Agitación y mezclado

AGITACIÓN Y MEZCLADO.
1
Leidy Vanessa Méndez Ochoa – 2
Nicol Valeria Montero Romero
Departamento de Ingeniería Química Fundación Universidad de América
Bogotá-Colombia Tel:3202776707- 3144926733
Leidy.mendez@estudiantes.uamerica.edu.com ,
nicol.montero@estudiantes.uamerica.edu.com
Resumen
En el presente artículo, se hablara sobre dos de las operaciones unitarias, que son agitación y
mezclado, estas son muy importantes a nivel industrial ya que algunos procesos requieren
dichas operaciones para optimizar las materias primas y así lograr procesos más rentables. Estas
operaciones se complementan de una manera excepcional, pero cabe resaltar que cada una tiene
un objetivo distinto, mientras que la agitación busca aplicar una fuerza para que el fluido
adquiera un movimiento circular en el recipiente que lo contiene, el mezclado busca distribuir
aleatoriamente dos fases que al inicio estaban separadas.
En estas operaciones unitarias intervienen varios fenómenos hidrodinámicos, térmicos,
químicos y mecánicos, que facilitan el cumplimiento de objetivos en el desarrollo de un proceso
industrial. Además de lo mencionado anteriormente estos procesos se llevan a cabo en
diferentes equipos que están clasificados por los elementos que los componen y por el tipo de
agitación o mezclado que realizan. Finalmente se busca describir puntualmente cada uno de los
conceptos, criterios, parámetros, equipos y factores que contribuyen en estas operaciones
unitarias tan útiles en procesos industriales, para que así las personas que lean este artículo
expandan su conocimiento acerca de la agitación y mezclado de sustancias.
Palabras claves: Agitación, mezclado, operaciones unitarias, agitadores, mezcladores,
parámetros de agitación, eficiencia, procesos industriales.
Abstract
In this article, we will discuss do of the unit operations, which are stirring and mixing, these
are very important to industrial level as some processes require such operations to optimize the
raw materials and achieve more cost-effective processes. These operations complement each
other in an exceptional way, but it is important to note that each has a different purpose, while
the stirring seeks to apply a force to the fluid becomes a circular motion in the container that
contains it, the mixed seeks to distribute randomly two phases at the beginning were separated.

In these unit operations involved several hydrodynamic phenomena, thermal, chemical, and
mechanical, which facilitate the achievement of objectives in the development of an industrial
process. In addition to the above these processes are carried out at different computers that are
classified by the elements that compose them and the type of stirring or mixing. Finally, it seeks
to describe each one of the concepts, criteria, parameters, equipment and contributing factors
in these unit operations as useful in industrial processes, so that the people who read this article
to expand their knowledge of the stirring and mixing of substances.
INTRODUCCIÓN:
En los procesos industriales se realiza lo que es la modificación o transformación de materias
primas las cuales permiten que se creen nuevos procesos , dos de las operaciones que permiten
con cierta facilidad la transformación de esto es la agitación y el mezclado , donde cada uno
tiene cierta importancia , por la parte de la agitación , hace referencia al tener que someter un
fluido a movimiento mediante ayudas mecánicas para que este adquiera una corriente
circulatorio en el interior del recipiente, en cambio para el mezclad, se efectúa de manera
eficiente la unión de dos o más componentes , alcanzando así una distribución uniforme
mediante el flujo que es generado por medios mecánicos
Estas dos operaciones unitarias permiten la mezcla de dos líquidos miscibles (ej: alcohol y
agua), la disolución de sólidos en líquido (ej.: azúcar y agua) o mejorar la transferencia de calor
(en calentamiento o enfriamiento) etc. como lo hace la agitación y por otro lado, el mezclado
lo que nos permite es el juntar dos partículas como sólidos pulverizados o la mezcla de dos
líquidos o semisólidos.

AGITAR Y MEZCLAR
La agitación y la mezcla, son operaciones
de homogeneización en las que intervienen
fenómenos hidrodinámicos, químicos y
mecánicos. Estas operaciones que se
realizan de manera industrial requieren de
la implementación de sistemas de mezcla
eficaces para garantizar la estabilidad y la
constancia de las mezclas a costos muy
bajos.
“Aunque la agitación y el mezclado se
encuentran interrelacionados, desde el punto
de vista técnico se establece que la principal
diferencia entre ambas es que la definición de
agitación recae en el consumo de potencia”
(Griskey, 2002)
Parámetros de agitación
Para poder elegir el tipo de mezclador
correcto se necesita determinar parámetros
óptimos para desarrollar el procedimiento,
estos parámetros serán mencionados a
continuación:
 Tipos de agitadores y
posicionamiento
 Geometría del tanque
 Rotación del móvil
 Duración de la mezcla
 Condiciones físicas impuestas
Potencia de agitación
El cálculo de la potencia de agitación para
un sistema de mezclado permite tener en
cuenta ciertos factores, tales como:
 Elegir el motor a instalar
 Comparar las presentaciones de la
mezcla
 Guiar las operaciones de mezcla
El cálculo de esta potencia consumida se
hace a través de tres números
adimensionales, relacionando por medio de
gráficos el número de Reynolds y el número
de potencia.
𝑁𝑝 = 𝐶(𝑁 𝑅𝑒) 𝑋
(𝑁𝐹𝑟)
𝑌
𝑁𝑝 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
𝑁 𝑅𝑒 = 𝑁𝑢ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑𝑠
𝑁𝐹𝑟 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐹𝑟𝑜𝑢𝑑𝑒
𝑁 𝑅𝑒 =
𝐷 𝑎
2
𝑁𝜌
𝜇
Donde
𝑁 𝑅𝑒 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑𝑠
𝐷 𝑎 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑜𝑑𝑒𝑡𝑒 (m)
𝑁 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑔𝑖𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 (𝑠−1
)
𝜌 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑛 𝐾𝑔/𝑚3
𝜇 = 𝑉𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑛 𝑃𝑎. 𝑠
𝑁𝐹𝑟 =
𝑁2
𝐷 𝑎
𝑔
Donde
𝑁𝐹𝑟 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐹𝑟𝑜𝑢𝑑𝑒
)
𝑔 = 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑛
𝑚
𝑠2
𝑁𝑝 =
𝑃
𝑁3 𝐷 𝑎
5
𝜌
Donde:
𝑁𝑝 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
)
𝜌 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑛
𝐾𝑔
𝑚3

𝑃 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝐾𝑤
Esta potencia depende de:
 La viscosidad (μ en Pa.s)
 Densidad (ρ en Kg/𝑚3
)
 Tipo de mezclador (dimensiones
cuyo diámetro debe ir en m)
 Velocidad de rotación ( N en 𝑠−1
)
Aceleración de gravitación (g en
𝑚/𝑠2
)
Ilustración 1 Esquematización de una curva de potencia,
imagen tomada de
http://www.cuautitlan.unam.mx/institucional/recursos_en
senanza/assets/material-didactico_agitacion-y-mezcla-
de-fluidos.pdf
En la anterior imagen se evidencia cómo se
comportamiento de la curva de potencia
para cada región, tanto el laminar o viscoso,
el transitorio y el turbulento.
MEZCLADO
De acuerdo con (Lemaza, 2017) el término
mezclado se refiere, en el contexto de la
agitación, a “conseguir la máxima
interposición entre materiales, que pueden ser
miscibles o no miscibles, para obtener un grado
determinado de uniformidad entre los mismos.”
Criterios de mezclado
Las propiedades de los materiales a
mezclar, el respectivo equipo y las
condiciones del proceso son factores que
influyen en la eficiencia del mezclado.
El conjunto de estos parámetros permiten:
 Para una geometría dada, la
potencia necesaria para obtener una
mezcla, y la potencia total
consumida por el agitador.
 Para una potencia dada, se puede
calcular las dimensiones del
agitador
 Predecir tiempos de mezcla (tm)
 Averiguar si es mejor llevar a cabo
un giro lento o rápido respetando las
tensiones energéticas
 Interpolar las características de un
mezclador dado con un mezclador
de dimensiones diferentes
Ilustración 2 Flujo laminar, imagen tomada de
de-fluidos.pdf
Ilustración 3 Flujo turbulento, imagen tomada de
de-fluidos.pdf
Índice de mezcla
Este relaciona el grado de homogeneidad
con las propiedades de la mezcla para así

determinar el rendimiento al cual puede
llegar el mezclador.
Un método para determinar cómo varía la
composición de la muestra durante el
mezclado consiste en “calcular la desviación
estándar de cada fracción en muestras
sucesivas” (Slevens, 1984)
Durante la operación de los
mezcladores se actúa sobre dos o más
materiales separados para interponerlos
en una distribución al azar. Una vez que
se ha alcanzado una distribución
óptima, se puede considerar que la
mezcla es completa para lo cual se
evalúa el índice de mezclado, (Mc
Cabe y Smith, 1975).
El grado de mezclado se mide mediante el
análisis de muestras puntuales y
comparando la desviación estándar
estimada (S) con la desviación estándar
para mezclado cero (σ̵ o) según la fórmula:
Donde:
S = Desviación estándar.
σ̵ o = Desviación estándar para mezclado
cero
Ip = Índice de mezclado
xi = Fracción del material trazador
͞x͞ = Media
N = Número de muestras
U= Fracción global del trazador en la
mezcla.
Si llegan a existir diferencias entre los
valores de xi, y ͞x, la mezcla no es
homogénea y su desviación estándar con
respecto al valor medio de ͞x, es una medida
relativa del mezclado.
De esta manera se habla de una Buena
mezcla cuando “el índice de mezclado va
disminuyendo a medida que avanza la mezcla,
llegando idealmente a un valor de cero”. (Mc
Cabe y Smith, 1975).
Tabla 1 Clasificación de los procesos de
mezclados
Procesamiento
físico
Clasificación
básica
Procesamiento
químico
Suspensión Líquido-
Sólido
Disolución
Dispersión Líquido-
Gas
Absorción
Emulsión Líquido-
Líquido
(inmiscible)
Extracción
Mezcla Líquido-
Líquido
(miscible)
Reacciones
Bombeo Movimiento
de fluido
Transferencia
de calor
Tipos de Mezcladores
 Mezcladores móviles
El mecanismo de este, es generar el
volcamiento del material, generando así la
rotación de este junto con la ayuda de la
fuerza de gravedad, todo esto con el fin de
de generar un buen mezclado.
El diseño que tiene este mezclador
(asimétrica) ayuda con la mejora del
proceso, esto además depende de la
velocidad a la que se adapte, lo que se desea
con la velocidad es que se genere un
movimiento en cascada. La velocidad
óptima para el buen mezclado es
dependiente del tamaño, pero esta oscila

entre 30 y 100 rpm), para un correcto
mezclado y funcionamiento del equipo, se
sugiere que no se llene con más del 50 %
de su capacidad.
 Mezcladores de cilindros o de
tambor
Este mezclador consiste de una carcasa
cilíndrica que se puede rotar a lo largo de su
eje para así generar el flujo cruzado del
material. En el momento de incremento de
obstáculos laterales, se incrementa con él el
flujo cruzado que mejora la acción de la
mezcladora, aunque esto genera una
pequeña dificultad en su limpieza.
Aplicaciones
Su aplicación más trascendente es en la
industria cementera, en ella se usa para
realizar un mezclado suave y es perfecto
para conservar la calidad de la fibra de turba
gruesa durante el proceso de mezcla.
Ilustración 4 Mezclador de tambor, imagen tomada de
http://www.directindustry.es/prod/morse-mfg-co-
inc/product-28117-591049.html
 Mezclador Cubico
Este tiene como principio la caída por
rebote de la materia, este tiene un principio
muy similar al del mezclador de tambor,
estos modelos producen poca eficiencia en
el mezclado, está inclinando el eje
rotacional de estos modelos
 Ventajas
1. Mezclado a través de la gravedad
2. El mezclado se da por difusión
3. La inclinación mejora el flujo
cruzado.
 Desventajas
1. Poca eficiencia
2. Adhesión del material a las paredes
3. Dificultad para el vaciado
4. No producen un buen flujo cruzado
a lo largo del eje
Ilustración 5 Mezclador cúbico, imagen tomada de
http://www.fimma.net/images/Mezcladora_179_grupo_0
2_FOTO_001.jpg
 Mezclador de doble cono
El principio de este mezclador es la rotación
del polvo entre cada uno de los extremos del
quipo
 Ventajas
1. Gran flexibilidad
2. Facilidad de descarga
3. Facilidad de limpieza
4. Trabajo a vacío o a presión

5. Trabajo con calentamiento o
enfriamiento
6. Posibilidad de
humidificación
 Desventajas
1. Sensible a las diferencias de
densidad
2. Sensible a diferencias de
granulometría
3. No es útil para volúmenes
relevantes
Aplicaciones
Su principal aplicación es en la industria
farmacéutica, en la parte del proceso de
producción de fármacos.
Ilustración 6 Mezclador de doble cono, imagen tomada de
http://inmecolsa.com/2014/industria-famaceutica/
 Mezclador en V
Este consiste en dos cilindros unidos en sus
extremos, con un ángulo aproximado de 45
a 90 °, el principal mecanismo de mezclado
que este genera es por convección. Este
posee unas placas en el eje de rotación que
producen un deslizamiento entre los planos.
Se recomienda para polvos de baja
cohesividad
 Ventajas
1. Fácil limpieza y rápida
2. Fácil descarga
3. posibilidad de
humidificación
 Desventajas
1. Sensible a diferencias de
granulometría
2. No es útil a volúmenes
relevantes
Aplicaciones
Las principales aplicaciones de este tipo de
mezcladores se dan en las siguientes
industrias; industria sanitaria, farmacéutica,
alimentaria, química, de cosmética,
detergentes, colorantes, abonos y plásticos.
Ilustración 7 Mezclador en V, imagen tomada de internet
de http://maquinariapulvex.com/mezcladora-de-
pantalon-v.html
 Mezcladores de carcasa
estacionaria
Estos son equipos donde la carcasa
permanece de manera estática y que en
cuyo interior tiene una seria de elementos
que lo que hacen es generar el mezclado con
aire a chorro, tornillos o paletas .algunos de
estos generan flujo de forma turbulenta. A
pesar de esto, el tamaño de la partícula no
se ve afectado,
Estos equipos son eficientes para el
mezclado de solidos que se han
humedecido.
 Mezclador de Cintas
Consiste de un tambor horizontal con un eje
axial de soporte y un agitador de cintas o en

algunos casos tiene dos de ellos. En este
mezclador existen varios modelos, por lo
que pueden existir ejes con forma de paleta
o espiral y de tornillo helicoidal.
Este lo que genera es la rotación sobre un
eje, esta lo que hace a su vez es un
movimiento axial alrededor de la parte
interna del mezclador, en otras palabras la
cinta hace que el polvo se extienda a lo
largo del tambor evitando así la
acumulación de los polvos en el mezclador
 Ventajas
1. Adaptable a la mezcla en
continuo
2. Rapidez de limpieza
3. Fácil descarga
4. Trabaja a vacío o presión
 Desventajas
1. Filtración de polvo
2. Alteración de la
granulometría
Aplicaciones
 Alimentación y bebidas
galletas masa, repostería, especias,
pasta de azúcar, Reclamación del
caramelo
 Cosméticos y cuidado diario
detergentes, crema, jabón,
detergente en polvo
 químicos adhesivos, cerámica,
Recubrimientos, desinfectantes,
fibra de vidrio de masa, cal y
cemento, PVC pastas, soluciones de
caucho, selladores, Tintes e
intermediarios, fertilizantes
Ilustración 8 Mezclador de cintas, imagen tomada de
http://www.directindustry.es/prod/e-bachiller-b-
sa/product-67620-538408.html
 Mezclado de tornillo vertical
Consiste en una carcasa con un tornillo sin
fin interno que transporta el material hacia
arriba y luego el movimiento de cascada y
gravitacional lo regresa hasta el fondo, el
tornillo puede encontrarse en cualquiera de
los extremos del mezclador.
 Ventajas
1. Mezclado mediante difusión
(rotación del tornillo sin fin)
2. Mezclado mediante convección
(movimiento planetario del tornillo
sin fin)
3. Mezclado mediante cizallamiento
4. Mezclado rápido
5. Consumo bajo de energía
6. Rompimiento de los aglomerados
 Desventajas
1. Puede producir abrasión por la caída
libre y por choque de gránulos
contra las paredes del mezclador.
2. Es difícil de limpiar.
Aplicaciones
La principal y más conocida aplicación de
este mezclador, se da en la gran industria
farmacéutica.

Ilustración 9 Mezclador de tornillo vertical, imagen
tomada de http://www.directindustry.es/prod/e-bachiller-
b-sa/product-67620-538408.html
 Mezclador de paletas
Consiste en un recipiente cilíndrico vertical
donde el material que se desea mezclar por
acción de palas o paletas unidas a dos ejes
rotorario central.
El flujo de estos polvos se produce
en tres dimensiones, ocurriendo un
movimiento radial y simultaneo
 Ventajas
Bajo costo
 Desventajas
En algunos casos puede ser
demorado el proceso de mezcla
Aplicaciones
 Su principal uso es en la industria de
bebidas, está diseñado para
proporcionar acción de mezcla
positiva tanto para el mercado de
turba profesional como para el
minorista.
Ilustración 10 Mezclador de paletas, imagen tomada de
https://hnmingyang.en.alibaba.com/product/489664501-
212754390/High_performance_charcoal_coal_powder_
dust_mixer_on_hot_sale.html
 Mezclador de palas planetario
Su forma es similar al mezclador de
paletas, se utiliza para el mezclado de
solidos antes de introducir algún líquido,
este posee un eje vertical con paletas que
rotan en una configuración planetaria
proporcionando un doble de acción
mezcladora
 Ventajas
Ideal para materiales viscosos
 Desventajas
El proceso de mezclado es lento a
comparación de otras mezcladoras
Ilustración 11 Mezclador de palas planetario, imagen
tomada de
http://www.directindustry.es/prod/vmi/product-39327-
815255.html
 Mezclador de barra Z

Consiste de un recipiente cilíndrico
horizontal con dos ejes que están en
paralelo y que rotan en direcciones opuestas
ya que producen un movimiento tangencial
de choque.
Este equipo es muy efectivo ya que la
distribución del fluido en la masa queda en
una gran extensión del mezclador, se aplica
el mezclado a masas pegajosas, duras y
densas
 Ventajas
1. Efectivos en la distribución de
fluidos
2. Mezclado de masas pegajosas,
duras, densas, granulados,
adhesivos dentales y polímeros
 Desventajas
1. Dificultad a la hora de
vaciarlo
2. Alto consumo de energía
3. Lentitud
4. Dificultad de limpieza
Aplicaciones
Su principal aplicación se da en procesos de
proceso de mezclado y amasado de masas
de pastas y polvos húmedos.
Ilustración 12 Mezclador de barra Z, imagen tomada de
https://spanish.alibaba.com/product-detail/mixtruder-
sigma-mixer-extruder-100369417.html
 Mezclador de lecho fluidizado
Se basa en la acción de un chorro que tiene
aire a altas velocidades, este es el que
expulsa el material a través de una cámara
donde todas las partículas se entremezclan
en un flujo tipo turbulento. Para mejor
eficiencia, se deben evitar el uso de polvos
cohesivos y una diferencia de densidades
mínima para evitar una segregación.
En llegado caso que los polvos sean
cohesivos, se formaran aglomerados.
 Ventajas
1. Puede granular y secar el material
 Desventajas
1. Los polvos no pueden ser cohesivos
2. La diferencia de densidades debe
ser mínima para evitar la
segregación.
Aplicaciones
Aplicaciones en la industria farmacéutica
tales como la producción de gránulos
medicinales, capsulas de gránulos con baja
azúcar o gránulos sin azúcar para medicina
china.
Producción de chocolate, café-mate, té
instantáneo, gránulos de jugo disolventes,
saborizante y demás. A demás de varias
industrias, tales como: agroquímica,
pesticidas, cebo de animal, químicas,
pigmentos, materia colorante y muchas
más.

Ilustración 13 Mezclador de lecho fluizado, imagen
tomada de http://www.dryingmachineschina.es/2-7-
turbojet-granulating-machine.html
 Mezclador de alta intensidad
Son equipos similares a los mezcladores
sigma, los cuales combinan las operaciones
de mezclado y granulación.
La manera en la que el material se
homogeniza es por compactación, la cual es
ejercida por el expulsor (tipo cuchillas) que
pueden operar entre 100 y 300 rpm.
 Ventajas
1. Menor tiempo
2. Fácil descarga
3. Fácil limpieza
4. Protegidos contra riesgos de
explosión
Aplicaciones
Lácteos, Jarabes y concentrados para
refrescos, cuidado personal (Champú y
acondicionador), Gel desinfectante,
Solución de ajuste de pH, Glucosa
Industrial, Bolas de pintura.
Ilustración 14 Mezclador de alta intensidad, imagen
tomada de https://spanish.alibaba.com/product-
detail/high-intensity-mixer-143970855.html
Tabla 2 Tabla de costos de los diferentes
mezcladores en dólares $US
MEZCLADOR COSTO $US
Mezclador de tambor $688-$2800
Mezclador cúbico $32000-40000
Mezclador de doble
cono
$1800-20000
Mezclador en V $7350-$7880
Mezclador de cintas $1000-$75000
Mezclador de tornillo
vertical
$2000-$50000
Mezclador de paletas $1000-$5000
Mezclador de barra Z $2000-$80000
Mezclador de lecho
fluidizado
$500-$30000
Mezclador de alta
intensidad
$20000-
$100000
Precios aproximados cotizados en la página web
https://www.alibaba.com/
De la anterior tabla podemos deducir que
para las industrias pequeñas o
microempresas es recomendable adquirir
un mezclador de tambor, de lecho
fluidizado, de paletas o en V, debido a su
bajo costo a comparación de los demás, la
elección del mejor se deja a criterio y
necesidad de la empresa. Para medianas y
grandes industrias como la farmacéutica, la
cementera, la de bebidas o alimentos se

recomiendan los mezcladores de barra Z,
los de alta intensidad, de cintas, de doble
cono, o de tornillo vertical ya que estos
pueden optimizar los procesos y lograr una
alta eficiencia. Según la descripción y
aplicaciones mencionadas anteriormente
podría escogerse el mezclador más útil para
su industria.
AGITACIÓN
Esta es la operación por la cual se puede
generar movimientos bruscos e irregulares
en la materia situando las partículas o
moléculas de una o más fases de tal modo
que se obtenga el fin pretendido en el
mínimo de tiempo y con un mínimo de
energía.
“En el caso de que no sea una única sustancia
la que reciba este movimiento, sino dos o más
sustancias, miscibles o no, se llamará mezcla.
En ella se pretende realizar una distribución al
azar de dichas sustancias o fases” (Lemaza,
2017)
Funcionamiento de un Agitador
Por lo general el equipo consiste en un
recipiente cilíndrico el cual puede ser
cerrado o abierto, y un agitador mecánico,
montado en un eje y accionado por un
motor eléctrico. Las proporciones del
tanque varían ampliamente, dependiendo
de la naturaleza del problema de agitación.
El fondo del tanque debe ser redondeado,
con el fin de eliminar los bordes rectos o
regiones en las cuales no penetrarían las
corrientes del fluido. La altura del líquido,
es aproximadamente igual al diámetro del
tanque. Sobre un eje suspendido desde la
parte superior, va montado un agitador. El
eje está accionado por un motor, conectado
a veces, directamente al mismo, pero con
mayor frecuencia, a través de una caja de
engranajes reductores.
El agitador crea un cierto tipo de flujo
dentro del sistema, dando lugar a que el
líquido circule por todo el recipiente y
vuelva de vez en cuando al agitador.
Ilustración 15 Equipo agitador, imagen tomada de
internet http://procesosbio.wikispaces.com/Agitador
Tipos de movimientos circulatorio
generado por los agitadores
Agitación de flujo axial
Los que generan corrientes paralelas al eje
del agitador.
Ilustración 16 flujo axial, imagen tomada de internet de
http://procesosbio.wikispaces.com/Agitador
Agitación de flujo radial
Los que dan origen a corrientes en dirección
radial al eje del agitador.

Ilustración 17 Flujo radial, imagen tomada de internet de
http://procesosbio.wikispaces.com/Agitador
Tipos de agitadores
Los agitadores se dividen en dos clases: los
que generan corrientes paralelas al eje del
agitador y los que dan origen a corrientes en
dirección tangencial o radial.
Los primeros agitadores se llaman
agitadores de flujo axial y los segundos
agitadores de flujo radial.
Los tres tipos principales de agitadores son,
de hélice, de paletas, y de turbina. Cada uno
de estos tipos comprende muchas
variaciones y subtipos que no
consideraremos aquí. En algunos casos
también son útiles agitadores especiales,
pero con los tres tipos antes citados se
resuelven, de acuerdo con (Lemaza, 2017)
“el 95% de los problemas de agitación de
líquidos.”
Agitadores De Hélice
Es un agitador que genera un flujo axial,
operando con velocidad elevada y se
emplea para líquidos poco viscosos, cortan
o friccionan vigorosamente el líquido.
Debido a la persistencia de las corrientes de
flujo, estos agitadores son eficaces para
tanques de gran tamaño.
Ilustración 19 Agitador de hélice, imagen tomada de
http://shop.llg.de/info7071_lang_ES.htm
En tanques de gran altura, pueden
disponerse dos o más hélices sobre el
mismo eje, moviendo el líquido ya sea en la
misma dirección o bien en sentido opuesto
creando una zona de elevada turbulencia en
el espacio comprendido entre ellas.
Ilustración 18 Agitador de doble hélice, imagen tomada
de http://cali.all.biz/agitador-vr24b-016020-doble-hlice-
para-mezclas-g25957#.WV25DoThDIU
Los agitadores de hélice se utilizan para
líquidos inmiscibles, preparación de
suspensiones, jarabes, salmueras,
emulsiones, entre otros.

Tipos de agitadores de helices
Ilustración 19 Tipos de agitadores de hélice, imagen
tomada de http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-
monografias/8781978/Agitacion-en-Reactores.html
Aplicaciones
Agitación de líquidos útiles en sectores
farmacéuticos, cosméticos y químicos.
Agitador de paletas
Es la forma más sencilla de agitador,
consiste en una hoja plana suelta a un eje
rotatorio que normalmente gira a
velocidades entre 20 y 150 rpm.
Ilustración 20 Agitador de palas planas, imagen tomada
de
de-fluidos.pdf
Ilustración 21 Agitador de planas inclinadas, imagen
tomada de la página web
http://procesosbio.wikispaces.com/Agitador?responseTo
ken=2b50af59527ef9701723fbdc27949afc
Es común también utilizar agitadores
formados por dos o tres paletas.
Ilustración 22 imagen tomada de internet de
https://es.slideshare.net/JoseLuisBrunelli/agitadores-
25010350
Otros tipos de agitadores de paletas son:
Ilustración 23 Tipos de agitadores de paleta, imagen
tomada de
de-fluidos.pdf
Los agitadores de reja son utilizados para
líquidos con mayor viscosidad, mientras
que los agitadores de ancla y de pala son
altamente utilizados en la industria
alimenticia.
Aplicaciones
El principal uso de este agitador se da para
procesos de
 Homogeneización.
 Neutralización.
 Floculación.
 Disolución.
 Precipitación.
 Emulsión.
 Cristalización.
 Dispersión.
 Mantenimiento de fangos en
suspensión.
Agitadores de turbinas
Están compuestos por un impulsor con más
de cuatro hojas montadas sobre un rodete y

fijas a un eje rotatorio, la mayoría son
parecidos a agitadores de múltiples y cortas
paletas.
El diámetro del rodete es menor que para
los agitadores de paleta, midiendo del 30 al
50% del diámetro total del tanque.
Algunos agitadores de turbinas son:
Ilustración 24 Tipos de agitadores de turbina imagen
tomada de
de-fluidos.pdf
Los agitadores de turbina giran a grandes
velocidades (30 a 500 rpm) sobre un eje que
va montado en el centro del tanque.
Estos agitadores impulsan al líquido
radialmente contra las paredes del tanque,
desde donde se divide la corriente, una parte
fluye hacia la parte superior y la otra hacia
el fondo, retornando ambas al rodete, por lo
que producen dos corrientes de circulación
separadas.
A demás de las corrientes radiales, también
se generan corrientes rotatorias, estas
últimas dan lugar a torbellinos, que se
deben evitar por medio de placas
deflectoras, con el fin de buscar la
eficiencia del mezclado.
Los agitadores de turbina son muy eficaces
para un amplio rango de viscosidades, en
líquidos con baja viscosidad producen
corrientes intensas, que se extienden por
todo el tanque eliminando las masas del
líquido estancado.
Aplicaciones
 Mezcla de dos líquidos miscibles
(ej: alcohol y agua)
 Disolución de sólidos en líquido
(ej.: azucar y agua)
 Mejorar la transferencia de calor (en
calentamiento o enfriamiento)
 Dispersión de un gas en un líquido
(oxígeno en caldo de fermentación)
 Dispersión de partículas finas en un
líquido
 Dispersión de dos fases no
miscibles (grasa en la leche)
Tabla 3 Ventajas y desventajas de os tipos
de agitadores
Tipo de
agitadores. Ventajas Desventajas
De Hélice Buen flujo
en las tres
direcciones
Es más costosa
que el de
paletas
De Paleta Bajo costo,
Buen flujo
radial y
rotacional.
Escaso flujo
perpendicular,
Elevado riesgo
de formación
de vórtices a
altas
velocidades
De Turbina Es muy
buena
mezcladora.
Tiene un alto
costo.
Corre el riesgo
de atascarse.

Tabla 4 Costos de los diferentes
agitadores en dólares $US
AGITADOR COSTO $US
Agitador de hélice $100-$80000
Agitador de paletas $220-$10000
Agitador de turbina $300-$100000
Precios aproximados cotizados en la página
web https://www.alibaba.com/
De la tabla anterior se evidencia que para
pequeñas empresas es posible adquirir
cualquier tipo de agitador, escogerlo ya
depende de las necesidades de la empresa,
para medianas y grandes empresas se
recomienda un agitador de hélice o turbinas
ya que ambos generan muy buenas mezclas
y tiene velocidades de agitación mayores.
Tipos de Flujo en Tanques Agitados
Los tipos de flujo que se generan en tanques
agitados dependen de ciertos factores tales
como:
 Tipo de rodete.
 Características del fluido.
 Proporciones del tanque.
 Pacas deflectoras.
 Agitador.
La velocidad del fluido en un punto del
tanque tiene tres componentes y el flujo
global del mismo, depende de cómo varían
estos tres componentes, de cierto punto a
otro. El primer componente es radial, la
segunda es longitudinal y la tercera es
tangencial.
Para el caso de la corriente de un eje
vertical, los componentes radial y
longitudinal son vertical. Estos
componentes mencionados anteriormente
son bastantes útiles debido a que dan lugar
al flujo necesario para que se produzca la
mezcla.
Cuando el comportamiento anterior se da en
el centro del tanque, el componente de
velocidad tangencial puede llegar a ser
perjudicial para la mezcla.
En un tanque sin placas deflectoras, el flujo
circular es provocado por todos los tipos de
rodete, tanto si el flujo es axial como radial.
Si los remolinos son intensos, el tipo de
flujo en el tanque es el mismo,
independientemente del rodete.
Formas de evitar remolinos durante la
agitación.
 Colocar el agitador fuera del eje
central del tanque.
 Colocar placas deflectoras.
Referencias
Agustín R. Uribe Ramírez, R. R. (01 de 07
de 2017). Universidad de
Guanajuato. Obtenido de
http://www.dcne.ugto.mx/Contenid
o/revista/numeros/41/A4.pdf
Castillo, M. C. (01 de 07 de 2017).
Obtenido de slideshare:
https://es.slideshare.net/peibizita/m
ezclado
Griskey, R. G. (2002). Transport
phenomena and unit operations : A
combined approach.
Lemaza, E. M. (01 de 07 de 2017). Scrib.
Obtenido de
https://es.scribd.com/doc/22659288
6/Agitacion-y-Mezclado
Mérida, U. d. (01 de 07 de 2017).
Agitacion y Mezclado. Obtenido de
http://www.firp.ula.ve/archivos/cur
so/Agitacion_2010_sf_v3.pdf
Sussana. (01 de 07 de 2017). Slideshare.
Obtenido de
https://es.slideshare.net/sussyvi/agit
acion-y-mezclado-11259499

The Mixig Company . (01 de 07 de 2017).
Obtenido de http://www.esp.vmi-
mixer.com/es/pdf/AM_P1.pdf
Warren L McCabe, J. C. (1975).
Operaciones unitarias en
ingenieria química. McGrawHill.

Agitación y mezclado

Más contenido relacionado

La actualidad más candente (20)

Similar a Agitación y mezclado (20)

Más de ivanramma (20)

Último (20)

Agitación y mezclado