El agitador de laboratorio, ideal para empresas químicas

Durante muchos años se han llevado a cabo, en los laboratorios, numerosos experimentos que implican la mezcla de sustancias y, por lo tanto, el uso del agitador de laboratorio. Actualmente se encuentran disponibles una amplia gama de equipos, instrumentos u otros dispositivos que, a su vez, permiten a las empresas químicas seleccionar la técnica de mezcla que se ajuste a sus requerimientos experimentales. Sin embargo, una gran proporción de estas técnicas no ha cambiado sustancialmente en los últimos 10 años.

Las principales mejoras se han producido en el área de procesamiento de señales y almacenamiento de datos experimentales que, aunque permiten describir de manera más precisa los fenómenos exhibidos en el proceso de mezcla, todavía es necesario asegurarse de que los datos sean analizados adecuadamente para el posterior desarrollo de conclusiones lógicas.

Consideraciones en la simulación de procesos de mezcla a escala

Cuando un experimento de mezcla es diseñado bajo ciertos criterios de escalamiento, este debe realizarse en el mayor rango de escalas posible de manera tal que los mecanismos que controlan la operación de interés puedan establecerse con cierta confianza. Por lo tanto, es fundamental que el sistema de mezcla utilizado a escala de laboratorio sea un modelo que describa con precisión el sistema a gran escala.

Las dimensiones se deben escalar rigurosamente con respecto a la geometría del sistema a gran escala considerando, incluso, detalles como el espesor de la lámina de metal utilizada para fabricar mezcladores estáticos. Sin embargo, el consumo de energía de un agitador de laboratorio puede ser extremadamente sensible a estos detalles.

En general, no se recomienda realizar experimentos de mezcla que simulen tanques agitados en recipientes cuyo diámetro sea inferior a aproximadamente 0.3 m, pues mantener la similitud geométrica con respecto al sistema a gran escala se vuelve una tarea cada vez más difícil. Además, el tamaño de las gotas, partículas o burbujas presentes en el sistema a gran escala puede ser comparable con el de algunos dispositivos y accesorios de mezcla si la escala es demasiado pequeña.

De cualquier forma, los experimentos en el laboratorio se realizan a una escala mucho menor que en un sistema de producción completo. Sin embargo, las plantas modernas de fabricación de productos químicos y farmacéuticos están basadas en una producción intensificada de lotes cada vez más pequeños, por lo que es posible realizar experimentos de mezcla en el laboratorio a escalas iguales o mayores que algunas instalaciones de escala de producción.

Aun así, es importante tener cuidado al desarrollar estrategias a pequeña escala, pues es común utilizar entradas de potencia excesivamente altas que no pueden replicarse económicamente en grandes sistemas de producción.

Materiales de construcción de un agitador de laboratorio

Los materiales de construcción del recipiente de mezcla, así como sus componentes internos y externos que dan lugar a los agitadores de laboratorio, deben ser compatibles con los fluidos y sólidos que se deban mezclar. Además, la capacidad de ver claramente lo que sucede dentro del mezclador es extremadamente útil, si no esencial.

Los recipientes de mezcla usualmente están hechos de un material transparente como el polimetacrilato de metilo (PMMA) o el vidrio, siempre que la experimentación se realice a temperaturas y presiones dentro de los límites permitidos por dichos materiales.

Cuando se trata de escalas mayores, o en situaciones donde se requieren presiones o temperaturas extremas, el uso de recipientes completamente transparentes es poco probable o imposible. En estos casos, se pueden usar metales como el acero u otras aleaciones metálicas, e incluso plásticos como el polietileno, pero se hace necesaria la adición de ventanas en el recipiente.

Características de los agitadores de laboratorio disponibles en el mercado

Considerando la importancia de realizar experimentos de mezcla en el mayor rango de escalas posible, empresas de fabricación de equipos de laboratorio como Gerhardt, por ejemplo, tienen en su catálogo de productos agitadores de laboratorio de grandes dimensiones que soportan cargas de hasta 30 kg.

Se trata de agitadores robustos y resistentes a la corrosión que, además, están equipados con accesorios que permiten realizar las tareas más exigentes en el laboratorio. Incluso, se presenta un modelo similar, en su versión incubador, que suma a la mezcla la posibilidad de establecer una temperatura fija distribuida uniformemente.

 

Referencia

Paul, E. L., Atiemo-Obeng, V. A., & Kresta, S. M. (Eds.). (2004). Handbook of industrial mixing: science and practice. John Wiley & Sons.

 

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