No es correcto que un mezclador de doble eje ofrezca automáticamente una calidad de mezcla superior. Ambos sistemas pueden alcanzar una calidad de mezcla ideal. Lo que sí puede diferir notablemente entre los mezcladores de un eje y los de doble eje son los tiempos de mezclado o de permanencia. En la mayoría de las aplicaciones, el mezclador de un solo eje solicita más las partículas, mientras que el mezclador de doble eje ofrece una característica de flujo y de recirculación más elegante. Necesita aproximadamente solo un tercio de la energía para alcanzar la misma calidad de mezcla. Lo decisivo es la interacción entre la geometría de la herramienta, la velocidad de giro y el comportamiento del producto.

Patrón de flujo y mecanismo de mezclado

Dos herramientas de mezclado engranadas entre sí generan en la cámara de mezclado un flujo tridimensional y solapado. El producto a mezclar se recircula en sentido radial, axial y tangencial. La zona de solapamiento de ambas herramientas abarca precisamente aquella zona del centro del recipiente que en la construcción de un solo eje es la menos atravesada por el flujo.

Si las herramientas giran en el mismo sentido, en cada revolución se produce una inversión del empuje. Con ello las partículas se reorientan continuamente en lugar de alinearse en un mismo sentido. Esto resulta especialmente ventajoso con partículas aciculares o laminares, que de otro modo tienden a formar agregados estables.

Tiempo de mezclado y consumo de energía

La diferencia esencial no está en la calidad de mezcla alcanzable, sino en el tiempo y la energía necesarios para ello. En muchas aplicaciones basta aproximadamente un tercio del tiempo de mezclado de un mezclador de un solo eje comparable, con una aportación específica de energía por tonelada de producto correspondientemente menor.

Los tiempos de mezclado más cortos tienen un doble efecto: aumenta el rendimiento y disminuye la solicitación mecánica acumulada del producto. Para granulados sensibles a la rotura, partículas recubiertas o estructuras secadas por atomización, este es a menudo el punto determinante.

Ventajas con lotes grandes

A medida que crece el volumen del lote, las diferencias se acentúan, porque los tiempos de mezclado prolongados repercuten directamente en el tiempo de ciclo, los costes de energía y el desgaste:

• Menor consumo específico de energía por tonelada, ya que la instalación funciona bastante menos tiempo para lograr la misma homogeneidad.
• Menor desgaste abrasivo en la herramienta y en la pared del recipiente gracias al menor tiempo efectivo de contacto entre el producto a mezclar y los componentes en contacto con el producto.
• Menor altura de construcción que un mezclador de un solo eje del mismo volumen, lo que facilita la integración en edificios existentes.
• Posibilidad de disponer varias bocas de descarga, de modo que se puedan abastecer en paralelo las líneas de envasado situadas a continuación.
• Mejor aprovechamiento del volumen útil y, con ello, una relación más favorable entre inversión y tamaño de lote.

Grado de llenado y flexibilidad de lote

Los sistemas de mezclado verticales trabajan en un amplio rango de grados de llenado. Siempre que la recirculación abarque toda la cámara de mezclado, se pueden procesar lotes de tamaños diferentes en el mismo aparato sin necesidad de volver a asegurar la homogeneidad. Para las plantas con cambios frecuentes de formulación y de lote, esta es una ventaja práctica frente a los sistemas con una ventana de trabajo estrecha.

Límites y consideraciones

El mezclador de doble eje no es en todos los casos la mejor elección. Dos ejes significan dos apoyos, dos puntos de estanqueidad y una mecánica más compleja. Esto aumenta la inversión y el trabajo de mantenimiento y amplía la superficie a limpiar en aplicaciones sensibles desde el punto de vista higiénico.

Con lotes pequeños, formulaciones sencillas o tiempos de mezclado no críticos, un mezclador de un solo eje puede resultar por tanto más económico. La ventaja de la construcción de doble eje se despliega sobre todo allí donde coinciden grandes volúmenes, tiempos de ciclo cortos y productos sensibles.

Criterios de selección

Para la decisión son determinantes el tamaño de lote y el tiempo de ciclo exigido, la sensibilidad del producto frente a la cizalla y a la aportación de calor, el abanico de tamaños de lote a procesar, la altura de construcción disponible y el régimen de limpieza. Como estos factores se influyen mutuamente, la selección debería asegurarse mediante un ensayo con el producto original en el que se evalúen conjuntamente la calidad de mezcla, el tiempo de mezclado y la protección del producto.