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Emulsionador/homogeneizador de fondo en línea

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Un emulsionador de fondo en línea (también conocido como mezclador de alto cizallamiento montado en el fondo, homogeneizador en línea o mezclador rotor-estator en tanque/en línea) es un dispositivo de mezcla y emulsificación de alta intensidad y alto cizallamiento instalado directamente en el fondo de un proceso

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Principio de funcionamiento
El núcleo de su funcionamiento es el cabezal generador rotor-estator de alto cizallamiento, montado sobre un eje que se extiende en el fondo del tanque.

Admisión y aceleración: El rotor de alta velocidad (impulsor) gira dentro de un estator estacionario (manguito circundante con aberturas mecanizadas con precisión). La rotación crea una potente fuerza de succión, arrastrando los materiales hacia abajo desde la parte superior y los laterales del tanque directamente al centro del cabezal generador.

Procesamiento de alto cizallamiento: El producto se acelera con fuerza a través del estrecho espacio entre el rotor y el estator. A continuación, se expulsa a gran velocidad a través de las ranuras u orificios del estator. Esto somete al material a intensas fuerzas de cizallamiento mecánicas e hidráulicas:

Cizallamiento mecánico: Por el contacto físico entre el rotor y el estator.

Cizallamiento hidráulico: Debido a la turbulencia extrema y a los cambios de velocidad cuando el producto atraviesa las aberturas del estator.

Circulación y recirculación: El material procesado es expulsado del estator radial y/o axialmente, creando un fuerte flujo ascendente. Esto arrastra el material sin procesar de vuelta a la zona de mezcla en un bucle de circulación continuo y rápido de abajo hacia arriba, asegurando que todo el contenido del tanque pase por la zona de alto cizallamiento varias veces para obtener resultados uniformes.

Este proceso reduce eficazmente el tamaño de las gotas/partículas (hasta el rango de micras/submicras), rompe los aglomerados y crea emulsiones, dispersiones y suspensiones estables y homogéneas.

Características principales
Procesamiento rápido y eficaz: Proporciona una mezcla, emulsificación y reducción del tamaño de partícula significativamente más rápidas en comparación con los agitadores de entrada superior convencionales, reduciendo los tiempos de ciclo de los lotes.

Homogeneidad y estabilidad excepcionales: Produce productos finales uniformes, finos y estables con una estrecha distribución del tamaño de las partículas, lo que mejora la calidad y la vida útil del producto.

Maneja una amplia gama de viscosidades: Eficaz desde soluciones de baja viscosidad hasta pastas y cremas de alta viscosidad.

Elimina las zonas muertas: La potente succión ascendente y el patrón de flujo axial garantizan una rotación completa de todo el contenido del depósito, evitando que el material no mezclado se deposite en el fondo.

Diseño higiénico y que ahorra espacio: La instalación en el fondo libera espacio por encima del depósito para otros equipos (por ejemplo, bocas de acceso u otros mezcladores). Hay diseños disponibles con capacidad CIP/SIP para requisitos higiénicos estrictos (por ejemplo, en el sector alimentario o farmacéutico).

Escalabilidad: Los resultados son escalables desde el laboratorio/planta piloto hasta la producción completa, ya que se puede mantener el parámetro clave de intensidad de cizallamiento (velocidad de la punta).

Flexibilidad: A menudo se utiliza en combinación con un ancla de baja velocidad o un agitador de barrido para el raspado de paredes y el movimiento a granel en aplicaciones de alta viscosidad.

Configuración típica
Un sistema emulsionador de fondo en línea estándar consta de:

Unidad de mezcla/cizallado:

Cabezal generador (conjunto rotor-estator): Cabezal de trabajo del núcleo. Disponible en varios diseños (por ejemplo, ranurado, malla fina, agujero cuadrado) para diferentes intensidades de cizallamiento y aplicaciones. Construido normalmente en acero inoxidable (304, 316L) o aleaciones endurecidas para resistir el desgaste.

Eje: Conecta el motor al cabezal generador. Puede ser un eje macizo o un eje hueco para el retorno CIP.

Junta mecánica: Componente crítico para evitar fugas. Las opciones incluyen cierres mecánicos simples, dobles o de cartucho, a menudo con puertos de lavado para compatibilidad con los medios de proceso o para fluidos de limpieza in situ (CIP).

Sistema de accionamiento:

Motor eléctrico: Un motor eléctrico de alta potencia (a menudo un motor de inducción trifásico). La potencia nominal depende del volumen del depósito, la viscosidad y los requisitos del proceso.

Reductor/regulador de velocidad: Una caja de engranajes de alta resistencia para reducir la velocidad del motor a la velocidad de funcionamiento óptima para el rotor (normalmente entre 1.000 y 10.000 rpm). Como alternativa, puede utilizarse un variador de frecuencia (VFD) para un control preciso de la velocidad, arranques suaves y flexibilidad del proceso.

Instalación y montaje:

Brida del fondo del depósito: El emulsionador se monta directamente en una brida reforzada específica soldada al fondo del recipiente de proceso. Una junta adecuada es crucial.

Estructura de soporte: En el caso de unidades más grandes, puede ser necesario un bastidor de soporte externo o un montante para absorber las cargas mecánicas y las vibraciones.

Tanque de proceso: El recipiente propiamente dicho, que puede incluir:

Deflectores: Para optimizar los patrones de flujo y evitar la formación de vórtices.

Camisa: Para calentar o enfriar durante el proceso.

Otros agitadores: Como ya se ha mencionado, es habitual un agitador complementario de baja velocidad.

Sistema de control (opcional):

Panel de control: Alberga los arrancadores de motor, los controles VFD y los enclavamientos de seguridad.

Instrumentación: Sensores de temperatura, presión (en sistemas cerrados) o consumo eléctrico (amperaje) para controlar la consistencia del proceso.

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