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Investigación de la ruptura de gotas de aceite durante la atomización de emulsiones: comparación de atomizadores de remolino de presión y atomizadores de doble fluido

Autores: Taboada, Martha L.; Zapata, Esteban; Karbstein, Heike P.; Gaukel, Volker

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Investigación de la ruptura de gotas de aceite durante la atomización de emulsiones: comparación de atomizadores de remolino de presión y atomizadores de doble fluido


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Investigar
Ruptura de gotas de aceite
Atomización
Remolino de presión
Mezcla interna
Mezcla externa

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El objetivo de este estudio fue investigar la ruptura de gotas de aceite en emulsiones alimentarias durante la atomización con atomizadores de fluido doble de remolino por presión (PS), mezcla interna (IM) y mezcla externa (EM). Con esto, se proporciona nuevo conocimiento que facilita el diseño de procesos de atomización, teniendo en cuenta el rendimiento de atomización así como las características del producto (tamaño de las gotas de aceite). Se realizaron experimentos de atomización a escala de planta piloto con caudales de volumen líquido de 21.8, 28.0 y 33.3 L/h. Se aplicaron presiones líquidas correspondientes en el rango de 50-200 bar y relaciones aire-líquido en el rango de 0.03-0.5. Se siguieron dos enfoques: la ruptura de gotas de aceite se comparó inicialmente para condiciones en las que se lograron los mismos tamaños de gotas de spray a un caudal líquido constante. Para todos los caudales de volumen, la ruptura de gotas de aceite más fuerte se obtuvo con la boquilla PS, seguida de la atomizador de fluido doble IM y EM. En un segundo enfoque, se utilizó el concepto de densidad de energía EV para caracterizar los tamaños de las gotas de spray resultantes y de las gotas de aceite dispersas en el spray. Para todas las boquillas, los diámetros medios de Sauter de las gotas de spray y de aceite mostraron una dependencia de ley de potencia en EV. Las boquillas PS lograron los tamaños de gotas de spray más pequeños y la ruptura de gotas de aceite más fuerte para un EV constante. En los atomizadores de fluido doble, el tipo de boquilla (IM o EM) tiene una influencia significativa en el tamaño de las gotas de aceite resultantes, incluso cuando el tamaño de las gotas de spray resultantes es independiente de este tipo de boquilla. En general, se demostró que el concepto propuesto de EV permite formular funciones de proceso que simplifican el diseño de procesos de atomización en relación con los tamaños de las gotas de spray y de aceite.

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