cizallamiento que rompen las partículas o gotas haciéndolas de pequeño tamaño, lo que garantiza una mezcla completa.
- Descarga: A continuación, la mezcla homogeneizada se deja salir de la cámara de mezcla lista para el siguiente paso de procesamiento o para su uso final.
Principio de funcionamiento
El principio de funcionamiento de una mezcladora de alto cizallamiento se basa en generar fuerzas de cizallamiento suficientes para desorganizar y dispersar las partículas de una mezcla.
Para conseguirlo, el rotor gira a gran velocidad dentro del estator estacionario, provocando los siguientes efectos:
- Gradiente de velocidad: La diferencia de velocidades entre estas dos partes conduce a la creación del gradiente de alta velocidad necesario para el cizallamiento.
- Turbulencia: Debido a su velocidad de giro muy rápida, el rotor induce turbulencias alrededor del punto donde tiene lugar la mezcla, aumentando así la eficacia de entremezclado entre los distintos componentes que se mezclan.
- Cavitación: A velocidades extremadamente elevadas; las cavidades pueden formarse cuando se producen regiones de baja presión por el movimiento de las palas a través de los líquidos - este acontecimiento llamado cavitación da lugar a la liberación de energías que son capaces de provocar la rotura entre las sustancias sólidas situadas en las proximidades del suceso.
Beneficios
Hay muchas razones por las que la gente prefiere utilizar mezcladoras de alto cizallamiento en lugar de otros tipos. Algunas de ellas son las siguientes:
- Mezcla eficazLa rapidez con la que funcionan estos dispositivos, unida a las intensas fuerzas de cizallamiento, garantiza mezclas rápidas y completas, lo que se traduce en productos consistentes y con características uniformes en toda su superficie.
- Reducción del tamaño de las partículas: Estos equipos son muy eficaces para reducir el tamaño de las partículas, especialmente útiles en las industrias farmacéutica y cosmética, en las que es necesario conseguir texturas suaves mediante la formación de emulsiones estables que permitan una fácil penetración en los sistemas corporales para la realización de los efectos deseados.
- Versatilidad: Pueden manipular diversos materiales, desde líquidos hasta formas semisólidas, así como polvos, lo que la hace adecuada para diferentes aplicaciones como la mezcla de polvos, etc.
- Mejora de la calidad del producto: Al garantizar una distribución homogénea de todos los componentes presentes en un lote determinado, este tipo de mezclador mejora los estándares generales de calidad, por lo que la estabilidad queda garantizada durante las etapas finales, como el envasado o el periodo de almacenamiento, que puede durar más de lo esperado debido a factores externos que afectan a la tasa de perecederos, entre otros.
- Escalabilidad: Las mezcladoras de alto cizallamiento están disponibles en diferentes tamaños, desde las pequeñas de laboratorio utilizadas durante los trabajos de investigación hasta las máquinas industriales a gran escala utilizadas para la producción en masa, por lo que los fabricantes pueden mantener la uniformidad en diferentes volúmenes sin comprometer la calidad.
- Ahorre tiempo: Los mayores niveles de eficacia conseguidos por estas mezcladoras conducen a una reducción de los tiempos de mezclado y, por tanto, a una mejora de la productividad, ya que se pueden manipular más lotes en la misma duración, reduciendo así los costes operativos asociados a las prolongadas horas de trabajo del personal.
- Eficiencia energética: Aunque son muy rápidas, las mezcladoras de alto cizallamiento modernas están construidas para ahorrar energía utilizando la mínima cantidad de energía necesaria para obtener el máximo rendimiento de mezcla.
- Higiene y limpieza: Las mezcladoras de alto cizallamiento suelen crearse teniendo en cuenta las condiciones sanitarias, por lo que cuentan con superficies y piezas que pueden limpiarse fácilmente. Esto es muy crucial en industrias como la de procesamiento de alimentos, fabricación de productos farmacéuticos o incluso producción de cosméticos, en las que la higiene es una cuestión preocupante porque cualquier mínima contaminación puede provocar resultados fatales.
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