AGITAZIONE MISCELAZIONE DI LIQUIDI La agitazione quella operazione

AGITAZIONE / MISCELAZIONE DI LIQUIDI

La agitazione è quella operazione che permette: Ø la dissoluzione di un solido in un liquido, Ø la dispersione di un solido in un liquido, Ø la miscelazione e la omogeneizzazione di un liquido in un liquido non miscibile, Ø la miscelazione e la omogeneizzazione di più liquidi fra loro miscibili.

1. AGITATORI A ROTORE

1. 1 - FLUIDI POCO VISCOSI elica v Sono di facile movimentazione. v Bisogna instaurare un moto vorticoso per cui l’agitatore può/deve ruotare velocemente. v Si usano eliche e turbine : elica turbina a lame

AGITATORI q AGITATORI FISSI q AGITATORI MOBILI

v I LIQUIDI NON MISCIBILI SI STRATIFICANO NEL CONTENITORE PER DENSITÀ. v L’AGITATORE DEVE ESSERE POSIZIONATO A METÀ DEL FLUIDO PIÙ DENSO.

AGITATORI FISSI Ø Se la velocità di agitazione è troppo bassa, si instaura un moto laminare e non turbolento, e il risultato è insoddisfacente. Ø Se la velocità è alta e non ci sono ostacoli al moto, si verifica il fenomeno della cavitazione flusso tangenziale ELICHE cavitazione TURBINE A PALE PIATTE Le eliche e pale piatte danno luogo a componenti di moto tangenziale

L’introduzione di lamelle sulle pareti (baffles o frangiflusso) porta all’instaurarsi di un moto vorticoso. “baffles” componenti di moto radiale

Ø Un flusso assiale viene invece indotto da: q eliche a lame inclinate q turbine a pale inclinate. L’insieme delle componenti tangenziale, radiale e assiale è responsabile della miscelazione componenti di moto assiale

AGITATORI MOBILI Devono essere adattabili al contenitore della formulazione da miscelare.

Per evitare il fenomeno della cavitazione, data l’assenza di frangiflusso, l’agitatore va posizionato: ü decentrato e/o ü inclinato

ESEMPIO DI UN AGITATORE PARTICOLARE

SC HELICONER q Conical design using two, separately driven blades (agitatori). q The outer blade consists of two helicalconical flights, 180 deg apposed. q. The inner blade is a screw (vite) for mixing and lifting or discharging. q The blades are designed to rotate independently, same direction or counterrotate. q Variable blade speed is standard.

1. 2 - FLUIDI MOLTO VISCOSI v Sono di difficile movimentazione. v Siccome il moto si trasmette con difficoltà, l’agitatore deve “coprire” la maggior proiezione di area possibile e deve muoversi anche aderente alle pareti. v L’agitatore deve ruotare lentamente per minimizzare gli attriti (eventuale camicia raffreddante, soprattutto per turbine). v Si usano pale, pale ancore, ancore cancelli insieme a turbine omogeneizzatrici

TURBINE OMOGENEIZZATRICI rotore statore Ø Le pale centrali del rotore agiscono con effetto di pompaggio radiale creando una depressione verticale che provoca una violenta aspirazione del prodotto. Ø Il prodotto aspirato verticalmente dalle pale centrali del rotore viene proiettato radialmente attraversando una serie di denti.

Gli agitatori a turbina sono generalmente costituiti da un tubo raccordato ad una estremità con un motore e dall’altra terminante con una testata detta comunemente turbina. La turbina è formata da uno statore e un rotore che gira ad alta velocità, entrambi provvisti di fori o fessure attraverso i quali viene forzato il liquido da miscelare. L’azione della turbina provoca un movimento del liquido in senso concentrico ed in sviluppo verticale. Il materiale da a agitare viene aspirato ed espulso con grande energia dai fori o dalle fessure praticate nel rotore e nello statore (secondo modalità pratiche caratteristiche di ogni modello) dopo aver subito un violentissimo trattamento all’interno della turbina. In tal modo si ha una miscelazione molto efficace, perché tutta la massa del fluido è contemporaneamente in movimento, con uno scarso inglobamento dell’aria. Di contro il fluido, per effetto dell’attrito al quale è sottoposto, subisce un certo riscaldamento. Questo inconveniente può essere ovviato sia con un adatto sistema di raffreddamento che diminuendo la velocità della turbina. 1: Motore. 2: Parete del contenitore. 3: senso del movimento del flusso. 4: turbina

IMPASTATRICE A SIGMA Ø Quando la quantità di liquido è molto limitata si ha una sospensione molto densa detta impasto: creme, pomate, dentifrici, ecc. Ø L'apparecchiatura per la preparazione di impasti non è molto diversa da quella usata per la miscelazione delle polveri: si tratta in alcuni casi di apparecchi con alberi e palette più robusti, sagomati appropriatamente per smuovere tutta la massa.

Impastatrice Sigma: così chiamata per la disposizione dei bracci rotanti, è generalmente costituita da una vasca con fondo rientrante al centro così da formare due distinte culle. Lungo l’asse di ciascuna di esse ruota un robusto braccio a forma di sigma a velocità diversa l’uno dall’altro. La vasca, inclinabile per facilitare l’operazione di scarico alla fine dell’impasto è chiusa da un coperchio al quale è collegato un dispositivo di sicurezza che comanda la fermata della rotazione dei bracci al suo sollevamento e che talvolta è munito di oblò per il passaggio delle soluzione o sospensione aggregante. Nei modelli sprovvisti di oblò, per evitare l’arresto della lavorazione durante la distribuzione del liquido, sotto il coperchio si può trovare una griglia che previene incidenti alle mani dell’operatore ad alla quale è collegato il dispositivo di arresto Uno dei pregi dell’impastatrice consiste nella robustezza, che le permette di smuovere anche masse che l’umettamento rende dure e compatte.

Ø Excellent for highly viscous materials. Ø Jacket arrangement is provided for heating or cooling application.

CV HELICONER q The CV has a unique mixing action using intersecting dual heliconical blades that intermesh throughout the conical envelope of the bowl (contenitore). q The high rate of product turnover caused by the blades provides very efficient heat transfer capability. q The CV is a low speed, medium shear style reactor with excellent mix dispersement. q The CV is capable of full vacuum, pressure and temperature control, top loading and bottom discharging

MECCANISMO DI MOVIMENTAZIONE q Nei fluidi molto viscosi (es. paste, creme, unguenti) è praticamente impossibile generare un moto vorticoso: l’unico moto possibile è il moto laminare. q La miscelazione avviene quindi per “shearing”, cioè scorrimento e grattuggiatura degli strati di materiale. q Si devono generare “loops” con linee di flusso che si richiudono generando ripetitività dello “shearing” e quindi buona efficacia. I LOOPS COINVOLGONO TUTTA LA MASSA DEL MATERIALE. I VORTICI SOLO PICCOLE PORZIONI LIMITATE.

2. AGITATORI A ULTRASUONI Ø Si utilizzano frequenze >20000 Hz prodotte con: q fischietti di Pohlmann, Pohlmann costituiti da una lamella che vibra per applicazione di una forza elettrica; q cristalli piezoelettrici, piezoelettrici cioè cristalli che per effetto di un campo elettrico alternato pulsano dilatandosi o contraendosi a seconda del campo; q trasduttori magnetici, magnetici che utilizzano alcuni metalli o leghe, quali Ni o Fe, che entrano in vibrazione se vengono immersi in un campo elettrico alternato.