Tecnología de mezcla por vibración:
más allá del impulsor rotativo
Una placa oscilante reemplaza al impulsor rotativo y genera un flujo axial controlado para una mezcla eficiente en procesos industriales y farmacéuticos sensibles al cizallamiento.
El mecanismo central de la mezcla por vibración
La mezcla por vibración sustituye un eje rotativo por una placa que oscila verticalmente. Tres aspectos de este mecanismo determinan su comportamiento dentro del recipiente.
La oscilación sustituye a la rotación
Una placa de mezcla se mueve hacia arriba y abajo a alta frecuencia y baja amplitud, impulsada por una unidad de accionamiento electromagnética o mecánica, en lugar de un eje que hace girar un impulsor.
Flujo axial, sin vórtice
A medida que la placa oscila a través de sus orificios perforados, genera un flujo direccional hacia arriba o hacia abajo a través del recipiente, en lugar del patrón circular y formador de vórtices típico de un impulsor rotativo.
Intensidad determinada por la amplitud y la frecuencia
La intensidad de la mezcla se ajusta según la amplitud y la velocidad de oscilación de la placa, no según la velocidad del impulsor o la geometría de las paletas, lo que permite que el mismo mecanismo funcione de forma suave o intensa.
¿Cómo genera flujo la mezcla por vibración?
La mayoría de las placas de mezcla están perforadas con orificios cónicos en lugar de estar fabricadas como un disco sólido. Debido a que cada orificio es más estrecho en una cara que en la otra, la resistencia al flujo es mayor en una dirección que en la otra cuando la placa se mueve hacia arriba y abajo. Ese desequilibrio produce un flujo neto de volumen en una sola dirección en cada ciclo, lo que convierte el simple movimiento vertical en una circulación axial continua a través del recipiente, en lugar de que la placa simplemente empuje el fluido de un lado a otro sin desplazarlo.
El mismo diseño de placa puede instalarse para bombear principalmente hacia arriba o hacia abajo. Una configuración de flujo ascendente puede montarse cerca del fondo del recipiente, minimizando el volumen de líquido que permanece sin mezclar con niveles de llenado bajos, y suele ser adecuada para una mezcla rápida y eficiente de líquidos y sólidos ligeros. Una configuración de flujo descendente es más adecuada para procesos en los que los sólidos sedimentan rápidamente, la formación de espuma es un problema, o no debe introducirse aire en el lote. Una tercera variante conduce el gas a través de un eje hueco debajo de la placa, combinando la mezcla y la inyección de gas para tareas de aireación o fermentación.
¿Cómo se compara la mezcla por vibración con los tanques agitados?
La mezcla por vibración alcanza una mezcla turbulenta y eficaz con un menor consumo de energía y números de Reynolds más bajos que un tanque agitado con un impulsor rotativo.
| Métrica | Mezcla por Vibración | Tanque Agitado / Impulsor Rotativo | Fuente |
|---|---|---|---|
| Inicio del flujo turbulento | Re 20 a 300 | Re superior a 10.000 | Gimba et al., 2026 |
| Potencia específica introducida | 510 a 1.530 W/m³ | 8.600 W/m³ (turbina Rushton) | Gimba et al., 2026 |
| Tiempo de mezcla adimensional | 1,5 a 3 | 10 a 100 | Gimba et al., 2026 |
| Tasa de supervivencia celular (cultivos sensibles al cizallamiento) | Superior al 99 % | 60 a 70 % | Pruebas de clientes de DrM |
| Consumo de energía | Aproximadamente 50 % menor | Valor de referencia | Pruebas de DrM |
El bajo cizallamiento sea importante para productos sensibles como células, proteínas o emulsiones delicadas. Un mezclador vibratorio agita de forma más suave que un impulsor rotativo.
La formación de espuma o de vórtices sea un problema. Sin un impulsor rotativo, un mezclador vibratorio no genera el vórtice central que introduce aire en el lote.
La esterilidad, el funcionamiento cerrado o la eliminación de sellos sea importante. La mezcla por vibración elimina por completo el sello del eje rotativo, cerrando así un punto común de contaminación.
La mezcla eficiente con baja potencia sea la prioridad, especialmente para tareas de homogeneización rápida o recirculación continua.
El proceso implique dispersión de gas, suspensión, emulsificación o disolución en un recipiente cuyo tamaño se ajusta a la placa de mezcla.
El mismo mecanismo, tres formas de implementarlo
Todos los productos de mezcla de DrM utilizan el mecanismo de placa oscilante descrito anteriormente. El formato adecuado depende de su recipiente, sus requisitos de esterilidad y de cómo el sistema debe integrarse en su proceso.
FUNDAMIX® Mezclador Vibratorio
Mezclador estándarEl formato estándar para instalaciones nuevas o adaptaciones en recipientes existentes, disponible en cuatro tamaños de accionamiento que abarcan desde el laboratorio hasta la escala industrial completa.
Sistemas Modulares de Mezcla
Sistema llave en manoSistemas completos independientes o montados sobre skid que combinan el mezclador con el recipiente, los controles y las instalaciones auxiliares, desde configuraciones de laboratorio con reactores de vidrio hasta plantas industriales totalmente automatizadas.
FUNDAMIX® SU
Mezclador de un solo usoEl mismo principio de mezcla basado en vibración, diseñado para bolsas desechables, con el accionamiento montado fuera de la bolsa para una configuración no invasiva y estéril.
Los orígenes de la tecnología de mezcla por vibración
Desarrolló el primer mezclador vibratorio electromagnético en Chemap AG, la empresa que fundó para comercializar sus inventos de separación sólido-líquido y mezcla. Cuando vendió Chemap a principios de la década de 1980 y fundó una nueva empresa, DrM, Dr. Mueller AG, el mezclador vibratorio no lo acompañó. Fue producido y desarrollado durante los siguientes 29 años por Graber & Pfenninger GmbH, antes de que DrM recuperara la tecnología.
De vuelta en DrM
2012: DrM recupera la tecnología original del mezclador vibratorio y la reintroduce bajo el nombre FUNDAMIX®, con un accionamiento rediseñado.
2018: Un accionamiento rediseñado da lugar al FUNDAMIX® Silent, con un funcionamiento más silencioso y eficiente.
2020: DrM presenta el FUNDAMIX® SU, adaptando el mismo principio de mezcla basado en vibración para el bioprocesamiento de un solo uso.
Loads from YouTube
Loads from YouTube
Loads from YouTube
Loads from YouTube
Tecnología de mezclado vibratorio en la lixiviación de metales: cómo el FUNDAMIX® apoya el mezclado hidrometalurgico
FUNDAMIX® Mezclador Vibratorio para Fermentación Anaerobia de Vacunas contra el Tétanos
Emulsificación en frío en cosmética: cómo el mezclador vibratorio se compara con el homogeneizador rotor-estátor
Mezcla Suave para la Producción de Insulina: Cómo el FUNDAMIX® mezclador vibratorio Protege la Integridad Proteica
Repensando los conceptos de mezcla industrial mas alla de los tanques agitados convencionales
Mezcla estéril y sostenible para el futuro de la fabricación farmacéutica
Preguntas frecuentes
FAQ¿Cómo se sella el eje si se mueve hacia arriba y hacia abajo?
En lugar de un sello mecánico, el eje atraviesa un diafragma flexible de elastómero sujeto entre los componentes de sellado. El diafragma se deforma elásticamente con la carrera vertical del eje, de modo que el proceso permanece sellado sin caras de sello rotativas ni otros elementos de sellado basados en la fricción. Esto elimina el desgaste de las caras de sello y el calor que genera, así como la necesidad de sistemas de lubricación o de fluido barrera. Menos piezas de desgaste y la ausencia de lubricantes o fluidos de sellado en el punto de sellado reducen el riesgo de contaminación, mientras que el diafragma mantiene una barrera física entre el proceso y el entorno.
¿Cómo se escala la mezcla por vibración del laboratorio a la producción?
La mezcla por vibración se escala sobre una base geométrica. Cuando un proceso pasa de la escala de laboratorio o piloto a la producción, la relación entre el diámetro interior del recipiente y el diámetro de la placa de mezcla se mantiene lo más cerca posible de la utilizada en el ensayo. Así se conserva el patrón de flujo que genera la placa oscilante, independientemente del tamaño del equipo. La amplitud de oscilación es entonces el principal parámetro ajustable y se fija para lograr el efecto de mezcla requerido. Cada tamaño de accionamiento FUNDAMIX® está disponible con una gama de diámetros de placa, por lo que esta relación puede mantenerse en toda la gama de modelos.
¿La mezcla por vibración solo es adecuada para una mezcla suave?
No. La intensidad de mezcla se define por la amplitud y la frecuencia de la placa, no por una geometría fija del impulsor, por lo que el mismo principio cubre un amplio rango de intensidades. Con baja amplitud mantiene cultivos celulares y soluciones de proteínas en una circulación suave. Con mayor amplitud genera zonas de turbulencia intensa, lo bastante fuertes como para emulsionar dos líquidos inmiscibles.
¿Cuándo sigue siendo mejor opción un agitador rotativo?
Un homogeneizador rotor-estator de alto cizallamiento es la mejor opción cuando el objetivo es el menor tamaño de gota posible, ya que su cizallamiento concentrado rompe las gotas más que una placa oscilante. La viscosidad es el otro factor decisivo. La mezcla por vibración funciona mejor en líquidos de baja viscosidad, donde la acción de bombeo de la placa hace circular rápidamente todo el recipiente. A medida que aumenta la viscosidad, los resultados dependen cada vez más del producto concreto. Algunas formulaciones de alta viscosidad se mezclan bien, mientras que para otras es más adecuado un impulsor rotativo diseñado para productos viscosos. Para productos en este rango, una prueba en un equipo de ensayo de DrM es la forma más fiable de decidir.
Recursos y descargas
Descargue folletos detallados sobre FUNDAMIX®, los Sistemas Modulares de Mezcla y FUNDAMIX® SU para explorar cada formato y encontrar la opción adecuada para su proceso.