INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGOINGENERA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

OPERACIONES MECNICAS

ING. GABRIEL NERIA CRUZ

UNIDAD IAGITACIN DE LQUIDOS

CRUZ ESCAMILLA ADRIANDEPSA BARRERA PATRICIASANTIAGO PORRAS ARACELIVAZQUEZ SANCHEZ ASTRID YOSELIN

Mixquiahuala de Jurez Hgo. Agosto 20, 20141.1 DEFINICIN del problemaEsta investigacin tiene la funcionalidad de darnos a conocer los conceptos y caractersticas de los fundamentos de la agitacin de lquidos debido a que no se tiene el conocimiento de esta operacin mecnica, sus caractersticas, equipo e importancia.

1.2 JustificacinLa agitacin de lquidos se refiere al movimiento inducido de un material de una manera circular, normalmente en un patrn circulatorio dentro de algn tipo de contenedor. La agitacin cumple con varios propsitos como el suspender partculas, mezclar lquidos miscibles, dispersin de fases no miscibles y mejorar la transferencia de calor En el caso de la agitacin conviene conocer los equipos utilizados as como el fundamento de su uso y su aplicacin en la industria alimentaria nos proporciona la informacin necesaria a considerar para saber con qu equipos se est trabajando, que garanta y funciones, as como ventajas y desventajas que estos nos pueda ofrecer para realizar una seleccin entre este mtodo y diversos mtodos existentes que ofrece para someter un alimento a esta operacin y cules pueden ser sometidos a esta operacin mecnica.

1.3 INNOVACIONES TECNLOGICAS EN SISTEMAS DE AGITACIN

El agitador homogeneiza medios desde poco viscosos hasta muy viscosos mediante corrientes dinmicas. El mecanismo de los agitadores inoJET, patentado en todo el mundo, basado en el llamado principio cnico. Mediante la presin dinmica en el extremo del propulsor y mediante una corriente acelerada dentro del propulsor se producen turbulencias. Estas turbulencias se juntan con el movimiento circular del agitador y provocan un movimiento de mezcla realmente revolucionario. Un sistema para casi todas las tareas de agitado Sin entrada de aire, sin formacin de espuma ni calentamiento del producto Proceso de agitado que cuida la integridad del producto Tiempos de mezcla considerablemente ms cortos Velocidad reducida que minimiza el consumo de energa

Adems LAMBDA desarroll un sistema de mezclado especial "fish-tail" (aleta o cola de pez), basado en el principio de operacin de la cola de un pez. El movimiento ascendente y descendente de uno o ms discos de mezclado "fish-tail" proporciona una mezcla suave tanto horizontal como verticalmente. Al mismo tiempo, este tipo de mezclado es ms eficiente y elimina los bordes cortantes y los mini remolinos que se forman en todos los impulsores utilizados comnmente en biorreactores. De esta manera, se aumenta la viabilidad de la clula.Por analoga a una cola de pez, esta forma del disco de agitacin/mezclado produce un movimiento de largo alcance del lquido (medio de cultivo). Ningn otro tipo de agitacin proporciona una combinacin de ventajas positivas similares en el mezclado en cultivos celulares.La temida congestin de aire oair-floodingen sistemas de mezclado rotacionales tradicionales, no ocurre con el sistema de agitacin "fish-tail", ni siquiera a los ms altos niveles de aeracin.

1.4 SELECCIN, MANTENIMIENTO Y COSTO DE OPERACIN DE SISTEMAS DE AGTACIN UTILIZADOS EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS MINIMIZANDO EL IMPACTO AMBIENTALEl diseo de un sistema depende de las caractersticas de los componentes que lo conforman, por tanto, es una actividad de tipo iterativo, en la cual se parte de un diseo aproximado y se realizan ajustes dependiendo de las caractersticas individuales en el momento de la seleccin de los componentes, hasta llegar a un diseo estable. Adems todo circuito hidrulico tiene sus particularidades propias de acuerdo con las necesidades de la aplicacin a pesar de que existen recomendaciones generales, la configuracin y el diseo se ajustan a las condiciones particulares. Las aplicaciones de baja velocidad y alto torque pueden ser solucionadas de forma prctica por medio de una instalacin hidrulica y, el manejo de la ecuacin de energa vara a medida que se seleccionan los componentes que hacen parte del sistema, y cada cambio genera una modificacin en las caractersticas del mismo.Para la seleccin de los agitadores, se utiliza como parmetro el grado de bombeo generado por el agitador que se define por el nmero de renovaciones por hora para el depsito de que se trate. La recomendacin es utilizar 14 renovaciones por hora en la pre-fermentacin y 6-8 renovaciones por hora en el fermentador. En los sistemas de tratamiento se recomienda una agitacin ms vigorosa, ya que hay proporcionalmente ms slidos en suspensin y el proceso en s debe ser ms rpido que en el proceso de fermentacin.Los sistemas de agitacin deben estar diseados para ser instalados en el lado de los fermentadores y pre-fermentadores y garantizar el mejor nivel posible de agitacin, permitiendo el uso mnimo de energa. Para un fermentador tpico de 500 m tenemos una capacidad instalada de hasta 15 caballos de fuerza con ocho renovaciones por hora. La turbulencia adecuada en la fermentacin tiene las siguientes ventajas: Mejora de la homogeneizacin del sistema, con gradientes de temperatura ms baja; Bajo tiempo de fermentacin; Aumento de la eficiencia de fermentacin; Aumento de la productividad de los equipos; Aumento de la eficiencia de la separacin en las centrifugadoras; Muestreo ms representativo; Importante reduccin del consumo de antiespumante; Reduccin de los fondos del fermentador.Para llevar a cabo una seleccin correcta de un agitador sumergido debe tener en cuenta los siguientes parmetros: rea de la balsa. Altura de la lmina de agua de la balsa. Material de construccin de la balsa. Equipos que permanecern con el Agitador sumergido en el interior de la balsa (bombas sumergidas, sistemas de aireacin, etc.) Naturaleza del lquido a agitar como pH y conductividad elctrica. Concentracin de slidos en suspensin o densidad del lquido a agitar. Funcin que va a desarrollar la balsa (homogeneizacin, des nitrificacin, almacenamientos pluviales, etc.)Otro de los equipos puede ser el uso de la Agitacin/Aireacin mediante Hidrojet dentro del cual se encuentran las siguientes ventajas:Separacin de la agitacin y de la aireacin, evitando que se coloquen ms equipos agitadores adicionales; con excepcin en donde si sean verdaderamente necesarios, y el sobredimensionamiento de la soplante, ya que la bomba de recirculacin est diseada para mantener los slidos en suspensin, mientras que la soplante puede regular su caudal para satisfacer las necesidades de oxgeno del tratamiento biolgico, digestin de fangos u homogeneizacin de agua residual.El ahorro energtico en agitacin en balsas de homogeneizacin, permite conseguir ahorros de un 20-24% frente a los agitadores mecnicos. Esto es debido a que la agitacin se produce desde el fondo (0,5 m) y no a una distancia de un dimetro de hlice como en los agitadores mecnicos.Son inferiores en el costo de mantenimiento y en esto podemos destacar ejemplos como la ausencia de corrosin y compatibilidad qumica al realizarse en materiales plsticos resistentes para cada caso (Polipropileno, PVC, Polietileno de alta densidad), ya que las turbinas sufren elevada corrosin, as como los aireadores sumergibles, de materiales metlicos, al encontrarse en agua con alto contenido en oxgeno. Los difusores, principalmente los de membrana, deben ser estudiados frente a la agresin de los compuestos qumicos presentes en las aguas residuales para garantizar su compatibilidad. La ausencia de partes mviles dentro del tanque por lo que solo necesita de supervisin las bombas normalmente externas a las balsas y soplantes, ambos equipos convencionales y de sencillo y escaso mantenimiento. Tienen una larga vida de utilidad, los difusores de membrana hay que reponerlos cada 5 aos, as como las turbinas y los aireadores sumergibles. La batera de micronizadores tiene una vida de ms de 20 aos; ya que se suelen situar externamente a los tanques con total accesibilidad y no son necesarias las plataformas para el acceso de los equiposFinalmente m ejora de rendimiento con la altura: la eficiencia en la transferencia de oxgeno es proporcional a la altura, consiguindose un SOTE (Standard oxygen transfer efficiency) a 12 m de altura superior al doble que para unos difusores de burbuja fina a 4,5 m. El consumo energtico por este concepto (es decir los kw consumidos por kg de oxgeno) ser por tanto un 50% inferior que el ms eficiente de los sistemas convencionales (difusor de burbuja fina: SOTE=23-27% a 4,5 m/ Hidrojet: SOTE= 61,2% a 12 m).

ConclusionesLa eleccin final del agitador depender de aspectos tales como: el tipo de lquidos, las propiedades las caractersticas fsicas de la alimentacin, y la resistencia a la corrosin.En el momento a elegir un agitador, se debe de tener en cuenta la potencia con la que se trabajara, el nmero de Reynolds de nuestras fases a agitar, las propiedades del mismo. La operacin mecnica de agitacin puede ser engaosamente simple pero existe toda una ciencia detrs de este mtodo, porque el ms mnimo error en el clculo de determinacin de tiempos de exposicin, y crecimiento o eficiencia del equipo, puede hacer que en los resultados se presenten grandes desviaciones y por ende los resultados sean errneos y para evitar ello, solo se debe darle capacitacin al operario para que trabaje de la forma ms eficaz posible con el equipo y sin contratiempos. Adems de tener como parte primordial la tcnica de agitacin y lo que involucra en ella, es tambin es importante tomar en cuenta lo que son los costos de operacin, mantenimiento y de inversin, as como es tambin la necesidad de saber para qu es su uso, cuanta cantidad de materia se debe de incluir en el interior o con qu materia prima se piensa trabajar.

Referencias Bibliograficashttp://www.hidrotec.com/mixjet.htmBombas ideal, S.A. Polgono Industrial Mediterrneo. Valencia, EspaaProcknor Engenharia en asociacin en el Grupo de Fives CailLizcano-Gmez W., Londoo C. E., y H. Rojas-Cano. 2006. Mtodo de diseo de un sistema hidrulico de potencia para la agitacin de un tacho. Revista Scientia et Technica. No. ISSN 0122-1701. Pg. 73-78VWR. 2014. Sistema de agitacin, inoJET