¿Cuáles son los rangos de lote y los caudales típicos que puede cubrir un mezclador vertical moderno?
Márgenes de lote y rendimientos habituales de los mezcladores verticales modernos
Los mezcladores verticales modernos están dimensionados para un amplio espectro de aplicaciones, desde el laboratorio hasta la gran producción. Ofrecen un extenso abanico de tamaños de lote y de rendimientos, que dependen de la forma constructiva, de la geometría de la herramienta, de las propiedades del producto (densidad aparente, comportamiento de flujo, humedad, tamaño de partícula) y del grado de calidad de mezcla exigido.
Tamaños de lote habituales (volumen útil)
- Máquinas de laboratorio y de centro de ensayos: aprox. 5–100 litros (uso habitual en I+D, desarrollo de formulaciones y producción de muestras).
- Instalaciones piloto y de series pequeñas: aprox. 100–500 litros.
- Mezcladores de producción (segmento medio): aprox. 500–3.000 litros.
- Grandes mezcladores: aprox. 3.000–10.000 litros, en ejecuciones especiales hasta más de 30.000 litros de volumen útil.
- Mezcladores de silo y aplicaciones especiales: para grandes lotes, por ejemplo en la industria del plástico o alimentaria, son posibles volúmenes de hasta unos 100.000 litros (aprox. 100 m³).
El rango utilizable se determina por el grado de llenado admisible. Lo habitual en el mercado es una ventana de grado de llenado comparativamente estrecha, que solo aprovecha una parte del volumen geométrico. Según el comportamiento del material a granel y la cinemática de mezclado, las formas constructivas modernas pueden alcanzar una buena calidad de mezcla incluso con grados de llenado claramente reducidos. Eso las hace adecuadas para tamaños de lote variables.
Rendimientos habituales
Los mezcladores verticales trabajan predominantemente en régimen discontinuo. El rendimiento resulta del tamaño de lote, del tiempo de mezclado y de los tiempos auxiliares (carga, vaciado, limpieza).
Los tiempos de mezclado son habitualmente de 30 segundos a 10 minutos y pueden ser mayores cuando hay pasos de proceso adicionales (por ejemplo recubrimiento, granulación, secado).
Ciclos por lote: según el grado de automatización y el producto, suelen ser de 3 a 20 lotes por hora.
Rendimiento por hora:
- a escala de laboratorio: unos pocos kg/h,
- en producción: desde algunas toneladas por hora hasta más de 60 toneladas por hora en instalaciones grandes y con materiales a granel de buena fluidez.
Ejemplo: un mezclador vertical con 2.000 litros de volumen útil y un peso a granel de 0,5 kg/l alcanza, funcionando con cuatro lotes por hora, un rendimiento teórico de unos 4.000 kg/h.
Factores que influyen en el margen de lote y en el rendimiento
- Propiedades del producto: los polvos cohesivos y los materiales a granel húmedos o muy abrasivos requieren tiempos de mezclado más largos que los granulados de libre fluidez.
- Calidad de mezcla exigida: unos requisitos de homogeneidad más elevados (por ejemplo un CV inferior al 2–5 %) alargan el tiempo de mezclado y reducen el rendimiento efectivo.
- Geometría de vaciado y de carga: las bocas de descarga, la técnica de transporte y la fluidez del material influyen en los tiempos auxiliares y, por tanto, en el número de lotes por hora.
- Requisitos de limpieza: los cambios frecuentes de producto y los estándares de higiene elevados aumentan los tiempos de limpieza. Una buena accesibilidad (puertas de inspección, sistemas CIP) mejora en cambio la disponibilidad efectiva de la instalación.
- Condiciones de servicio: el rango de temperatura, el nivel de presión (por ejemplo desde vacío hasta sobrepresión), los requisitos ATEX y la solicitación de cizalla admisible para el producto repercuten en el dimensionado e influyen así indirectamente en los rendimientos alcanzables.
Recomendación para el dimensionado
Para dimensionar un mezclador vertical con fundamento deberían realizarse ensayos de mezclado con el producto real. Al hacerlo hay que tener en cuenta los factores siguientes:
- la homogeneidad exigida y el tiempo de mezclado admisible,
- la sensibilidad frente a la cizalla,
- la densidad aparente y el comportamiento de flujo, así como
- la logística de producción prevista (régimen discontinuo puro frente a régimen cuasicontinuo).
Estos factores se evalúan de forma sistemática para fijar el tamaño constructivo adecuado, la ventana de grado de llenado y el rendimiento previsible.
Márgenes de lote y tamaños: la gama de amixon® abarca de 5 litros a 100 m³
Según la forma constructiva, los mezcladores verticales modernos pueden cubrir lotes desde muy pequeños hasta muy grandes. En amixon® el espectro va de aprox. 5 litros a 50.000 litros; para grandes lotes, el Gyraton® llega incluso hasta 100 m³.
Lo que distingue a amixon®
La particularidad más importante de los mezcladores cónicos de amixon® es su rango de volumen útil muy amplio. Pueden mezclar sustancias en polvo de forma homogénea ya con un grado de llenado de aprox. el 5–10 % y trabajan de forma muy estable, según el producto, hasta cerca del 100 % del volumen útil. De ese modo, un único mezclador cubre a menudo un margen de lote de en torno a 1:10 sin que para tamaños de lote cambiantes sea imprescindible una segunda máquina.
Otra ventaja es que en los mezcladores de sólidos el grado de llenado se refiere al espacio útil del mezclador y no a un llenado completo. Con los polvos siempre es necesario un espacio de gas para que el material a granel se afloje y pueda moverse de forma homogénea. A diferencia de lo que ocurre con los líquidos de baja viscosidad, un llenado completo no tiene por tanto sentido.
En los mezcladores cónicos esta flexibilidad está especialmente marcada: proporcionan calidades de mezcla constantemente buenas en un amplio rango de grados de llenado.
Tamaños y rendimientos habituales
- Mezclador de un solo eje EM: aprox. de 5 a 200 litros.
- Mezclador de contenedores COM: aprox. de 100 a 4.000 litros.
- Mezcladores verticales y cónicos VM, HM y AM así como reactores secadores-mezcladores VMT y AMT: disponibles, si se desea, en pasos de 100 litros desde 100 hasta 50.000 litros.
- Gyraton® GM: dimensionado para grandes lotes de hasta unos 100 m³, con una potencia de accionamiento muy reducida.
- AMK para procesos continuos: de aproximadamente 1 a 135 m³/h.
Un punto práctico importante para el dimensionado
Para la comparación entre precio y prestaciones resulta decisivo el pliego de condiciones. En él deberían indicarse la masa mínima y máxima del lote así como la densidad aparente mínima y máxima de la mezcla acabada. Sólo así se puede determinar correctamente el volumen de trabajo realmente necesario de un mezclador.
Al comparar distintas marcas no deben contraponerse directamente las denominaciones de tipo, porque los fabricantes definen sus tamaños de forma diferente. Algunos se refieren al volumen bruto, otros al volumen neto o volumen útil. Una comparación justa solo es posible si se toma como base el mismo volumen realmente utilizable.
Como orientación aproximada cabe decir que en muchos mezcladores el volumen bruto está claramente por encima del volumen utilizable; la relación exacta debe comprobarse siempre para cada fabricante.
Por qué esto es especialmente relevante para amixon®
Los mezcladores cónicos de amixon® son tan flexibles porque no solo pueden cubrir de forma económica lotes grandes, sino también tamaños de lote cambiantes. Eso resulta especialmente valioso para las plantas con cambios frecuentes de producto, tamaños de lote variables o varias formulaciones en la misma línea.
El centro de ensayos como respaldo
Antes de una inversión, en amixon® se recomienda el respaldo del centro de ensayos. Allí se realizan ensayos con el producto original, con grados de llenado reales y en las condiciones previstas de temperatura y presión. Se evalúan la calidad de mezcla, la protección del producto, la aportación de energía, la limpiabilidad y la reproducibilidad en el posterior funcionamiento en serie.