Un mezclador estático es un dispositivo diseñado con precisión para la mezcla continua de materiales fluidos, sin componentes móviles. [1] Normalmente, los fluidos a mezclar son líquidos, pero los mezcladores estáticos también se pueden usar para mezclar corrientes de gas, dispersar gas en líquido o mezclar líquidos inmiscibles . La energía necesaria para mezclar 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 placa y otro tipo de dispositivo común 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 del mezclador estático incluyen acero inoxidable , polipropileno, Teflón , PVDF , PVC , CPVC y poliacetal . Los últimos diseños involucran elementos de mezcla estáticos hechos de acero revestido de vidrio.
Usos | Mezclar |
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Diseño
Tipo de plato
En el diseño tipo placa, la mezcla se logra mediante una intensa turbulencia en el flujo. [3]
Diseño de elementos alojados
En el diseño de elementos alojados, los elementos mezcladores estáticos consisten en una serie de deflectores hechos de metal o una variedad de plásticos . Del mismo modo, la carcasa del mezclador puede ser de metal o plástico. El diseño de elementos alojados incorpora un método para suministrar dos corrientes de fluidos al mezclador estático. A medida que las corrientes se mueven a través del mezclador, los elementos que no se mueven mezclan continuamente los materiales. La mezcla completa depende de muchas variables, incluidas las propiedades de los fluidos, el diámetro interior del tubo, la cantidad de elementos y su diseño. Los elementos fijos típicamente helicoidales del mezclador de elementos alojados pueden producir simultáneamente patrones de división de flujo y mezcla radial:
- División del flujo: en el flujo laminar , un material procesado se divide en el borde de ataque de cada elemento del mezclador y sigue los canales creados por la forma del elemento. En cada elemento sucesivo, los dos canales se dividen aún más, lo que resulta en un aumento exponencial de la estratificación. El número de estrías producidas es 2 n donde 'n' es el número de elementos en el mezclador.
- Mezcla radial: tanto en flujo turbulento como en flujo laminar, la circulación rotacional de un material procesado alrededor de su propio centro hidráulico en cada canal del mezclador provoca una mezcla radial del material. El material procesado se entremezcla para reducir o eliminar los gradientes radiales de temperatura, velocidad y composición del material.
Aplicaciones
Una aplicación común son las boquillas mezcladoras para adhesivos de dos componentes (por ejemplo, epoxi ) y selladores (consulte Fundición de resina ). Otras aplicaciones incluyen el tratamiento de aguas residuales y el procesamiento químico. [4] Los mezcladores estáticos se pueden utilizar también en las refinerías y en los mercados de petróleo y gas, por ejemplo, en el procesamiento de betún [5] o para desalar petróleo crudo. En la producción de polímeros, se pueden utilizar mezcladores estáticos para facilitar las reacciones de polimerización o para la mezcla de aditivos líquidos. [6]
Historia
El mezclador estático tiene sus orígenes en una invención para un dispositivo de mezcla presentada el 29 de noviembre de 1965 por Arthur D. Little Company . [7] Este dispositivo era del tipo de elementos alojados y tenía licencia de Kenics Corporation y se comercializaba como Kenics Motionless Mixer. [8] Hoy en día, la marca Kenics es propiedad de National Oilwell Varco . La patente del mezclador estático tipo placa se emitió el 24 de noviembre de 1998 a Robert W. Glanville de Westfall Manufacturing; [9] sin embargo, también hay otros proveedores de mezcladores estáticos, Fluitec Georg AG, incluidos Sulzer Chemtech Ltd , Verdermix, Koflo Corporation, Statiflo , KOMAX Systems Inc. y MVV srl. [ cita requerida ]
Ver también
Referencias
- ^ Paul, Edward L. (2004). Manual de práctica y ciencia de mezcla industrial . Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons. págs. 399 sección 7-3.1.4. ISBN 0471269190.
- ^ Albright, Lyle F. (2008). Manual de ingeniería química de Albright . Boca Raton FL: CRC Press. pag. 682. ISBN 978-0824753627.
- ^ Gieseke, Thomas. "Una evaluación de los mecanismos hidrodinámicos que impulsan el rendimiento del mezclador estático Westfall" . págs.28 . Centro de Guerra Submarina Naval de Estados Unidos y Fabricación de Westfall . Consultado el 19 de mayo de 2016 .
- ^ Bor, Thomas P., "El mezclador estático como reactor químico", Ingeniería química británica , vol. 16, N ° 7, 1971.
- ^ "El mezclador estático de flujo variable Westfall permite el bombeo de betún a través de tuberías" . Marketwire . 4 de diciembre de 2012.
- ^ "Mercados y aplicaciones" . Sulzer Chemtech. Archivado desde el original el 30 de junio de 2012 . Consultado el 4 de julio de 2011 .
- ^ CD Armeniades, et al., Patente estadounidense 3.286.992 Dispositivo de mezcla emitida el 29 de noviembre de 1965
- ^ Arons, Irv (23 de julio de 2008). "Crónicas ADL: El desechable 'Inmóvil Mixer ' " . Adlittlechronicles.blogspot.com . Consultado el 4 de julio de 2011 .
- ^ Oficina de Patentes de Estados Unidos. "Mezclador estático de patente estadounidense" .