UNIVESIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGAESCUELA DE
FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERA AGROINDUSTRIALOPERACIONES
BASICAS(AI -445)
PRACTICA N 0 4
EFICACIA DE MEZCLADO
DOCENTE: ING: ANNA E. ZEGARRA VILA
GRUPO: MIERCOLES 10 am _1 pmESTUDIANTE:
CANCHO PALOMINO, SOLEDAYACUCHO PERU2015
PRCTICA N 04EFEFICACIA DE MEZCLADO
I. OBJETIVOS
Determinar ndice de mezclado de un mezclador Evaluar el tiempo
de mezclado
II. FUNDAMENTO TEORICO
La mezcla consiste en dispersar los componentes unos en otros,
es decir, implica la interposicin de dos a ms componentes separados
para formar un producto ms o menos uniforme y se presenta en muchas
ocasiones en la industria.
La mezcla de lquidos se fundamenta en la creacin de corrientes
de flujo que dirigen el material no mezclado hacia la zona de
mezcla, alrededor del impulsor. En el caso de slidos y pastas no es
posible obtener dichas corrientes, y el mezclado se completa por
otros medios, tales como; el traslado del material de un sitio a
otro (conveccin), movimiento aleatorio de partculas individuales
(difusin) y mediante cizallamiento o corte.
En consecuencia, se requiere mucho ms poder para mezclar pastas
y slidos secos que para el mezclado de lquidos.
Si se han de mezclar partculas, partiendo de grupos separados y
terminando con los componentes distribuidos al azar, se pueden
calcular las varianzas (S2) de las composiciones de las mezclas a
partir de la composicin media de la muestra.
Las desviaciones de las composiciones de las muestras respecto a
la media de la mezcla global constituyen una medida del proceso de
mezclado. La desviacin disminuye al ir progresando la operacin.
Sea la fraccin p de un componente P y una fraccin q de un
componente Q. Cuando la mezcla ha sido enteramente dispersa, se
supone que los componentes estn distribuidos en todo el volumen de
acuerdo a sus proporciones globales. La probabilidad de que una
partcula escogida al azar sea del componente P es p. Ampliando a
muestras que contengan N partculas, se puede demostrar por medio de
la teora de la probabilidad que:
Sr2 = p(1 p)/N ; So2 = p(1 p)
Se supone para ello que todas las partculas tienen el mismo
tamao y que cada partcula es componente puro P o puro Q.
Sr2:Valor al azar de la varianza.So2:Valor inicial de la
varianza.p:Fraccin del componente P al inicio de la mezcla.N:Nmero
de partculas.
ndice de mezclado (M), criterio de eficacia de un mezclador que
permite controlar la uniformidad de la mezcla y comparar el
funcionamiento de diferentes mezcladores.
M = (So2 - S2)/ (So2 - Sr2) S2 = (Xi Xp)2/(n 1)
M = (S/So) = (Xi Xp)2/[(n 1)(1 )] So2 = (1 )
Xi:Observacin i en fraccin del material trazador.Xp:Valor medio
de las concentraciones del trazador.S:Desviacin estndar
muestral.n:Nmero de muestras.
Velocidad de mezcla, la velocidad de mezclado se puede expresar
mediante el ndice de mezclado. Se ha supuesto que el ndice de
mezcla debe ser tal que la velocidad de mezcla en cualquier tiempo,
bajo condiciones de operacin constantes, como un mezclador
trabajando a velocidad constante, debe ser proporcional a la
cantidad de mezcla conseguida en aquel momento, es decir:
dMs/dt = -K(1 Ms) ()
K:Constante de velocidad de mezcla, que depende del tipo de
mezclador y de la naturaleza de los componentes.t:Tiempo de
mezclado.
Resolviendo la ecuacin () Para un tiempo de 0 a t y un ndice de
mezcla de 0 a Ms, tenemos:
Ms = 1- e-Kt -Ln(1 Ms) = Kt ()
Resolviendo la ecuacin () Para un t = 0 ; M = Ms,o y t = t ; M =
Ms, tenemos:
Ms,o:ndice de mezclado a tiempo cero.
dt = -(1/K) dMs/(1 Ms)t = (1/K)ln[(1 Ms,o)/(1 Ms)]t = (1/K)
ln[(1 1/n)/(1 Ms)] ya que: Ms,o = (Sr/So) = 1/n
EQUIPOS DE MEZCLADO SOLIDOS
Mezcladora por volteo en V Mezcladores de cinta Mezcladoras de
tornillo vertical
III. MATERIALES Y EQUIPOS
3.1 Alimento seco en polvo y material trazador (HARINA,
AZUCAR)3.2 mezclador (de volteo y con rodete).3.3 Cronmetro.3.4
Balanza.3.5 Agitador con controlador de velocidades.3.6
Refractmetro
IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.4.1 Colocar la muestra
alimenticia con el material trazador (azcar) previamente medido, en
el interior del mezclador.
4.2 Poner en marcha el mezclador controlando el tiempo a
velocidad constante.
4.3 Concluido el tiempo de control tomar 5 muestras al azar de
diferentes partes del mezclador.
4.4 Cuantificar el material trazador. 4.5 Presentar los
resultados experimentales en una tabla, para cada uno de los
casos.
V. RESULTADOS
DATOS EXPERIMENTALES
A.-MEZCLADO DE HARINA
Tiempo (min)MUESTRA AMUESTRA BMUESTRA CVELOCIDAD (rpm)
21.34471
43.93.94.571
643.9471
8443.971
103.943.871
122.53.9471
1443.9471
Mharina500g
Mazucar250G
BRIX HARINA1
BRIX ZUCAR9.5
PROPORCION1GEN 10ml agua
Observacin i en fraccin del material trazador
MUESTRA A
XA= 1.3-1
ndice de refraccin
% de trazador1g100 %250 g...% trazador
ESTE VALOR ES CONSTANTE PARA TODAS LAS CONCENTRACIONES COMO SE
MUESTRA EN LA TABLA DE RESULTADOS
Clculo de la desviacin estndar de harina para cualquier
tiempo.
0.000243
Los datos de la muestra B y C se muestra en la tabla N 2
Clculo de la desviacin estndar con respecto a nmero de
partculas.
clculo del ndice de mezclado para cada tiempo de mezclado.
tiempo minXaXb XcXS2Sr2So2MsLn (Ms)
20.0030.030.030.0210.00024300.22222220.9989065-0.0010941
40.0290.0290.0350.0310.00001200.22222220.999946-5.4001x10-5
60.030.0290.030.02966673.333x10-700.22222220.9999985-1.5x10-6
80.030.030.0290.02966673.333x10-700.22222220.9999985-1.
5x10-6
Clculo de tiempo de mezclado para una varianza mxima de 0.01
Grafica de Ln (MS) vs. Tiempo(s).
ndice de mezcladoLn (Ms)tiem(s)
-0.0010941120
-5.4001x10-5240
-1.5x10-6360
-1. 5x10-6480
Grafica de (1/MS) vs. Tiempo(s).
ndice de mezclado1/Mstiempo seg
1.0010947120
1.000054240
1.0000015360
1.0000015480
CONCLUSIONES.
Se determin la eficacia de un mezclado gracias a las
herramientas estadsticas de la desviacin estndar. Se determin el
ndice de mezclado del mezclador rotatorio el cual nos da como
resultado a un tiempo de 8 minutos o 480 segundos de:
0.9999985.
DISCUSIONES
El tamao de partculas es el factor que ms influye sobre el
mezclado uniforme de alimentos secos como azcar y
harina.Tericamente si todos los ingredientes tendran el mismo tamao
de partculas se requiere ms tiempo para homogenizar el
mezclado.Diversos estudios se ha demostrado que conforme se
incrementa el tamao de las partculas, se requiere ms tiempo para
obtener con menos de 10 % de coeficiente de variacin, sin embargo
en la industria alimentaria y no alimentaria se trabaja con
partculas de tamaos muy diferentes por ello es necesario su
estudio.Por lo general se consiguen mezclas ms uniformes con
aquellos productos cuyo tamao forma y densidad son semejantes.
Diferencias grandes de estas propiedades pueden impedir su
mezcla.
IX. BIBLIOGRAFIA
OPERACIONES UNITARIAS EN ING. QUMICA MCGRAW-HILL Pg. 978-986
Cdigo: 660.2842/M12 MEZCLADO DE ALIMENTOS -LUISA COLINA IREZABAL
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