Um misturador de alto cisalhamento é um dispositivo industrial utilizado na mistura e homogeneização de materiais. Isto é feito através da utilização de rotação rápida e forças de corte para combinar substâncias.
Estes misturadores são necessários para diferentes sectores, como o farmacêutico, cosmético, alimentar e de bebidas e químico, entre outros, onde é muito importante obter uma mistura uniforme.
Neste artigo, vamos discutir como funciona, os princípios de funcionamento e as suas vantagens.
Como é que funciona?
Funciona através da rotação rápida de uma cabeça misturadora, que consiste normalmente num rotor e num estator. A configuração rotor-estator é importante porque gera forças de cisalhamento elevadas necessárias para uma mistura eficiente. Os passos seguintes explicam-lhe como funciona:
- Admissão: Os materiais a misturar são introduzidos na câmara de mistura onde se encontram o rotor e o estator.
- Rotação a alta velocidade: Acionado por um motor potente, o rotor gira a alta velocidade. Isto cria uma forte força centrífuga que suga os materiais para a zona de mistura.
- Tosquia: Ao passar pelo espaço estreito entre o rotor e o estator, os materiais são submetidos a forças de cisalhamento intensas que quebram as partículas ou gotículas, tornando-as pequenas, garantindo assim uma mistura completa.
- Descarga: Em seguida, a mistura homogeneizada é libertada da câmara de mistura, pronta para a próxima etapa de processamento ou para a utilização final.
Princípio de funcionamento
O princípio de funcionamento de um misturador de alto cisalhamento baseia-se na geração de forças de cisalhamento suficientes para romper e dispersar as partículas numa mistura.
Para tal, o rotor roda a alta velocidade no interior do estator estacionário, provocando os seguintes efeitos:
- Gradiente de velocidade: A diferença de velocidades entre estas duas partes leva à criação de um gradiente de alta velocidade necessário para o cisalhamento.
- Turbulência: Devido à sua velocidade de rotação muito rápida, o rotor induz turbulência em torno do ponto onde a mistura tem lugar, aumentando assim a eficiência da mistura entre os diferentes componentes que estão a ser misturados.
- Cavitação: A taxas extremamente elevadas, as cavidades podem formar-se quando regiões de baixa pressão são produzidas por lâminas que se movem através de líquidos - este evento chamado cavitação resulta na libertação de energias que são capazes de causar a rutura de substâncias sólidas situadas na vizinhança da ocorrência.
Benefícios
Há muitas razões pelas quais as pessoas preferem utilizar misturadores de alto cisalhamento em vez de outros tipos. Algumas delas são as seguintes:
- Mistura eficienteA rapidez de funcionamento destes aparelhos, associada a forças de corte intensas, garante misturas rápidas e completas, resultando assim em produtos consistentes e com características uniformes.
- Redução do tamanho das partículas: Estes equipamentos são muito eficientes na redução do tamanho das partículas, especialmente úteis nas indústrias farmacêutica e cosmética, onde é necessário obter texturas suaves através da formação de emulsões estáveis, permitindo assim uma fácil penetração nos sistemas corporais para a realização dos efeitos desejados.
- Versatilidade: Podem manusear vários materiais, desde líquidos a formas semi-sólidas, bem como pós, tornando-os adequados para diferentes aplicações, como a mistura de pós, etc.
- Melhoria da qualidade do produto: Ao assegurar que existe uma distribuição uniforme de todos os componentes presentes num determinado lote, este tipo de misturador melhora os padrões gerais de qualidade, pelo que a estabilidade fica garantida durante as fases finais, como a embalagem ou o período de armazenamento, que pode durar mais tempo do que o previsto devido a factores externos que afectam a taxa de perecibilidade, entre outros.
- Escalabilidade: Os misturadores de alto cisalhamento estão disponíveis em diferentes tamanhos, desde os pequenos misturadores de laboratório utilizados durante o trabalho de investigação até às máquinas industriais de grande escala utilizadas para fins de produção em massa, pelo que os fabricantes podem manter a uniformidade em diferentes volumes sem comprometer a qualidade.
- Poupe tempo: Os níveis de eficiência mais elevados alcançados por estes misturadores conduzem a tempos de mistura reduzidos, melhorando assim a produtividade, uma vez que podem ser tratados mais lotes com a mesma duração, reduzindo assim os custos operacionais associados a horas de trabalho prolongadas do pessoal.
- Eficiência energética: Embora muito rápidos, os modernos misturadores de alto cisalhamento são construídos para poupar energia, utilizando a quantidade mínima de energia necessária para o máximo desempenho da mistura.
- Higiene e limpeza: Os misturadores de alto cisalhamento são normalmente criados tendo em conta as condições sanitárias; assim, têm superfícies e peças que podem ser limpas facilmente. Isto é muito importante em indústrias como a de processamento de alimentos, fabrico de produtos farmacêuticos ou mesmo produção de cosméticos, onde a higiene é uma questão de preocupação, porque qualquer pequena contaminação pode levar a resultados fatais.
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