INDICE

11ANTECEDENTES

42DESCRIPCION DEL EQUIPO

63PRCTICA DE MEZCLADO #1

63.1TEORIA APLICADA

63.2OBJETIVO.

63.3MATERIALES

63.4PROCEDIMIENTO.

73.5PREGUNTAS.

94PRCTICA DE MEZCLADO #2

94.1TEORIA APLICADA

94.2OBJETIVO.

94.3MATERIALES.

104.4PROCEDIMIENTO

104.5PREGUNTAS.

1251Ficha tcnica (Cloruro de potasio)

1462Ficha tcnica (CMC)

1873Ficha tcnica (Glicerol)

1 ANTECEDENTESEl proceso de agitacin es uno de los ms importantes dentro de la industria qumica, toda vez que el xito de muchas operaciones industriales depende de una agitacin y mezcla eficaz.

Sin embargo, debido a la complejidad de los fenmenos de transporte involucrados, es uno de los procesos ms difciles de anlisis y caracterizacin. As lo es, que hasta el momento, no existen correlaciones generales para configuraciones arbitrarias de agitacin que describan cantidades tiles, como la velocidad de mezcla o el grado de homogeneidad alcanzada. Otra de las dificultades que acontece a la hora de caracterizar la mezcla y agitacin versa en la gran cantidad de sustancias (lquidos y slidos) que se pueden encontrar en la industria qumica.

Por tanto, el diseo y la optimizacin de agitadores estn confiados en gran medida a la experimentacin. Se debe distinguir entre agitacin y mezcla. Agitacin se puede definir como el movimiento circulatorio inducido a un fluido dentro de un contenedor, fundamentalmente de forma circular y provocando vrtices. El objeto de la agitacin puede ser incrementar la transferencia de calor en el fluido o incrementar el transporte de materia, es decir, mezclar.

En contraste con la agitacin, mezclar es obtener una distribucin espacialmente homognea de dos o ms fases inicialmente separadas. En este caso, una de las fases ha de ser un fluido, mientras que la otra puede ser algo tan variado como otro lquido, partculas slidas o burbujas.

En la prctica, el diseo de la agitacin ha de atender a dos factores: el grado de homogeneidad y el tiempo de mezcla. Dado que el resultado de la mezcla nunca es perfecto, el grado de homogeneidad se hace depender de la calidad deseada en el producto final. Finalmente, la potencia requerida en la agitacin depende de estos dos factores, as como del rendimiento.

El grado de homogeneidad se puede caracterizar mediante la altura de suspensin, esto es, la altura del lquido en el tanque a la que se suspenden los slidos. Una imagen del agitador que se usar puede observarse en la figura inferior. Generalmente, el tanque de agitacin es un recipiente circular, que puede estar cerrado o abierto en su parte superior.

Para evitar zonas con bajas velocidades, las esquinas se eliminan empleando un fondo circular, para aumentar la eficiencia del mezclado, se pueden instalar unos deflectores en la pared del tanque, de tal forma se evita que el fluido gire como un slido rgido y se aumenta la vorticidad; el rodete o hlice suele estar acoplado a un eje aproximadamente vertical; la excentricidad e inclinacin de este eje se pueden variar para lograr rendimientos mayores.

Se utilizan tres tipos de impulsores:

De palas planas, de gran tamao (50-80% el dimetro del tanque) y con velocidad de trabajo entre 20-150 rprm Turbinas, de menor dimetro (30-50% el dimetro del tanque) y mayor velocidad de giro.

Hlices, cuya misin es enviar fundamentalmente el flujo en direccin axial.

Figura 1.1. Impulsores de mezcla: (a) hlice marina de tres palas; (b) turbina abierta de palas rectas; (c) turbina de disco con palas; (d) turbina abierta de palas curvas.El impulsor impone un movimiento al fluido en las tres direcciones del espacio: axial, radial y tangencial. La mezcla originada puede clasificarse de cuatro tipos:

Suspensin prcticamente completa con fileteado

Suspensin con movimiento completo de partculas

Suspensin completa o suspensin fuera del fondo

Suspensin uniforme

Un nmero muy importante para caracterizar los tanques de agitacin es el nmero adimensional de potencia.

donde es la densidad del fluido, N son las revoluciones del eje y P la potencia suministrada.

2 DESCRIPCION DEL EQUIPO

Figura 1.2 Equipo de agitacin utilizando diversos impulsores (Fluid Mixing Apparatus CEK)El equipo del que se dispone cuenta con:

Un recipiente de 25 litros de material acrlico transparente con grifo de vaciado y deflectores desmontables, montado en un bastidor de acero.

Un motor de velocidad variable con una velocidad de eje de 0-500rpm proporciona la agitacin. La velocidad del eje es medida por un tacmetro.

La unidad se suministra con 8 impulsores de diseos y tamaos diferentes que se intercambian fcilmente en el eje. Las formas incluyen una hlice, una turbina y diversas palas planas.

El par es medido por un dinammetro de balanza de fuerza de lectura directa con potencia de 0-75W.

Figura 1.3 Impulsor de paletas planas

Figura 1.4 Impulsor tipo turbina

Figura 1.5 Impulsor tipo propela3 PRCTICA DE MEZCLADO #1

3.1 TEORIA APLICADA

Potencia (W) = Torque (T) x Velocidad angular (rad/s)

Torque (T) = Fuerza medida por el dinammetro x longitud del brazo de palanca

3.2 OBJETIVO.

Observar los diferentes patrones de flujo que se pueden desarrollar por el uso de diversos impulsores en presencia o no de bafles

Observar cuanta potencia se consume al variar la velocidad, el tipo de impulsor y como cambia con la presencia de bafles.

3.3 MATERIALES

1. Agua

2. Bolitas de plstico

3. Miel

4. 2CMC de alto grado

5. 3Glicerol

6. Impulsor tipo propela

7. Impulsor de paletas de 0.09 x 0.06 m

8. Impulsor tipo turbina

3.4 PROCEDIMIENTO.

1. Llenar el tanque a 0.3m utilizando agua, agregar las bolitas de plstico, lo suficiente de modo que nos permita observar los patrones de flujo durante el mezclado, ya listos los materiales encender el equipo y desarrollar una velocidad de 50rpm incrementando o disminuyendo la velocidad con el control de velocidad localizado en el tablero principal.

Utilizar los diversos impulsores (turbina, propela y paletas de 0.09 x 0.06 metros), para poder comparar los patrones de flujo que cada uno desarrolla, en presencia o no de bafles, a la misma velocidad.

2. Posterior a la comparacin de los patrones de flujo, apagar el equipo, retirar el agua con las bolitas de plstico, y dejar el tanque vaco.

3. Calcular la potencia necesaria durante la mezcla del agua-miel (50% agua-50% miel), agregar hasta 0.15m de agua en el tanque, de igual manera 0.15m de miel, posterior al llenado utilizar la propela, el impulsor de paletas (con paletas de 0.09m x 0.06m) y el impulsor tipo turbina para realizar las experiencias de medicin de potencia a 4 puntos de velocidad cualesquiera.4. Realizar de igual forma que en el apartado anterior para glicerol y agua-CMC al 2%Velocidad angular (r.p.m.)Velocidad angular (rad/s)Fuerza (N)Torque (Nm)Potencia (Watts)

Brazo de palanca = 0.11m

5. Realizar una comparacin entre el mtodo experimental y el analtico y calcular el error entre estos.

3.5 PREGUNTAS.

Cules son las variables que influyen cuantitativamente en el consumo de potencia del equipo?

De las mezclas, cual es la que tiene el mayor consumo de potencia y porque?

A que velocidad el flujo en cada caso se vuelve turbulento para los diversos impulsores, porque? Resuelva analticamente

Cules fueron las densidades y viscosidades del agua-miel, agua-CMC, glicerol?

Si fuera ingeniero de planta trabajando para la Nestle y le dieran a mezclar leche descremada con jarabe de chocolate, requiriendo el mnimo de tiempo para el mezclado, que impulsor utilizara y porque? Le pondra bafles? Utilizara otro tipo de equipo de mezclado? Cual? responda cualitativamente

Cul es el efecto del bafle en la potencia y en el Reynols? Describa la funcin del bafle y como afecta fsicamente al fluido en cuanto al desarrollo de los vectores de movimiento.

Realice un informe respondiendo lo anterior y anexando sus comentarios.

4 1Ficha tcnica (Cloruro de potasio)

5 2Ficha tcnica (CMC)

IDENTIFICACION DEL PRODUCTO CARBOXIMETIL CELULOSA SDICA (CMC) Y CELULOSA POLIANIONICA.

CMC Carboximetil celulosa sdicaPAC Celulosa polianinica

QUIMICA AMTEX MEXICO, S.A. DE C.V.PASEO DE LAS PALMAS 1145,LOMAS DE CHAPULTEPECMEXICO, D.F. 11000TEL: + 52 (55) 5202-3011FAX: + 52 (55) 5520-5069e-mail: amtexmx@amtex.com.mx

COMPOSICIN / INFORMACIN DE COMPONENTES

Denominacin Qumica: Carboximetil celulosa sdica (CMC) Celulosa polianinica (PAC)

N CAS: 9004-32-4

Las hojas de datos de seguridad aplican a todos los tipos de CMC y PAC.

IDENTIFICACIN DE PELIGROS

Polvo inflamable al ser finamente dividido y suspendido en el aire.

Dicho polvo puede causar irritacin ocular leve o irritacin respiratoria si se inhala.

Las superficies sujetas a derrames o empolvamiento pueden volverse resbalosas si se mojan.

Nmero CAS: (9004-32-4) HMIS Calificativo Riesgo a la salud: 1 Ligero Riesgo reactividad: 0 Mnimo Equipo de proteccin personal: E

Grado de la carboximetil celulosa de sodio; grado de CMC de sodio; Celulosa, ter carboximetlico, sal de sodio, celulosa polianinica, NaCMC.

PROCEDIMIENTOS DE EMERGENCIA Y PRIMEROS AUXILIOS

OJOS: En caso de contacto, lvese inmediatamente con agua en abundancia a baja presin por 15 minutos al menos. Retrese los lentes de contacto para asegurar lavado total. Llame al mdico.

INHALACION: Remueva a la persona a un lugar ventilado. Trtese cualquier irritacin sintomticamente. Llame al mdico.

INFORMACION SOBRE FLAMABILIDAD.

Precaucin: Polvo inflamable al ser finamente dividido y suspendido en el aire. Las superficies sujetas a derrames o empolvamiento pueden volverse resbalosas si se mojan.

Temperatura de bronceamiento: 227 C (440 F)Lmites de flamabilidad: N/ATemperatura de autoignicin: 370 C (698 F) como polvo.

Medios de extincin: agua rociada, polvo qumico, espumas o dixido de carbono.Procedimientos especiales de combate de fuego: NingunoRiesgos no usuales de fuego y/o explosin: El polvo es inflamable si es finamente dividido y suspendido en el aire.

PROCEDIMIENTOS PARA DERRAMES Y FUGAS.

PASOS A SEGUIR SI EL MATERIAL ESCAPA O SE DERRAMA:

Brrase el material derramado para re-usarse o para desecharse. Las superficies sujetas a derrames o en contacto con el polvo pueden volverse resbalosas si se mojan.

Mtodos de Disposicin de Desechos: El mtodo de disposicin recomendado es la incineracin del material de desecho en dispositivos permitidos de acuerdo a las regulaciones locales, estatales y federales. Una alternativa conveniente es utilizar los rellenos sanitarios.

Este producto es biodegradable: El agua de desecho que contenga este producto puede considerarse para tratamiento en un sistema de tratamiento biolgico aclimatado de capacidad adecuada.

Este producto no est listado en las regulaciones federales de desechos peligrosos 40CFR261.33 prrafos (e) (f), ni como productos qumicos considerados como peligrosos si se vuelven desechos. No posee ninguna de las caractersticas de riesgo listadas en 40CFR261 subparte C. Podrn aplicar regulaciones estatales o federales de peligrosidad de desechos si difieren de las federales.

MANIPULACION Y ALMACENAMIENTO.

Mantngase el material lejos de fuentes de calor, chispas o flama directa. Para conservar la calidad del producto gurdese ste en envases sellados y en lugar seco alejado del calor y la luz solar.

LIMITES A LA EXPOSICIN / PROTECCIN INDIVIDUAL.

No establecidos. Este material no ocasiona daos fisiolgicos a bajas concentraciones. Mientras la ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) no adopte un valor TLV especfico, o un estndar por la OSHA (Occupational Safety & Health Administration), Qumica Amtex, S.A. sugiere que este material sea tratado como polvo fastidioso en concordancia con las recomendaciones de la ACGIH.

CARACTERISTICAS FISICO - QUIMICAS TIPICAS

Punto de ebullicin: N/APresin de vapor a 20 C: N/ADensidad de vapor N/APunto de congelacin: N/ARazn de evaporacin: N/AHumedad (% por peso): 8% mximo (al empacar)Solubilidad en agua: TotalDensidad especfica: 0.6-0.9pH: 6 a 12

**N/A: no aplica

Apariencia y olor: polvo de blanco a amarillento, inodoro.

ESTABILIDAD Y REACTIVIDAD.

Consideraciones de estabilidad: Estable.Incompatibilidad con: Nada.Productos de descomposicin peligrosos: Ninguno.Productos de combustin peligrosos: Monxido de carbono, dixido de carbono, humo.Polimerizacin peligrosa: No ocurre.

INFORMACIN TOXICOLGICA.

Condiciones mdicas generalmente agravadas por la exposicin: Ninguna conocida.

Principal ruta de entrada: Si se siguen los estndares industriales de higiene y procedimientos recomendados, no es probable la entrada del producto al cuerpo.

No enlistado como cancergeno por la NTP (National Toxicology Program); no regulado como cancergeno por la OSHA (Occupational Safety & Health Administration); no evaluado por la IARC (International Agency for Research on Cancer).

Efectos sobre el ser humano reportados: Un nico caso de dermattis alrgica al contacto se reporta despus de sostener contacto repetido durante un perodo largo (8 aos) con CMC purificada.

Efectos sobre animales reportados: Irritacin ocular tras exposicin al polvo de CMC sdica purificada. Estudios de laboratorio indican que la CARBOXIMETILCELULOSA DE SODIO no es mutgena, ni teratgena, ni cancergena y que no causa efectos en la reproduccin.

INFORMACIN ECOLGICA.

Anlisis ecotoxicolgicos efectuados con producto qumicamente idnticos dieron como resultado siguiente:

Toxicidad aguda para los peces: Clo mayor a 2000 mg / 1Especie: Brachynadio rerioToxicidad aguda para los peces: CL100 mayor a 4000 mg / 1Especie: Brachynadio rerio(Directiva OCDE para el ensayo de sustancias qumicas, N 203)Toxicidad aguda para bacteria: CE50: 10,000 mg/1(Directiva OCDE para el ensayo de sustancias qumicas, N 209)Bioacumulacin: log POW menor a 0 - no lipfilo, sin potencial de bioacumulacin.Degradacin biolgica: menor a 5% despus de 28 das.(Directiva OCDE para el ensayo de sustancias qumicas, N 301 E)

Valor DQO: aprox. 900 mg/g, DIN 38409 - parte 41DBO5: 0 mg O2 / 1 , DIN 38409 - H 51

Al igual que la celulosa, el CMC en condiciones apropiadas, es biodegradable y no provoca trastornos en los depuradores de aguas residuales.

Clase de contaminacin (WGK): 1 - dbil contaminante del agua.

CONSIDERACIONES RELATIVAS A LA ELIMINACIN.

Puede depositarse en un vertedero apropiado, observando las disposiciones dictadas por las autoridades locales.

INFORMACIN DE TRANSPORTE.

No es producto de transportacin peligrosa.

INFORMACIONES REGLAMENTARIAS.

No se requiere etiquetado especial.

Valor TLV (polvo fino): 6 mg / m3Valor CTR: No aplica

OTRAS INFORMACIONES.

MEDIDAS DE CONTROL APLICABLES.

Prcticas de higiene apropiadas: No permita el contacto con los ojos. Evite respirar el polvo. Lvese abundantemente despus del manejo.

Equipo de proteccin personal: Gafas de seguridad.

Recomendaciones laborales: Las fuentes lavaojos y regaderas de seguridad deben ser fcilmente accesibles. Mantngase los pisos limpios y secos.

Precauciones de manejo y almacenaje: Mantngase el material lejos de fuentes de calor, chispas o flama directa. Para conservar la calidad del producto gurdese ste en envases sellados y en lugar seco alejado del calor y la luz solar.

Controles en ingeniera de diseo: Deben procurarse ventilaciones adecuadas para mantener las concentraciones del polvo por debajo de los lmites aceptables de exposicin.6 3Ficha tcnica (Glicerol)

Fichas Internacionales de Seguridad Qumica

GLICEROL ICSC: 0624

GLICEROL

Glicerina

1,2,3-Propanotriol

1,2,3-Trihidroxipropano

C3H8O3/CH2OH-CHOH-CH2OH

Masa molecular: 92.09

N CAS 56-81-5

N RTECS MA8050000

N ICSC 0624

TIPOS DE PELIGRO/ EXPOSICION PELIGROS/ SINTOMAS AGUDOS PREVENCION PRIMEROS AUXILIOS/

LUCHA CONTRA INCENDIOS

INCENDIO Combustible.

Evitar llama abierta.

Polvos, espuma resistente al alcohol, pulverizacin de agua, dixido de carbono.

EXPLOSION Riesgo de incendio y explosin por contacto con agentes oxidantes fuertes.

En caso de incendio: mantener fros los bidones y dems instalaciones por pulverizacin con agua.

EXPOSICION

EVITAR LA PRODUCCION DE NIEBLAS!

INHALACION

Tos, dificultad respiratoria.

Ventilacin.

Aire limpio, reposo, posicin de semiincorporado y someter a atencin mdica.

PIEL

Piel seca.

Guantes protectores.

Quitar las ropas contaminadas, aclarar y lavar la piel con agua y jabn.

OJOS

Enrojecimiento.

Gafas ajustadas de seguridad.

Enjuagar con agua abundante durante varios minutos (quitar las lentes de contacto si puede hacerse con facilidad), despus consultar a un mdico.

INGESTION

Calambres abdominales, dolor abdominal, diarrea, vrtigo, somnolencia, dolor de cabeza, nusea.

No comer, beber ni fumar durante el trabajo.

Enjuagar la boca; dar a beber una papilla de carbn activado y agua, provocar el vmito (UNICAMENTE EN PERSONAS CONSCIENTES!). Reposo y suministrar a atencin mdica.

DERRAMAS Y FUGAS ALMACENAMIENTO ENVASADO Y ETIQUETADO

Ventilacin. Recoger el lquido procedente de una fuga en recipientes tapados, absorber el lquido residual en arena o absorbente inerte y trasladarlo a un lugar seguro. (Proteccin personal adicional: equipo autnomo de respiracin).

Separado de oxidantes fuertes. Hermticamente cerrado. Mantener en lugar seco.

VEASE AL DORSO INFORMACION IMPORTANTE

ICSC: 0624 Preparada en el Contexto de Cooperacin entre el IPCS y la Comisin de las Comunidades Eurpoeas CCE, IPCS, 1994

ESTADO FISICO; ASPECTO

Lquido incoloro viscoso, higroscpico.

PELIGROS QUIMICOS

La sustancia se descompone al arder, en contacto con superficies calientes u oxidantes fuertes, bajo la influencia de sustancias higroscpicas, produciendo acrolena. Reacciona con oxidantes fuertes originando riesgo de incendio y explosin.

LIMITES DE EXPOSICION

TLV (como TWA): 10 mg/m3 (nieblas) (ACGIH 1990-1991).

VIAS DE EXPOSICION

La sustancia se puede absorber por inhalacin de sus nieblas.

RIESGO DE INHALACION

La evaporacin a 20C es despreciable; sin embargo se puede alcanzar rpidamente una concentracin molesta de partculas en el aire por pulverizacin.

EFECTOS DE EXPOSICION DE CORTA DURACION

La sustancia irrita los ojos, la piel y el tracto respiratorio.

PROPIEDADES

FISICAS

Punto de ebullicin (se descompone): 290C

Punto de fusin: 18-20C

Densidad relativa (agua = 1): 1.261

Solubilidad en agua: Muy buena

Presin de vapor, Pa a 20C: