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Mezclador estático

Un mezclador estático es un dispositivo para la mezcla continua de materiales fluidos, sin componentes móviles. [ 1 ] Normalmente, los fluidos a mezclar son líquidos, pero los m...

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Un mezclador estático es un dispositivo para la mezcla continua de materiales fluidos, sin componentes móviles. [ 1 ] Normalmente, los fluidos a mezclar son líquidos, pero los mezcladores estáticos también pueden usarse para mezclar corrientes de gas, dispersar gas en líquido o mezclar líquidos inmiscibles . La energía necesaria para la mezcla proviene de una pérdida de presión a medida que los fluidos fluyen a través del mezclador estático. [ 2 ] Un diseño de mezclador estático es el mezclador de placas y otro tipo común de dispositivo consiste en elementos mezcladores contenidos en una carcasa cilíndrica (tubo) o cuadrada. El tamaño del mezclador puede variar desde aproximadamente 6  mm hasta 6 metros de diámetro. Los materiales de construcción típicos para los componentes de los mezcladores estáticos incluyen acero inoxidable , polipropileno , teflón , PVDF , PVC , CPVC y poliacetal . Los diseños más recientes incorporan elementos de mezcla estática hechos de acero revestido de vidrio.

Diseño

Tipo de placa

Mezclador estático de placas

En el diseño de tipo placa, la mezcla se logra mediante una intensa turbulencia en el flujo. [ 3 ]

Diseño de elementos alojados

Representación de cómo pueden producirse la división del flujo y la mezcla radial en un mezclador estático.
La división del flujo en un mezclador estático que utiliza deflectores es función del número de elementos en el mezclador.

En el diseño de elementos alojados, los elementos estáticos del mezclador consisten en una serie de deflectores de metal o diversos plásticos . De igual manera, la carcasa del mezclador puede ser de metal o plástico. El diseño de elementos alojados incorpora un método para introducir dos corrientes de fluidos en el mezclador estático. A medida que las corrientes se mueven a través del mezclador, los elementos fijos mezclan continuamente los materiales. La mezcla completa depende de muchas variables, incluidas las propiedades de los fluidos, el diámetro interior del tubo, el número de elementos y su diseño. Los elementos fijos, generalmente helicoidales , del mezclador de elementos alojados pueden producir simultáneamente patrones de división de flujo y mezcla radial.

  • División del flujo: En el flujo laminar , el material procesado se divide en el borde delantero de cada elemento del mezclador y sigue los canales creados por la forma de dicho elemento. En cada elemento sucesivo, los dos canales se subdividen aún más, lo que produce un aumento exponencial de la estratificación. El número de estrías producidas es 2ⁿ , donde 'n' es el número de elementos del mezclador.
  • Mezcla radial: Tanto en flujo turbulento como laminar, la circulación rotacional del material procesado alrededor de su propio centro hidráulico en cada canal del mezclador provoca la mezcla radial del material. El material procesado se mezcla para reducir o eliminar los gradientes radiales de temperatura, velocidad y composición.

Aplicaciones

Una aplicación común es la mezcla de boquillas para adhesivos de dos componentes (por ejemplo, epoxi ) y selladores (véase Fundición de resina ). Otras aplicaciones incluyen el tratamiento de aguas residuales , la química de flujo y el procesamiento químico. [ 4 ] Los mezcladores estáticos también se pueden utilizar en refinerías y en la industria del petróleo y el gas, por ejemplo, en el procesamiento de betún [ 5 ] o para la desalinización de petróleo crudo. En la producción de polímeros, los mezcladores estáticos se pueden utilizar para facilitar las reacciones de polimerización o para la mezcla de aditivos líquidos. [ 6 ]

Historia

El mezclador estático tiene su origen en una invención para un dispositivo de mezcla presentada el 29 de noviembre de 1965 por la Arthur D. Little Company . [ 7 ] Este dispositivo era del tipo de elementos alojados y fue licenciado a Kenics Corporation y comercializado como el mezclador estático Kenics. [ 8 ] Actualmente, la marca Kenics es propiedad de National Oilwell Varco . La patente del mezclador estático de placas fue otorgada el 24 de noviembre de 1998 a Robert W. Glanville de Westfall Manufacturing. [ 9 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Paul, Edward L. (2004). Manual de mezcla industrial: ciencia y práctica . Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. pp.  399, sección 7-3.1.4. ISBN 0471269190.
  2. ↑ Albright, Lyle F. (2008). Manual de ingeniería química de Albright . Boca Raton, FL: CRC Press. pág. 682. ISBN  978-0824753627.
  3. ↑ Gieseke, Thomas. "Una evaluación de los mecanismos hidrodinámicos que impulsan el rendimiento del mezclador estático Westfall" . pp . 28. Centro de Guerra Submarina Naval de EE. UU. y Westfall Manufacturing . Consultado el 19 de mayo de 2016 .
  4. ↑ Bor, Thomas P., "El mezclador estático como reactor químico", British Chemical Engineering , vol. 16, n.º 7, 1971.
  5. ↑ "El mezclador estático de flujo variable de Westfall permite el bombeo de betún a través de tuberías" . Marketwire . 4 de diciembre de 2012.
  6. ↑ "Mercados y aplicaciones" . Sulzer Chemtech . Consultado el 4 de julio de 2011 .{{cite web}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  7. ↑ CD Armeniades, et al., Patente estadounidense 3,286,992 Dispositivo de mezcla, emitida el 29 de noviembre de 1965
  8. ↑ Arons, Irv (23 de julio de 2008). "Crónicas de la ADL: La mezcladora "inmóvil" desechable"" . Adlittlechronicles.blogspot.com . Consultado el 4 de julio de 2011 .
  9. ↑ Oficina de Patentes de EE. UU. "Mezclador estático con patente estadounidense" .