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IQ-2009-I-24 1 ESTUDIO DEL EFECTO DE LAS VARIABLES DE MEZCLADO, TIPO DE PROCESO Y GEOMETRÍA DEL AGITADOR, SOBRE EL CONSUMO ENERGÉTICO EN LA ELABORACIÓN DE EMULSIONES CONCENTRADAS AGUA/ACEITE. YERELEE ANDREA GONZÁLEZ TORRES UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA AREA DE REOLÓGIA BOGOTA D.C 2008
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IQ-2009-I-24
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ESTUDIO DEL EFECTO DE LAS VARIABLES DE MEZCLADO, TIPO DE PROCESO Y GEOMETRÍA DEL AGITADOR, SOBRE EL CONSUMO ENERGÉTICO EN LA ELABORACIÓN
DE EMULSIONES CONCENTRADAS AGUA/ACEITE.
YERELEE ANDREA GONZÁLEZ TORRES
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA AREA DE REOLÓGIA
BOGOTA D.C 2008
IQ-2009-I-24
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ESTUDIO DEL EFECTO DE LAS VARIABLES DE MEZCLADO, TIPO DE PROCESO Y
GEOMETRÍA DEL AGITADOR, SOBRE EL CONSUMO ENERGÉTICO EN LA ELABORACIÓN DE EMULSIONES CONCENTRADAS AGUA/ACEITE.
YERELEE ANDREA GONZÁLEZ TORRES
PROYECTO DE GRADO PARA OBTAR POR EL TITULO DE
INGENIERO QUÍMICO
Asesor
Dr. Oscar Alberto Álvarez
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA AREA DE REOLÓGÍA
BOGOTÁ D.C 2008
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TABLA DE CONTENIDOS
1. INTRODUCCION .......................................................................................................................................... 7
2. OBJETIVOS ................................................................................................................................................ 10
2.1 Objetivo General............................................................................................................................... 10
2.2 Objetivos Específicos ........................................................................................................................ 10
3. ESTADO DEL ARTE ..................................................................................................................................... 11
3.1 GENERALIDADES ............................................................................................................................... 11
3.1.1 Emulsiones. Definición ............................................................................................................. 11
3.1.2 Clasificación .............................................................................................................................. 11
3.2 AGENTES SURFACTANTES ................................................................................................................. 12
3.2.1 Definición .................................................................................................................................. 12
3.2.2 Función ..................................................................................................................................... 12
3.2.3 Clasificación .............................................................................................................................. 13
3.2.4 Criterios de Selección ............................................................................................................... 13
3.3 ESTABILIDAD ..................................................................................................................................... 14
3.4 MECANISMOS DE INESTABILIDAD .................................................................................................... 15
3.5 EMULSIONES CONCENTRADAS ......................................................................................................... 17
3.6 CARACTERIZACIÓN REOLÓGICA ....................................................................................................... 18
4. MATERIALES Y METODOS ......................................................................................................................... 22
4.1 MATERIALES ..................................................................................................................................... 22
4.2 METODOS ......................................................................................................................................... 22
4.2.1 Preparación............................................................................................................................... 22
4.2.2 Tipo de Proceso ........................................................................................................................ 23
4.2.2.1 Proceso Batch ....................................................................................................................... 23
4.2.2.2 Proceso Semi‐Batch .............................................................................................................. 23
4.2.3 Sistema de Agitación ................................................................................................................ 24
4.2.3.1 Geometría de Agitador ........................................................................................................ 24
4.2.3.2 Diámetros de Tanque .......................................................................................................... 26
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4.2.4 Velocidad Periférica .................................................................................................................. 26
4.2.5 Consumo Energético ................................................................................................................. 27
4.2.6 Caracterización Reológica ......................................................................................................... 27
5. RESULTADOS Y ANALISIS .......................................................................................................................... 29
5.1 CURVAS DE POTENCIA ...................................................................................................................... 29
5.2 RESULTADOS VISCOSIDAD EN FUNCION DE LA VELOCIDAD DE CIZALLA ........................................ 33
5.2.1 Proceso Batch ........................................................................................................................... 33
5.2.2 Proceso Semibatch ................................................................................................................... 37
6. CONCLUSIONES ........................................................................................................................................ 42
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LISTA DE TABLAS
Tabla1. Clasificación surfactantes de acuerdo a HLB [13,14] ........................................................................... 14
Tabla 2. Formulación Emulsiones ..................................................................................................................... 22
Tabla 3. Especificación agitadores. ................................................................................................................... 26
Tabla 4. Velocidad de agitación. ....................................................................................................................... 26
Tabla 5. Resultados Batch,70%,D1. .................................................................................................................. 35
Tabla 6.Resultados Batch70%,D2. .................................................................................................................... 35
Tabla 7. Resultados Batch80%,D1 .................................................................................................................... 36
Tabla 8. Resultos Batch,80%,D2 ....................................................................................................................... 36
Tabla 9. Resultados Semibatch,70%,D1 ........................................................................................................... 39
Tabla 10. Resultados Semibatch70%,D2 .......................................................................................................... 40
Tabla 11. Resultados Semibatch80%,D1 .......................................................................................................... 41
Tabla 12. Resultados Semibatch80%,D2. ......................................................................................................... 41
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Curva esfuerzo cortante. [20] ........................................................................................................... 20
Figura 2. Curva viscosidad. [20] ........................................................................................................................ 20
Figura 3. Agitador palas inclinadas [17]............................................................................................................ 25
Figura 4. Agitador propela.[17] ........................................................................................................................ 25
Figura 5. Agitador Turbina. [17] ....................................................................................................................... 25
Figura 6. Equipo agitación Lightnin‐Labmixer. ................................................................................................ 27
Figura 7. Viscosímetro BROOKFIELD ................................................................................................................. 28
Figura 8. Curva potencia A310,70%. ................................................................................................................. 29
Figura 9. Curva Potencia A100,70%. ................................................................................................................ 30
Figura 10. Curva potencia R100,70%. ............................................................................................................... 30
Figura 11. Curva potencia A310,80%. .............................................................................................................. 31
Figura 12. Curva potencia A100,80%. .............................................................................................................. 32
Figura 13.Curva potencia R100,80%. ............................................................................................................... 32
Figura 14. Viscosidad Batch,D1,70%. ................................................................................................................ 33
Figura 15. Viscosidad Batch,D2,70%. ............................................................................................................... 34
Figura 16. Viscosidad Batch,D1,80%. ................................................................................................................ 34
Figura 17. Viscosidad Batch,D2,80%. ................................................................................................................ 35
Figura 18. Viscosidad semibatch ,D1,70%. ....................................................................................................... 37
Figura 19. Viscosidad semibatch,D2,70%. ........................................................................................................ 38
Figura 20. Viscosidad semibatch,D1,80%. ........................................................................................................ 38
Figura 21. Viscosidad semibatch,D2,80%. ....................................................................................................... 39
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1. INTRODUCCIÓN
En la actualidad las emulsiones son empleadas en diferentes áreas interdisciplinarias. Estas son
parte fundamental en la elaboración de productos y en los procesos que desarrollan las industrias
alimenticias, geológicas, agrícolas, biológicas, médicas, petroleras y cosméticas [1,2,3].
El estudio reológico de estas es de gran importancia, debido a que permite predecir las
características finales del producto, así como las propiedades durante y después del proceso. Así
mismo, permite determinar las características de selección, diseño y operación de los equipos
empleados en la elaboración.
Las emulsiones son dispersiones de dos líquidos inmiscibles, en donde uno de ellos se encuentra
inmerso en el otro en forma de gotas finas o partículas [1,4]. Esta mezcla está compuesta por dos
fases, una formada por el líquido circundante (fase continua) y otra formada por el liquido
fraccionado (fase dispersa) [1]. Generalmente, uno de los líquidos es una sustancia polar, hidrófila,
acuosa como los alcoholes, azúcares, sales (minerales y orgánicas) y el agua. El otro por lo tanto,
es una sustancia no polar, lipófila, como los solventes orgánicos, ácidos grasos y aceites [1,4].
El carácter de las emulsiones está establecido por las características de los líquidos (naturaleza),
así como por la forma (condiciones de proceso) y cantidad (fracción volumen) en la que estas se
mezclan [1,4]. Existen dos tipos principales de emulsiones, dependiendo de la naturaleza de la
fase continua. Emulsiones directas (O/ W) donde la fase continúa es el agua y en ella se
encuentran dispersas las gotas de aceite. La leche y la mayonesa pertenecen a este grupo [5].
Emulsiones inversas (W/O) las cuales tienen como fase continúa el aceite y gotas de agua
dispersas en él. El petróleo y las cremas son ejemplos de este tipo de emulsiones [5].
Las emulsiones son sistemas termodinámicamente inestables que presentan cambios
espontáneos luego de su preparación, con el fin de evitar la separación de la emulsión y
estabilizarla, es necesario incorporar en el proceso un tercer componente, un agente surfactante o
tensoactivo. Este agente surfactante es una sustancia estabilizadora que generalmente presentan
un doble carácter, contiene un grupo polar en su cabeza y un grupo no polar en su cola [6,7]. Su
función principal es reducir la tensión interfacial y estabilizar la emulsión. Gracias a su doble
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carácter, son absorbidos en la interfase de la emulsión donde crean barreras eléctricas y estéricas,
las cuales incrementan la repulsión entre las gotas de la fase dispersa evitando su unión [8].
La estabilidad de las emulsiones depende principalmente de las propiedades interfaciales, las
cuales establecen las interacciones de las gotas. Sin embargo, la estabilidad, también, se ve
afectada por la fracción volumen de la fase dispersa, así como por el tamaño y distribución de las
gotas [1]. En general, existen 2 factores fundamentales para alcanzar la estabilidad de las
emulsiones: Existencia de película interfacial que envuelva cada gota formada y débil tensión
interfacial. Durante el mezclado, la emulsión posee una estabilidad termodinámica mínima y tiende
a separarse en las dos fases iníciales [7,9,10]. Esta separación espontánea, está relacionada con
el aumento de la energía interna del sistema (E), como resultado del incremento del área de la
interfase debido al mezclado, la separación espontánea de la emulsión se basa en la tendencia de
los sistemas a permanecer en el estado de menor energía, en este caso el inicial [9]. El tiempo
que tarda la separación de las fases determina el grado de estabilidad.
Se conoce como emulsiones concentradas, a aquellas emulsiones que presentan una fracción
volumen de la fase dispersa (ΦV) entre 50- 74%.Las emulsiones muy concentradas son aquellas
que presentan una fracción mayor a 74%,debido a que este valor supera el valor máximo de
fracción volumen, las gotas dispersas presentan una deformación transformándose en formas
poliédricas compactas [4,7,8]. Como consecuencia de la variación en la estructura de
empaquetamiento y dependiendo de la formulación y la temperatura, las propiedades reológicas
de estas emulsiones, pueden presentar características de fluidos pseudoplasticos [11].
Existen diversas formas de producir una emulsión, una de ellas es aplicando energía mecánica
obtenida por agitación. La energía mecánica permite que la interfase generada entre las dos fases
se deforme hasta la formación de gotas. Durante el proceso, las gotas se deforman para
convertirse en gotas más pequeñas, mientras más pequeñas sean las gotas se debe realizar la
agitación con más intensidad para poder alterar su forma, generando un proceso turbulento el
cual asegura la dispersión de las gotas en la fase continua. La mayor parte de la dispersión se
debe a las fuerzas creadas por el agitador y al impacto de las gotas en el agitador y el recipiente
[12]. Es importante tener en cuenta las fuerzas presentes en las gotas como las fuerzas de Van
der Waals, fuerzas polares y las fuerzas electroestáticas relacionadas con la carga externa de las
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partículas. Así como las fuerzas durante el proceso de emulsificación como las coacciones
mecánicas que se generan en el movimiento de la matriz del fluido, las fuerzas capilares cuando
se ponen en contacto los líquidos, y la resistencia a la deformación de la fase interna [4].
Sin embargo el comportamiento reológico de las emulsiones no solo se encuentra determinado
por estas fuerzas, también juegan una papel importante distintas variables de proceso, entre las
cuales se encuentran presión, temperatura, orden de adición de fases, tiempo de agitación,
geometría agitador, velocidad, sentido de agitación, numero agitadores, y tipo de proceso.
Dependiendo del tipo de proceso que se siga, se generarán características físicas y reológicas
diferentes en las emulsiones. Dentro de los procesos discontinuos, se encuentran los procesos
Batch y Semi-batch. Se denomina proceso Batch, a aquel que agrega de forma simultánea las dos
fases de la emulsión. En el proceso semi batch la fase dispersa es adicionada lentamente a la fase
continua, mientras se proporciona una agitación constante. Otro variable importante durante el
proceso de elaboración de las emulsiones concentradas, es la geometría del agitador (palas
inclinadas, propela, turbina),ya que las condiciones de cizalla y circulación del sistema son función
de esta. El tipo de agitador genera un tipo de flujo diferente durante el proceso de elaboración de
la emulsión, lo cual genera a la vez una distribución diferente de las velocidades de cizalla.
El presente estudio muestra una evaluación del comportamiento reológico y la estabilidad de las
emulsiones W/O concentradas, frente a la variación de las condiciones de mezclado (tipo de
proceso y geometría del agitador), identificando la interacción que existe entre las propiedades
reológicas, el consumo energético y la geometría del sistema de mezclado, en los procesos de
emulsificación de emulsiones inversas.
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2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo General
Estudiar el consumo energético en la elaboración de emulsiones W/O concentradas
mediante los procesos Batch y semi Batch, variando la geometría del agitador.
2.2 Objetivos Específicos
• Evaluar el comportamiento reológico de las emulsiones W/O concentradas,
frente a la variación de las condiciones de mezclado (tipo de proceso y
geometría del agitador).
• Comparar el consumo energético para diferentes procesos de mezclado,
empleando una emulsión con comportamiento reológico determinado.
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3. ESTADO DEL ARTE
3.1 GENERALIDADES
3.1.1 Emulsiones. Definición
Las emulsiones son dispersiones de dos líquidos inmiscibles, en donde uno de ellos se
encuentra inmerso en el otro en forma de gotas finas o partículas [1,2,3]. Esta mezcla está
compuesta por dos fases, una formada por el liquido circundante (fase continua) y otra
formada por el liquido fraccionado (fase dispersa) [1,3,13].
Generalmente, uno de los líquidos es una sustancia polar, hidrófila, acuosa como los
alcoholes, azúcares, sales (minerales y orgánicas) y el agua. El otro por lo tanto, es una
sustancia no polar, lipófila, como los solventes orgánicos, ácidos grasos y aceites [1,5,14].
Por consiguiente, las sustancias que, normalmente, conforman las emulsiones son el agua y el
aceite.
3.1.2 Clasificación El carácter de las emulsiones está establecido por las características de los líquidos
(naturaleza), así como por la forma (condiciones de proceso) y cantidad (fracción volumen) en
la que estas se mezclan [1,6,14].
Existen dos tipos principales de emulsiones, dependiendo de la naturaleza de la fase continua.
• Emulsiones directas (O/ W) donde la fase continúa es el agua y en ella se encuentran
dispersas las gotas de aceite. La leche y la mayonesa pertenecen a este grupo [5].
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• Emulsiones inversas (W/O) las cuales tienen como fase continua el aceite y gotas de
agua dispersas en él. El petróleo y las cremas son ejemplos de este tipo de emulsiones
[5].
En algunos casos se presenta la dispersión de pequeñas gotas de la fase continúa en las
gotas de la fase dispersa, generando así emulsiones dobles o múltiples como W/O/W y
O/W/O [6].
3.2 AGENTES SURFACTANTES
Con el fin de evitar la separación de la emulsión y estabilizarla, es necesario incorporar en el
proceso un tercer componente, un agente surfactante o tensoactivo [7].
3.2.1 Definición
Son sustancias estabilizadoras que generalmente presentan un doble carácter, contienen
un grupo polar en su cabeza y un grupo no polar en su cola [7].
3.2.2 Función
Su función principal es reducir la tensión interfacial y estabilizar la emulsión. Gracias a su
doble carácter, son absorbidos en la interfase aire/ O-W de la emulsión donde crean
barreras eléctricas y estéricas, las cuales incrementan la repulsión entre las gotas de la
fase dispersa evitando su fusión [7].
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3.2.3 Clasificación
Se clasifican en 3 grupos de acuerdo al poder de disociación que presentan (carga de la
cabeza). Cada uno de ellos es específico para un tipo de emulsión.
• Iónicos: Aquellos que al estar en solución forman iones en la mezcla, tienen una gran
afinidad por el agua. Se dividen en dos grupos:
- Aniónicos: Al ionizarse su parte hidrofóbica adquiere carga negativa.
- Catiónicos: Presentan carga positiva en su parte hidrofóbica cuando están
en solución.
• No Iónicos: No disocian al estar en contacto con el agua debido a que su parte
hidrofílica no forman iones en la solución. Son compatibles con los otros
surfactantes.
• Anfóteros: Aquellos que presentan en su estructura grupos catiónicos y aniónicos. Su
disociación está influenciada por el pH del medio donde son empleados.
3.2.4 Criterios de Selección
La efectividad del agente surfactante sobre la estabilidad de la emulsión, no sólo depende
de las características físicas (tamaño y forma) y químicas (interacciones internas) de
este, sino también del carácter de la emulsión a estabilizar [7]. De acuerdo a esto, se han
establecido criterios de selección basados en la relación emulsión/ agente surfactante.
• Regla de Brancroft: En 1915 Bancroft, propone un método de selección basado en la
solubilidad del surfactante. Con esta regla se establece el carácter de las fases de la
emulsión donde la fase continua estará compuesta por el liquido en el cual el surfactante es
más soluble [13,14].
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• Balance hidrofílico- lipofílico (HLB): Análisis empírico y cualitativo propuesto por Griffin
(1949), en el cual se realiza un balance del tamaño y fuerza de los grupos hidrofílicos y
lipofílicos presentes en el agente surfactante. Este balance asigna un valor numérico en un
intervalo de 1 a 20, el cual permite determinar la naturaleza de la emulsión sobre la que
puede actuar. El valor HLB puede ser calculado mediante la relación propuesta por Griffin
en la ecuación 1 [14].
HLB = VGH - VGL + 7 (1)
Donde
VGH = Σ Grupos Hidrófilos
VGL = Σ Grupos Lipófilos
En la siguiente tabla se presenta la clasificación de los surfactantes de acuerdo a
su valor HLB.
Valor HLB Propiedad del surfactante
1.5 – 3 Antiespumante
4 – 6 Tipo Agua en aceite
7 – 9 Neutros o humectantes
8 -13 Tipo aceite en agua
13-15
15-18
Detergentes
Solubilizantes
Tabla1. Clasificación surfactantes de acuerdo a HLB [13,14]
3.3 ESTABILIDAD
La estabilidad de las emulsiones depende principalmente de las propiedades interfaciales, las
cuales establecen las interacciones de las gotas. Sin embargo, la estabilidad, también, se ve
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afectada por la fracción volumen de la fase dispersa, así como por el tamaño y distribución
de las gotas [1]. En general, existen 2 factores fundamentales para alcanzar la estabilidad de
las emulsiones:
- Existencia de película interfacial que envuelva cada gota formada.
- Débil tensión interfacial
Durante el mezclado, la emulsión posee una estabilidad termodinámica mínima y tiende a
separarse en las dos fases iníciales [9,10,14]. Esta separación espontánea, está relacionada
con el aumento de la energía interna del sistema E, como resultado del incremento del área de
la interfase debido al mezclado.
La relación entre la energía y el área de interfase se presenta en la siguiente ecuación:
A*E σ= (2)
Donde σ es la tensión interfacial y A es el área de la interfase.
De acuerdo a lo anterior, la separación espontánea de la emulsión se basa en la tendencia de
los sistemas a permanecer en el estado de menor energía, en este caso el inicial [10]. El
tiempo que tarda la separación de las fases determina el grado de estabilidad.
3.4 MECANISMOS DE INESTABILIDAD
La separación de las fases en las emulsiones se puede efectuar por varios mecanismos, unos
de ellos reversibles y otros irreversibles.
• Reversibles
- Cremaje: Generado por la diferencia de densidad entre los líquidos. La fase
dispersa se concentra en la parte superior de la mezcla al ser la más ligera [13,15].
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- Sedimentación: Se produce también por la diferencia de densidad. En este, la fase
dispersa es la más pesada y por tanto se concentra en la parte inferior [13,15].
Los mecanismos de cremaje y sedimentación, se pueden corregir aumentando la densidad
de la fase continua y reduciendo el tamaño de gota [13].
- Floculación: Es la ruptura de la película interfacial como resultado de la acción de
las fuerzas de Vander Waals. Las gotas no se fusionan entre sí, pero forman
agregados [13,15]. Se puede disminuir si se reduce la concentración de la fase
dispersa [4].
• Irreversibles
- Coalescencia: Consecuencia de la ruptura de la película interfacial, presentándose
la unión y deformación de gotas semejantes hasta formar una sola [13,15,16].
Depende de la concentración de la fase dispersa y de las propiedades de la
interfase [13].
- Efecto Ostwald ripening: Se refiere al engrosamiento de las gotas más grandes
debido a la difusión de las gotas de menor tamaño. La velocidad de la inestabilidad
depende del grado de solubilidad de la fase dispersa en la continua [13,16]. La
velocidad de engrosamiento (ω), esta descrita por la ecuación de Lifshitz:
( )ϕγω f
RTDVc
dtda mc
983
∞== (3)
Donde
ac : Radio critico de la gota
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t : Tiempo de engrosamiento
( )∞c : Solubilidad de las gotas en la fase continúa
γ : Tensión superficial en la interfase
D: Coeficiente de las gotas
Vm: Volumen molar del aceite
)(ϕf : Factor de corrección, en función de la fracción volumen
R: Constante de los gases
T: Temperatura absoluta
3.5 EMULSIONES CONCENTRADAS
Se conoce como emulsiones concentradas, a aquellas emulsiones que presentan una
fracción volumen de la fase dispersa (ΦV) entre 50-74%.La emulsiones my concentradas
son aquellas que superan este 74% en la fracción volumen de la fase dispersa. Debido a
que este valor supera el valor máximo de fracción volumen, las gotas dispersas presentan
una deformación en la esfericidad de empaquetamiento, transformándose en formas
poliédricas compactas [2,,8,11].
Como consecuencia de la variación en la estructura de empaquetamiento y dependiendo
de la formulación y la temperatura, las propiedades reológicas de estas emulsiones,
pueden presentar características de cualquier tipo de fluido, desde elásticos hasta
viscoelásticos [11].
Como se dijo anteriormente, existen emulsiones tanto directas como inversas. Estas a su
vez pueden ser clasificadas en dos grupos, adhesivas y no-adhesivas, de acuerdo a la
interacción entre gotas. Las emulsiones adhesivas, presentan fuerzas atractivas entre
gotas, las que generan un alto grado de empaquetamiento. Por su parte las emulsiones no-
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adhesivas, presentan un bajo empaquetamiento debido a la existencia de gotas no
deformadas [11].
Están constituidas por segmentos hidrofílicos e hidrofóbicos bien definidos, los cuales
generan una gran área interfacial. Esta configuración junto con las propiedades que
presentan como líquidos elásticos o viscoelásticos, hacen de ellas un componente
importante y eficaz en los medios reactivos [11].
3.6 CARACTERIZACIÓN REOLÓGICA
La reología se define como la ciencia encargada de estudiar el flujo, las fuerzas mecánicas
y deformación de los fluidos. Realiza una caracterización de estos materiales, evaluando la
viscosidad y el modulo de elasticidad empleando viscosímetros o reómetros [18]. La
caracterización reológica de las emulsiones, analiza el comportamiento de estas, durante y
después del proceso de emulsificación [19].
Las cualidades morfológicas y físicas de las emulsiones concentradas, tales como
transparencia, brillo, viscosidad, plasticidad, esfuerzo de cedencia y el módulo de rigidez
están relacionadas con el tamaño de gota de la fase dispersa de la emulsión [20,21,22,23].
El tamaño de gota esta determinado tanto por la geometría del agitador, como por la
velocidad de agitación a la que este opere. La energía proporcionada al sistema mediante
la agitación, determinara el tamaño de gota, es decir si la energía proporcionada es baja
(velocidades de agitación bajas), se generara un tamaño grande de gota. Mientras que a
velocidades de agitación altas, la energía proporcionada al sistema es alta y se generan
gotas pequeñas con un mejor empaquetamiento [5,22,23,24].
La viscosidad dinámica a su vez está relacionada con los esfuerzos de corte que se
aplican al sistema y la velocidad de cizallamiento de este. Dependiendo de la relación
existente entre los esfuerzos y la velocidad de cizallamiento se conocen dos tipos de
fluidos, newtonianos y no newtonianos [22,25,26].
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Los fluidos newtonianos, son aquellos que presentan una relación lineal entre los esfuerzos
y la velocidad de cizallamiento y por tanto exhiben una viscosidad constante.
(5)
Los segundos, relacionan los dos factores con una función característica de tipo
no lineal, presentando viscosidad variable, la cual puede ser o no dependiente del tiempo.
Los fluidos cuya viscosidad es independiente del tiempo, se dividen en dos tipos,
pseudoplasticos y dilatantes [22,25,26].
- Fluidos pseudoplasticos: Se caracterizan por un adelgazamiento de la velocidad de corte.
Se describen con el modelo de Ostwald de la ecuación 5, en donde se establece que la
viscosidad de estos fluidos diminuye con el aumento de los esfuerzos cortantes:
(6)
- Fluidos Dilatantes: Presentan un engrosamiento de la velocidad de corte, su viscosidad
aumenta al aumentar los esfuerzos cortantes, caracterizándose por un valor casi infinito de
estas. Se describen por el siguiente modelo de Ostwald:
(7)
Los fluidos no newtonianos cuya viscosidad es dependiente del tiempo, se clasifican en
dos, tixotrópicos y reopecticos [25,26].
- Fluidos Tixotrópicos: Su viscosidad aparente disminuye con el tiempo, se separan
cuando se aplica un esfuerzo continuo y disminuye su resistencia. Suelen recuperar su
estructura lentamente al ser retirado el esfuerzo. La pintura para pared, las pastas y los
cosméticos, son ejemplos de este tipo de fluidos.
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- Fluidos Reopecticos: La viscosidad aparente y su resistencia aumentan con el tiempo.
Al aplicar un esfuerzo constante se unifica su estructura. Las suspensiones de yeso y
arcilla, se clasifican en este tipo de fluidos.
Las curvas de esfuerzo cortante y viscosidad en función de la velocidad de cizalla,
muestran el comportamiento característico de cada tipo de fluido respecto a estas
variables. A continuación se presentan estas curvas.
Figura 1. Curva esfuerzo cortante. [20]
Figura 2. Curva viscosidad. [20]
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La caracterización reológica del fluido, requiere asimismo la determinación del punto de
flujo, las curvas de viscosidad y el ajuste de los datos al modelo de
Ostwald para fluidos pseudoplasticos [5,18,22].
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4. MATERIALES Y METODOS
4.1 MATERIALES
La fase continua para las emulsiones w/o concentradas está constituida por aceite mineral
USP cuya densidad es 0.84 g/cm3 y viscosidad 9.072-10.92 cP, comprado a la compañía
EVOLQUIM LTDA.
La fase dispersa, está compuesta por agua desionizada con una densidad de 1g/cm3 y
viscosidad 1.0020 cP a 20 °C.
Como agente surfactante se utilizó Sorbitan monolaurate (SPAN 20) con densidad
1g/cm3, viscosidad 120-200 cP (20 °C) y un valor de HLB de 8.6, comprado a la compañía
Urigo S.A.
4.2 METODOS Con el fin de cumplir los objetivos planteados, se llevo a cabo la siguiente metodología.
4.2.1 Preparación Se prepararon emulsiones de 500 gramos cada una, con diferente fracción de la fase
dispersa (70% y 80%) y una relación surfactante/ aceite de 0.5. La formulación para cada
una de estas emulsiones se presenta en la tabla 2.
Masa (g) 70% 80%
Agua 350 400
Aceite 100 66.67
SPAN 20 50 33.33
Total 500 500
Tabla 2. Formulación Emulsiones
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4.2.2 Tipo de Proceso
La preparación de emulsiones concentradas puede ser llevada a cabo de forma continua o
discontinua. Dependiendo del tipo de proceso que se siga, se generarán características
físicas y reológicas diferentes en las emulsiones.
Dentro de los procesos discontinuos, se encuentran los procesos Batch y Semi-batch, cada
uno de estos fue llevado a cabo en el equipo de agitación Lightnin – Labmixer (L1U10F).
4.2.2.1 Proceso Batch
Se denomina proceso Batch, a aquel que agrega de forma simultánea las dos fases de la
emulsión. La formulación se lleva a cabo como se describe a continuación:
- El surfactante es dispersado en la fase continua y homogenizado
durante 5 minutos.
- Las dos fases se introducen en el recipiente que contiene el agitador.
- Finalmente con una velocidad de agitación determinada, la mezcla es
homogenizada.
-
El proceso de agitación culmina cuando se observa un torque constante y una sola fase
homogénea en el sistema.
4.2.2.2 Proceso Semi-Batch
En este proceso la fase dispersa es adicionada lentamente a la fase continua, mientras
se proporciona una agitación constante. Para ello se sigue los pasos descritos a
continuación:
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- El surfactante es dispersado en la fase continua y homogenizado
durante 5 minutos.
- El agitador es ubicado en la superficie libre del Beaker que contiene la fase
continua.
- Se agrega la fase dispersa gota a gota mediante una bomba peristáltica con
una velocidad de flujo de 10L/min y durante agitación continua.
El proceso de agitación culmina cuando se observa un torque constante y una sola fase
homogénea en el sistema.
4.2.3 Sistema de Agitación Otro variable importante durante el proceso de elaboración de las emulsiones
concentradas, es la geometría del agitador, ya que de esta depende la estabilidad de la
mezcla. Dentro de esta se evalúan la geometría de agitador y el diámetro del tanque.
4.2.3.1 Geometría de Agitador
Los agitadores son instrumentos que permiten generar un flujo dentro del sistema, de
forma que este circule por todo el recipiente. Dependiendo del flujo que estos generen, se
encuentran dos clases principales, agitadores de flujo axial y agitadores de flujo radial.
Dentro de los agitadores de flujo axial, se encuentran los de que tiene geometría de palas
inclinadas y propela, en los de flujo radial encontramos el de turbina. La referencia y
diámetro de cada uno de estos agitadores se especifica en la tabla 3.
Agitador Palas Inclinadas: Genera un corte y flujo axial con valores altos, los cuales
son recomendables para generar gotas de tamaño pequeño. La figura 1 muestra la
geometría de este agitador.
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Figura 3. Agitador palas inclinadas [17]
Agitador Propela: Debido a que generan gran flujo axial, pero un corte moderado,
son utilizados para generar gotas de tamaño medio. figura2.
Figura 4. Agitador propela.[17]
Agitador Turbina: Empleado para obtener gotas de gran tamaño, debido a que
genera un gran corte en el sistema pero un flujo axial medio. Esta geometría se
puede observar en la figura 3.
Figura 5. Agitador Turbina. [17]
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Tipo Referencia Diámetro (mm)
Palas A310 75
Propela A100 65.1
Turbina R100 50.8
Tabla 3. Especificación agitadores.
4.2.3.2 Diámetros de Tanque
Para que el proceso se lleve a cabo eficientemente, es necesario encontrar una relación
adecuada entre el diámetro del agitador y el recipiente. Esta relación, se establece
para evitar que se presenten problemas de incorporación o efectos de caverna [5]. Se
evaluaron dos diámetros de tanque D1=10,5cm y D2=12,5 cm.
4.2.4 Velocidad Periférica
La velocidad de agitación periférica (velocidad en la punta de la paleta del agitador) se
mantendrá constante a 25.068 m/s para los diferentes tipos de agitador.
Esta velocidad fue determinada a partir de la velocidad de agitación del agitador R100, esta
velocidad de agitación para R100 se determino experimentalmente de tal forma que fuera
posible llevar a cabo la emulsificación en un tiempo razonable. En la tabla 4 se especifica la
velocidad a la que se llevara a cabo el proceso con cada agitador.
Tipo Agitador Velocidad (rpm)
A310 1016
A100 1170
R100 1500
Tabla 4. Velocidad de agitación.
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4.2.5 Consumo Energético
Con el fin de cuantificar el consumo energético del proceso se realizo una medida de la
evolución del torque en función del tiempo, empleando el software del equipo de agitación
Lightnin – Labmixer (L1U10F).
Figura 6. Equipo agitación Lightnin-Labmixer.
Para llevar a cabo esta cuantificación es necesario evaluar la integral de esta curva, para
ellos se empleo la regla del trapecio la cual permite aproximar la integral a partir de los
valores tabulados. La expresión de aproximación para cada subintervalo se presenta en la
ecuación 4 donde ∆x=1s.
( ) ( )[ ]ii xfxfx+
∆−12
(4)
4.2.6 Caracterización Reológica
Se evaluó la viscosidad de las emulsiones en estado estacionario, obteniendo el
comportamiento de esta en función de la velocidad de cizalla para el rango 0.3-6s-1. Se empleo
el viscosímetro BROOKFIELD DV-E y la aguja numero 64 ya que esta permite medir altas
viscosidades.
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Figura 7. Viscosímetro BROOKFIELD
Posteriormente se realizó un ajuste del comportamiento de la viscosidad a la ley de potencias
1−= nmγη & (8)
Donde
η= viscosidad en Cp
γ& = la velocidad de cizalla
m= la viscosidad promedio en un rango de viscosidades
n= Parametro q indica el comportamiento no newtoniano
Para comparar la respuesta reológica de las emulsiones realizadas se tendrá en cuenta el
parámetro m.
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5. RESULTADOS Y ANALISIS
5.1 CURVAS DE POTENCIA
En la figura 8 se presentan las graficas de potencia obtenida para una emulsión de 70%
empleando el agitador A310. En ella se presentan los resultados obtenidos al variar el tipo
de proceso (batch, semibatch) y el diámetro del tanque (D1,D2). Los valores presentados
corresponden al promedio entre la prueba y su réplica.
Figura 8. Curva potencia A310,70%.
En esta gráfica se observa que hay un mayor consumo energético para los procesos
semibatch que para los procesos batch. En las tablas 5,6, 9 y 10 es posible observar que
para los procesos batch el parámetro m tiene un mayor valor que los obtenidos para los
procesos semibatch. Por tanto para este caso se observa que con el proceso batch hay un
menor consumo energético y la producción de emulsiones mas viscosas, por tanto si se
requiere un producto con alta viscosidad el mejor proceso corresponde al proceso batch.
La figura 9 presenta los resultados para los procesos realizados con el agitador A100 para
la elaboración de emulsiones con 70% de fase dispersa.
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Figura 9. Curva Potencia A100,70%.
Para las emulsiones 70% elaboradas con el agitador A100, se observa también que hay un
menor consumo energético para los procesos semibatch que para los procesos batch. La
respuesta reológico se presenta en las tablas 5,6, 9 y 10, en ellas es posible observar que
al igual que para el agitador A310 el proceso batch consume menor energía y genera
productos con mayores viscosidades.
Figura 10. Curva potencia R100,70%.
En la gráfica 10 para los resultados con el agitador R100 al igual que para los casos
anteriores hay un mayor consumo energético en los procesos semibatch. Sin embargo, a
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diferencia de los casos anteriores mediante el proceso batch se obtienes productos con
menores viscosidades que con el proceso semibatch.
Las figuras 11,12,13 presentan las curvas de potencia para las emulsiones con 80% de
fracción volumen. La figura 11 presenta los resultados para las emulsiones elaboradas con
el agitador A310.
Figura 11. Curva potencia A310,80%.
En esta gráfica se observa que hay un mayor consumo energético para los procesos batch
que para los procesos semibatch empleando el tanque D1, los otros tres casos presentan
consumos energéticos similares. Las mayores viscosidades se obtienen mediante el
proceso batch, sin embargo este requiere de un mayor consumo energético por tanto no es
posible determinar para este caso cual es el mejor proceso (ver tablas 7,8,11 y 12).
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Figura 12. Curva potencia A100,80%.
Para el caso del agitador A100 se observa un menor consumo energetico en el proceso
semibatch con el tanque D1, para los otros tres casos el consumo es similar. Sin embargo,
para los procesos donde se emplea el D2 se observa que el proceso batch produce mayor
vioscosidad que el proceso semibatch, por tanto para un diametro de tanque D2 el mejor
proceso es el batch.
Figura 13.Curva potencia R100,80%.
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Para R100 los procesos batch tiene un mayor consumo energetico. Para D1 se observa
que se obtiene el mayor los otros son similares. Los procesos batch requeiren mas energia
y generan mayor viscosidad y los semibatch requeiren menor energía pero producen menor
viscosidad por tanto no es posible decidir cual es el mejor proceso(ver tabals 7,8,11 y 12).
5.2 RESULTADOS VISCOSIDAD EN FUNCION DE LA VELOCIDAD DE CIZALLA
Con el fin de verificar la aplicabilidad del parámetro que se mantuvo constante en el
sistema de agitación durante la elaboración (velocidad periférica en la punta de la paleta de
los agitadores) se graficaron curvas de viscosidad vs velocidad de cizalla para las pruebas
realizadas para un mismo proceso y tanque empleando los tres agitadores. Para cada una
de las graficas se grafico el valor promedio y en ellas se observa una disminución de la
viscosidad al aumentar la velocidad de cizalla, este comportamiento es un comportamiento
típico de los fluidos pseudoplasticos.
5.2.1 Proceso Batch En las gráficas 14,15 se presentan los resultados para las emulsiones de 70% de fracción
volumétrica realizadas mediante el proceso batch. En las gráficas 16,17 se presentan los
resultados para las emulsiones 80% elaboradas mediante el proceso batch.
Figura 14. Viscosidad Batch,D1,70%.
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Figura 15. Viscosidad Batch,D2,70%.
Figura 16. Viscosidad Batch,D1,80%.
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Figura 17. Viscosidad Batch,D2,80%.
Para las emulsiones con 70% de fraccion volumetrica ( figuras 14 y 15) se observa similitud
en las curvas realizadas con el agitador A310 y A100 y una diferncia para la curva del
agitador R100. Esta observacion puede ser corroborada con los valores del parametro m
para estos casos(ver tablas 5 y 6), se observa que los valores de m* son similares para los
agitadores A310 y A100. El superíndice (') hace referencia a la réplica y (*) al valor
promedio del parámetro.
Agitador Diametro Energia Energia * m m* Tiempo Tiempo* Tanque (m) (kJ/L) (kJ/L) (min) (min)
R100 0,1252 124,2177424 128,9341513
27116 27094,5
11,216667 11,833333 R100' 0,1252 133,6505603 27073 12,45
A100 0,1252 100,9564374 98,915951
47705 47631
13,883333 12,966667 A100' 0,1252 96,87546464 47557 12,05
A310 0,1252 107,7536896 106,4933118
48673 48433,5
15,3 15,008333 A310' 0,1252 105,232934 48194 14,716667
Tabla 5. Resultados Batch,70%,D1.
Agitador Diametro Energia Energia * m m* Tiempo Tiempo* Tanque (m) (kJ/L) (kJ/L) (min) (min)
R100 0,1045 110,5727054 114,623148
13183 13158
9,8166667 10,383333 R100' 0,1045 118,6735907 13133 10,95
A100 0,1045 121,1003217 124,7089143
22052 22295,5
13,35 13,083333 A100' 0,1045 128,3175068 22539 12,816667
A310 0,1045 136,219631 133,8762195
22068 21790,5
18,116667 17,975 A310' 0,1045 131,5328079 21513 17,833333
Tabla 6.Resultados Batch70%,D2.
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En las figuras 16 y 17 para 80% se observa una translapacion de las tres curvas los cual
nos indica que el comportamiento de la viscosidad en los tres casos es similar, sin
embargo, al observar los valores del parametro m para este caso( ver tablas 7 y 8) se
observa un diferncia significativa. Es decir que la viscosidad al no ajustarce a las ley de
potencias presenta similitud para los tres casos, por esta razon es necesario realizar una
medicion mas rigurosa de la viscosidad para determinar si efectivamente presentan el
mismo comporatmiento reológico, para ello se debe emplear por ejemplo un reometro.
Agitador Diametro Energia Energia * m m* Tiempo Tiempo* Tanque (m) (kJ/L) (kJ/L) (min) (min)
R100 0,1252 433,661161 429,636682
30301 31126
38,466667 39,233333 R100' 0,1252 425,612203 31951 40
A100 0,1252 304,9178784 298,3035432
41230 41222
36,966667 34,033333 A100' 0,1252 291,6892081 41214 31,1
A310 0,1252 289,9386914 300,8492624
33373 32547
34,516667 35,775 A310' 0,1252 311,7598335 31721 37,033333
Tabla 7. Resultados Batch80%,D1
Agitador Diametro Energia Energia * m m* Tiempo Tiempo* Tanque (m) (kJ/L) (kJ/L) (min) (min)
R100 0,1045 341,2938989 343,7566409
39988 40311,5
29,183333 28,9 R100' 0,1045 346,2193828 40635 28,616667
A100 0,1045 294,9610029 292,9930583
46029 46929,5
31,1 29,991667 A100' 0,1045 291,0251137 47830 28,883333
A310 0,1045 214,7190854 222,0461985
39817 38941
28,65 30,241667 A310' 0,1045 229,3733116 38065 31,833333
Tabla 8. Resultos Batch,80%,D2
Las tablas 5 y 6 muestran que para la elaboración de emulsiones de 70% de fase dispersa
y un sistema de agitación empleando el tanque D1 o D2, se obtiene un menor tiempo de
formación empleando el agitador R100 y un tiempo mayor con A310. Se observa que se
obtienen emulsiones de condiciones de viscosidad similares (m*) y un consumo energético
similar al emplear los agitadores A100 y A310.
En la tabla 7 se observa que para la elaboración de emulsiones de 80% de fase dispersa y
al emplear un diámetro de tanque D1, se requiere un mayor tiempo de formación al
emplear el agitador R100,mientras que al emplear el agitador A100 se requiere un tiempo
menor. Se observa un consumo de energía mayor al emplear el agitador R100, los
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consumos energéticos al emplear los agitadores A100 y A310 con similares sin embargo no
se obtienen condiciones de viscosidad similares como se obtuvieron para las emulsiones
de 70%. Las condiciones de viscosidad similares se presentan al emplear los agitadores
R100 y A310.
Para las pruebas de 80% realizadas en D2 se observa un mayor consumo energético al
emplear el agitador A310 y menor con R100. Las condiciones de viscosidad generadas con
estos dos agitadores son similares.
5.2.2 Proceso Semibatch
En las gráficas 18,19 se presentan los resultados para las emulsiones de 70% de fracción
volumétrica realizadas mediante el proceso semibatch. En las gráficas 20,21 se presentan
los resultados para las emulsiones 80% elaboradas mediante el proceso semibatch.
Figura 18. Viscosidad semibatch ,D1,70%.
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Figura 19. Viscosidad semibatch,D2,70%.
Figura 20. Viscosidad semibatch,D1,80%.
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Figura 21. Viscosidad semibatch,D2,80%.
Las figuras 18 para las emulsiones 70 % a diferencia de lo observado para el caso batch,
las curvas que presentan similitud son las de los agitadores R100 y A100 a pesar que al
obsrevar los valores del parametro m ( ver tabla 9) no existe similitud en los valores de los
parametros m*.
Agitador Diametro Energia Energia* m m* Tiempo Tiempo* Tanque (m) (kJ/L) (kJ/L) (min) (min)
R100 0,1252 312,3335418 313,345126
39247 39026,5
31,116667 31,85833 R100' 0,1252 314,3567102 38806 32,6
A100 0,1252 267,4093049 267,968679
31292 31239
31,816667 31,75833 A100' 0,1252 268,5280535 31186 31,7
A310 0,1252 241,011669 234,230307
17755 17891
27,75 27,675 A310' 0,1252 227,4489447 18027 27,6
Tabla 9. Resultados Semibatch,70%,D1
Para el caso en donde se empleo el diametro de tanque D2, se observa que las curvas de
los agitadores A310 y A100 se translapan y que existe una diferncia con la del agitador
R100. Al observar los valores del parametro m* en la tabla 10 se obsreva que en realidad
no existe ninguna similitud en la respuesta reologica obtenida con los tres agitadores.
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Agitador Diametro Energia Energia* m m* Tiempo Tiempo* Tanque (m) (kJ/L) (kJ/L) (min) (min)
R100 0,1045 363,8712979 361,089991
33448 33440,5
35,2 32,68333 R100' 0,1045 358,3086835 33433 30,166667
A100 0,1045 271,6864068 273,878885
12132 12047
26,216667 26,33333 A100' 0,1045 276,0713641 11962 26,45
A310 0,1045 215,1645873 219,455013
15401 15465
29,333333 29,275 A310' 0,1045 223,7454392 15529 29,216667
Tabla 10. Resultados Semibatch70%,D2
Para las emulsiones 80% al igual que para el caso Batch se observa que las tres curvas se
translapan a pesar de que no se presenta similitud en los valores del parametro m*.
En la tabla 8 se observan los resultados para emulsiones 70% elaboradas en el tanque D1.
Estos resultados muestran que se requiere un menor tiempo de emulsificación al emplear
el agitador A310, así mismo con este agitador se obtiene un menor consumo energético.
Los tiempos de emulsificación obtenidos con los agitadores A100 y R100 son similares.
Bajo estas condiciones no se obtuvieron emulsiones de condiciones de viscosidad
similares.
La tabla 9 muestra que para la elaboración de emulsiones de 70% en el tanque D2 se
requiere un menor tiempo de emulsificación con el agitador A100, se observa un tiempo
mayor así como un mayor consumo energético al emplear el agitador R100. Bajo estas
condiciones de proceso y geometría del sistema de agitación no se observan viscosidades
similares en las emulsiones preparadas.
Para las emulsiones de 80% elaboradas en el tanque D1, los resultados de la tabla10
muestran que existe un consumo energético similar al emplear las agitadores A100 y A310,
viscosidades similares producidas por los agitadores R100 y A310. Se requiere un mayor
tiempo de emulsificación con el agitador R100 y menor con A310.
En cuanto a las emulsiones 80% preparadas en el tanque D2 los resultados reportados en
la tabla 11 no muestran condiciones de viscosidad similares con ninguno de los agitadores.
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Se observa que a pesar de requerir consumos energéticos similares, las emulsiones
elaboradas con R100 requieren mayor tiempo de emulsificación que aquellas con A310.
Agitador Diametro Energia Energia* m m* Tiempo Tiempo* Tanque (m) (kJ/L) (kJ/L) (min) (min)
R100 0,1252 329,138123 332,188151
24198 24094
44,883333 45,86667 R100' 0,1252 335,2381781 23990 46,85
A100 0,1252 226,6086972 223,717574
36727 36459,5
36,116667 35,16667 A100' 0,1252 220,8264507 36192 34,216667
A310 0,1252 219,8753344 214,731159
26856 26670
33,95 32,5 A310' 0,1252 209,5869842 26484 31,05
Tabla 11. Resultados Semibatch80%,D1
Agitador Diametro Energia Energia* m m* Tiempo Tiempo* Tanque (m) (kJ/L) (kJ/L) (min) (min)
R100 0,1045 332,4256895 333,794018
19247 19385,5
34,45 35,125 R100' 0,1045 335,1623465 19524 35,8
A100 0,1045 302,7676418 306,385959
29705 29807
30,633333 31,43333 A100' 0,1045 310,0042767 29909 32,233333
A310 0,1045 242,1312533 240,416748
26184 26281,5
29,833333 29,875 A310' 0,1045 238,7022419 26379 29,916667
Tabla 12. Resultados Semibatch80%,D2.
Para la elaboración de emulsiones de 80%, la figura 10 muestra que existen interacciones
significativas entre el diámetro de tanque y tipo de agitador, así como entre el tipo de
proceso y diámetro de tanque. En cuanto a la interacción entre el tipo de proceso y tipo de
agitador se observa que no es significativa en la energía consumida durante el proceso.
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6. CONCLUSIONES
Se observo que para emulsiones de 70% elaboradas mediante el proceso batch en D1 o
D2 fue posible obtener emulsiones de condiciones similares al emplear los agitadores A310
y A100. Sin embargo, para estas mismas condiciones al emplear el agitador R100, se
encontró una viscosidad diferente. Esta diferencia puede estar relacionada a la acción de
corte que realiza el agitador y no de flujo.
Se observan diferencias entre las propiedades reologícas de las emulsiones elaboradas
por los diferentes procesos, debido a que en el proceso semi-batch el sistema cambia
constantemente al no existir un volumen constante a lo largo del proceso. Estas
variaciones en el sistema hacen que las condiciones de agitación no sean homogéneas
durante la elaboración.
Para las emulsiones 70% mayor consumo mediante el proceso semibath, para emulsiones
80% el consumo energético es mayor con el proceso batch. Esta diferencia puede estar
asociada a que en 805 se ha superado el valor máximo de fracción volumétrica
(empaquetamiento critico), y por tanto hay un cambio en la estructura de empaquetamiento
de las gotas existiendo una deformación en la esfericidad de estas.
En general tanto para los procesos batch como semibatch, se requiere de mayor energía
para la elaboración de las emulsiones al emplear el agitador R100.
Se encontró que para las emulsiones concentradas 70% existe un mayor consumo
energético al llevar a cabo el proceso mediante el proceso semibatch, por el contrario par
las emulsiones muy concentradas 80% el consumo energético es mayor al emplear el
proceso semibatch.
Para la hipótesis de obtener emulsiones con propiedades reológicas similares al mantener
la velocidad periférica constante, se observo que al variar la geometría del agitador se
observan viscosidades diferentes. Por tanto es necesario evaluar otros parámetros que al
mantenerse constantes permitan obtener emulsiones con propiedades reológicas similares.
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