Evaluación del desempeño de un tanque de agitación rediseñado para tintas pigmentadas de tecnología de gota por demanda mediante la elaboración de tanques prototipos y el uso de herramientas computacionales de dinámica de fluidos - Granados Umaña, Gary 1992- (2025)
Este documento corresponde al Proyecto Final de Graduación para optar por el grado de Licenciatura en Ingeniería Química de la Universidad de Costa Rica. El proyecto aborda la problemática de la separación indeseada de fases en las tintas pigmentadas procesadas en los tanques de mezcla de la planta de manufactura de tintas de Matthews Costa Rica, un fenómeno que ocurre poco tiempo después de finalizar el proceso de mezcla. Esta situación sugiere una operación ineficiente de mezcla y dispersión de las partículas sólidas de pigmento en la solución, lo que compromete la calidad y la estabilidad del producto final. El alcance del proyecto se centró en el estudio de la tinta SCP350 Black procesada en el tanque número 2 de la planta. Con base en esta situación, el objetivo principal fue evaluar el diseño actual del tanque y determinar si la implementación de mamparas podría resolver la problemática de la separación de fases, promoviendo un producto más homogéneo y mejorando la distribución del pigmento. La metodología del proyecto se dividió en dos fases principales. En la primera fase, se construyeron dos prototipos a escala reducida: uno con diseño de tanque estándar y otro con mamparas. Se analizaron los patrones de flujo y la dispersión de pigmento en ambos tanques a velocidades de agitación de 300 min−1, 500 min−1 y 900 min−1. Los patrones de flujo se visualizaron mediante la agitación de partículas trazadoras de polipropileno en agua, mientras que la dispersión del pigmento se evaluó mediante la agitación y dispersión de pigmento negro en solución vehículo, mediante la toma de muestras en la superficie y el fondo del tanque para medir la concentración de sólidos a diferentes intervalos de tiempo. La segunda fase incluyó la simulación de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para ambos diseños de tanque a escala real, utilizando la velocidad operativa promedio de la planta...