¿Qué es un tanque agitado?
Se conoce como tanque agitado, tanque agitador o tanque mezclador al dispositivo para realizar procesos que es ampliamente utilizado en diferentes industrias para realizar mezclas en fases ya sea homogéneas o heterogéneas con la presencia de reacciones químicas o sin estas, aunque cuando dentro del tanque ocurre la reacción química reciben el nombre de reactores químicos.
Este tipo de dispositivo realiza una mezcla altamente efectiva y funciona en estado estacionario con propiedades uniformes. De manera ideal, la composición de salida de la mezcla es igual a la composición del material cuando se encuentra dentro del tanque, lo cual se da en función del tiempo de permanencia y la velocidad de la reacción.
Un tanque agitado se refiere a un sistema abierto en el cual el material puede entrar o salir libremente del dispositivo, operando en estado estacionario, donde las condiciones en el reactor no cambian con el tiempo. Los reactivos se introducen continuamente en el reactor mientras que los productos se eliminan también de forma continua.
En situaciones en las que la reacción es demasiado lenta o cuando hay presencia de dos líquidos viscosos o inmiscibles que requieren de una alta velocidad de agitación, se pueden conectar varios tanques agitados formando una cascada o una serie en línea que facilita el proceso al descargar el esfuerzo de trabajo en varios dispositivos que generan un sistema.
¿Qué hace un tanque agitador?
Los tanques agitados se utilizan en el procesamiento industrial, principalmente para reacciones de flujo de fase líquida homogéneas, en los cuales se requiere de una agitación constante y estos pueden utilizarse solos, en serie o en una batería.
Los procesos industriales que requieren de fermentación, encuentran en los tanques agitados una gran herramienta, pues implican el uso de un catalizador biológico para generar los productos. En un fermentador los microbios catalizan una reacción que descompone moléculas grandes en moléculas de menor tamaño generando etanol, metanol e incluso hidrocarburos.
El producto del vapor puede eliminarse de la parte superior de una unidad sin separación, o el producto líquido se puede eliminar de la parte inferior, filtrando y reciclando los medios microbianos.
Los fermentadores se utilizan en una gran cantidad de industrias, como en la alimentaria donde se utiliza para la elaboración de cerveza y otros productos, en la farmacéutica, en el tratamiento de aguas residuales y en el procesamiento de hidrocarburos, por ejemplo.
Características de este tipo de tanques
Un tanque agitador se forma por un cilindro de volumen constante y un sistema de agitación que mezcla los reactivos que se introducen en este. Las tuberías de alimentación y salida se colocan para introducir los reactivos y extraer o eliminar los productos del proceso.
Por otro lado, este tipo de tanque cumple con las siguientes funciones en operaciones unitarias:
- Mezclado de líquidos miscibles
- Dispersión de gases en un líquido
- Mezcla de líquidos no miscibles
- Emulsificación y dispersión de sustancias no miscibles
- Apoyo en la transferencia de temperatura entre un líquido y una superficie de intercambio de calor.
- Suspensión, reducción de dimensiones y dispersión de las partículas sólidas en líquidos. Dilución de sólidos en líquidos.
- Reducción de dimensión de partículas aglomeradas.
- Reducción de las dimensiones de la gota de los líquidos coalescentes.
Los tanques agitadores contienen una hélice que funciona como impulsor, ya sea en un extremo o a lo largo de la flecha ubicada en el núcleo del tanque ya sea de forma transversal o excéntricamente.
Un tanque agitador puede tener en su interior una, dos o más flechas con una, dos o más hélices en cada una. Puede tener un fondo compuesto por toros, toriesférico, plano o cónico.
Tipos de tanque agitado
Tanque con agitación continua
Entre los tanques agitados, el de agitación continua quizá sea el más utilizado, pues se trata de un recipiente cilíndrico con un eje central accionado por motor que soporta uno o más impulsores.
El eje está colocado en la parte inferior del tanque, el número de impulsores que lo agitan es variable y depende del tamaño del reactor, es decir, de la relación entre la altura y el diámetro, denominada relación de aspecto.
Tanque reactor Batch o Reactor Intermitente de tanque agitado
Se trata de un tanque agitado cuyo impulsor no trabaja de manera continua, sino que es programado para trabajar por lapsos según las necesidades del proceso en el que se emplea, con frecuencia es utilizado en investigaciones de cinética en ambientes controlados de laboratorio, pero también es útil en procesos industriales.
Reactor de Flujo Pistón
Este tipo de tanque agitado trabaja en estado estacionario, es decir, que las propiedades del reactor son constantes a lo largo del tiempo. Maneja un flujo ideal de pistón. Y también existen otros tanques agitados como los especiales, heterogéneos y catalíticos.
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