The Second Version

11/04/14

Mescolanze Varie

Nella pratica industriale capita molto spesso di dover miscelare materiali diversi.

Gli esempi sono innumerevoli, e vanno dai casi piu' semplici del miscelare liquidi mutuamente solubili a quelli rognosi tipo sospendere solidi polverizzati in una matrice di fluido non-newtoniano ad alta viscosita' (frequente nel caso di cosmetici e medicinali). Poi capitano quei casi di liquidi che alla lunga sono solubili, ma appena vengono messi in contatto formano gel solidi che richiedono lunga agitazione e nel frattempo possono intasare tubazionie causare una serie di altri problemi.

Pioi ci sono emulsioni e sospensioni, miscele di solidi, materiali ricoperti... insomma, un numero sterminato di casi e di conseguenza un numero solo poco meno vasto di miscelatori diversi.

Il miscelatore di base e' una sorta di elica o turbina azionata da motore elettrico (nel 95% dei casi) che viene usata per creare un flusso assiale (meno di frequente radiale) di liquido in un recipiente. Esistono molte varianti diverse del disegno base; questo genere di miscelatori in genere si usa per liquidi e solidi facilmente solubili, per realizzare contatto liquido-gas ed anche per sospendere solidi appropriati. Ci sono varianti con un rotore che passa a breve distanza dalle pareti del recipiente, sia per creare una zona ad alto sforzo di taglio, sia per evitare l'adesione del materiale alle pareti stesse.

E' possibile anche usare i miscelatori statici, ovvero segmenti di tubo con inserti progettati per causare turbolenza e quindi miscelare i liquidi in transito. Un esempio sono gli ugelli miscelanti delle cartucce di resina epossidica o stirenica usate per incollare e fissare oggetti vari.

Spesso si devono preparare emulsioni o sospensioni - oppure miscelare materiali solubili in un tempo molto breve - e per questo esistono i miscelatori ad alto taglio (high shear mixer): si tratta generalmente di sistemi rotore-statore con il rotore montato a breve distanza dallo statore, ed abbondanza di spigoli vivi: questi accorgimenti creano altissimi gradienti di velocita' e quindi sforzi di taglio che dividono liquidi e solidi in goccioline minutissime.

Allo scopo si possono anche usare apparecchi che sono semplicemente versioni piu' grosse e robuste dei comuni frullatori da cucina.

Per miscelare solidi o paste e simili invece si usano rotori del tipo vite senza fine, o anche sistemi a palette oppure macine tipo quelle da olio; mentre nell'industria farmaceutica sono popolari i mulini a getto fluido che usano l'estrema turbolenza di un getto d'aria ad alta velocita' per sminuzzare e mescolare materiali in polvere. Un caso particolare si ha nell'industria della gomma: i diversi tipi di elastomero ed additivi vengono spesso miscelati usando un apparecchio a ruote dentate detto masticatore (di Banbury).

Nella pratica della miscelazione quello che conta non sono solo le macchine usate, ma anche quando e come - e pure dove - i diversi materiali vengono introdotti; ci son oanche casi che richiedono raffreddamento o riscaldamento, magari per evitare danni al prodotto in lavorazione oppure per causare variazioni di fase favorevoli all'effetto desiderato.

Ci sono prodotti che pososno essere trattati con forza senza danno, mentre altri richiedono lavorazione delicata (ad es. l'agitazione ad aria compressa dei bagni di lavaggio della nitroglicerina grezza); poi tutta una serie di fattori economici, di spazio, esigenze di processo e regolatorie contano nella scelta del miscelatore piu' adatto.

Per fortuna l'offerta di questi apparecchi e' vastissima, con ogni paese almeno parzialmente industrializzato che vanta diversi costruttori.

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