Los tanques de mezcla son importantes en muchas industrias para líquidos, sólidos y, especialmente, en procesos químicos. No importa si el sector es el de la alimentación y las bebidas, el farmacéutico o el químico, un buen diseño del tanque de mezcla aumenta la productividad, mejora la calidad del producto e incrementa la seguridad. El objetivo de este blog es examinar los aspectos más destacados de los diseños de los tanques de mezcla y lo que los hace adecuados para los distintos tipos de aplicaciones de mezcla.
Qué es un tanque de mezcla?
Definición tanque de mezcla es la combinación de diferentes componentes como líquidos, sólidos y gases para crear una mezcla de enfoque único. El diseño del tanque de mezcla es de gran importancia para equilibrar bien la uniformidad y la eficacia durante el proceso de mezcla. Los principales factores que afectan al diseño del tanque son la forma, el tamaño, los materiales de construcción y el tipo de agitador o mezclador.
¿Por qué es tan necesario mezclar el diseño del tanque con las consideraciones primarias?
Uno de los problemas de un diseño insuficiente es la posibilidad de que el producto se contamine o se mezcle de forma ineficaz, el derroche de energía y el contorno tortuoso de la cuba. Consideraciones como las optimizaciones en la colocación y las distribuciones de flujo ayudan a prevenir las zonas muertas de filtrado, a modo de ejemplo. Por ejemplo, los sistemas y métodos que reducen el consumo de energía sin comprometer la eficacia del rendimiento pueden optimizar la posición de los agitadores. Tener un diseño completo es tan importante como tener un diseño rentable, ya que garantiza que la empresa no derroche dinero en gastos en las medidas de implantación para empezar.
Factores principales Consideraciones métricas para el diseño de tanques de mezcla
En un medio estándar de medida o incluso corrientes no convencionales de diseñadores tienden a pensar en rectángulos, cuadrados y círculos como formas familiares del tanque, sin embargo una simple prueba revela los contornos toroidales definidos formas geométricas se consideran muy relevantes. Las formas no consideran en profundidad los focos de los objetivos fijados o las regiones de mezcla y además interactúan con los flujos del fluido trabajado, lo que confiere a todos los elementos señalados anteriormente un absurdo nivel de importancia. Con la inclusión de ángulos de base y ventanas, la forma y la geometría multidimensional se fusionan para formar nuevos parámetros y perspectivas. Así (es decir, la visión ecológica) la expansión que constituye las proyecciones debe desplegarse en doce dimensiones a lo largo de los ángulos de base métricos deltas y sólidos trigonales.
Normalmente, los tanques redondos son la mejor opción para la mezcla de líquidos de baja resistencia y alta viscosidad, ya que garantizan una distribución uniforme en todo el tanque.
1. Forma
Normalmente, los tanques redondos son la mejor opción para la mezcla de líquidos de baja resistencia y alta viscosidad, ya que garantizan una distribución uniforme en todo el tanque.
2. Selección del material
El material utilizado para construir el tanque determina su vida útil, su seguridad y la calidad de la mezcla resultante. Las industrias alimentaria, farmacéutica y cosmética requieren materiales de alta calidad a salvo de contaminantes. Algunos de los materiales más utilizados son:
- Acero inoxidable: Ideal para todo tipo de alimentos, bebidas y productos farmacéuticos debido a sus atributos de resistencia y corrosión.
- Acero revestido de vidrio: Comúnmente empleado en procesos químicos que requieren resistencia a la corrosión.
- Plástico y compuesto: Se adopta con frecuencia en entornos poco corrosivos como los procesos químicos y el tratamiento de aguas.
3. Mecanismo de agitación
La mezcladora es una de las piezas más importantes cuando se trata de los procedimientos de diseño de un tanque de mezcla. La potencia y el tipo de la mezcladora determinan lo bien que se mezcla el contenido del tanque. Algunas técnicas comunes de mezclado incluyen:
- Agitadores montados en la parte superior: Más adecuados para depósitos con líquidos de viscosidad baja a media. Pueden ser complejas en función del nivel de mezcla necesario.
- Agitadores de montaje lateral: Más útil para líquidos de alta viscosidad y mezcla intensiva.
- Agitadores de alto cizallamiento: Se encuentra comúnmente en las industrias farmacéutica y cosmética para fines de emulsión u homogeneización.
4. Tamaño y volumen del tanque
La selección de las dimensiones del volumen del tanque de mezcla es importante porque afecta al caudal total y a la mezcla del material. El volumen admisible del tanque debe estar en consonancia con las perspectivas de salida y las expectativas de caudal para esa aplicación. Si es más pequeño de lo necesario, puede dar lugar a ineficiencias en la mezcla, mientras que si es más grande de lo necesario puede suponer un derroche de energía y un espacio extra.
5. Deflectores y eficacia de mezcla
Se utilizan para mejorar la mezcla del tanque impidiendo la formación de vórtices y mejorando la circulación del líquido. Proporcionan una agitación eficaz del líquido para reducir la posibilidad de zonas estancadas. Además, la colocación de eficaces en ángulo puede permitir a veces una mejor mezcla en algunos casos.
6. Control de temperatura y presión
El control tanto de la temperatura como de la presión es esencial para mantener la calidad del producto así como la eficacia de los procesos industriales. Como en la industria alimentaria, es necesario controlar las temperaturas para evitar daños en el producto y durante las reacciones en la industria química, la presión debe controlarse simultáneamente para evitar situaciones peligrosas.
Cómo mejorar la eficacia de los tanques de mezcla
Cuando se pretende aumentar el rendimiento del tanque de mezcla, se pueden adoptar varios enfoques. Estos son los siguientes:
- Elegir la mezcladora adecuada: El tipo de mezcladora utilizada debe corresponderse tanto con la viscosidad como con el tipo de materiales a mezclar para mejorar el proceso global de mezcla.
- Mantenimiento programado: La eficacia del proceso de mezcla se mantendrá asegurándose de que los agitadores se revisan y osculan con regularidad.
- Configuración del tanque: La tasa de ajuste hace uso de la energía, es decir, los componentes de un depósito deben ajustarse internamente para obtener el caudal máximo a través de una abertura.
- Implantación de nuevas tecnologías: El nivel de gestión del proceso no puede descuidarse; la velocidad de agitación, la temperatura, la presión y otros parámetros similares pueden ajustarse con sistemas de control automatizados.
Industrias que confían en el diseño de tanques mezcladores de alta calidad
Industria farmacéutica
Todas las áreas en las que interviene una gran precisión, como la farmacéutica, requieren protocolos de seguridad. Los tanques de mezcla deben desinfectarse adecuadamente para reducir el riesgo de contaminación. Los tanques de acero inoxidable con mezcladores de alto cizallamiento son habituales para emulsionar fármacos o crear suspensiones uniformes. Además, también tienen que poder integrar la tecnología de limpieza in situ (CIP).
Industrias relacionadas con la alimentación y las bebidas
Los productos lácteos y líquidos requerirían ser pasteurizados en tanques que puedan contener grandes volúmenes y cocinarse a temperaturas elevadas. También existe un grave riesgo de contaminación, por lo que se necesitan materiales seguros para los alimentos, como el acero inoxidable. Estos tanques también pueden tener sistemas más avanzados que garanticen una pasteurización precisa mediante el control de la temperatura.
Industria química
La industria química suele manejar materiales muy corrosivos o altamente reactivos para sus procesos. En este caso, los tanques de mezcla se construyen utilizando acero revestido de vidrio o acero inoxidable debido a su mayor resistencia. También es habitual encontrar agitadores a prueba de explosiones para tratar con seguridad productos químicos volátiles.
Industria cosmética
Los tanques de mezcla de cosméticos deben tener la capacidad de emulsionar lociones, cremas y sueros con la viscosidad necesaria. Para una consistencia y estabilidad adecuadas, es esencial una mezcla controlada de alto cizallamiento y controles precisos de temperatura.
Problemas comunes de los tanques de mezcla
1. Problemas de agitación
La mezcla inadecuada es un problema muy extendido debido a problemas de agitación. En el razonamiento, puede ir desde una mala alineación hasta la falta de lubricación o el desgaste general de la maquinaria. Este tipo de problemas se eliminan en la mayoría de los casos con revisiones y mantenimiento regulares.
2. Los tanques se desmoronan
Si las juntas del tanque de almacenamiento no están bien selladas o sufren desgaste, las fugas son inevitables. Para minimizar las posibilidades de fugas, se deben realizar comprobaciones periódicas para afirmar la integridad de las juntas y los sellos.
3. Variabilidad en la mezcla
Una mezcla ineficaz es el resultado de un tanque diseñado de forma insuficiente y de una colocación ineficaz de los agitadores. En estas situaciones, puede ser necesario modificar la forma del tanque, añadir un nuevo tipo de deflectores, o ambas cosas.
Conclusión
Para lograr los criterios de diseño de un tanque de mezcla, hay que tener en cuenta la geometría del tanque, los materiales y los sistemas de agitación junto con las necesidades de la industria en particular. Mezclar con el tipo de tanque adecuado permite aumentar el rendimiento de la producción, reducir los costes y mantener una calidad óptima de los bienes producidos. Este ahorro de costes sólo puede mantenerse si el tanque recibe un mantenimiento regular y se optimiza su rendimiento.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son los factores clave en el diseño de un tanque de mezcla?
La geometría del tanque, los materiales, el tipo y el tamaño del agitador, así como el sistema de control de la temperatura, son importantes a la hora de diseñar un tanque de mezcla.
¿Cómo se puede mejorar la eficacia de los tanques de mezcla?
El aumento de la eficacia se consigue sistematizando la selección adecuada de los agitadores, el mantenimiento de los tanques y los aparatos de control automatizado.
¿Qué materiales se utilizan habitualmente para los tanques de mezcla en la industria farmacéutica?
El acero inoxidable y el acero revestido de vidrio, resistentes a la corrosión e higiénicos, son la norma en la industria farmacéutica.