Humectación de polvo en continuo - IKA

Humectación de polvoen continuoEl procedimiento en continuoproporciona calidad y rapidezen los procesos de introducciónde polvo en líquido, yaque la mezcla, homogeneizacióny dispersión se realizanen un solo paso.lo cual no sólo aumenta el tiempo de limpieza entre la elaboraciónde lotes diferentes, sino que también dificulta laestandarización de una calidad de mezcla. Si, además, se utilizaaire como medio de transporte para la sustancia sólida,cabe esperar una entrada no deseada del mismo en la mezcla.Por otra parte, las emisiones de polvo y disolventes sonPara conseguir una mezcla homogénea a partir de sólidos ylíquidos se suelen emplear reactores agitados. Según el númerode componentes, necesitaremos varios reactores, agitadoresy aparatos periféricos. A pesar de los dispositivos de agitaciónmodernos y de la posibilidad de aumentar, en caso necesario,la velocidad de agitación, en los sistemas de producción discontinuaaparecen siempre los mismos problemas que dificultanla unión armoniosa de sólidos y líquidos.Garantizar una calidad de mezcla reproducible a largo plazoconstituye un gran reto, incluso para los agitadores modernos.La producción discontinua “abierta” induce la deposición depolvo y la formación de aglomerados. Las partículas sólidasque no han llegado a mezclarse bien se depositan en tornoal elemento agitador, en la pared o en la tapa del recipiente,Máquina en línea MHD de IKA ® para la introducción yhumectación de polvo1

problemáticas desde el punto de vista de la protección laboral,puesto que constituyen un peligro potencial para la salud delos trabajadores.Desde el punto de vista de la efectividad y rentabilidad puedeser interesante buscar alternativas al procedimiento discontinuoclásico. Debido al tipo de procedimiento discontinuo,algunas zonas de la mezcla son “manipuladas” bastante mása menudo de lo que sería realmente necesario, mientras queotras reciben menor agitación de la debida. Para conseguir lahomogeneidad en todo el lote, el producto debe mezclarse ydispersarse durante un tiempo considerable, lo que da lugar aun elevado consumo de energía y a un aumento de la temperaturadel producto, de modo que ambos parámetrosquedan por encima de sus valores necesarios u óptimos.Por estas y otras razones, los equipos de humectación de polvoen continuo modernos son cada vez más atractivos, inclusopara mezclar pequeñas cantidades.Dibujo seccional del módulo MHDIncorporación de sólidos en líquidos. EquiposMHD para mezclar, homogeneizar y dispersarLos equipos en línea modernos permiten sortear las desventajasdel procedimiento discontinuo clásico. El equipo MHD deIKA ® es un ejemplo de mezcladora en continuo. Las siglas desu nombre nos indican su gama de prestaciones: mezcla, homogeneizacióny dispersión de la fase sólida en la líquida enun solo paso.En una máquina que mezcla y dispersa, del tipo MHD, losproductos son dosificados en la proporción requerida para, acontinuación, mezclarse y dispersarse, antes de ser transportadosal exterior. En los casos más sencillos, es suficiente conuna dosificación volumétrica. En tales casos, la dosificacióndepende del transporte volumétrico por unidad de tiempo y esconstante si la densidad aparente y el llenado del órgano dedosificación se mantienen constantes.Entrada de líquidoEntrada de sólidoDiagrama de flujos del equipo MHDSalidaSi se requiere una precisión más elevada o en el caso de sólidoso mezclas de éstos, con características reológicas irregulares,se utilizan dispositivos de dosificación gravimétricos. Lascantidades de los diferentes sólidos se registran mediante unoo varios conjuntos de células de carga. Los valores obtenidosse comparan con las cantidades nominales previamente ajustadasy, si hay discrepancias, se compensan automáticamentemediante un accionamiento controlado. El cambio de la densidadaparente o de las características del material no influyeen el resultado de dosificación. Con este método puedenconseguirse precisiones por debajo del 0,5 por ciento en peso.La dosificación adecuada nos permite trabajar con reactorespequeños y se evitan agitadores adicionales de gran potencia.Alimentar, dosificar, mezclarEl sólido se introduce por la boca superior del MHD, mientrasque el líquido se incorpora a la cámara de premezcla del equipo,por una boca lateral, mediante una bomba dosificadora.En un espacio anular, especialmente equipado con una camisade inyección perforada, el líquido se separa en muchos chorrosindividuales y se inyecta de forma selectiva en la zona de premezcla.La fuerza de la gravedad transporta el sólido hasta lasaletas helicoidales de un tornillo sinfín vertical que se encargade transportarla hacia abajo, a la zona de premezcla, a la vezque hace de “esclusa”.Gracias a este diseño patentado del módulo MHD, la zona deentrada del sólido se mantiene libre de salpicaduras de líquido.Esto evita cualquier posibilidad de formación de grumos y aseguraun transporte correcto del sólido al interior de la máquina.2

En la zona de premezcla se unen las diferentes fases y posteriormente,se mezclan de forma eficiente mediante la acciónde un elemento dispersor. Este instrumento de mezcla, queconsta de varias partes, gira a alta velocidad y produce un flujomuy turbulento en la cámara de mezcla, de modo que la humectacióny mezcla del sólido, se realizan de manera óptima.exigencias del certificado 3A. Opcionalmente, el equipo MHDpuede suministrarse con ensacadoras, desensacadoras, dispositivosde descarga de big bags o de bins. También podemos diseñarplantas completas con bombas, depósitos de reserva y decompensación, tuberías, intercambiadores de calor, así como loselementos de medición y control para un servicio automático. Elgrado de automatización se adaptará a las exigencias de nuestrocliente, desde el sencillo servicio manual hasta un sistema completamenteautomático.Amplia gama de aplicacionesLos equipos MHD cubren una amplia gama de aplicaciones.Se utilizan, por ejemplo, en las industrias química, cosmética,farmacéutica y alimentaria. El mezclado en continuo de cantidadesproporcionales de sólidos y líquidos puede aplicarse amuchos ámbitos de la industria.En la parte inferior de la cámara de mezcla pueden adaptarsehasta tres elementos de dispersión del tipo rotor/estator, condiversa combinación de geometrías, para conseguir una dispersiónfina de la mezcla prehumectada o bien una moliendaen “vía húmeda”. En función de los componentes empleados,pueden conseguirse así suspensiones muy finas en un solopaso y en continuo. El producto elaborado sale de la cámarade trabajo a través de la boca de salida a una presión de elevaciónde hasta 2 bares.Algunos ejemplos de líquidos susceptibles de ser empleadoscon esta tecnología son: agua, aceites, resinas, queroseno,alcoholes, polímeros líquidos, dispersiones de baja o alta viscosidad,urea fundida, jarabes o disolventes. Ejemplos de sólidospodrían ser: productos amiláceos, Carbopol ® , Aerosil ® , nueces,sulfato de amonio, tierra arcillosa, especias en polvo, polvos detalco, pigmentos minerales, productos de recubrimiento, polvosreactivos, fibras de poliamida, espesantes, celulosa, tierrade batán, hollín, pectina, bolitas, etc.En un proceso continuo pueden elaborarse, p. ej., suspensionescon una concentración del 50 % de silicato de aluminio.En el proceso de decoloración para la elaboración de aceitesvegetales, la máquina MDH 2000 de IKA ® permite la mezcladel aceite con la tierra de batán u otros decolorantes en unsolo paso.Modelo seccionado de la máquina en línea MHD de IKA ® 3Elevado aporte de sólidosEn función del producto, puede aportarse, en un solo paso,hasta un 80 % de producto sólido en la mezcla. El equipo MHDpermite elaborar productos altamente viscosos y pastosos dehasta más de 50.000 mPa·s. El producto sólo pasa una vez porla máquina y permanece poco tiempo en la misma, por lo queabsorbe poco calor. Esto es de especial relevancia en procesosreactivos y en productos con un rápido aumento de la viscosidad.El tamaño de partícula de las suspensiones elaboradasmediante el MHD 2000, dependiendo de la naturaleza de loscomponentes, se sitúa generalmente entre 10 y 100 µm.Uso flexibleLas máquinas MHD están disponibles en ejecución estéril, parala industria alimentaria y farmacéutica. La exigente calidad deestas versiones y de los componentes de las mismas, junto consu fácil limpieza, hace que las mezcladoras MHD cumplan lasMáquina de producción MHD 2000/30 de IKA ®

Una versión modificada de la máquina MHD, se utiliza conéxito en la producción de betún modificado con polímeros. Eneste caso, el polímero (generalmente estireno-butadieno-estirenoo mezclas) se añade de forma dosificada al betún líquidocalentado a unos 180 °C. El producto final tiene múltiplesaplicaciones en la construcción de carreteras y aeropuertos ytambién en la fabricación de láminas asfálticas.Industria:Petroquímica / construcción de carreterasLíquidoSólidoProducto finalBetúnPolímero (SBS)Betún modificado con polímeros para laconstrucción de carreterasAlcance de suministroInstalación completa para la produccióncontinua de 35.000 kg/h de betún poliméricoInstalación MHD de IKA ® con equipos de dosificaciónde sólidos y líquidos para un procesamiento continuoVentajas del método continuo encomparación con el discontinuo:Instalación de IKA ® para la producción de betún modificadocon polímeros (BMP)• Ahorro energético• Vehiculación del producto facilitada por lamáquina• Posibilidad de incorporar diferentes sistemasrotor / estator, según las exigencias del productofinal• Espectro de tamaño de partícula sin valoresdispersos, concentrado en intervalos reducidosy de gran reproducibilidad• Ahorro de espacio• Amplio rango de tamaños del MHD, paraproducciones desde 60 l/h hasta 35.000 l/hy superiores• Evita las emisiones de polvo y de disolventes• Facilidad de limpieza• Escalado directo y fiable de laboratorio aproducción• Ideal para grandes volúmenes de producción4

ción futura, puesto que su diseño es idéntico a las máquinas yplantas completas, que se utilizarán a escala de producción.Máquina de laboratorio en línea magic LAB ® de IKA ® , conmódulo para el aporte de polvoAmpliación a escala de producciónActualmente, los ciclos de desarrollo de producto deben sercada vez más cortos, por lo que la eficiencia a la hora de implementarlos procesos a escala de producción cobra cada vez mayorimportancia. Por este motivo, el escalado de nuevos procesosdel laboratorio a producción se ha convertido en una de lasdisciplinas más importantes dentro de la ingeniería de procesos.La versatilidad de las máquinas piloto PROCESS-PILOT, LABOR-PILOT y magic LAB ® de IKA ® , con su modularidad, permite laelección del equipo más adecuado para cada aplicación. La variedadde módulos permite cumplir todo el rango de exigenciasde una gran variedad de procesos, adaptándose a cada recetaconcreta. Las máquinas y plantas piloto de IKA ® también permitendefinir con precisión el tamaño necesario de las mismas aescala industrial, al igual que el consumo de energía, velocidadtangencial y demás parámetros. Estos equipos piloto permitenajustar exactamente la calidad y proporción de componentesprimarios cuando la instalación se encuentra todavía a escala delaboratorio.Y la pregunta más importante también encuentra respuesta antesde la ampliación a escala industrial: ¿Cuál será la calidad necesariay requerida del producto final? De este modo, ya desdeel inicio del proyecto se brinda un máximo de seguridad para laplanificación industrial al responsable de producción, así comola garantía de obtener un resultado óptimo para la mezcla.Ya a escala de laboratorio, las máquinas piloto y plantas completasde IKA ® dan una imagen realista de la instalación de produc-Instalación piloto MHD de IKA ® para la mezcla continua desólidos y líquidosIKA ® - Werke GmbH & Co.KGJanke & Kunkel - Str.10 · 79219 Staufen · AlemaniaTel.: +49 7633 831-0 · Fax: +49 7633 831-907process@ika.de · www.ikaprocess.com5