Cuando se trata de mezclar distintos tipos de materiales en las industrias, un tanque mezclador resulta muy útil. Facilita el uso de recipientes que pueden mezclar gases, líquidos o sólidos y producir un resultado final uniforme. Su capacidad para mezclar materiales en grandes cantidades ha hecho que se utilicen mucho en las industrias alimentaria y de bebidas, farmacéutica, química y cosmética. Los tanques mezcladores, como tales, vienen en distintos tipos y tamaños, materiales y configuración, por lo que su aplicación es bastante específica. Normalmente incorporan una turbina o dispositivo similar para favorecer y mejorar el proceso de mezcla. Con el tanque de mezcla adecuado, es probable que las empresas mejoren la productividad, la calidad o ambas.
Tipos de tanques mezcladores
Tanque mezclador de acero inoxidable
Por ejemplo, en la industria alimentaria o farmacéutica, debido a la necesidad de preferencia sanitaria, es preferible un tanque de mezcla de acero inoxidable. Debido a su alta resistencia y fácil de desinfectar, resistencia a la oxidación, además de la capacidad de soportar procesos altamente agresivos.
Tanque mezclador de plástico
La construcción de un tanque mezclador de plástico permite utilizar una solución barata y muy fácil de transportar para la mezcla de productos químicos y otros líquidos no corrosivos. La aplicación de estos depósitos está muy extendida en industrias en las que la economía y la compatibilidad de materiales son importantes. Puede decirse que, aunque la resistencia de los materiales plásticos no está al mismo nivel que la del acero inoxidable, sus aplicaciones flexibles pueden realizarse gracias a su excelente resistencia química.
Tanque de mezcla enchaquetado
El método de control térmico del tanque de mezcla encamisado consiste en dos o más paredes que forman el recipiente o una pared con una camisa que rodea la parte exterior del recipiente y contacta térmicamente con el contenido del mismo. Estos recipientes son especialmente adecuados para etapas de procesamiento con calentamiento o enfriamiento, por ejemplo en la industria alimentaria o farmacéutica. Cuando se realiza la mezcla, los fabricantes son capaces de controlar la temperatura a los niveles designados inyectando o aplicando líquidos calientes o fríos a través de la camisa.
Características esenciales de un tanque de mezcla
Agitadores y mezcladores
El elemento situado en el nivel intermedio del tanque de mezcla que ayuda a realizar la operación de mezcla se denomina agitador o mezclador. Ayuda a mezclar los materiales del tanque y produce movimientos que favorecen la distribución uniforme de las sustancias depositadas en el interior del tanque. Algunos de los distintos tipos de agitadores son hélices, turbinas y paletas, todos ellos configurados para realizar distintas funciones de mezcla.
Bafles
Los deflectores son componentes estructurales que se colocan en el interior de un tanque de mezcla para mejorar la distribución de los materiales. La utilidad de los deflectores se describe además como la limitación del movimiento rotatorio de los materiales a través de la esfera en un intento de promover los procesos de mezcla. De este modo, se distribuye la concentración de todos los materiales por todo el volumen del tanque al tiempo que se inhibe la rotación excesiva de la varilla.
Diseño y geometría del depósito
Puede afirmarse que un tanque de acoplamiento es un componente de acoplamiento importante, pero del mismo modo es un eslabón de todo el sistema diseñado de forma que hay varios elementos de diseño que repercuten en la eficacia del proceso de mezcla. El diseño y las dimensiones de tales características se extienden a la forma del tanque, su relación altura-diámetro y otras características que puedan estar presentes internamente. Aumentar la posibilidad de una mezcla eficaz en un tanque determinado modificando su geometría para adaptarla al tipo de materiales y al método de mezcla utilizado es otra forma de mejorar su eficacia.
Aplicaciones de los tanques mezcladores en distintos sectores
Alimentación y bebidas
Dentro de la industria alimentaria y de bebidas, los tanques de mezcla se utilizan en procesos como la matriz de la materia prima y la preparación de masas líquidas subhomogéneas a partir de la materia prima, así como en la consecución de viscosidades específicas en productos finales como salsas, bebidas, productos lácteos y otros. En este caso, los más populares son los tanques mezcladores de acero inoxidable, que ayudan a evitar contaminaciones del contenido. El sector de la restauración también ha incorporado las cubas de mezcla Suzuki para garantizar un control adecuado de las velocidades de mezcla y la temperatura durante el mezclado de los materiales. Estos dos factores determinan la calidad general de los productos, así como su sabor.
Industria farmacéutica
La industria farmacéutica tiene tanques de mezcla como equipo predominante en los procesos de fabricación de medicamentos, vacunas y otros productos relacionados en la industria farmacéutica. Estos tanques se utilizan en la preparación de mezclas de ingredientes farmacéuticos activos (API) mediante la incorporación de otros productos químicos para promover la homogeneización y estabilización adecuadas de la mezcla. Este sector industrial se caracteriza por unas exigencias extremas, por lo que los tanques de mezcla de estos sectores incorporan de serie un control avanzado de parámetros como la temperatura, la presión y la velocidad de mezcla. Además, debido al riesgo de contaminación, es habitual ver recipientes de acero inoxidable, ya que se pueden limpiar y desinfectar fácilmente y, por tanto, permanecen asépticos.
Industria química
Los tanques de mezcla son especialmente útiles en la industria química, en la producción de otros compuestos como disolventes, pinturas, adhesivos y también en muchos otros procesos de fabricación. Teniendo en cuenta que los materiales utilizados pueden ser activos o tóxicos, las cubas de mezcla química deben estar fabricadas con materiales no corrosivos y químicamente resistentes. En este ámbito, se fabrican tanques capaces de soportar altas temperaturas y presiones y, aun así, mezclar sin comprometer la seguridad del proceso.
Tanques de mezcla – Ventajas en la aplicación
Mejora de la consistencia del producto
Como los tanques de mezcla pueden proporcionar instalaciones recreativas positivas para diferentes fábricas, la consistencia en la calidad del producto es uno de los beneficios que se pueden acumular. Para cualquier organización que trabaje con alimentos, productos farmacéuticos o productos químicos, una distribución uniforme de todos los ingredientes es crucial. Como la mezcla ayuda a garantizar una textura, color y composición uniformes de cualquier producto, se minimiza la posibilidad de obtener lotes defectuosos o no estandarizados.
Mezcla y combinación eficaces
Dado que los tanques de mezcla están fabricados específicamente para mezclar materiales diversos, es probable que la mezcla sea muy eficaz. El uso de agitadores y la configuración adecuada de los tanques reducen los tiempos de mezcla, lo que impulsa los ciclos de producción. Esta eficacia no sólo acorta los tiempos de mezcla, sino también el consumo de energía en el proceso de mezcla, lo que resulta lucrativo para los productores.
Opciones de personalización
La mayoría de los fabricantes de tanques de mezcla tienen diseños incorporados que pueden modificarse para adaptarse a las necesidades, mezcladores utilizados por la empresa. Las características modulares pueden incluir tipos de agitadores, tamaño y materiales del tanque, y otras características como camisas calefactoras, unidades de refrigeración y otras. De este modo, las empresas pueden adaptar su estrategia de mezclado a las peculiaridades de sus operaciones.
Cómo elegir el tanque de mezcla adecuado
Tamaño y capacidad del tanque
La elección del tanque de mezcla también implica una serie de consideraciones, siendo las más importantes el tamaño y el volumen adecuados del tanque. El tamaño debe determinarse en función del tamaño del lote, de forma que se garantice que el tanque no esté ni demasiado lleno, ni demasiado inundado, ni demasiado seco para mezclar, de forma que no haya suficiente material para mezclar. Los depósitos más grandes pueden ser necesarios para la producción industrial en masa, mientras que los depósitos más pequeños serían suficientes para las series de producción piloto o las unidades de prueba.
Compatibilidad de materiales
Sin embargo, la compatibilidad de materiales es igualmente importante a la hora de decidirse por una cuba de mezcla. Los materiales de construcción de los tanques, como en el caso del acero inoxidable o los plásticos, deben ser adecuados al tipo de materiales que se mezclan. Por ejemplo, los ácidos agresivos deben almacenarse en tanques fabricados con materiales no reactivos y las industrias de fármacos alimentarios deben disponer de materiales inertes no reactivos y limpios.
Velocidad y potencia de mezcla
Eficacia de la mezcla impulsada por agitadores. Las expectativas sobre la forma y las propiedades físicas y operativas de los materiales heterogéneos que se van a mezclar deben ajustarse a los requisitos de mezcla. En los procesos de mezcla de este tipo, los especialistas recurren al uso de mezcladores de alta velocidad. El control de velocidad ajustable es otra gran herramienta con la que el operario puede variar los ajustes de mezcla en función del lote.
Inspección exhaustiva de los tanques de mezcla en uso
Procesos de limpieza
En relación con las normas relativas a la vestimenta del personal, todas las técnicas y operaciones que vaya a realizar el personal deben contar con los requisitos básicos para su limpieza. La mayoría de las veces, en las repercusiones del encolado de harina y otros productos, se realiza la limpieza de depósitos, juntas y cuchillas del montaje de la mezcladora. Normalmente se instalan sistemas de limpieza (CIP Cleaning in place – NO son los que se utilizan para autos o para bolsas.) en la parte alta de los recipientes para reducir la movilidad de xxx, proteger el armazón de daños y simplificar los procesos de limpieza.
Mantenimiento rutinario según el manual de procedimiento
Es importante realizar un mantenimiento periódico de los tanques de mezcla para minimizar el riesgo de avería durante el periodo de garantía o una vez transcurrido éste. Las piezas como las cubiertas de las campanas, los yunques u otras superficies que entran en contacto con el agitador es mejor revisarlas dentro de las cubas de vez en cuando. El mantenimiento debe incluir la lubricación de los filos, la realineación de las carcasas y la eliminación de los eslabones débiles. Un mantenimiento periódico regular es sinónimo de eficacia y durabilidad.
Problemas comunes y procedimientos de resolución de problemas de las cubas de mezcla
Los problemas más comunes de los tanques de mezcla son la avería mecánica de los agitadores, las fugas de las juntas del tanque y la mezcla inadecuada. Es difícil exagerar la importancia de actuar con rapidez ante estos problemas, ya que si no se controlan pueden provocar pérdidas de producción. En caso de que la agitación no se realice correctamente, lo más probable es que haya que modificar la cantidad de agitación o la velocidad de ésta y/o comprobar si hay obstrucciones y/o cambiar las palas ya utilizadas por otras nuevas. Los problemas de fugas también pueden resolverse utilizando juntas o variando la presión en la propia máquina. Las comprobaciones de mantenimiento preventivo también reducen las pérdidas de tiempo.
La importancia de los tanques de mezcla en la optimización de procesos
Aumento de la productividad
Se puede decir que el aumento de la productividad es el resultado del uso de la construcción de tanques de mezcla que se hacen correctamente sin defectos y por lo tanto conducen a la optimización del proceso. Una mezcla más rápida permite obtener más producción en menos ciclos. La productividad en términos de rapidez con la que el producto final llega a las estanterías puede optimizarse con tanques avanzados que tengan un control automático de la temperatura y la velocidad de mezcla, reduciendo así la intervención manual.
Control de residuos
Es probable que se produzcan residuos cuando la mezcla no se realiza correctamente. Los materiales mal mezclados se evitan con el uso de tanques de mezcla que proporcionan mezclas ideales para diferentes sustancias. El diseño de la cuba y sus sistemas de agitación son óptimos para aumentar la potencia de mezcla y eliminar la zona muerta, con lo que se reducen los riesgos de rechazo de lotes y de residuos.
Cualidades de ahorro energético
La eficiencia es una de las consideraciones más importantes de los diseños de tanques de mezcla contemporáneos. Unos agitadores eficaces y la configuración correcta del tanque reducen la cantidad de energía utilizada durante la mezcla. Además, los tanques enchaquetados con temperatura controlada reducen la necesidad de calentamiento o enfriamiento constantes, lo que ahorra tanto energía como costes durante las operaciones.
Depósitos de mezcla personalizados: Soluciones que se adaptan a las necesidades de cada uno
Diseños y características
Los tanques de mezcla a medida fabricados específicamente para determinadas industrias proporcionan las soluciones requeridas con tanques diseñados para necesidades de procesamiento específicas. Entre las muchas características personalizadas de estos tanques especiales se encuentran las formas extrañas, los estilos extraños de agitadores y el uso de materiales especiales para retener determinadas sustancias problemáticas. Por ejemplo, las industrias que procesan materiales muy espesos o muy viscosos pueden necesitar depósitos con agitadores especiales para materiales espesos en los que no sería deseable colar el equipo.
Futuras direcciones y tendencias de las cubas de mezcla a medida
El futuro de los tanques de mezcla a medida, en los que el usuario puede elegir su forma según sus preferencias, es muy prometedor. De hecho, las tendencias futuras apuntan a la inclusión de tecnologías inteligentes que incorporarán sensores que registrarán automáticamente la temperatura, el pH y la viscosidad, entre otros, de forma continua mientras dure el proceso de mezcla. Los avances en las ciencias de los materiales también pueden conducir al desarrollo de tanques de mezcla más resistentes que puedan soportar medios corrosivos complejos, lo que mejorará la eficacia y ampliará el alcance de los tanques de mezcla personalizados.
Tanques mezcladores – Preguntas más frecuentes
Con un tanque de mezcla, ¿se pueden cumplir los requisitos de los materiales de alta viscosidad?
Sí, se pueden construir tanques de mezcla para procesar materiales de alta viscosidad como geles, pastas y cremas. Hay que tener muy en cuenta la elección del mezclador o agitador adecuado, por ejemplo, el uso de mezcladores helicoidales para materiales espesos. Las consideraciones de potencia y velocidad también son cruciales para el proceso de mezcla.
¿Qué medidas de seguridad se pueden tomar al utilizar una cuba de mezcla?
Los tanques mezcladores deben utilizarse con moderación, ya que la seguridad es fundamental, especialmente para quienes manipulan productos químicos. La cuba de mezcla debe estar tapada y cerrada para evitar fugas de fluidos por la boca de la cuba. Ciertas condiciones como la temperatura o la presión dentro del tanque deben mantenerse bajo control. Debe disponerse de otros mecanismos de seguridad, como un cierre de emergencia. También debe llevarse ropa de protección adecuada para proteger al operario de la exposición a productos químicos.
¿Cómo se puede descontaminar un tanque de mezcla de la forma más eficaz y sencilla?
Los métodos de limpieza varían en función del diseño del tanque, así como del material utilizado en su procesamiento. Es obligatorio limpiar los tanques tanto en la industria alimentaria como en la farmacéutica debido a la naturaleza de los productos fabricados. Los sistemas de limpieza in situ (CIP) permiten limpiar el depósito automáticamente sin desmontarlo. Sin CIP, las superficies internas, incluidas las demás partes del tanque como los agitadores, se someten a un raspado con productos de limpieza adecuados en el exterior para su limpieza.
¿Los tanques de mezcla son exclusivamente para necesidades de refrigeración?
Incorrecto, los tanques de mezcla con camisa pueden utilizarse tanto para calentar como para refrigerar. El tanque está rodeado de fluidos calientes o fríos que circulan por la camisa, y esta construcción hace que los tanques sean útiles para procesos de temperatura controlada en las industrias de producción alimentaria y farmacéutica.
