mezcladores

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1. MEZCLADO DE SOLIDOS Y PASTAS
El mezclado es una operación importante, e incluso fundamental, en casi todos los
procesos químicos. El mezclado de solidos secos y de pastas viscosas. Ambos
procesos implican la última interposición de dos o más componentes separados,
para formar unos productos más o menos uniforme. Los aparatos usados
normalmente para mezclar líquidos pueden servir, ocasionalmente, para mezclar
sólidos y pastas, y viceversa. Existen sin embargo, notables diferencias entre
ambos procesos. La mezcla liquida se origina mediante la creación de corrientes
de flujo que transportan el material sin mezclar hasta la zona de mezclado próxima
al agitador. En las pastas espesas o en las masas solidas granulares, tales
corrientes no son posibles y la mezcla se realiza por otros medios. En
consecuencia se requiere mucha más energía para mezclar pastas o solidos secos
para mezclar líquidos.
Otro diferencia consiste en que, en las mezclas de los líquidos, un producto “bien
mezclado” consta de una fase liquida totalmente homogénea, cualquier muestra de
la cual, por pequeña que sea tiene la misma composición. En el mezclado las
pastas y polvos el producto está en frecuencia formado por dos fases o más
fácilmente identificables, cada una de las cuales contiene partículas individuales
del tamaño relativamente grande. Las muestras pequeñas, tomadas al azar, de un
producto de este tipo 2 bien mezclado” difieren notablemente en su composición;
de hecho, las muestras de la mezcla tienen que ser mayores en un estado crítico
(varias veces el tamaño de la partícula individual más grande que encuentra en la
mezcla) para que los resultados sean significativos.
El grado de mezcla es más difícil definir y evaluar para sólidos y pastas de
líquidos. Las medidas cuantitativas de mezclado se estudian más adelante en este
capítulo y sirven de ayuda para evaluar el rendimiento de una mezcladora. Pero en
la práctica, la utilidad de una mezcladora se mide por las propiedades del producto
mezclado que produce. Por ejemplo una “pasta bien mezclada” es aquella que
cumple los requisitos pedidos y posee propiedades necesarias en cada caso, tales
como uniformidad visual, resistencia elevada, velocidad de combustión uniforme u
otras características deseadas. Una buena mezcladora ha de obtener los
productos “bien mezclados con el menor total.
El mezclado de pastas espesas, solidos plásticos y gomas tiene más de arte que
de ciencia. Las propiedades de los materiales varían enormemente de un caso a
otro. Aun tratándose de un mismo material, sus propiedades pueden variar
ampliamente a lo largo de la operación de mezclado. Una carga puede
comportarse al principio como un polvo seco que fluye libremente, hacerse
pastosas por adición de líquido, luego rígida y pegajosa, para finalmente volverse
granular seca e, incluso, fluir de nuevo libremente. Propiedades indeterminadas
del material tales como “espesamiento” “adherencia” “humectabilidad” son tan
importantes en estos procesos de mezcla como la densidad y la viscosidad. La
mezcladora de pasta y masas plásticas ha de ser capaz de tratar el material

2. cuando se encuentre en las condiciones más desfavorables y durante
determinadas etapas del ciclo de mezclado, puede no ser tan eficaz como otros
modelos. Tal como sucede con otros aparatos, la elección de una mezcladora para
materiales espesos constituye con frecuencia una cuestión de compromiso.

TIPOS DE MEZCLADRORES
Los aparatos para mezclar pastas, gomas y masas plásticas se utilizan cuando el
material es demasiado viscoso para fluir fácilmente hacia la zona de succión de un
agitador y no es posible crear corrientes de flujos. En estos casos es preciso llevar
el material hasta el sistema de agitación o bien hacer que el agitador recorra todas
las partes del aparato de mezcla. Las acciones de estos aparatos es una
“combinación de esfuerzos cortante de baja velocidad, molturado, frotamiento,
estirado y compresión. La energía mecánica se aplica directamente a la masa del
material mediante partes móviles. En los modos cerrados, tales como las
mezcladoras de BANBURY. La pared interior de la carcasa forma parte de
sistemas de mezcla y toda la acción de mezcla produce proximidades de partes
móviles. Las distancias entre los brazos mezcladores los rotos y las paredes de la
carcasa son pequeñas. Las fuerzas que se generan en estos mezcladores son
elevadas. Los aparatos tienen que ser de construcción robusta, y el consumo de
energía es grande. El calor desarrollado por unidad de masa de material es
insuficiente para que sea preciso refrigerar con el fin de evitar que se alcancen
temperaturas peligrosas para el aparato o el material.
Los mezcladores de polvos comprende algunas máquinas que también se usan
para pastas espesas, y otras que están restringidas a polvos que pueden usar
para pastas espesas y otras que están restringidas a polvos que pueden fluir
libremente. El mezclado se efectúa mediante agitación de la masa a baja velocidad
en un tambor rotativo, centrifugación e impacto. Estas mezcladoras son de
construcción ligera, por tonelada de material mezclado, es moderado.
El limite ente el campo de aplicación de los distintos tipos de mezcladores no está
bien establecido.
 MEZCLADORAS PARA PASTAS Y MASA PLASTICAS
Los aparatos descritos en este aparato son mezcladoras de cubetas
intercambiables; amasadoras; dispensadoras y masticadoras; amasadoras
continuas: prensas mezcladoras: rodillos mezcladoras; mezcladoras de moletas y
cubeta y batidoras.
 MEZCLADORAS DE CUBETAS INTERCAMBIABLES
Estos aparatos mezclan líquidos viscosos o pastas ligeras, especialmente en el
proceso de productos alimenticios o en la fabricación de pinturas, el agitador costa

3. de varias placas verticales o dedos, soportadas en un cabezal giratorio y colocado
cerca de la pared de la cubeta. Las placas están ligeramente alabeadas. El
agitador se monta excéntricamente con respecto al eje de la cubeta. El en
mezclado- batidora, la cubeta estacionaria. El agitador esta en movimiento de
precisión, de modo que llega rápidamente a todas las partes del recipiente. La
forma de las paletas es tal que puedan pasar muy cerca de las pareces y del fondo
del recipiente.
 AMASADORAS, DISPERSADORAS Y MASTICADORAS:
El amasado es un método de mezclado usado con sólidos plásticos o
deformables. Comprende el amoldamiento de la masa, el repliegue sobre sí misma
y aplastamiento nuevamente. la mayoría de las amasadoras también desgarran la
masa y la cortan ente unas cuchillas móviles y una superficie estacionaria.

 RODILLOS DE MEZCLADRORES
Otra forma de someter pastas y solidos deformables esfuerzos cortantes intensos
consiste en pasarlos entre dos rodillos metálicos lisos que giran con velocidades
diferentes. Pasándolos repetidamente por tales rodillos pueden dispersarse
perfectamente aditivos en materiales plásticos pastosos o duros. Las pastas
fluidas de la industrias de pinturas se pasan a través de molinos continuos que
tienen de tres a cinco rodillos horizontales, colocados unos obre otro. Los sólidos
recogen sobre el rodillo más rápido del operador la corta con cierto Angulo y los
lleva de nuevo dentro de los espacios de rodillos.
 MEZCLADORAS DE MOLETAS
Posee una acción de mezclado diferente a la de otras máquinas. El moreteado es
una acción de frotamiento o fricción similar a la efectuada con un mortero y su
mano. En los procesos a gran escala se obtiene esta acción con ruedas anchas y
pesadas, en el diseño particular el recipiente estacionario y el eje central vertical
es accionado de forma que las ruedas se mueven en camino circular sobre la capa
solidas situadas en el fondo del recipiente. Son buenas mezcladoras de sólidos y
pastas espesas; son especialmente eficaz para descubrir uniformen te las
partículas de un sólido granular con pequeñas cantidades de líquido.





MEZCLADORAS DE POLVOS SECOS

4. Muchas maquinas descritas en el último apartado pueden mezclar solidos secos que
pueden fluir libremente, lo mismo que cuando son húmedos o son pastosos, elásticos o
plásticos. Son ejemplos de las mismas moleteadoras, mezcladoras de cubeta y batidoras.
Del material cambian marcadamente durante la operación de mezclado. Sin embargo en
general estos aparatos son menos eficaces con polvos secos con otros materiales y son
más pesados y más potentes de lo necesario para sólidos en forma de partículas finas
que pueden fluir libremente. Los aparatos que se describen ahora son más ligeros y
manejan polvos secos o a veces pastas delgadas. Ejercen su efecto por acción mecánica
como en las mezcladoras de cintas; levantando, dejando caer y enrollando repetidamente
el material, como en los mezcladores basculantes y de tornillo vertical.
 MEZCLADORES DE CINTA
El Mezclador de Cinta es una máquina de mezcla eficiente y versátil para la
mezcla de polvos secos, gránulos y pastas viscosas homogéneamente. Es capaz
de dar un resultado perfecto para la mezcla debido al diseño innovador de agitador
de cinta dentro de un canal horizontal en forma de U. El Mezclador de Doble Cinta
es el modelo más popular. Hay un conjunto de dos cintas interior y exterior. La
cinta exterior mueve material en una dirección, mientras que la cinta interior mueve
material en la dirección opuesta. Las cintas mueven materiales radialmente y
lateralmente para asegurar la mezcla completa en el canal. Se pregunta por un
corto tiempo de mezcla y el consumo de energía relativamente bajo. La unidad
consiste en un motor eléctrico, un engranaje de reducción, el acoplamiento, y el eje
con agitador de cinta. El eje está sellado en ambos extremos. Los materiales se
cargan desde el lado superior, y la descarga se encuentra en el lado inferior en el
centro. La altura de descarga puede ajustarse según el requisito, de modo que el
material se descarga en el contenedor por debajo de él sin polvo flotante.
 MEZCLADOS ROTATIVOS
Por otra parte el otro tipo de mezcladoras son las de eje horizontal estas se
caracterizan por su tambor, ya que este posee una forma cilíndrica, la cual
funciona girando alrededor de un eje horizontal con una o dos paletas que giran
alrededor de un eje que no coincide con el eje del tambor. Generalmente en su
mayoría poseen dos aberturas, de las cuales una sirve para cargar el material y la
otra para descargar el cemento.
 MEZCLADORES DE TORNILLO INTERNO
Mezclador de tornillo continuo está diseñado para mezcla continua de los dos, al
menos tres tipos de productos de un mismo tipo (con la misma o cerca de la
misma densidad), por ejemplo, polvos de huevo, cacao, leche en polvo, polvo de
mostaza, etc. Se caracteriza por la velocidad alta para mezclar con un bajo
consumo de energía. Se utiliza principalmente para la mezcla ruda de productos
utilizando las mezclas finales en la industria.

5.  RODETES DE IMPACTO
Los polvos y ligeros finos, tales como insecticidas pueden mezclarse de forma
continua. Esparciéndolos en una capa delgada bajo acción centrifuga. Los
ingredientes secos, previamente reunidos, se introducen continuamente cerca del
centro de un disco giratorio de alta velocidad de 20 a 70 cm de diámetro, que los
arroja dentro de una carcasa estacionaria. Los esfuerzos cortantes intensos que
actúan sobre los polvos durante su recorrido de la superficie del disco, mezclan
perfectamente los materiales. Para obtener buenos resultados para la alimentación
premezclada debe ser bastante uniforme, pues casi no hay retención del material
dentro del aparato y no hay probabilidad de recombinar el material que ha pasado
con el que está entrando.
APLICACIONES DE LOS MEZCL ADORES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
La mezcla o mezclado es una de las operaciones más frecuentes en la Industria
Alimentaria, requiriéndose para la elaboración de prácticamente todos los
productos. Consiste en la combinación de dos o más componentes, para obtener
una distribución uniforme. Esto se consigue mediante un flujo que, habitualmente,
se genera por procedimientos mecánicos. Este flujo permite poner en contacto los
distintos componentes de una mezcla (por ejemplo, en la disolución o en la
formación de emulsiones; y/o la destrucción de estructuras al hacer un trabajo
mecánico adicional (como en la elaboración de productos cárnicos). Con muy
pocas excepciones, entre las que se puede citar la mezcla de componentes para la
preparación de sopas secas, ésta suele ser una operación preparativa.
No se limita a la mezcla de sólidos o líquidos, sino que también incluye la de
gases, siendo éste el caso de la preparación de atmósferas modificadas para el
envasado o la carbonatación de bebidas refrescantes (líquido/gas).
Cuando se manejan gases, líquidos o pastas viscosas es relativamente fácil
obtener una mezcla homogénea. Pero la situación es muy distinta para polvos
secos o productos particulados, donde el grado de mezcla depende no sólo de la
eficiencia de la mezcladora, sino también de muchas características de los
componentes (tamaño relativo, forma y densidad de las partículas de cada
componente, tendencia a formar agregados, contenido de humedad,
características de superficie y de flujo, etc.). En este caso, las mezclas más
homogéneas se consiguen cuando los distintos componentes tienen un tamaño,
forma y densidad similares.
A) Equipo y aplicaciones en la industria Alimentaria
El equipo utilizado depende de las características de los materiales que se van a
procesar:
1 Líquidos de viscosidad baja o media

6. Para la mezcla de este tipo de productos existe una gran variedad de depósitos
estacionarios, en los que se disponen agitadores de palas (20-150 rpm), de turbina
(30-500 rpm) o de hélices (400-1.500 rpm; figura 1.a). En estos equipos la
formación de vórtices, en los que tiene lugar un desplazamiento del fluido en capas
laminares concéntricas que no se mezclan entre sí (flujo laminar), se evita
colocando los agitadores en posición excéntrica, inclinada o tumbada en el tanque.
También es útil disponer de tabiques deflectores (láminas verticales que restringe
el flujo de líquidos.) en las paredes del tanque, ya que rompen esas corrientes
circulares y crean un flujo turbulento.
Las bombas, al crear un flujo turbulento, también consiguen un cierto grado de
mezcla, tanto en ellas como en las conducciones por las que circulan los fluidos.
Entre las aplicaciones pueden citarse la dilución de disoluciones concentradas y de
ingredientes, el batido de productos lácteos, la reconstitución de productos en
polvo, la mezcla de aceites para la elaboración de margarinas y la preparación de
salmueras y jarabes.


FIGURA 1. Ejemplos de equipos empleados para la mezcla en la Industria Alimentaria: a)
depósito estacionario con hélice, para líquidos de viscosidad baja o medio; b) mezcladora
horizontal con hoja en Z, para pastas; y c) mezcladora de volteo de doble cono, para
alimentos particulados y secos.
2. Líquidos muy viscosos y pastas

7. Los equipos suelen ser específicos para cada aplicación. La mayor viscosidad de
estos productos requiere la utilización de equipos más robustos, con una menor
velocidad de agitación y un mayor consumo energético. Para conseguir una
mezcla homogénea es necesario que todo el producto esté en contacto con el
agitador, el cual ha de recorrer todo el recipiente, amasando y envolviendo el
producto. Si se genera mucho calor por rozamiento será necesario acoplar un
sistema de refrigeración.
Los aparatos más empleados son:
a) mezcladoras de bandeja, estacionaria o giratoria, en las que los elementos de
mezcla se disponen con tan sólo una pequeña separación con el tanque de
mezcla.
b) Las mezcladoras horizontales, que habitualmente tienen como elemento
mezclador una hoja en Z o en la (figura 1 b), montada horizontalmente (14-60
rpm).
c) Las mezcladoras continuas, que constan de un tornillo transportador sencillo o
doble que gira en un barril cilíndrico y fuerza el paso de la masa viscosa a través
de placas perforadas, parrillas o rejillas de hilo.
En ocasiones también se utilizan molinos coloidales y mezcladoras estáticas de
funcionamiento en continuo. En estas últimas, la mezcla se facilita tanto por el
movimiento de los propios productos durante su flujo por las conducciones, como
por diversos elementos deflectores dispuestos a lo largo del recorrido. Entre las
aplicaciones más importantes se incluyen la preparación de pastas de carne y
pescado, de quesos fundidos y de masa de panadería y la mezcla de quesos.
3. Productos sólidos y secos
Con este tipo de productos, la obtención de mezclas con composición uniforme es
muy difícil, por la tendencia a la segregación que tienen los distintos componentes
durante la operación. La mejor situación posible que se puede lograr es la
distribución al azar de los componentes. La posterior manipulación de estas
mezclas ha de ser cuidadosa para evitar, en lo posible, su segregación. Las
mezcladoras más utilizadas en este caso son:
a) Las mezcladoras de volteo, adecuadas para la mezcla de polvos de
características similares. Consisten en un depósito giratorio (20-100 rpm) de
múltiples formas (cilindro horizontal, cono doble, cono oblicuo, cono en V y cono
en Y) en el que el producto ocupa aproximadamente el 50% de su volumen (figura
1.c). La eficiencia de la mezcla se mejora con deflectores y mecanismos giratorios
internos.
b) Las mezcladoras de cintas, aplicables a productos con tendencia a la
segregación. El movimiento de dos cintas metálicas, situadas en un recipiente

8. horizontal estacionario, que giran en sentido opuesto y a distinta velocidad,
produce la mezcla al mismo tiempo que la impulsa. Permiten la operación en
continuo.
c) Las mezcladoras de tornillo vertical, de gran utilidad para incorporar pequeñas
cantidades de ingredientes a una gran cantidad de producto. El tornillo puede estar
en un recipiente cilíndrico o cónico y puede girar centralmente o describiendo
órbitas.
d) Las mezcladoras de lecho fluidizado se emplean para la mezcla de partículas
con características de fluidización similares (tamaño, densidad, etc.). La
preparación de sopas secas o de mezclas de ingredientes para la elaboración de
tartas y la incorporación de aditivos a productos secos son ejemplos de la mezcla
de sólidos particulados.
B) Efecto en los alimentos
Las operaciones de mezcla mejoran la calidad sensorial y las propiedades
funcionales de los alimentos porque aumentan su uniformidad, al tener los
componentes una distribución más homogénea. Esto es interesante no sólo para
el consumidor, sino también para el posterior procesado de los alimentos ya que
es muy deseable que los productos a tratar sean homogéneos. Una mezcla
adecuada también es necesaria para asegurar que los productos cumplan la
legislación correspondiente y contengan los ingredientes en la cantidad
especificada (por ejemplo, los productos cárnicos o las mezclas de vegetales).
Aunque la mezcla no tiene un efecto directo ni en la calidad nutritiva ni en la vida
útil de los alimentos, indirectamente puede alterarla al permitir que los distintos
componentes reaccionen entre sí, especialmente si se genera calor durante la
operación.
MEZCLADO EN LA INDUSTRIA DE PROCESO
El mezclado es una operación universal en la industria. Las operaciones de
mezclado se usan con una gran variedad de propósitos. Entre ellos se encuentra
la homogenización de materiales, la transferencia de calor, la dispersión de gases
en líquidos, etc. Entre las industrias que emplean ampliamente el mezclado
destacan aquellas que manejan materiales viscosos y de reología compleja.
Algunas de las más importantes son las industrias de polímeros, de alimentos, de
fermentación, farmacéutica y de cosméticos. A pesar de que las operaciones de
mezclado se usan rutinariamente en la industria, su manejo es prácticamente
empírico, en parte debido a que casi ningún programa curricular de ingeniería
aborda la tecnología de mezclado. Este aspecto es aprendido frecuentemente de
los fabricantes de equipo y en ocasiones impide tener un panorama crítico y
general del tema. Mejorar la eficiencia de las operaciones de mezclado en un
proceso puede conducir a mejoras substanciales en la productividad y/o calidad
del producto final. Es frecuente que las condiciones de una operación de mezclado

9. puedan mejorarse sin grandes cambios al proceso y permitirle a una empresa,
ahorrar o emplear sus recursos de manera más eficiente.

EJERCICIOS