¿Qué son los agitadores? Selección y Tipos de Agitadores (PDF)

¿Qué son los agitadores?

Un agitador es un dispositivo mecánico que ayuda a sacudir o agitar un líquido o una mezcla de líquidos. Los agitadores se utilizan ampliamente para múltiples operaciones en las industrias química, farmacéutica, alimentaria, de grasas, de extracción de metales, de pinturas, de adhesivos, de agua y cosmética.

¿Para qué sirven los agitadores?

Las principales funciones de utilizar un agitador en cualquier planta son:

  • Para obtener una mezcla adecuada de líquidos.
  • Para promover la reacción química dentro del equipo.
  • Para aumentar la transferencia de calor durante la calefacción o refrigeración
  • Para mantener líquidos a granel homogéneos durante el almacenamiento.
  • Para dispersar líquidos inmiscibles.
  • Mantener el producto en estado mixto hasta su uso.
  • Para mezclar líquidos miscibles.
  • Para disolver algunos sólidos en líquido.

Los agitadores se definen como una máquina en la que un impulsor con un eje giratorio imparte energía por medios mecánicos para mezclar varios medios de proceso.

¿Cuáles son los tipos de agitadores?

Hay varios tipos de agitadores disponibles para fines industriales. Los tipos comunes de agitadores son:

  1. Agitadores de paletas
  2. Agitadores tipo ancla
  3. Agitadores tipo hélice
  4. Agitadores tipo pala
  5. Agitadores tipo turbina
  6. Agitadores helicoidales

1. Agitadores de paletas: Con palas en forma de paleta, estos agitadores son los tipos más básicos de agitadores. Su capacidad es limitada y se utiliza principalmente para fluidos de flujo laminar que requieren poca cizalladura. Son ajustables y contienen la misma cantidad de paletas de avance y retroceso para mover los ingredientes de un extremo del recipiente al otro.

Una versión modificada de los agitadores de paletas son los agitadores de paletas de diente de sierra. Los charcos delanteros de dichos agitadores contienen muescas o dientes de sierra.

2. Agitadores de ancla: para mezclar fluidos altamente viscosos y no newtonianos, los agitadores de ancla son ampliamente utilizados. Su nombre indica la forma del impulsor que se asemeja a un ancla. Normalmente se montan en tanques y recipientes con fondos cónicos o redondeados.

3. Agitadores de hélice: para productos de baja viscosidad, los agitadores de hélice son muy adecuados. Funciones como la homogeneización, la suspensión y la dispersión se logran fácilmente utilizando agitadores de tipo hélice que funcionan a velocidades medias a altas. Estos agitadores de flujo axial son ideales para suspensiones sólidas en líquidos, ya que evitan la deposición de partículas sólidas.

Tipos de agitadores
Fig. 1: Tipos de agitadores

4. Agitadores tipo paleta: Estos son adecuados para fluidos de viscosidad baja y media. Los agitadores de cuchillas son de tipo axial.

5. Agitadores de turbina: para la emulsificación y dispersión de fluidos a muy alta velocidad, los agitadores de turbina se utilizan ampliamente. Los agitadores de turbina se caracterizan por una capacidad de mezcla altamente efectiva en un amplio rango de viscosidad. Los agitadores de turbina tienen entrada axial y salida radial. Combinan la rotación y el movimiento centrífugo durante el trabajo.

6. Agitadores helicoidales: Como las aspas están dispuestas en una estructura de hélice, se les conoce como agitadores helicoidales. Con la apariencia de un tornillo roscado, los agitadores helicoidales son agitadores de flujo axial que proporcionan un movimiento vigoroso dentro del recipiente o tanque. Este tipo de agitador es ampliamente utilizado en las industrias de polímeros.

La siguiente tabla proporciona las principales aplicaciones, ventajas y desventajas de varios tipos de agitadores.

Tipo de agitadorAplicacionesVentajasDesventajas
Agitador de paletasMezcla de sólidos, mezcla de lodos, utilizada durante la fase de formación de cristales durante el enfriamiento sobresaturadoServicio pesado, operación lenta, de 2 a 4 cuchillas.Alto consumo de energía, mezcla ineficiente.
Agitador de turbinaReacciones de líquidos y gases, muy utilizadas para operaciones de reacción y extracción.Alto flujo radial, bueno para la operación de dispersión.No recomendado para solventes altamente viscosos
Agitadores de anclaAmpliamente utilizado en la industria farmacéutica.Alta tasa de transferencia de calor.Requisito de caja de cambios de alta potencia y alta eficiencia.
Agitadores de hélicePuede manejar materiales corrosivos con revestimiento de vidrio.Aumentar la homogeneidad. Se puede utilizar para secar y prensar.Requisito de alta velocidad. 
Cuchilla helicoidalLa industria de la pintura.Puede manejar eficientemente líquidos viscoelásticos.Baja posibilidad de mezcla radial.

Tabla 1: Comparación de diferentes tipos de agitadores

Componentes de un agitador

Un agitador suele estar compuesto por tres componentes principales. están:

  • Un eje con un impulsor y palas de impulsor
  • Un sello mecánico y
  • Un motor con opción de caja de cambios para control de velocidad.

El eje del agitador está conectado al motor y la caja de engranajes y el impulsor gira para realizar la mezcla. El número de impulsores depende de la altura del líquido dentro del recipiente o tanque. Cada impulsor suele tener de 2 a 6 álabes. Los agitadores magnéticos también están disponibles cuando se usa un sello hermético en lugar de un sello mecánico. La Fig. 2 a continuación muestra los componentes típicos de un agitador (Referencia: Wikipedia)

Componentes de un agitador
Fig. 2: Componentes de un agitador

Los impulsores utilizados en los agitadores pueden ser de varios tipos como:

  • Hidroalas de hoja ancha o estándar
  • Turbinas de álabes rectos o de álabes inclinados.
  • Retirar los impulsores curvos.
  • Impulsores de dispersión de gases.
  • Impulsores de turbina Rushton
  • Impulsores de disco de diente de sierra, etc.

Criterios de Selección de Agitadores Industriales

La selección de agitadores para una aplicación particular depende de varios factores como:

  • La fase a mezclar (monofásica o multifásica).
  • La viscosidad del granel.
  • Función exacta requerida (mezcla, disolución, dispersión, intercambio de calor, reacción química, cristalización, emulsificación, suspensión, etc.).
  • El ciclo de mezcla (tamaño del lote, el tiempo requerido para la agitación, secuencia de adición de material, etc.)
  • Propiedades de los materiales a mezclar.
  • Viscosidad del ingrediente inicial y del producto final.
  • Solubilidad de los sólidos y concentración utilizada.
  • Resultados deseados del proceso.
  • Propiedades corrosivas o inflamables.

Número de agitadores

Puede haber más de un agitador conectado al eje. El número de agitadores y la brecha entre dos agitadores se pueden encontrar a partir de la siguiente ecuación:

Número de agitadores = (Altura máxima del líquido X Gravedad específica)/Diámetro del recipiente.
El espacio entre dos agitadores = altura del líquido/(número de impulsores-0,5).

Datos necesarios para el diseño de un Agitador

Para el diseño industrial de un agitador se requieren los siguientes datos:

  • Propósito/Función de la agitación.
  • Ciclo de mezcla.
  • tendencia a la formación de espuma
  • Características físicas individuales y sus cantidades de los materiales a mezclar.
  • Dimensiones del tanque/recipiente/reactor preferiblemente con un croquis.
  • Horas de trabajo.
  • Deberes eléctricos
  • Material de construcción

Aplicaciones de Agitadores Industriales

Los agitadores industriales se utilizan en diversas aplicaciones como

  • mezcla en tanque
  • Productos viscosos y líquidos no newtonianos
  • Líquidos limpios y ligeramente contaminados,
  • Lodos fibrosos y no fibrosos
  • Líquidos con alto contenido de gas o sólidos
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