Escalamiento 1

En este artículo se repasan los conceptos básicos de semejanza y se plantea y desarrolla un procedimiento para trasladar un proceso de agitación desde la planta piloto a la industrial.

Los efectos de mezclado conseguidos en planta piloto es preciso adaptarlos a planta industrial mediante unos ciertos criterios de escalamiento. En agitación intervienen diversos parámetros y en función de la aplicación, tienen más importancia unos u otros. No es posible un escalamiento manteniendo todas las relaciones entre parámetros de planta piloto y planta industrial, por lo que cada tipo de proceso tiene un único procedimiento de escalamiento. 

Para ello se utilizan las semejanzas entre parámetros de una y otra panta. Existen tres tipos de semejanzas: geométrica, cinemática y dinámica.

En la semejanza geométrica, todas las dimensiones son semejantes con una relación constante. En la semejanza cinemática, todas las velocidades en ambas escalas deben tener una relación constante mientras que en la semejanza dinámica, son las fuerzas o energías las que  tienen la relación constante.

 Las fuerzas más importantes que entran en juego en agitación son:

  • La de la energía introducida por el mezclador también llamada “fuerza de inerciaEsta fuerza está determinada por la elección  del diámetro del móvil y su velocidad.
  • Las fuerzas de viscosidad, de gravedad y de tensión superficial que se oponen a las de inercia.

La semejanza dinámica requiere que la relación entre estas cuatro fuerzas sea constante. Con el mismo fluido (misma densidad y viscosidad), sólo pueden mantener relación constante dos fuerzas.

Los conceptos de semejanza geométrica y dinámica sugieren el uso de grupos adimensionales.

Re (nº de Reynolds)=Fuerzas de inercia/ Fuerzas viscosas

Fr (nº de Froude)= Fuerzas de inercia / Fuerzas de gravedad

We (nº de Weber)= Fuerzas de inercia/ Fuerzas de tensión superficial.