Fundamentos de Mezclado y Molienda en Procesos Industriales

Mezclado de Fluidos

El mezclado de fluidos depende fundamentalmente del régimen de flujo:

• Régimen laminar: El movimiento del fluido ocurre en capas paralelas; su velocidad se reduce en el centro, lo que afecta la eficiencia del mezclado.
• Régimen turbulento: El movimiento ocurre en forma de remolinos en todas direcciones, siendo el método más eficaz.

Tipos de Mezcladores

• Mezclado en tubería: La eficiencia de la mezcla aumenta con el grado de turbulencia, por lo que requiere largos tramos de tubería.
• Mezclador en T (Tee): Consiste en generar un flujo turbulento en la tubería principal e inyectar un chorro de una segunda fase. No es adecuado para mezclas pequeñas.
• Mezclador estático: Produce circulaciones radiales o tubulares mediante deflectores metálicos insertados en la tubería.
• Mezclador mecánico en línea:
  • Rotor-estator: Utiliza un impulsor radial que rota en el interior de un cuerpo (estator) con paredes perforadas; el movimiento del rotor produce el mezclado.
  • Extrusor: Utilizado en polímeros con viscosidades muy altas. Está formado por uno o dos tornillos sin fin (husillos) que giran concéntricamente en una cámara; una sección del husillo amasa y dispersa la mezcla para su homogeneización.

Mezclado de Sólidos

• Convección: Se produce cuando las fracciones son trasladadas a otra región donde está confinada la mezcla, utilizando equipos que agitan o rotan.
• Difusión: Movimiento de partículas sobre una superficie con pendiente; la mezcla ocurre por gravedad (ej. mezclador de tambor).
• Mezclador conectivo: La circulación de sólidos se logra en una carcasa con paletas.

Molienda y Reducción de Tamaño

La molienda es una operación unitaria cuyo objetivo es reducir el volumen de las partículas de una muestra para obtener otras más pequeñas.

Mecanismos de ruptura de sólidos

• Compresión: Reduce el tamaño de sólidos.
• Impacto: Rompe por golpe; produce tamaños grandes, medianos y finos.
• Frotación: Produce partículas finas.
• Corte: Permite obtener un tamaño fijado.

Equipos comunes

Triturador de mandíbula, triturador de rodillos, molino de bolas y molino de martillo.

Elementos que influyen en la molienda

Velocidad crítica, relación entre elementos variables, tamaño máximo, volumen de carga y potencia.

Tamizado y Análisis Granulométrico

• Tamizado: Distribución de tamaños de una mezcla sólida mediante separación por fracciones.
• Análisis granulométrico: Proceso para determinar la composición por tamaño de un sólido granular.