Eficacia de mezcla

La eficiencia de la mezcla describe la relación entre la eficacia de un proceso de mezcla y el tiempo o la energía necesarios para ello. Indica la eficacia con la que una mezcladora o un proceso de mezcla reducen las diferencias de concentración existentes en el producto y consiguen una homogeneidad determinada. Como los materiales de mezcla y las condiciones del proceso varían, no existe una fórmula universal para determinar la eficacia de la mezcla. Sin embargo, en la práctica industrial se han establecido varios enfoques metodológicos.

1. eficacia de mezclado basada en la varianza o la desviación típica

La eficiencia de la mezcla se describe con mayor frecuencia reduciendo la varianza de la concentración. Para ello, se compara la varianza de la calidad de la mezcla antes del inicio del proceso de mezcla con la varianza después de un tiempo de mezcla definido. Cuanto más disminuye la varianza, más eficaz es el proceso.

A menudo se utiliza la siguiente fórmula

E₁ = (σ₀² - σₜ²) / σ₀²

σ₀² = varianza inicial de la mezcla
σₜ² = varianza después de un determinado tiempo de mezcla t

Interpretación: E = 0 → ninguna mejora, E = 1 → homogeneidad teóricamente perfecta (σₜ² → 0). Por tanto, esta «eficiencia» describe la proporción del grado original de falta de homogeneidad que ya se ha reducido.

2. eficiencia de mezcla en relación con el tiempo de mezcla

Otro enfoque se basa en el tiempo de mezcla necesario. En este caso, la eficacia se entiende como la capacidad de lograr la homogeneidad deseada en el menor tiempo posible. Los tiempos de mezcla más cortos corresponden a una mayor eficacia de mezcla y permiten extraer conclusiones sobre el rendimiento de la herramienta de mezcla y los mecanismos de flujo en la cámara de mezcla.

E₂ = t_referencia / t_{tiempo de mezcla}

Interpretación: Cuanto menor sea el tiempo de mezcla, mayor será la eficacia.

3 Eficacia energética de la mezcla

En los procesos que consumen mucha energía, especialmente los procesos de mezcla con elevados efectos de cizallamiento o dispersión, la eficiencia de mezcla suele definirse como la ganancia de homogeneidad por aporte de energía. Este enfoque tiene en cuenta que, además del tiempo, el aporte de energía también es un factor decisivo para la evaluación del proceso.

E₃ = (σ₀² -σ_t²) / Q

Q = Consumo de energía de la mezcladora. Interpretación: E es, por tanto, una medida de lo «bien» que una mezcladora genera homogeneidad a partir del aporte de energía.

4 Referencia teórica: mezcla aleatoria

En algunas aplicaciones, la varianza real alcanzada también se compara con la varianza teórica de una mezcla aleatoria ideal. Esta comparación metódica proporciona información sobre lo cerca que se acerca un proceso de mezcla al mejor resultado estadísticamente posible.

σ_aleatoria²= p - (1 - p) / n

^σ2_random = varianza de la calidad de mezcla teóricamente ideal
^σ2_t =varianza de la calidad de mezcla alcanzada
p = contenido de material del componente
n = número de partículas en el volumen de la muestra
El resultado es

E₄ = σ_aleatorio²/ σ_t²

E > 1 significa que el proceso real mezcla «mejor que al azar» (poco frecuente en la práctica).