Realización del experimento
La realización del ensayo abarca todas las etapas, desde la definición de los objetivos hasta la evaluación estructurada de los datos. El objetivo es obtener resultados fiables, comparables y extrapolables. En primer lugar, se establecen los objetivos y los parámetros del ensayo. Entre ellos se incluyen los datos de las sustancias, la configuración del equipo, las condiciones del proceso y las variables de medición. Todos los parámetros se definen, ajustan, supervisan continuamente y documentan. Las desviaciones respecto al valor nominal se registran junto con su causa, duración e intensidad.
La recopilación de datos se lleva a cabo de forma sistemática y, a menudo, utilizando el diseño de experimentos (Design of Experiments, DoE). De este modo, es posible identificar los factores principales y las interacciones. La reproducibilidad se comprueba mediante ensayos repetidos y se evalúa con ayuda de parámetros como la desviación estándar o el intervalo de confianza.
Durante la ejecución, se comprueban continuamente los aspectos técnicos del proceso. La potencia térmica transmitida se puede calcular, por ejemplo, mediante la fórmula:
Q˙= m˙⋅ cp ⋅ ΔT
- Q˙ es la tasa de transferencia de calor
- m˙ es el caudal másico del fluido caloportador
- c_p es la capacidad térmica específica
- ΔT es la diferencia de temperatura
Si la transferencia de calor se produce a través de una superficie, se aplica, aproximadamente,
Q˙= U⋅ A⋅ ΔT_log
- U es el coeficiente global de transferencia térmica por convección, conducción a través de la pared y convección
- A es la superficie de transferencia de calor
- ΔT_log es la diferencia de temperatura media logarítmica.
Para determinar la extrapolabilidad de los resultados, se recurre a consideraciones de análisis dimensional. El número de Reynolds, por ejemplo, caracteriza el régimen de flujo de un líquido:
Re = ρ⋅ v⋅ L / μ
- Re es el número de Reynolds
- ρ es la densidad
- v es la velocidad característica
- L es la longitud característica
- μ es la viscosidad dinámica
El número de Nusselt describe la transferencia de calor por convección:
Nu = α · L / λ
- Ahora es el número de Nusselt
- α es el coeficiente de transferencia térmica
- L es la longitud característica
- λ es la conductividad térmica
El número de Newton describe el flujo viscoso y sirve como parámetro de rendimiento adimensional para los agitadores.
Ne = P / (ρ⋅n³⋅D⁵)
- Ne es el número de Newton
- P es la potencia
- n es la velocidad de giro
- D es el diámetro del agitador
Los parámetros adimensionales clásicos, como los números de Reynolds, Nusselt o Newton, se aplican principalmente a líquidos y gases. Los materiales a granel presentan un comportamiento mucho más complejo, ya que en este caso influyen el tamaño de las partículas, la forma de los granos, la fricción, la cohesión y la aglomeración. Por lo tanto, los parámetros de aplicación general rara vez son aplicables.
Los ensayos de mezcla en condiciones reales que se llevan a cabo en el centro técnico de amixon® reproducen el comportamiento real del producto en la unidad original. Proporcionan información directa sobre la homogeneidad, la protección del producto, la tendencia a la segregación y los márgenes de proceso. Constituyen una base sólida para el diseño y la ampliación de la escala, y contribuyen a minimizar los riesgos.
Es necesario instalar mezcladoras de prueba en las instalaciones del cliente cuando no es posible reproducir en el centro de pruebas las características reales de los productos, como la frescura, la temperatura, la esterilidad o la exclusión de la atmósfera.