Trabajo Escrito Final.docx

Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Zaragoza Ingeniería Química Laboratorio de Taller y Proyectos

Diseño y construcción de un mezclador de semisólidos.

Integrantes:    

Escobar López Yariset Malinalli Díaz Cerqueda Alejandra Ruíz Sánchez Ángel David Villeda López Jesús

Grupo: 3511

5°Semestre

Profesora: María Estela de la Torre Gómez Tagle

Índice GENERALIDADES: Justificación Objetivo general Objetivos particulares Objetivos específicos MARCO TEÓRICO: 1. ¿Qué es un detergente? 1 1.1. Definición …………………………………………………… …………………………………………………… 2 1.2. Antecedentes …………………………………………………… 3 1.3. Funcionamiento …………………………………………………… 5 1.4. Características …………………………………………………… 5 1.5. Estructura ………………………………………. 9 11 1.6. Tipos de detergentes ………………………….. …………………………………………………… 13 1.7. Formulación de detergentes 1.8. Normatividad 2. Mezclado 18 1.2. Definición …………………………………………………… …………………………………………………… 19 1.3. Antecedentes ………………………….. 19 1.4. Mecanismos de mezclado …………………………………………………… 20 1.5. Clasificación ….…………………………………... 26 1.6. Transferencia de calor 3. Selección de mezclador …………..………….... 3.1. Fluidos Newtonianos y No newtonianos ………………..……... 3.2. Mezcladoras de baja y mediana viscosidad ………………..……... 3.3. Mezcladoras de alta viscosidad

29 31 35

ELABORACIÓN DE DETERGENTE DESENGRASANTE 1.1. 1.2.

……………………………………………………

Componentes …………………………………………………… Metodología

41 44

ELABORACIÓN DE MEZCLADOR 1.1. 1.2. 1.3.

Diseño ………………………………………………………………… ………………………………………………………………… Cálculos ………………. Prototipo hecho con materiales reciclados

46 47 49

Justificación Aunque a simple vista, el mezclado y la agitación parecieran ser lo mismo, lo cierto es que no es así, por ejemplo, cuando se habla de agitación, sólo se hace referencia al movimiento de un fluido con un patrón específico, caso contrario al del mezclado que se refiere a un movimiento aleatorio que, como es posible deducir, no sigue un patrón específico. Teniendo estas diferencias en cuenta se sabe que, en muchas ocasiones, una efectiva agitación y mezclado de fluidos suponen el exitoso resultado de la mayoría de los procesos industriales actualmente. El mezclado es mucho más complejo de lo que se supone a primera vista, pues hay diferentes factores a considerar que permiten que el mezclado sea adecuado. Considerando lo anterior, hay diferentes tipos de mezclado que realmente hacen referencia al tipo de mezclador a utilizar. Existen diversos procesos en las diferentes industrias, que requieren del uso de algún mezclador; sin embargo, se ha tomado el caso de la fabricación de un detergente como un ejemplo específico de mezclado. Todos hemos utilizado un detergente en algún momento ya sea simplemente para lavarnos las manos antes de comer o para limpiar distintos tipos de manchas de ropa, pisos, vidrios, utensilios, etc. Hoy en día podemos encontrar una amplia variedad de detergentes con distintas funciones, presentaciones, marcas, aromas, colores e incluso, actualmente, podemos encontrar detergentes biodegradables. La higiene personal es una necesidad muy bien entendida y no fue hasta el año de 1913 que se descubrió el poder detergente de algunas sustancias sintéticas y se establecieron las bases para la fabricación del detergente usado actualmente. Desde entonces, estos productos han sido mejorados con el paso de los años, con base a distintas investigaciones y estudios, para dar respuesta a demandas específicas como lavar ropa fina sin dañarla o remover cierto tipo de manchas. Los detergentes, con el paso del tiempo, desplazaron a los jabones por su eficacia en aguas duras y aun se continúan distintas investigaciones para el mejoramiento de estos productos. Sin embargo aún con la abundancia de diferentes tipos de detergentes específicos, los detergentes del tipo desengrasante no comparten ninguna similitud con los detergentes que tienen cuidado con la piel, esto representa un problema

para las personas que trabajan con grasa en las manos ya que no poseen un detergente que les ayude a eliminar estas manchas sin sufrir daños en la piel. Tomando en cuenta todo lo expuesto anteriormente, para este proyecto se han planteado dos objetivos generales: El primero es llevar a cabo el proceso de elaboración de un detergente desengrasante, que sea efectivo al momento de eliminar distintos tipos de manchas de grasas y aceites, que no dañe la piel, de bajo costo y que, además, sea un producto biodegradable. El segundo objetivo parte del primero y es que, con base a la elaboración del detergente, una vez obtenido el producto final, se proceda a hacer el diseño del equipo principal utilizado en la industria; específicamente, del mezclador utilizado para hacer dicho detergente.

Objetivos generales: 



Llevar a cabo el proceso de elaboración de un detergente desengrasante, que sea efectivo al momento de eliminar distintos tipos de manchas de grasas y aceites, que no dañe la piel, de bajo costo y que, además, sea un producto biodegradable. Con base a la elaboración del detergente, y una vez obtenido el producto final, se realice el diseño del equipo necesario utilizado en la industria; de forma concreta, un mezclador.

Objetivos particulares: 





Realizar la fórmula que tendrá el detergente; para realizarla de forma experimental en el laboratorio y, una vez obtenida la fórmula y después de hacer las pruebas correspondientes para probar su eficacia. Realizar el diseño completo de un mezclador específico para este detergente, en este caso, se habla de un fluido no newtoniano; por lo que se realizarán cálculos para las dimensiones del tanque para un equipo de tamaño industrial, también los cálculos necesarios para el agitador que se necesiten para el equipo. Realizar el diseño del equipo a escala para, posteriormente, poder hacer un mezclador funcional a escala.

Objetivos específicos: 

Aplicar los conocimientos adquiridos durante el semestre en las demás materias para, combinarlos y poder cumplir con los objetivos generales y particulares planteados con anterioridad.

Capítulo 1: ¿Qué es un detergente? En la actualidad existe una gran cantidad de productos de limpieza de uso cotidiano. Los detergentes son uno de los productos químicos más utilizados en la actualidad. Todos los conocemos y los hemos utilizado. Sabemos que se emplean para el aseo personal, para la limpieza del hogar, utensilios, materiales y superficies ¿Qué es un detergente y cómo funciona?

1.1 Definición Los detergentes son productos de limpieza eficaces de uso cotidiano que sirven para mantener higiene, eliminar suciedad y simultáneamente reducir la presencia de agentes infecciosos que producen enfermedades. Esto se debe a que cuentan con propiedades que permiten eliminar la suciedad sin afectar el material sometido al proceso de limpieza. A nivel molecular los detergentes son sustancias orgánicas que tienen la capacidad de reducir la tensión superficial del agua y son causantes de la humectación, penetración, emulsión y suspensión de la suciedad. Al disminuir la tensión superficial del agua, ésta adquiere la capacidad de extenderse y mojar las superficies de una forma más efectiva. Aunque los jabones también comparten estas propiedades, los jabones no son considerados como detergentes ya que el jabón es una sustancia con dos partes: Una hidrofílica y otra lipofílica. Químicamente un jabón es una sal alcalina de un ácido graso de cadena larga. En cambio los detergentes son una mezcla de varias sustancias que contienen compuestos tensoactivos y otros aditivos, conocidos como coadyuvantes, que incrementan las propiedades de lavado. El detergente es disolvente mientras el jabón es corrosivo. Una de las razones por las que los detergentes han desplazado a los jabones es que se comportan mejor que estos en aguas duras.

1

1.2 Antecedentes Hoy en día existen cientos de jabones y detergentes en todo el mundo con distintas funciones, aromas, colores, formas y presentaciones. Los detergentes son productos comunes que todos han utilizado ya que son indispensables para mantener higiene y limpieza. Aunque no es posible determinar la fecha exacta en la que se inventó el primer jabón en la historia de la humanidad, se sabe que desde la antigüedad ya se empleaban productos realizados a partir de grasas de animales y vegetales para la limpieza. Gracias a la evidencia obtenida de excavaciones se sabe que la fabricación del jabón y su empleo se remonta hace 2800 a.C. aproximadamente, en la época de los sumerios, ya que se han encontrado vasijas y tablas de arcilla con inscripciones que contienen información sobre las grasas que ocupaban para elaborar jabones. Los egipcios también fabricaban jabones para usos médicos. Ellos combinaban aceites vegetales y animales con sales alcalinas y cenizas. “A lo largo de la historia, distintas civilizaciones utilizaron diversos ingredientes para elaborar el jabón: una sustancia grasa, ya sea de origen vegetal o animal, y un álcali, ya sea cenizas de madera o de plantas, ricas en carbonatos de sodio o potasio. Ese es el origen de la reacción más antigua, la saponificación.” (Regla, Vélez, Humberto, Amaya, & Neri, 2014) Con el paso de los años los jabones se fueron perfeccionando, pero no fue sino hasta el año de 1890 que se introdujo el detergente sintético en Alemania. En 1913 A. Reycher descubrió el poder del detergente en algunas sustancias sintéticas. Desde ese momento el detergente fue mejorado para dar respuesta a demandas específicas. Los primeros detergentes eran utilizados principalmente para el lavado de platos y de ropa fina. En 1946 fue un momento culminante para el desarrollo de los detergentes cuando se introduce en Estados Unidos el primer detergente estructurado y a partir de 1949 el uso de los detergentes sintéticos aumentó sobre el empleo del jabón ya que en aguas duras los jabones debido al calcio y el magnesio, elementos abundantes en aguas duras, tienden a formar precipitados insolubles en el agua, contribuyendo a ensuciar más que a limpiar, situación que no se presenta con los detergentes sintéticos.

Imagen 1.1- El primer detergente consistía en una mezcla de jabón tradicional al que se le añadió perborato y silicato sódico. Éste se denominó con las tres primeras letras de cada añadido, Persil.

2

Imagen 1.2- La evidencia sugiere que los sumerios fabricaban su jabón con una sustancia preparada mezclando agua, un álcali y aceite de acacia.

1.3 Funcionamiento ¿Existen líquidos que no “mojen”?. En efecto, un ejemplo perfecto para esto es el mercurio, que es un elemento que se encuentra en estado líquido sin embargo no “moja”. Esto ocurre debido a que el mercurio tiene una tensión superficial muy grande, la tensión superficial del mercurio a 25°C es de 484 dinas/cm. Si lo comparamos con el agua que tiene una tensión superficial de 72.8 dinas/cm a 20°C podemos observar que hay una gran diferencia entre ambos líquidos. Esta propiedad es la que hace que el mercurio forme esferas y no “moje”. Es importante mencionar esto ya que el agua posee una tensión superficial elevada que también le permite formar esferas, lo podemos observar en las gotas que se forman cuando llueve o en las gotas que quedan adheridas en las plantas cuando las regamos, etc. Los detergentes contienen tensoactivos, los cuales son sustancias químicas que de manera más efectiva disminuyen la tensión superficial del agua para que ésta pueda extenderse y mojar las superficies. Es importante destacar también que el agua por sí sola no es capaz de limpiar cierto tipo de manchas como las grasas y los aceites ya que el agua es un compuesto polar y las grasas y aceites son compuestos no polares. Los tensoactivos, al igual que los jabones, cuentan con una parte hidrofílica y otra lipofílica. Esto permite que al adicionar el detergente al agua, se puedan limpiar grasas y aceites. Como ya se mencionó los detergentes son causantes de la disminución de la tensión superficial del agua y además provocan los siguientes fenómenos físicos:   

Humectación: Hace referencia a la ruptura de la tensión superficial del agua, para que una gota sea capaz de mojar una mayor superficie. Penetración: Es cuando comienza penetrar por los poros de la superficie entra en contacto con las zonas porosas donde se encuentran la suciedad. Emulsión: Se forman partículas finas de uno o más líquidos en otro líquido.

3



Suspensión: Aquí la suciedad se separa de la superficie en forma de partículas en solución.

En la limpieza los detergentes mantienen los residuos en suspensión, por esta razón es importante realizar enjuagues y remover esta suspensión para eliminar la suciedad.

Imagen 1.3- El mercurio forma gotas debido a su gran tensión superficial

Como ya se mencionó anteriormente, los detergentes contienen agentes tensoactivos, que son sustancias que constan de una parte hidrofílica y otra. Esta estructura permite que los tensoactivos envuelvan a las partículas de suciedad formando micelas en donde los grupos polares (generalmente grupos carboxilato o sulfonato) de los tensoactivos se encuentran rodeados de moléculas de agua mientras que las cadenas no polares (cadenas hidrocarbonadas) rodean a las moléculas de grasa. Este efecto solubilizante es el que permite solubilizar y eliminar la suciedad grasosa. l

Imagen 1.4- En esta imagen se muestra la acción de los tensoactivos para eliminar la suciedad de las superficies al formar micelas.

4

1.4 Características En general la mayoría de los detergentes cumplen con las siguientes características:      

Son solubles en el agua. Tienen una parte afín a los lípidos que permite remover distintos aceites y grasas. No afectan a la piel, no provocan irritaciones o alergias. No son tóxicos. No son corrosivos. Mejora la apariencia y adherencia de las superficies.

  

 

Son capaces de eliminar distintos tipos de manchas. Son desinfectantes. Poseen excelente acción humectante, emulsionante, dispersante y disolvente de residuos que se desean limpiar. Poseen excelentes propiedades de enjuague. No mancha.

Sin embargo es importante mencionar que existen muchos tipos de detergentes en la actualidad y cada detergente tiene características propias que permiten que desempeñen mejor una función u otra. Por ejemplo existen detergentes especiales para remover cierto tipo de manchas en la ropa, otros actúan mejor eliminando grasas y aceites, etc.

1.5 Estructura En general todos los detergentes están compuestos por los siguientes componentes: 1. 2. 3. 4.

Tensoactivos o surfactantes Agentes coadyuvantes Agentes auxiliares Aditivos

Tensoactivos o surfactantes: Como ya se mencionó, los tensoactivos son productos químicos que de manera más efectiva disminuyen la tensión superficial del agua o también realizan otras funciones importantes como generar emulsiones. Se puede llamar también agente tensoactivo o surfactante al componente que realiza un papel similar al del jabón, ya que facilita la tarea del agua al conseguir que esta moje mejor los tejidos. Separa

5

la suciedad de los tejidos e impide que esta se deposite de nuevo. A su vez los tensoactivos se clasifican en: -Aniónicos: Son los más utilizados a nivel doméstico. Los detergentes aniónicos y especialmente los sulfonatos, son los que se utilizan más, cuestan poco y son estables en aguas duras. Tienen carga negativa y sus propiedades: son económicos, poco irritantes y son los más utilizados para fabricar champús. -Catiónicos: No se utilizan normalmente para fines de detergente, pero algunos se emplean como desinfectantes, puesto que poseen propiedades bacterianas. Los compuestos de amonio cuaternario pertenecen a este grupo. Son los más utilizados para fabricar champús o crema suavizante. -No iónicos: Son empleados con frecuencia para vajillas, no forman mucha espuma. Tienen una aplicación industrial algo mayor que la doméstica. No tienen carga y se emplean como auxiliares de los tensoactivos en general. No se disocian en el agua, por lo que carecen de carga. Se utilizan en preparaciones farmacéuticas y en la industria cosmética y como emulsionantes y solubilizantes en los alimentos. -Anfotéricos: Son utilizados en champús y cremas para usar sobre la piel.

Agentes Coadyuvantes Ayudan al agente tensoactivo en su labor. Entre los más utilizados se encuentran los siguientes compuestos: - Polifosfatos: Son compuestos químicos formados por dos o más átomos de fósforo unidos por oxígeno. Estos compuestos se utilizan con frecuencia en la elaboración de los detergentes para ablandar el agua, ya que forman complejos con los iones de calcio y magnesio, abundantes en aguas duras, y de esta manera permiten que los detergentes sean efectivos en aguas duras, a diferencia de los jabones. También actúan como bases haciendo que el agua del lavado sea alcalina (pH alto), lo cual es necesario para la acción detergente y además ayudan a mantener las grasas y el polvo en suspensión, lo que facilita que sean eliminados. Los compuestos más utilizados son:  Pirofosfato tetrasódico: Tiene la ventaja de ser más eficaz en condiciones de alta temperatura y alcalinidad, su disolución es lenta en agua fría.  Tripolifosfato y tetrafosfato de sodio: Muy soluble en agua caliente, muy efectivos en uso general.  Hexametafosfato de sodio: Es muy caro, disminuye su efecto en presencia de agua dura por lo que su uso es limitado. -Silicatos solubles: Al igual que los polifosfatos, los silicatos solubles son compuestos que ablandan el agua y además dificultan la oxidación sustancias como el acero inoxidable o el aluminio. También regulan el pH y favorecen la formación de espuma.

6

-Carbonatos: Ablandan el agua.

3.-Agentes auxiliares: -Sulfato de sodio: Evita que el polvo se apelmace facilitando su manejo. -Sustancias fluorescentes: Absorben luz ultravioleta y emiten luz visible azul. Contrarresta la tendencia natural de la ropa a ponerse amarilla. -Enzimas: Rompen las moléculas de proteína, eliminando manchas de restos orgánicos como leche, sangre, etc. -Carboximetilcelulosa: Es absorbida por los tejidos e impide, por repulsión eléctrica, que el polvo se adhiera a los mismos.

Imagen 1.5- En la actualidad existen cientos de marcas de detergentes. Cada uno cuenta con características y componentes distintos. Los componentes de cada detergente dependen del uso que se le va a dar.

4-Aditivos: Un aditivo es un compuesto químico complementario que se utiliza en la formación de los detergentes para brindarle al producto ciertas características y propiedades que llamen la atención de un consumidor o que mejoren el rendimiento y eficacia del producto. Los aditivos generalmente se utilizan para brindar propiedades blanqueadoras, desinfectantes, humectantes. También se emplean para aumentar el tamaño de los detergentes o cumplen con la función de darles un color y aroma característico. Generalmente los aditivos más utilizados en la fabricación de detergentes son: -Enzimas proteolíticas: Eliminan manchas debidas a proteínas tales como huevo o sangre. -Colorantes: Son compuestos que dan color a los detergentes. Es muy común encontrar detergentes de color blanco, azul o verde ya que estos colores se relacionan con la limpieza. -Desinfectantes: Son sustancias que se emplean para destruir agentes infecciosos o inhibir su desarrollo.

7

-Perfumes: La industria química elaboradora de productos de limpieza es el destino de gran cantidad de esencias para detergentes y limpiadores en cuya composición entran aceites esenciales o sustancias aromáticas sintéticas. En la elaboración de un detergente el aroma que éste posee es uno de los factores más importantes en la elección de un comprador. -Agentes abrasivos: Son compuestos complementarios para remover suciedades extremas y se utilizan junto a un cepillado adecuado y enjuague con agua presión. -Secuestrantes: Son productos que impiden que los minerales cristalicen, precipiten o se incrusten en los materiales en los que se aplican. -Blanqueantes químicos: Dejan la ropa más blanca y eliminan las manchas más difíciles -Blanqueantes ópticos: Son sustancias fluorescentes que no se van al aclarar la ropa. Reflejan los rayos UVA hasta el sol, de manera que la ropa parece más blanca de lo que es (de hecho, le dan un tono azulado o verdoso, según la marca). En la ropa de color los colores se quedan más vivos. -Potenciadores o constructores: Retienen el calcio y el magnesio que Pueda haber en el agua, Y evitan que la sociedad se vuelva depositar en el tejido. Se dice que el agua es dura si contiene mucho calcio o magnesio. -Relleno: No tiene ninguna función limpiadora, solo se pone para aumentar el volumen del detergente. Dependiendo de la fórmula, puede presentar desde un 5% hasta un 45% del total de materia. Los detergentes concentrados no llevan. Como relleno, en los detergentes sólidos, se adiciona silicato de sodio que estabiliza la mezcla y facilita la disolución. El sulfato de sodio es un subproducto del

proceso de fabricación que tiene la propiedad de dar mayor soltura al detergente en polvo. -Estabilizadores de espuma: Son aditivos que regulan la producción de espuma de los detergentes. Imagen 1.6- La producción de espuma de un detergente depende del tipo de surfactante que éste contenga, los surfactantes aniónicos producen abundante espuma, los catiónicos producen una cantidad muy limitada de espuma y los surfactantes no iónicos casi no producen espuma, además de que la formación de espuma es ayudada por ciertos aditivos espumantes que se agregan a la fórmula, ya que la gente tiende a relacionar la capacidad de producción de espuma con la capacidad limpiadora, aunque en realidad esta característica no tiene nada que ver con la eficacia del detergente.

8

1.6- Tipos de detergentes Para seleccionar un tipo de detergente adecuado debe ser en función de la suciedad que se desee eliminar. Existen distintas clasificaciones para los detergentes:

Clasificación por su aspecto físico: -Polvo -Pastilla -Liquido

Clasificación por función y uso: -Detergentes domésticos: Se utilizan para limpieza personal, lavandería, lavado de utensilios, limpieza general. -Limpiadores industriales: Los detergentes industriales se enfocan a diversas industrias, son fundamentales en la industria farmacéutica, alimentaria, cosmética, textil, de pigmentos, pinturas y lubricantes entre otras. Dentro de la categoría de los detergentes industriales, existe una gran variedad de detergentes, los cuales ofrecen distintas características y beneficios para cada industria, como por ejemplo para la descontaminación radioactiva en la industria textil, para maquinarias y motores de la industria alimenticia, o bien para algunos tipos de suelos, o para depurar productos pertenecientes a la industria química. -Uso médico: Diseñados para la limpieza de hospitales y laboratorios (Detergentes antisépticos, detergentes desinfectantes quirúrgicos y descontaminantes)

Clasificación por nivel de pH: -Alcalinos Los compuestos alcalinos más frecuentes que intervienen en las formulaciones de detergentes son:

9

-Sosa cáustica (NaOH): Es el alcalino más fuerte que se emplea en la formación de detergentes. Tiene varios problemas: Corroe los metales, especialmente aluminio y zinc, y a temperaturas elevadas ataca incluso al vidrio, que al cabo de lavados sucesivos va perdiendo transparencia; es muy corrosivo para la piel humana y no sirve para la formulación de detergentes en polvo. A pesar de todos sus inconvenientes, es muy útil en formulaciones en que se requiera un limpiador fuerte; actúa saponificando las grasas y peptizando las proteínas. Además es un excelente germicida, destruyendo parcialmente a la carga microbiana, cumpliendo así alguna acción desinfectante. -Carbonato sódico (CO3 Na2): Es un producto fuertemente alcalino, que al disociarse libera sosa cáustica por hidrólisis. Por su carácter alcalino presenta las propiedades antes señaladas de emulsionar las grasas y péptica las proteínas. Tiene prácticamente todas las desventajas de la sosa cáustica, excepto que éste se presta para la fabricación de detergentes en polvo. -Silicatos de sodio (Meta y ortosilicatos): Como productos alcalinos, su efecto es actuar contra las grasas y proteínas, pero su presencia en las formulaciones actúa como inhibidor de la corrosión del vidrio y de los metales, que provocan los álcalis fuertes. -Fosfato trisódico: Producto alcalino relativamente débil, disminuye el efecto la sosa cáustica sobre el brillo del vidrio. Su presencia es constante en formulaciones utilizadas para el lavado de botellas de vidrio. Ambos productos, silicatos y fosfato trisódico, proporcionan con su ligero poder detergente, en comparación con los detergentes propiamente dichos. -Ácidos Los detergentes ácidos son recomendados para limpiar superficies de concreto o materiales pétreos, pues recuperan la apariencia estética de fachadas y muros, disminuyendo los tiempos de limpieza. Estos productos ofrecen las siguientes ventajas: a) Limpian rápidamente. b) Mejoran la apariencia y adherencia de las superficies. c) No manchan. Los ácidos que se usan con más frecuencia como limpiadores generales son: -Ácido glucónico: Corroe el estaño y el hierro menos que el ácido cítrico, tartárico y fosfórico. -Ácido sulfónico: Actúa en la remoción de escamas en los tanques de almacenamiento, evaporadores, precalentadores, pasteurizadores y equipo similar Los agentes de limpieza, además de ácidos, pueden contener detergentes y pequeñas cantidades de solventes miscibles en agua. La elección de ácidos y aditivos depende del tipo de metal a limpiar y del tipo de suciedad a eliminar.

10

-Neutros Los componentes químicos pueden incluir tensoactivos, inhibidores de corrosión y otros aditivos. Las soluciones neutras limpian bien en los casos en que no se requiere un alto grado de solvencia química. Son efectivas en la eliminación de aceites ligeros, partículas, cloruros y otras sales. Uno de los problemas que presentan es la corrosión de las piezas, pero esto puede resolverse con un cambio en el proceso (por ejemplo, incorporando un sistema de secado) o añadiendo inhibidores de corrosión.

Actualmente se fabrican cinco tipos de detergentes sulfonados y sulfúricos: -Alquilsulfonatos (SAS): 𝑹 − (𝑪𝑯𝟐 )𝒏 − 𝑺𝑶𝟑 − 𝑵𝒂+ -Alquilbencensulfonatos (LAS): 𝑹 − (𝑪𝑯𝟐 )𝒏 − 𝑪𝟔 𝑯𝟒 − 𝑺𝑶𝟑 − 𝑵𝒂+ .Alquensulfonatos (AOS): 𝑹 − (𝑪𝑯𝟐 )𝒏 − 𝑪𝑯 = 𝑪𝑯 − 𝑪𝑯𝟐 − 𝑺𝑶𝟑 − 𝑵𝒂+ -Alquilsulfatos (AS): 𝑹 − (𝑪𝑯𝟐 )𝒏 − 𝑶𝑺𝑶𝟑 − 𝑵𝒂+ -Alquilpolioxietilensulfatos (AES): 𝑪𝟏𝟒 𝑯𝟐𝟗 − (𝑶 − 𝑪𝑯𝟐 − 𝑪𝑯𝟐 )𝒏 − 𝑶𝑺𝑶𝟑 − 𝑵𝒂+

1.7 Desengrasantes Son productos que disuelven de grasas y aceites, tanto naturales como derivados del petróleo. Están conformados de una naturaleza generalmente alcalina capaz de eliminar aceites y grasas de cualquier superficie a partir de una reacción química.

Tipos de desengrasantes: Los desengrasantes se dividen en dos grupos. Hidrocarburos Son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de hidrógeno y carbono. La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono y átomos hidrógeno. Los hidrocarburos Son los compuestos básicos de la química orgánica. Los hidrocarburos a su vez se clasifican en: -Alifáticos: Son compuestos orgánicos constituidos por carbono e hidrógeno, en los cuales los átomos de carbono forman cadenas abiertas y pueden ser: -Alcanos -Alquenos -Alquinos -Aromáticos: Son hidrocarburos cíclicos, llamados así debido al fuerte aroma que caracteriza a la mayoría de ellos. En base al agua (sin solventes):

11

Estos se dividen a su vez en: -Neutros: en el mercado apenas hay desengrasantes neutras, esto es debido a que presentan fórmulas muy complejas y costosas para los fabricantes. No daña ninguna pieza ni cuadro ni lacas ni nada, no existe ningún material, y pueden ser utilizados sin guantes. -Ácidos y Alcalinos: El poder de limpieza de estos es bastante grande. Por lo general no se comen lacados, gomas otras piezas plásticas. En cuanto más alcalino sea un desengrasante más rápido se come la pintura. Ataca a los metales, es decir atacan a la transmisión de dos formas: -Anodizados: Se los “come” el objeto en el que se aplica, literalmente, es decir acaban con el objeto que se aplica. -Metales: Hace que se oxiden más rápido los metales, por eso hay que usar lubricante.

Aplicaciones: En nuestro día a día, es de vital importancia el papel que juegan los desengrasantes, ya que gracias a estos productos se garantiza la salubridad de muchos espacios y elementos que necesitan estar limpios para hacer uso de ellos. No solo respecto de la limpieza y la higiene que debemos mantener en estos lugares, sino también las posibles y posteriores consecuencias en el funcionamiento que puede suponer la acumulación de grasas o aceites en maquinaria industrial, por ejemplo, que necesita de estos desengrasantes para desempeñar su labor como es debido. Los desengrasantes son muy utilizados en: a) En el trabajo en talleres ya que la suciedad de la grasa puede causar malos olores en las manos y la grasa que se queda en las manos es difícil de eliminar con un jabón normal. b) Los desengrasantes también son productos de limpieza especializados en la eliminación de residuos contaminantes. c) También son productos muy utilizados en utensilios de comida y estufas.

Imagen 1.7- En la actualidad podemos encontrar una gran cantidad de detergentes de distintas marcas, tamaños, presentaciones, aromas, colores, etc. Al elegir un detergente ¿Qué es lo que busca un comprador, un aroma agradable, una buena presentación, si es amigable con el medio ambiente, su tamaño, costo o se basa en su versatilidad?

12

1.8 Formulación de un detergente “La formulación se puede definir como el conjunto de operaciones empleadas cuando se mezclan, asocian o condicionan distintos componentes para obtener un producto.” (Aubry & Schorsch, 2004) Una formulación está compuesta por materias activas (Son los componentes más importantes y cumplen con la función principal) y auxiliares de formulación (Aseguran las funciones secundarias o prolongan su duración). Es muy importante, en la mayoría de casos, que los componentes de una formulación no reaccionen entre sí, al menos durante la parte de preparación y mezclado. (Aubry & Schorsch, 2004) De manera general un producto constituido exclusivamente por materias activas no será útil. Hay que asociarle un número, a veces muy importante, de auxiliares de formulación. Existen un gran número de coadyuvantes que ayudan a mejorar el desempeño del producto: (Aubry & Schorsch, 2004) -Activadores y moderadores: Exaltar el efecto de las materias activas, controlar su liberación o impedir una reacción. -Aditivos sensoriales: Le dan al producto una sensación táctil particular, olor o sabor. -Modificadores de aspecto: Incluyen distintos compuestos capaces de interactuar con la luz. -Aditivos de procesos: Facilitan las operaciones de preparación del producto y su aplicación. -Estabilizantes: Evitan una degradación de la calidad del producto con el transcurso del tiempo. -Agentes reológicos: Actúan sobre el comportamiento fluido-mecánico de compuestos líquidos o polvos. -Agentes de interfase: Actúan en el momento de mezclar los ingredientes que son en su mayoría inmiscibles. Facilitan la dispersión de partículas en el medio.

13

Un formulador deben esforzarse en encontrar rápidamente una fórmula que presente el mejor rendimiento-costo tratando de satisfacer todos los criterios de desempeño establecidos en las especificaciones. Para ello suele emplear varios métodos y realiza distintas pruebas que le permitan obtener el producto deseado. (Aubry & Schorsch, 2004)

Un formulador está en continua comunicación con distintos socios dentro y fuera de la empresa.

Imagen 1.8- Socios con los cuales el formulador mantiene un diálogo permanente.

(Aubry & Schorsch, 2004)

1.9 Normatividad sobre detergentes En 1991 dentro del programa de desregulación y en el marco de las atribuciones correspondientes a la Secretaría de Salud, después de un largo proceso de concertación en el que participaron el sector público, privado y social, el Congreso

14

de la Unión decidió reformar la Ley General de Salud, estableciéndose como eje central la corresponsabilidad de productores, comercializadores, consumidores y la autoridad sanitaria misma. En cuanto a la desregulación, los productos y procesos que no implican un alto riesgo para la salud, como los alimentos, las bebidas, los productos cosméticos, no requieren obtener un registro sanitario previo a su comercialización, siendo suficiente dar aviso a la Secretaría de Salud del inicio de actividades de producción, de la presencia de dichos productos en el mercado y de su publicidad. Es responsabilidad del fabricante elaborar productos de mejor calidad y más avanzados tecnológicamente, que proporcionen mayores beneficios y que, por supuesto no dañen ni representen un riesgo para la salud de la población, cumpliendo con las denominadas “Buenas Prácticas de Fabricación”. Así se releva de cualquier autorización previa a todos aquellos productos que se elaboren con los ingredientes permitidos en concentraciones y usos específicos, que no empleen ingredientes prohibidos y que cumplan, asimismo, con los parámetros de irritación ocular, primaria dérmica, de sensibilización y microbiológicos establecidos. El cumplimiento de lo antes señalado se asegura mediante la verificación, que realiza el personal de la COFEPRIS, de la declaración que hace el productor en las etiquetas de sus productos: de ingredientes, modo de uso, de las cualidades del producto y, primordialmente de las leyendas de advertencia, que permitan al usuario no solo elegir una mejor opción de compra, sino evitar que su uso sea inadecuado y represente un riesgo a la salud. Con esta información puede afirmarse que el “etiquetado” constituye uno de los elementos fundamentales de la legislación sanitaria y comercial. El marco normativo que regula a los productos cosméticos en materia sanitaria y comercial a nivel federal, es el siguiente:       

Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos Ley General de Salud; LGS Ley Federal de Protección al Consumidor; LFPC Reglamento de Control Sanitario de Productos y Servicios Reglamento de la Ley General de salud en materia de Publicidad RLGSP Reglamento de la Ley Federal de Protección al consumidor. RLFPC Acuerdo de Sustancias; Acuerdo por el que se determinan las sustancias prohibidas y restringidas en la elaboración de productos de perfumería y belleza.

15

    

Acuerdo de aditivos; Acuerdo por el que se determinan los coadyuvantes y aditivos utilizados en la elaboración de alimentos. Norma Oficial Mexicana NOM-002-SCFI-2011, Productos preenvasadosContenido Neto. Tolerancias y métodos de Verificación. Norma Oficial Mexicana NOM-008-SCFI-2002 Sistema general de Unidades de Medida Norma Oficial Mexicana NOM-030-SCFI-2006, Información comercialDeclaración de cantidad en la etiqueta- Especificaciones Norma Oficial Mexicana NOM-141-SSA1-2012, Etiquetado para productos cosméticos pre envasados. Etiquetado sanitario y comercial.

Productos cosméticos (inocuos)

1.Pruebas de seguridad (Art. 270, 2º. Párrafo, LGS)

Microbiológico (Art. 192, RCSPS) Biológicos (Art. 190, RCSPS) Eficacia (Art. 270, 2º. párrafo LGS)

2.- Acuerdo sustancias Acuerdo de aditivos

Sustancias prohibidas Restringidas Conservadores Colorantes Filtros Aditivos para repelentes insectos Aditivos alimentos (Acuerdo sustancias)

3.- Etiquetado

LGS, RCSPS NOM-141, 030, 008

4.- Publicidad

LGS, RLGSP LFPC, RLFPC

5.- Verificación en el mercado

Etiquetado Publicidad Establecimientos

de

Tabla 1.1- Normatividad empleada para la fabricación de productos cosméticos.



“Se consideran cosméticos las sustancias o formulaciones destinadas a ser puestas en contacto con las partes superficiales del cuerpo humano:

16

epidermis, sistema piloso y capilar, uñas, labios y órganos genitales externos, o con los dientes y mucosas bucales con el fin exclusivo o principal de limpiarlos, perfumarlos, ayudar a modificar su aspecto, protegerlos, mantenerlos en buen estado o corregir olores corporales o atenuar, o prevenir deficiencias o alteraciones en el funcionamiento de la piel sana.” (Art. 270, 1er párrafo, LGS) Es importante tomar en consideración la definición y prohibiciones para los productos cosméticos ya que esto nos permitirá determinar si el producto que estamos utilizando es realmente un cosmético, un medicamento o un producto milagro. Debemos recordar que los cosméticos que se comercialicen en territorio nacional no están sujetos a la obtención de requisito sanitario pero, los productos para regular el peso, combatir la obesidad, para adelgazar o engrosar partes del cuerpo humano si deben contar con registro sanitario otorgado por la autoridad sanitaria mexicana, como se podrá constatar en COFEPRIS. (Art. 376, LGS)

Envasado: De acuerdo con el reglamento CE 648/2004 En los envases en los que se presenten los detergentes para su venta al consumidor deberán consignarse, en caracteres legibles, visibles e indelebles, las indicaciones siguientes: a) la denominación común y la denominación comercial del producto. b) el nombre o la razón social o la marca registrada y la dirección completa y el número de teléfono del responsable de su comercialización. c) la dirección, la dirección electrónica en su caso, y el número de teléfono donde se puede solicitar la hoja informativa. Se indicará en el envase de los detergentes su contenido, así como las instrucciones de uso y, en su caso, las precauciones especiales que deban adoptarse. Cuando un Estado miembro exija en su territorio el etiquetado en la lengua o lenguas nacionales, el fabricante y el distribuidor cumplirán este requisito para la información especificada.

Productos de aseo normas oficiales mexicanas.   

NOM-030-SCFI-2006 Información comercial NOM-189-SSA1/SCFI-2002 Productos y servicios. Etiquetado y envasado para productos de aseo de uso doméstico NMX-Q-031-S-1980 Detergentes domésticos – Determinación del contenido de fosfatos

17

 

NMX-Q-043-1986 Detergentes domésticos – Determinación del contenido de ingredientes activos de superficie aniónicos. NOM-Z-12/2-1987 Muestreo para la inspección por atributos.

Capítulo 2: Mezclado

El mezclado es sin duda la operación unitaria más empleada a nivel industrial ya que se utiliza en una gran cantidad de procesos como fabricación de pinturas, perfumes, detergentes, fertilizantes, bebidas, alimentos, etc.

2.1 Definición Está operación consiste en poner en contacto varios componentes para poder obtener un sistema homogéneo a cierta escala (desde molecular hasta macroscópica). Según la escala del mezclado y la miscibilidad relativa de las sustancias en presencia, el resultado puede ser una solución, un coloide o una dispersión: emulsión, suspensión, espuma.

18

Es importante resaltar que mezclar no es lo mismo que agitar. Agitación se refiere a forzar un fluido por medios mecánicos para que adquiera un movimiento generalmente circulatorio en el interior de un recipiente y la mezcla se refiere a la distribución al azar, de dos fases inicialmente separadas. Eso implica partir de dos fases individuales, y lograr que ambas fases se distribuyan al azar entre sí. Actualmente no existe un mezclador ideal en el que la uniformidad sea total (grado de mezcla), es decir en el que todas las partículas se distribuyan uniformemente entre las otras debido a factores que producen segregación en las partículas. (Chico, 2011)

2.2 Antecedentes El mezclado es probablemente la operación unitaria más antigua de la historia. Gracias al mezclado se ha logrado obtener un sin número de productos a lo largo de la historia, desde medicamentos, alimentos, jabones, papel, cosméticos, materiales de construcción, etc. Aunque a simple vista el mezclado resulta una operación bastante simple, en realidad es mucho más complejo de lo que parece. Hasta el momento no se ha desarrollado una ecuación o fórmula que permita saber el grado de realización de una mezcla o la velocidad con la que se hace, a diferentes condiciones. A pesar de esto, hoy en día existe una amplia variedad de mezcladoras con diferentes características y propiedades para diversos productos.

2.3 Mecanismos de mezclado -CONVENCCIÓN: Es el movimiento de grupos de partículas grandes del material en forma de bloque de un lugar a otro distante en el lecho del mezclado.

Imagen 2.1- Movimiento convectivo

19

-FALLAS O CIZALLAMIENTO: Es el movimiento de planos entre diferentes regiones del lecho del mezclado, en forma individual en las masas o en forma de flujo laminar.

Imagen 2.2- Movimiento por cizallamiento.

-DIFUSIÓN: Es el movimiento de las partículas individuales sobre la superficie del lecho, cambiando la posición relativa de la partícula respecto al lecho.

Imagen 2.3- Movimiento difusivo.

2.4 Clasificación Los equipos de mezclado son muy diversos dependiendo del tipo de fluido y de las características que se le deseen dar al mismo. Estos equipos tienen como función principal el homogeneizar una mezcla. Los sistemas más comunes y utilizados en la industria corresponden a mezclas líquidoliquido, basados en principios razonables y con un poder predictivo razonable.

20

Existen distintas maneras de clasificar los equipos de mezclado. Estos se pueden clasificar por estado de agregación, por velocidad de rotación, por tipo de agitador o por mecanismo de agitación. (Benavides & Guanga, 2013)

-Según la velocidad de agitación:  

Lenta: Trabajan con una cantidad más baja de revoluciones y generalmente (D/d) es menor o igual a 2 Rápida: Trabajan con altas revoluciones y en algunos casos el eje del mezclador está unido directamente con el eje del motor eléctrico. Para este tipo de mezcladores generalmente (D/d) es mayor o igual a 3.

Donde D= Diámetro del recipiente. D= Diámetro del revolvedor.

-Según el mecanismo de agitación. 

 

Mezcladores axiales: El movimiento del líquido es paralelo al je del recipiente. Pertenecen a este grupo por ejemplo los mezcladores tipo hélice, paletas inclinadas, entre otros. Mezcladores radiales: Forman en el recipiente un flujo en dirección radial, pertenecen a este grupo principalmente los mezcladores de tipo turbina. Mezcladores tangenciales: Forman en el recipiente un flujo tangencial en los planos perpendiculares al eje del recipiente, a este grupo pertenecen principalmente los mezcladores lentos de paletas o de ancla.

Cuando un líquido se somete a la acción de una mezcladora existen 3 componentes de velocidad de dicha mezcladora puede impartir al líquido. En la imagen 7.2 es muestra un mezclador para líquidos y la dirección de los flujos. A= Velocidad longitudinal (Paralela al eje de la mezcladora) B= Velocidad rotacional (Tangencial al eje de la mezcladora) C= Velocidad radial (Perpendicular al eje de la mezcladora)

21

Imagen 2.4- Flujos dentro de un tanque de agitación

Los flujos radial y longitudinal son los que contribuyen principalmente a la mezcla. Por el contrario, el flujo rotacional produce flujo laminar del líquido que circula alrededor del eje (formando vértices o remolinos) donde el líquido simplemente da vueltas pero sin llegar a mezclarse (Potencia desaprovechada). Además puede atrapar aire lo cual es indeseable.

Imagen 2.5- Flujos dentro de un tanque de agitación. a) Corresponde al flujo longitudinal. B) Corresponde al flujo radial y c) Corresponde al flujo rotacional.

-Según el tipo de agitador: 22







 





 

Propulsor marino: Produce un flujo axial que ayuda a obtener máxima turbulencia, se emplea a altas velocidades. Es aplicable a fluidos viscosos y su agitador raramente supera las 18 pulgadas de diámetro. Mezcladores de hojas planas: Producen flujo radial el cual choca con la pared, tienen un diseño simple. El comportamiento d su agitados es l más predecible. Mezclador de disco y hojas: Produce corrientes radiales y axiales. L disco posee un efecto estabilizante, se encuentran también con hojas curvas, cubren entre el 30 y 50% del diámetro del estanque. Mezcladores de turbina cubierta: Forma un flujo radial intenso. Se utilizan principalmente para emulsiones y dispersiones. Mezcladores de disco con dientes de sierra: Posee un agitador tipo propulsor. Se aplica para emulsiones y aspersiones y produce un efecto local si la necesidad de bafles. Mescladores de paleta de ancla: Su agitador se ajusta a las paredes dl tanque, cubren entre el 50 y 80% del recipinte. Son malos mezcladores pero previenen la adhesión de materiales pegajosos. Promueven la buena transferencia de calor con las paredes. Mezcladores de compuerta: Son mezcladores tipo paleta, para velocidades relativamente bajas. Sus estanques son amplios y bajos. Se utilizan para mezclas de fluidos viscosos que requieran poco esfuerzo de corte. Mezcladores de impulsores huecos: Se emplean a altas velocidades, principalmente donde se requiera disipar gases. Mezcladores de hélice con calefacción: Producen un movimiento directo hacia todo el fluido, barren la superficie de las paredes del estanque. Se pueden usar efectivamente con Reynolds bajos para líquidos muy viscosos.

23

Imagen 2.6- Tipos de mezcladores según su tipo de agitador. a) Propulsor marino b) Mezclador de hojas planas c) Mezclador de disco y hojas d) Mezcladores de turbina y cubierta e) Mezcladores de disco con dientes de sierra f) Mezclador de paletas de ancla g) Mezcladores de compuerta h) Mezclador de impulsores huecos i) Mezclador de hélice con calefacción.

-Según el estado de agregación:

Mezclado de líquidos Con hélice

Con disco A dentado G I T

Cuenta con agitadores montados directamente en el eje del motor o motor-reductor, con una pequeña torreta porta rodamientos y retenes, permitiendo una agitación rápida.

Este tipo de mezcladoras de líquidos son muy adecuadas para trabajar las dispersiones de todo tipo, especialmente cuando es necesario un fuerte impacto entre las fases líquida, viscosa y sólida.

24

A Con turbina C I Ó N

R A Con disco P agitador I D A

Se utiliza principalmente cuando un producto de mezcla tiene que ser de una circulación intensa, incluso con altas viscosidades (hasta aprox. 15.000 mPas). También es adecuado en contenedores desfavorables en cuanto a dimensiones y formas se refiere.

La serie de disco agitador de líquidos con paletas se utiliza donde la mezcla tiene gran cantidad de sólidos con granulometría variada., solubles o no.

Con turbina axial

La serie está especialmente diseñada para evitar las vibraciones en mezclado de líquidos de poca viscosidad.

Con dispersador

Se utilizan para la producción de cualquier tipo de dispersiones, emulsiones, suspensiones, homogeneizaciones y lyosoles (gases líquidos con sólidos).

Tabla 2.1- Mezcladoras de agitación rápida para líquidos.

Mezclado de líquidos Con rotación simple A G I T A Con palas C grandes y I medianas Ó N

Cuenta con agitadores montados directamente en el eje del motor o motor-reductor, con una pequeña torreta porta rodamientos y retenes, permitiendo una agitación rápida.

Este tipo de mezcladoras de líquidos son muy adecuadas para trabajar las dispersiones de todo tipo, especialmente cuando es necesario un fuerte impacto entre las fases líquida, viscosa y sólida.

25

L Con doble E espiral de giro N T A

Se utiliza principalmente cuando un producto de mezcla tiene que ser de una circulación intensa, incluso con altas viscosidades (hasta aprox. 15.000 mPas). También es adecuado en contenedores desfavorables en cuanto a dimensiones y formas se refiere.

Tabla 2.2- Mezcladoras de agitación lenta para líquidos.

Mezclado de sólidos Mezclador cónico

Se trata de un cuerpo mezclador en forma de cono invertido con un tornillo sinfín mezclador que gira sobre sí mismo y se desplaza con un movimiento circular paralelo a la bisectriz del cono.

Mezclador bicónico

Su aplicación principal es la de mezclas no intensivas, homogeneización de lotes y en general todos aquellos procesos que requieran un mezclado de sólidos suave, evitando la rotura de partículas y aglomerados. Mezcladores de sólidos horizontales destinados a productos en disposición de montaje estático. Ideales para la mezcla íntima de sólidos secos, pulverulentos o granulados. Por su forma, crea en su interior unas corrientes axiales que separan y unen el material a mezclar y que, unido a la acción radial de la mezcla, da como resultado una mezcla rápida y homogénea.

Mezclador de bandas

Mezclador en “V”

Tabla 2.3- Mezcladoras de sólidos.

Mezclado de semisólidos Mezcladora de planetarios

Los elementos de mezcla giran sobre un eje central en un tanque fijo, y, a la vez, cada uno de estos, gira sobre su propio eje.

26

Mezcladora horizontal de palas

Consisten en recipientes horizontales con sistema de mezclado de doble pasta. Cada una de las palas gira en sentido opuesto y a diferente velocidad de la otra.

Mezcladoras continuas

Se basan en forzar al producto a través de una serie de obstrucciones, tales como placas perforadas o cilindros ranurados. Se somete al producto a fuertes acciones de corte y cizallamiento.

Tabla 2.4- Mezcladoras de semi-sólidos.

2.5 Transferencia de calor Las tres principales formas de transferir calor en tanques de mezclado actualmente es mediante chaquetas, serpentín o por calentadores eléctricos de inmersión.

-Chaquetas: 27

Se denomina chaqueta al doble fondo o encamisado de un recipiente. El propósito de este equipo generalmente es calentar el contenido del recipiente. Son bastante menos eficientes que los serpentines, tienen mayor costo y resultan bastante difíciles de limpiar mecánicamente porque el acceso al interior de la camisa es complicado. Un serpentín de la misma superficie tiene un intercambio de calor bastante mayor, alrededor de un 125% calculado en base a la camisa. (Ricaurte, 2016)

Imagen 2.7- Recipiente con chaqueta

-Serpentín: Un intercambiador de serpentín es un simple tubo que se dobla en forma helicoidal y se sumerge en el líquido. Se una normalmente para tanques y puede operar por convección natural o forzada. Debido a su bajo costo y rápida construcción se improvisa fácilmente con materiales abundantes en cualquier taller de mantenimiento. (Ricaurte, 2016)

Imagen 2.8- Recipiente con serpentín.

-Calentadores eléctricos de inmersión: Es un dispositivo que se instala mediante pernos a una brida coincidente soldada a la pared del tanque. Consiste de un haz de resistencias eléctricas tubulares en forma de U, soldadas a la brida. Los elementos de calentamiento pueden estar hechos de cobre, acero, acero inoxidable, o aleaciones de níquel-cromo. Además posee una caja eléctrica de conexión, con las entradas de cable de tamaño según

28

el número y la potencia de los elementos de calentamiento; un sistema de control de temperatura se puede montar en la caja de conexiones. (Ricaurte, 2016)

Imagen 2.9- Recipiente con calentador eléctrico de inmersión.

Capítulo 3: Selección de mezclador 29

Con frecuencia, el criterio principal de un buen mezclado es el factor visual, sin embargo, existen otros factores, o criterios, que incluyen: velocidad de la caída de las fluctuaciones de concentración o temperatura, composición de pequeñas muestras tomadas al azar en diferentes puntos de la mezcla, uniformidad en la suspensión, etc. Existen diferentes tipos de mezclado y, para cada tanque mezclador, el diseño va en función de diversos factores, el más importante es de acuerdo al tipo de fluido que se quiera mezclar, este puede ser newtoniano o no newtoniano.

Actualmente las industrias han realizado diversas innovaciones en el proceso de mezclado, creando diferentes equipos con características particulares que se ajusten a las necesidades de cada proceso. Existe también una amplia gama de mezcladores hoy en día por lo que al momento de seleccionar el mezclador es necesario tomar en cuenta diversos criterios de selección para poder elegir el más adecuado para el proceso y que de esta manera logre cumplir las necesidades de la industria.

3.2 Fluidos newtonianos y no newtonianos Gran parte de los fluidos que se emplean en la industria tienen un comportamiento no newtoniano, esto quiere decir que su consistencia cambia con la velocidad de agitación por lo que las mezcladoras utilizadas deben permitir una mezcla intensa de todos los componentes sin sobrecargar el motor ya que esto reduciría la eficiencia de mezclado.

30

La selección de un mezclador dependerá en gran parte del tipo de comportamiento del fluido, este comportamiento puede ser newtoniano o no newtoniano. La ley de Newton de la viscosidad establece una relación de proporcionalidad entre el esfuerzo τ y la rapidez de deformación γ en un fluido. Los fluidos que se comportan de acuerdo a esta ley se denominan newtonianos y su característica es que la viscosidad no depende de τ ni de γ. Para el caso de los fluidos no newtonianos, se puede definir una “viscosidad aparente” η a partir de una ecuación análoga a la ley de Newton de la viscosidad.

Fluidos newtonianos Los fluidos newtonianos son aquellos en los que la viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. En este tipo de fluidos la viscosidad solo depende de la temperatura y de la composición. Algunos ejemplos de fluidos que se comportan como fluidos newtonianos son el agua, el vino, la glicerina, el vinagre, etc. En los fluidos newtonianos la relación que hay entre el esfuerzo de corte y la rapidez de deformación es lineal. A la relación matemática que existe entre el esfuerzo de corte y la rapidez de deformación se le denomina ecuación constitutiva. Por lo tanto, la ecuación constitutiva para el fluido newtoniano está expresada por: 𝜏 = 𝜇𝛾

Al sustituir esta ecuación constitutiva en la ecuación de viscosidad, se obtiene que la viscosidad η es una constante igual a μ, por lo que cuando se habla de la viscosidad μ (lo cual ocurre comúnmente en los textos de hidrodinámica) se está haciendo referencia a un fluido newtoniano. (Mercado, 2010)

Fluidos no newtonianos Un fluido no newtoniano es aquel cuya viscosidad varia con el gradiente del esfuerzo aplicado, es decir se deforma en la dirección de la fuerza aplicada. Como resultado este tipo de fluidos no tiene un valor de viscosidad definido y constante. Algunos ejemplos de fluidos no newtonianos son los geles, miel, cátsup, mayonesa, cremas, etc.

31

El comportamiento de los fluidos newtonianos es mucho más complejo que lo descrito anteriormente ya que existen, por ejemplo, fluidos que a valores de rapidez de deformación bajas pueden adquirir un comportamiento newtoniano. La determinación total del comportamiento viscoso de los fluidos no newtonianos de manera experimental es complicada, puesto que es necesario hacer mediciones en un amplio intervalo de valores de rapidez de deformación (o de esfuerzo de corte). Usualmente se utilizan diferentes equipos (viscosímetros de cono y plato, plato y plato, cilindros concéntricos o de capilar), los cuales hoy en día están diseñados para abarcar un intervalo muy amplio de mediciones. Sin embargo, su costo es muy alto y generalmente no se cuentan con los recursos suficientes para adquirir este tipo de equipos tan sofisticados. (Mercado, 2010)

Cuadro 1- Clasificación de los fluidos

3.3 Mezcladores para baja y mediana viscosidad Los líquidos se agitan con más frecuencia en tanques o recipientes, generalmente de forma cilíndrica y provistos de un eje vertical. La parte superior del recipiente puede estar abierta al aire o cerrada. Las proporciones del tanque varían bastante dependiendo de la naturaleza del problema de agitación. El eje es accionado por un

32

motor eléctrico. De esta manera el agitador fuerza al fluido a que adquiera un tipo de flujo en el interior de la mezcladora. (McCabe, Smith, & Harriott, 1991) Usualmente en estos tanques de agitación se redondea el fondo, eliminando los bordes rectos o regiones en las que no penetrarían las corrientes de fluido. En general los agitadores para líquidos están diseñados de la siguiente manera:

Imagen 3.1- Agitador para líquidos.

Agitadores Los agitadores, rodetes o propelas pueden dividirse principalmente en dos categorías:  

Agitadores de flujo axial: Generan corrientes paralelas al eje del impulsor Agitadores de flujo radial: Generan corrientes en dirección radial tangencial

Los agitadores que se utilizan con mayor frecuencia en la industria son las hélices, turbinas y palas. Entre estos existen también subtipos de cada uno, así como agitadores con características partículas que le permiten llevar a cabo un proceso de mezclado. Este tipo de agitadores solo se utiliza en fluidos de baja y mediana viscosidad.

33

Imagen 3.2- En la imagen A se muestra el flujo axial y en la imagen B se muestra el flujo radial -Hélices: Una hélice es un rodete con flujo axial y alta velocidad que se utiliza para líquidos de baja viscosidad. Utilizado para el mantenimiento en suspensión de sólidos, homogeneización emulsión. Tienen un porcentaje de turbulencia medio. Las placas de un rodete cortan o cizallan vigorosamente el líquido. Debido a la persistencia de las corrientes de flujo, los agitadores de hélice son eficaces en tanques muy grandes.

Imagen 3.3- Diferentes tipos de agitadores de hélice.

-Agitador de paletas o palas: Consiste en una hoja plana sujeta a un eje rotatorio. Para los problemas más sencillos, un agitador eficaz consta de una pala plana que gira sobre un eje vertical. Son frecuentes los agitadores de dos y cuatro palas. A veces las palas están inclinadas, pero lo más frecuente es que sean verticales. Son útiles para operaciones de simple mezcla, como, por ejemplo, la mezcla de líquidos miscibles o la disolución de productos sólidos.

34

Imagen 3.4- Diferentes tipos de agitadores de paletas o palas.

Turbinas: Los agitadores de turbina son eficaces para un amplio intervalo de viscosidades; en líquidos poco viscosos, producen corrientes intensas, que se extienden por todo el tanque y destruyen las masas de líquido estancado.

Imagen 3.5- Diferentes tipos de agitadores turbinas.

Estas propelas generalmente están fabricadas de acero inoxidable. Sin embargo en ocasiones es necesario utilizar recubrimientos especiales con materiales resistentes a las condiciones extremas de algunas aplicaciones, productos como el ácido clorhídrico y los hipocloritos, la suspensión de sólidos y las altas temperaturas, suelen ser causantes del deterioro acelerado del acero inoxidable, para esos casos nuestra experiencia nos permite poner en servicio recubrimientos especiales libres de porosidades tanto en sus paredes como en sus soldaduras, evitando que los fluidos ácidos ataquen su estructura interna.

35

Material

Descripción

Ebonita

Este recubrimiento se aplica vulcanizado linealmente y al endurecer forma un caucho sólido que protege el material base de la corrosión química, es ideal para el manejo de cloro, posee alta resistencia a la ruptura.

Polipropileno

Soporta temperaturas hasta de 120ºC, ideal para el manejo de ácidos y fluidos corrosivos tales como ácido clorhídrico, soda cáustica, cloruro férrico, entre otros.

Epóxico

Resinas cuya aplicación es líquida y al endurecer tienen una alta resistencia química y resistencia al impacto, se utiliza para el manejo de diferentes productos químicos, incluyendo sólidos en suspensión.

Fibra Vidrio

Imagen

de Dan un buen aislamiento térmico inerte a los ácidos tales como sulfúrico, nítrico, crómico, etc. Soporta temperaturas hasta de 177ºC y su resistencia a la abrasión / corrosión permite utilizar este recubrimiento en múltiples aplicaciones industriales.

Tabla 3.1- Diferentes tipos de recubrimientos para agitadores.

36

3.4 Mezcladores de alta viscosidad Algunos de los problemas más difíciles en mezclado involucran a los sólidos cohesivos, tales como pastas, materiales plásticos y cauchos. De cierto modo, estas sustancias se asemejan a los líquidos, pero su muy alta viscosidad implica que el equipo de mezclado debe ser diferente y mucho más poderoso. Con sólidos cohesivos, los elementos mezcladores no pueden generar corrientes de flujo; en cambio, friccionan, pliegan, estiran y comprimen el material que se va a mezclar. La energía mecánica se aplica por medio de partes móviles directamente a la masa del material. Las fuerzas que se generan en estos mezcladores son grandes y el consumo de potencia es elevado.

En los fluidos de alta viscosidad, el mezclado se produce por:   

Amasado Englobamiento Estiramiento

Mezcladora planetarios. Los elementos de mezcla giran sobre un eje central en un tanque fijo, y, a la vez, cada uno de estos, gira sobre su propio eje. El doble movimiento rotativo de los elementos de la mezcla cubre por completo la zona de mezcla y garantiza que se efectúe una buena dispersión. Las palas rascadoras del fondo y las paredes del tanque efectúan una buena mezcla o amasado.

Imagen 3.6- Mezclador planetario

37

Mezcladora de palas. Consisten en recipientes horizontales con sistema de mezclado de doble pasta. Cada una de las palas gira en sentido opuesto y a diferente velocidad de la otra. Estos mezcladores forman fuertes fuerzas de cizalla, por lo que requieren bastante potencia que se disipa en el producto en forma de calor

Imagen 3.7- Mezclador de palas T.

Mezclador continuo rotor-estator. Se basan en forzar al producto a través de una serie de obstrucciones, tales como placas perforadas o cilindros ranurados. Se somete al producto a fuertes acciones de corte y cizallamiento a través de la acción que produce un rotor estriado al girar contra un estator fijo estriado. La escasa holgura que existe entre el rotor y los discos perforados (las estrías), provocan fuerzas de cizalla que mezclan y amasan el producto cuando el producto es impulsado a atravesar dichos orificios.

Imagen 3.8- Mezclador continuo rotor-estator

38

-Mezcladoras de Cintas Helicoidales Es la máquina ideal para el mezclado de productos en polvo o granulados; su principal ventaja es la rapidez de maniobra, ya que a medida que se van incorporando los polvos, las cintas helicoidales se ponen en movimiento para logra una homogeneización parcial que redunda en una perfecta mezcla final. Este tipo de mezclador sirve para procesos de mezcla homogéneos y económicamente eficientes. Es adecuado para materiales a granel húmedo y seco. Se pueden mezclar grasas animales, el agua y los aceites vegetales con facilidad. Se recomienda evitar el uso de la melaza.

Imagen 3.9- Propela de cintas helicoidales.

El mezclador consiste en un tanque de mezcla en forma de la U con un eje central y con hélices mezcladoras. Este movimiento del material de mezcla en direcciones opuestas. Gracias al diseño geométrico de un proceso de mezcla muy intenso pero a una velocidad baja, se obtiene una calidad de mezcla de calidad. Al prescindir de soportes, pines o aprietes externos, se pueden obtener mezclas de calidad y con altos estándares de higiene.

39

Imagen 3.10- Tanque del mezclador. Usos: Estas mezcladoras se emplean en una gran variedad de industrias para el mezclado de sólidos como la industria de materiales de construcción, plásticos, químicos, alimentos, industria de alimentación animal, etc. También se emplea en la industria cosmética para el mezclado de detergentes, pastas, shampoo, etc. Funcionamiento: Producen un movimiento directo hacia todo el fluido, barren la superficie de las paredes de estanque. Se pueden usar con Reynolds bajos y para líquidos

muy

viscosos.

Este equipo se forma de una tina horizontal en forma de U y un mezclador de cinta alineado sobre un eje, el mecanismo de sucesión del equipo se refiere a que una de las cintas empuja lentamente los sólidos hacia atrás, mientras que la otra cinta los desplaza rápidamente hacia adelante, mueve los materiales radial y lateralmente para asegurar mezclas a fondo en tiempos de ciclo cortos. Los agitadores de cinta se utilizan para mezclas que estarán entre el 30 – 90 % de la capacidad nominal del mezclador, cuentan con dos formas de mezclar los productos: • Por cargas: Se establece una carga determinada del producto. Una vez que se terminó el proceso de mezclado de esa carga, es retirada y se le introduce una segunda. • Alimentación continua: En este caso se tiene una boca de alimentación y otra de salida. El material a mezclar se introduce constantemente por la boca de alimentación y sale por la boca de salida sin detener el proceso.

40

Imagen 3.11- Mezcladora de cintas helicoidales.

41

Elaboración de detergente 4.1 Componentes En este proyecto se desarrollará una formulación para elaborar un detergente desengrasante. Los componentes que se utilizaran en la formulación son los siguientes: 

Lauril sulfato de sodio: El lauril sulfato de sodio es un agente tensoactivo de tipo aniónico. Se compone de una cadena de doce átomos de carbono vinculada a un grupo sulfato dotando la molécula de las propiedades anfifílicas necesarias a un detergente. Se lo considera como el tensoactivo más utilizado en los productos de limpieza, pasta de dientes, detergentes, champús, las espumas de afeitar, las espumas de baño.



Fosfato trisódico: Este compuesto es un poderoso limpiador y desengrasante, especialmente efectivo en la eliminación de manchas de grasas y aceites.



Carboximetilcelulosa: Se empleará como agente espesante para producir un gel.

PROPIEDADES FÍSICAS: Muchas empresas fabricantes de detergentes emplean como materia prima a los alcoholes de 12 a 18 átomos de carbono en gran cantidad, ya que estos compuestos de cadena lineal se hacen reaccionar con ácido sulfúrico (H2 SO4 ) y después con sosa (NaOH) para generar una sal sódica conocida como lauril sulfato de sodio o dodecilsulfato sódico, la cual actúa como agente tensoactivo. A este proceso se le denomina sulfatación.

42

Sustancia

Lauril Sulfato De

Densidad

Solubilidad

Punto de fusión

pH

(g/cm3)

(g/L)

(°C)

(g/L)

1.01

100

204 - 207

7.5 –

Sodio

9.0

Carboximetilcelulosa

1.59

20

>227

7-8

Fosfato trisódico

0.56

258

73.4

11.5-12

Tabla 1- En esta tabla se presentan algunas propiedades físicas de cada componente de cada uno.

MEDIDAS DE SEGURIDAD GENERALES: 

Lauril Sulfato De Sodio: Usar guantes y gafas de seguridad. El producto es químicamente estable a condiciones normales. Evitar generación de polvo.



Carboximetilcelulosa: Polvo inflamable al ser dividido y suspendido en el aire. Las superficies sujetas a derrames o empolvamiento pueden volverse resbalosas si se mojan. Emplear gafas de seguridad para su manejo. Evitar generación de polvo.



Fosfato trisódico: Estable bajo condiciones normales de uso y almacenamiento. Entre 40 y 70 °C pierde el agua de hidratación. Se produce pérdida total de agua a 180ºC. A partir de 225-250 °C se forma pirofosfato sódico. Usar gafas de seguridad y guantes para su manejo. Evitar generación de polvo.

43

PROPIEDADES TOXICOLÓGICAS Y RIESGOS: Sustancia

Toxicidad

Ingestión

Contacto con piel

Contacto con ojos

(DL50 oral

Rombo de seguridad

rat) Lauril

1.288 mg/Kg

Nocivo

Sulfato De

Provoca irritación

Provoca irritación

cutánea.

ocular grave.

Sodio

1 0

2 0

Carboximetil

N/D

Nocivo

celulosa

Provoca irritación

Provoca irritación

cutánea.

ocular grave.

0 0

1 0 Fosfato trisódico

7400 mg/Kg

Nocivo

Irritación por

Puede ocasionar

exposición

irritación,

prolongada al

inflamación y

material.

quemaduras en los ojos.

0 0

2 0

Tabla 2- Información sobre el peligro de cada componente.

44

Formulación Nombre

Cantidad

Porcentaje (%)

Fosfato trisódico

63.9 g

6.33

Lauril sulfato de sodio

32.28 g

3.20

Agua

885 ml

87.77

Carboximetilcelulosa

18.1 g

1.79

Colorante naranja

26 gotas

0.49

Esencia de naranja

35 gotas

0.39

Tabla 5- Nombre y cantidad de cada componente.

METODOLOGÍA: 1. En un vaso de precipitado de 1 litro, calentar 885 ml de agua hasta ebullición. 2. Posteriormente, agregar el agua al mezclador y añadir 18.1 gramos de carboximetilcelulosa y mezclar hasta obtener una consistencia homogénea sin grumos. 3. Añadir el fosfato trisódico y esperar hasta que se disuelva completamente. 4. Agregar, en pequeñas porciones, lauril sulfato de sodio. Agitar hasta que desaparezcan todos los grumos formados. 5. Mezclar perfectamente todos los componentes durante 20 min. 6. Añadir 26 gotas de colorante naranja y al último incorporar 35 gotas de esencia de naranja. 7. Agitar hasta conseguir una mezcla homogénea.

45

Imagen 4.1- Producto final.

PRUEBAS PARA EL ANÁLISIS DEL PRODUCTO: Después de obtener el detergente desengrasante es necesario realizar varias pruebas. Para ello se emplearán varias pruebas que permitirán analizar el producto obtenido. Para realizar estas pruebas se preparará una disolución del detergente disolviendo 1,0 g de la sustancia en 200 ml de agua destilada. a) Acción espumante. Medir 20 ml de la disolución detergente en una probeta de 100 ml. Invertir la probeta y los contenidos 10 veces en 60 segundos. Anotar la altura de la espuma producida. Otro ensayo de espuma es dejar gotear la disolución detergente dentro de una probeta

46

a través de un pequeño orificio y medir la espuma producida sin agitar la disolución. b) Alcalinidad: Se puede realizar con indicadores de pH, valoraciones o utilizando un potenciómetro. c) Acción emulsionante: Poner 10 ml de la disolución detergente en un tubo de ensayo de 20 × 150 mm y añadir una gota de aceite de linaza.

Elaboración de mezclador Diseño:

Capacidad: Material: Motor: Velocidad: Sistema: Descripción:

750 litros útiles Acero inox. Tipo 304 Trifásico 10HP 45rpm Cintas helicoidales Equipo adecuado para polvos, granulados, pastas.

Se realizó el diseño 3D de la mezcladora en el programa de AutoCAD.

47

Materiales El material que se seleccionó para la mezcladora fue acero inoxidable tipo 304 ya que proporcionan resistencia a la corrosión en una amplia variedad de condiciones de oxidación y reducción moderadas, agua fresca y aplicaciones no marinas.

Cálculos: -Dimensiones de la cámara: Radio “R”: 60 cm Altura “H”: 0.85 cm

𝑉𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜

Largo “L”: 120 cm

𝜋𝑟 2 𝐿 = + 2𝑟(𝐻 − 𝑟)2 𝐿 2

Volumen teórico: 950 litros

-Capacidad de máquina: Volumen de trabajo real “Vtr”: 750 litros

𝐶𝑡𝑟 = 𝜌 ∗ 𝑉𝑡𝑟

Densidad de producto “ρ”: 2860 Kg/m3 Capacidad real de trabajo “Ctr”: 2042.11 Kg

48

-Transmisión de fuerza Velocidad motriz: 126 rpm:

𝑖=

Velocidad conducida: 45 rpm D1 polea motriz: 5 in

𝑛2 𝐷1 = 𝑛1 𝐷2

𝑛1 𝐷1 = 𝑛2 𝐷2

D2 Polea conducida: 14 in Relación de transmisión “i”: 0.3571

-Potencia requerida

𝐶𝑡𝑟 ∗ 2 ∗ 𝑟 𝐹𝑐

Factor de carga “Fc”: 3

𝑇=

Torque requerido: 2450.11 Nm

𝑃 =𝑇∗𝑤

Potencia requerida: 6.88 HP

-Potencia requerida Eficiencia de chavetas: 0.98

𝑃𝑚 =

𝑃 𝐸𝑓𝐶ℎ + 𝐸𝑓𝑅𝑜 + 𝐸𝑓𝐶𝑇 + 𝐸𝑓𝑓𝑎𝑗𝑎

Eficiencia de rondamientos: 0.98 Eficiencia de cadena de transmisión: 0.98 Eficiencia de faja: 1 Potencias de motor “Pm”: 7.31

-Potencia real del motor: Factor de servicio “Fs”: 1.2

𝑃𝑟 = 𝐹𝑆 ∗ 𝑃𝑚

Potencia real “Pr”: 8.77

-Potencia nominal del motor: Potencia nominal “Pn”: 10 HP trifásico

49

Potencia

10 HP

Velocidad

Baja

Sistema

Trifásico

Tensión

208-230V

5.4 Construcción de un prototipo con materiales reciclables Diseño y construcción del prototipo: Para la elaboración del mezclador en el taller, en general se llevaron a cabo los siguientes pasos:     

Elaboración de agitador Diseño y construcción de la caja de los baleros Adaptación de la base Elaboración del recipiente Ensamblado.

Elaboración del agitador: Medición:  Se marcó una barra de hierro de 1” a una medida de 35cm de largo  Se trazaron 3 tiras de 2x25cm de lámina.  Una barra de hierro 1/8” se dividió en 10 partes de 10 cm de largo. Corte y doblado:  Se realizaron los cortes de acuerdo a los trazos realizados en la barra del eje (2”), la lámina y la barra de 1/8”  Las tiras de lámina fueron dobladas en forma de espiral  Las 10 partes de la barra de 1/8” fueron dobladas en forma de L

50

Lijado:  Se lijaron todas las partes que fueron cortadas Armado y soldado:  Primero se soldaron las tres tiras de lámina en forma de espiral para obtener un solo espiral continuo.  Se fijó el eje en el centro del espiral y se soldaron las 10 partes en forma de L al espiral y al eje para que ambos quedarán unidos y fijos.

Diseño y construcción de cajas de baleros: Medición:  Con base a las dimensiones del diámetro exterior y del grosor de los dos baleros se realizaron los trazos necesarios en una lámina para poder construir sus respectivas cajas. Corte y doblado:  Se realizaron los respectivos cortes en la lámina de acuerdo a los trazos realizados  Una vez cortados, se doblaron para darle forma a ambas cajas. Perforado:  Se realizaron perforaciones en todas las pestañas de cada balero para posteriormente ser remachados en el recipiente.

Adaptación de la base: Medición:  Se separaron dos tubos (Los cuales actúan como soportes) de acuerdo a las dimensiones del mezclador.  También se midió el espacio que ocupaba el motor. Soldado:  Una vez realizadas todas las medidas se fijaron y soldaron los dos soportes y el motor a la base.

51

Elaboración de recipiente: Ajuste de latas:  Se emplearon dos latas de pintura de 4L. A una de las latas se le quitó la tapa superior y a la otra la parte inferior para que posteriormente ambas latas fueran unidas  Se realizó un corte en forma rectangular a una de las latas para la entrada y salida de producto.

Ensamblado:  Se colocó el agitador en el interior del recipiente, verificando que éste no tocará las paredes. Después de centrarlo se unieron las dos latas con silicón.  Se fijó la mezcladora en los soportes.  Una vez que la mezcladora quedó fijada se colocaron las poleas en el motor y en el eje. Después se ajustó la banda de forma que ésta quedará perfectamente alineada y centrada.

Pintado:  Finalmente se pintó el mezclador, la base y el motor para darle una mejor Apariencia visual.

52

Finalmente así fue como quedó el mezclador prototipo con el cual se realizaron dos pruebas para observar su efectividad.

A continuación se pueden observar algunas de las fotos que fueron tomadas durante el proceso de elaboración del prototipo.

Cortado de lamina

Corte de eje

Construcción de la base

53

Doblado de lamina para la construcción de la propela

Perforado de recipientes

Soldado y armado de la propela

Esmerilado

La primera prueba que se realizó fue mezclando ladrillita (sólido) con arena de sílice (sólido). En 30 segundos se logró obtener una mezcla completamente homogénea. La segunda prueba que se realizó fue con el detergente. Para ello se incorporaron todos los componentes en el mezclador y en tan solo dos minutos con treinta segundos se logró obtener una mezcla uniforme, sin grumos.

Resultados: Prueba

Mezclado de sólidos

Tiempo de homogeneización (s) 30

Descripción

Hay una mezcla homogénea después del mezclado

54

Mezclado de detergente

150

La mezcla final es uniforme y no presenta ningún tipo de grumos

Conclusiones: 





El mezclador que fue construido en el taller es efectivo en el mezclado tanto de sólidos como de semisólidos, obteniendo un mezclado completamente homogéneo en ambos casos. El tiempo de homogeneización en ambos casos es muy corto, con lo que se puede concluir que la selección del mezclador para la fabricación del detergente fue adecuada para llevar a cabo la mezcla del producto. Con un mezclador adecuado se puede obtener un producto final completamente homogéneo en muy poco tiempo, por lo que es importante tomar en cuenta todos los criterios de selección para elegir el que mejor se ajuste a las necesidades del proceso.

Bibliografía: Aubry, J., & Schorsch, G. (2004). Formulación. Cuadernos FIRP. Mérida,Venezuela. Benavides, J. L., & Guanga, D. ricardo. (2013). Diseño y construcción de un equipo automático mezclador de resinas adhesivas para la empresa parquet los pinos. Escuela Superior Politécnica De Chimborazo. Retrieved from http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/2958 Chico, M. (2011). Premezclado de sólidos inertes para la producción de dinamita, mediante el diseño y construcción de un mezclador cónico vertical piloto. Escuela Politécnica Nacional. Retrieved from http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/2657 McCabe, W., Smith, J., & Harriott, P. (1991). Unit operations of chemical engineering. Retrieved from http://www.scilab.in/files/textbooks/PrashantDave/McCabe.pdf Mercado, A. P. (2010). Determinación de la viscosidad de fluidos newtonianos y no newtonianos. Ciudad de México. Regla, I., Vélez, E. V., Humberto, D., Amaya, C., & Neri, A. C. (2014). La química del jabón y algunas aplicaciones. Revista Digital Universitaria, 15(1), 1–15. Retrieved from http://www.revista.unam.mx/vol.15/num1/art03/%0AFigura Ricaurte, E. (2016). Diseño y simulación de un Tanque Mezclador de 10,000 gal para la elaboración de aceites lubricantes. Escuela Superior Politécnica del Litoral. Retrieved from https://www.dspace.espol.edu.ec/retrieve/96642/DCD88467.pdf

55

Thornton, R., Neilson, B. (1998) Química orgánica. México: Pearson educación. Masaguer, J. (1973) Investigación de sistemas químicos. Barcelona: Reverte. Rudnick, L. (2003) Lubricant additives: Chemistry and applications. New York: Marcel Dekker. Stermitz, F., Weinenger, S. (1988) Química orgánica. España: Reverte. Servera, F. (2014) Un científico en el lavadero: Manchas, olores, ciencia, tecnología y suciedad. Argentina: LA NACIÓN. McCutcheon's (2009) Emulsifiers and Detergents: International Edition, Michael Allured Grimm, A. Hahn, C., Hellenbrand. (2009) Ciencia y tecnología: preguntas y respuestas de interés general

56