¿Qué son los mezcladores de alto cizallamiento?

Los mezcladores de alto cizallamiento son dispositivos diseñados para combinar completamente componentes fluidos, gaseosos y sólidos que normalmente no se mezclarían completamente usando métodos convencionales. Estos dispositivos hacen uso de un fenómeno de dinámica de fluidos conocido como esfuerzo cortante para combinar materiales difíciles de mezclar. La deformación por corte ocurre cuando dos cuerpos fluidos se mueven uno a otro a diferentes velocidades creando un área de deformación a lo largo del área de contacto entre ellos. Los mezcladores de alto cizallamiento utilizan una serie de impulsores de alta velocidad que giran dentro de una carcasa estacionaria para mezclar efectivamente un material componente introducido en un flujo constante de otro a diferentes velocidades. Existen varios tipos de mezcladoras de cizalla de uso común, incluidas las mezcladoras de cizallamiento discontinuo, en línea y ultra alto.

Las combinaciones de materiales que, en condiciones normales, no se mezclan completamente se conocen como mezclas inmiscibles. El petróleo y el agua son un buen ejemplo de un par de elementos tan generalmente incompatibles. Sin embargo, combinar a fondo combinaciones normalmente incompatibles de fluidos, sólidos y gases es una parte necesaria de muchos procesos industriales y químicos. Cuando los métodos de combinación normales fallan, se emplean mezcladores de alto cizallamiento para lograr una mezcla completa de componentes inmiscibles. Estos mezcladores aprovechan un mecanismo dinámico de fluidos conocido como esfuerzo cortante que ocurre en el área donde dos cuerpos de material que se mueven a diferentes velocidades contactan entre sí.

El esfuerzo cortante provoca una deformación localizada de los dos flujos de material que sirve para combinarlos vigorosamente a lo largo del plano de corte. En las máquinas mezcladoras de alto cizallamiento, este efecto generalmente se logra con un impulsor o rotor de alta velocidad que gira dentro de una carcasa estática o estator. Los materiales componentes introducidos en la cámara creados por el estator experimentarán velocidades de rotación más altas en su borde exterior que las del centro. Este diferencial de velocidad provoca el esfuerzo cortante necesario para combinar eficazmente los materiales. Estas combinaciones pueden consistir en diferentes fluidos, fluidos y gases, o emparejamientos de fluidos y sólidos, cuyas mezclas resultantes se conocen como emulsiones, lisoles y suspensiones, respectivamente.

Varios tipos diferentes de mezcladoras de alto cizallamiento se encuentran comúnmente en las industrias de procesamiento de alimentos, farmacéutica, cosmética y de producción de papel. Estos incluyen mezcladores de cizallamiento por lotes, en línea y ultra alto, cada uno con beneficios operativos específicos. Los mezcladores por lotes cuentan con un tanque de mezcla con el impulsor ubicado en su parte inferior con materiales componentes que se cargan en el tanque desde la parte superior, lo que permite que este tipo de mezclador procese rápidamente grandes volúmenes. Los mezcladores en línea son particularmente adecuados para mezclar combinaciones de fluido / polvo y cuentan con una disposición lineal de alimentación / descarga que atrae la mezcla a través de ella y también mezcla los materiales. Los mezcladores de cizallamiento ultra alto generalmente permiten el mezclado de una sola pasada y tienen una serie de perforaciones en el estator a través de las cuales los materiales son forzados a alta velocidad.