AGITADORES Y HOMOGENEIZADORES

AGITADORES

AGITADORES

Dispositivo utilizado en laboratorios de química y biología para mezclar líquidos o preparar disoluciones y suspensiones. De esto podemos inferir que es el equipo para obtener el resultado opuesto al de las centrifugas, que separan los distintos componentes.

Un agitador típico tiene una placa o superficie que oscila horizontalmente, propulsado por un motor eléctrico. Los líquidos que van a ser agitados están contenidos en vasos, tubos o matraces Erlenmeyer que se colocan sobre la superficie vibrante o, a veces, en tubos de ensayo o viales que se insertan en los agujeros de la placa.

Tipos de Agitadores

Magnético (con o sin calefactor) Vortex  De bandeja De noria Orbital De rodillos Vertical

Agitador MagnéticoConsiste de una pequeña barra

magnética (llamada barra de agitación) que es impulsada por un campo magnético creado por un magneto rotatorio o una serie de electromagnetos con movimiento circular, por la acción de un motor, a fin de crear un campo magnético rotatorio.

Algunos tienen debajo del plato un arreglo de resistencias eléctricas para calentar la mezcla.

Componentes

Los agitadores magnéticos tienen: Sistema de control (encendido,

apagado) Control de agitación Control de temperatura Plato para colocar los recipientes Motor Barra de Agitacion

Barra de AgitaciónEs una pequeña barra magnética

o imán que se utiliza para remover una mezcla liquida o disolución, cuando es colocada en el interior de un recipiente, el cual es colocado sobre el plato de un Agitador Magnético.

Como el vidrio no afecta apreciablemente a un campo magnético (es transparente al magnetismo), y la mayoría de reacciones químicas tienen lugar en recipientes de vidrio, estas barras de agitación magnética funcionan bien en esos recipientes de vidrio.

Barra de AgitaciónEstas barras imantadas suelen estar recubiertas de teflón (o con menos

frecuencia de vidrio). Para no reaccionar ni contaminar la mezcla de reacción en la que es sumergida.

Tienen forma de barra alargada con sección octogonal, y con frecuencia circular, tienen un reborde alrededor del centro (llamado anillo de pivote) sobre el que se apoyan al girar. Pueden medir desde algunos mm hasta unos pocos cm de longitud.

Trabajan mejor con cantidades de líquido relativamente pequeños que no sean muy viscosos.

Recuperador de imanes de agitador está formado por un imán adherido al extremo de una varilla larga (generalmente recubierta con teflón), que se puede utilizar para capturar o recuperar la barra de agitación del interior del recipiente.

Motor

Los motores que se utilizan en este tipo de instrumentos son de inducción de tipo monofásico a los que se denomina de polo degradado.

Su velocidad depende del número de polos y de la frecuencia del voltaje de alimentación.

Velocidad de rotación: 60 – 1200 rpm ≈ (existen de mayores rpm)

Control de Agitación y Temperatura El control dispone de

botones para seleccionar la velocidad de agitación y la temperatura, estos pueden graduarse de manera independiente o conjunta.

Actualmente estos sistemas son controlados a traves de microcontroladores

Componentes1-Plato

6- Aislador Separador

7- Gabinete Control

8- Cable Alimentación

9- Gromet

11- Soporte Gabinete

12- Patas de Hule

13- Aislador Boton

14- Perilla de Control

16- Luz Piloto

17- Base Led

21- Arnés de conexiones

22- Motor Eléctrico

24- Control Velocidad

25- Interruptor Piloto

26- Imán Permanente

28- Barra Magnetica

Esquema Eléctrico

Agitador Vortex

Dispositivo usado para agitar pequeños tubos o frascos de líquido.

Se compone de un motor brushless con el eje de transmisión orientado verticalmente y unido a un trozo de goma o caucho montado en forma de copa, ligeramente excéntrico.

Agitador Vortex

A medida que el motor gira la pieza de caucho oscila rápidamente en un movimiento circular.

Cuando un tubo de ensayo o recipiente adecuado se coloca en el soporte de goma (o toca su borde) el movimiento se transmite al líquido en su interior y se crea un vórtice.

La mayoría de los mezcladores de vórtice tienen una configuración de velocidad variable y pueden ser configurado para ejecutarse de forma continua, o para que funcione sólo cuando una débil presión se aplica a la goma.

Poseen unos pies de ventosa en la base para evitar desplazamientos.

Motor BrushlessUn motor brushless es un motor eléctrico que no emplea 

escobillas para realizar el cambio de polaridad en el rotor. Veloc. de rotacion 0 – 3500 rpm

El motor es similar al de corriente continua con escobillas, con las siguientes salvedades:

a) la conmutación se realiza de forma electrónica en lugar de mecánica;

b) los imanes permanentes van alojados en el rotor en lugar de en el estator y

c) las bobinas van alojadas en el estator, constituyendo un devanado monofásico o polifásico.

Su funcionamiento se basa en la alimentación secuencial de cada una de las fases del estator de forma sincronizada con el movimiento del rotor. De esta forma, los imanes permanentes siguen el movimiento del campo magnético estatórico, cuyo desplazamiento depende a su vez del giro del rotor. 

Motor BrushlessLa eliminación de las escobillas

conlleva la necesidad de un circuito electrónico encargado de alimentar las distintas fases en función de la posición del eje y la de un sistema de sensores, tres por lo general, para detectar la posición del mismo. Estos sensores suelen ser del tipo Hall, sensibles al campo magnético, colocados en el devanado del estator y cerca de los imanes del rotor

Agitador de RodilloUna serie de rodillos muy

juntos giran en un plano horizontal, en algunos casos con alguna inclinación. Los tubos cerrados, se colocan sobre los rodillos y el líquido desliza sobre sus paredes.

Usados en laboratorios de hematología, con muestras de sangre y anticoagulante.

Agitador de Rodillo

Los rodillos realizan, simultáneamente, movimientos de rotación y balanceo consiguiendo en conjunto un efecto de onda sinusoidal que proporciona una agitación cuidadosa y esmerada de los tubos.

Además, la mayoria posee una velocidad regulable entre 10 y 180 rpm y la posibilidad de agitar diversos tipos de tubos permiten una gran adaptacion a las necesidades.

Agitador Vertical El eje de rotación es vertical.

El extremo que se introduce en el recipiente con el líquido está terminado en paletas. Son parecidos a una batidora.

Este tipo de agitador utiliza un motor brushless o monofasico inducido.

Se utilizan generalmente en aplicaciones de laboratorio que requieren una actividad de solubilización, mezclado, suspensión, emulsificación y homogeneización de las muestras.

Agitador Vertical Están formados por un par de paletas planas,

que giran sobre un eje vertical. Son corrientes los agitadores formados por  dos y tres paletas.

Las paletas giran a velocidades bajas o moderadas en el centro del recipiente, impulsando al líquido radial y tangencialmente, sin que exista movimiento vertical respecto del agitador, a menos que las paletas estén inclinadas.

Los agitadores de paletas giran a una velocidad comprendida entre 20 y 100 rpm.

Agitador de Noria Los recipientes giran en un

plano vertical, como una noria.

La agitación es por rotación del disco donde se colocan los tubos

La mayoría de este tipo de agitadores utilizan motores Brushless, debido a que son más baratos de fabricar, pesan menos y requieren menos mantenimiento.

Una noria es una máquina hidráulica que sirve para extraer agua

Agitador Noria Adaptable a todas las medidas

de tubos según las necesidades.

Velocidad regulable mediante potenciómetro.

Colocación y extracción de los tubos sin necesidad de pararlo.

Totalmente orientable entre 0 y 90º de inclinación.

Inicio y paro suave y progresivo.

Utilizan un motor brushless con una velocidad de rotación entre 5 y 60 rpm.

Agitación de Bandeja Consisten en una bandeja

que a través de un motor, ubicado debajo de la misma, se le imprime un movimiento circular.

Se utilizan generalmente para agitar cultivos en medios líquidos.

Suelen estar acoplados dentro de un baño termostatizado o estufa de incubación.

Su velocidad de agitación varia entre 50 y 300 rpm aproximadamente.

Agitador Orbital

En este tipo de agitadores una plataforma, paralela al apoyo del equipo, esta dotada con un movimiento orbital excéntrico.

Son muy similares a los agitadores tipo bandeja

Mantenimiento General AgitadoresEstos equipos bien instalados y

operados funcionan sin problemas durante muchos años.

Limpieza Frecuencia: Mensual

1. Limpiar el equipo en una posición vertical,

para evitar que los agentes de limpieza lleguen

a los componentes internos.

2. Utilizar un detergente suave. Aplicarlo sobre las superficies externas, utilizando una pieza de tela de calidad similar a la de los pañuelos.

3. Verificar que el equipo se encuentre completamente seco antes de volver a conectar.

Reemplazo de fusibles Frecuencia: Cuando se

requiera

El proceso es el siguiente:1. Colocar el interruptor

principal en la posición apagado y desconectar el cable de alimentación eléctrica.

2. Retirar, con un destornillador de pala, la tapa del compartimiento del fusible.

3. Reemplazar el fusible por uno nuevo de las mismas especificaciones del original.

4. Colocar la cubierta del compartimiento del fusible.

Recomendaciones de uso

a) El agitador debe de estar cubierto con un cobertor de tela para protegerlo de la acumulación de polvo.b) Siempre que se derrame sobre la plataforma alguna sustancia, esta debe secarse rápidamente, para evitar que se deteriore el material antideslizante.c) Compruebe que la superficie donde se encuentra el equipo esté perfectamente nivelada, ya que la rotación no sería uniforme y podría existir derramamiento de las muestras.

d) Compruebe el funcionamiento del equipo realizando los siguientes pasos:− Coloque las muestras en la plataforma adecuadamente.− Si el equipo tiene tapa colóquesela.− Accione el interruptor de encendido, fijando previamente el tiempo y/o la velocidad según el procedimiento que este utilizando.− Observe detenidamente el funcionamiento, sino existiese ningún problema, continúe con su trabajo.

La mayoría de los problemas pueden corregirse oportunamente, siempre y cuando se reporte rápidamente a personal especializado en mantenimiento.

Mantenimiento Preventivo del operador

1. Verifique el funcionamiento de las partes mecánicas del equipo:Plataforma, ejes y engranajes, lubrique si es necesario.

2. Verifique los controles de velocidad y de tiempo para determinar si se encuentra dando los tiempos y velocidades fijados.

3. Revise la alimentación eléctrica del equipo para detectar posibles peladuras, cortes o degradación del material aislante del conductor.

4. Importante que cuando tenga un problema con el equipo lo reporte de inmediato al personal especializado en mantenimiento. 

HOMOGENEIZADORES

Homogeneizadores Un homogeneizador es un elemento

del equipamiento de laboratorio utilizado para la homogeneización de distintos tipos de materiales. En Biología y Bioquímica, los homogeneizadores tratan de disgregar los tejidos y romper las células.

La homogeneización es un paso muy común en la preparación de muestras biológicas antes del análisis de ácidos nucleicos y proteínas, o del estudio de células, metabolismo, agentes patógenos y otros muchos objetivos.

Técnicas de homogeneización

El proceso de rotura celular se puede producir por tres mecanismos:

1. Fuerzas de cizalladura producidas por líquidos.

2. Fuerzas de cizalladura producidas por sólidos.

3. Fuerzas producidas por un mecanismo de cavitación gaseosa.

4. Métodos químicos y bioquímicos:Empleo de un medio hipotónico.Hidrólisis enzimática.

Tipos de Homogeneizadores

Existen básicamente 3 tipos:

1. De Lecho Fluidizado

2. Rotor-Estator

3. De Ultrasonido

H. De Ultrasonido

Este equipo utiliza la sonicación para agitar las partículas y de este modo reducir las partículas en un líquido para reducir su tamaño y distribuirlas uniformemente.

Una corriente eléctrica transmite su energía a un sistema mecánico que la convertirá en vibraciones de alta intensidad que generan ondas de ultrasonido. Los ultrasonidos generan, a su vez, vibraciones en el material objetivo.

Este método se basa en el fenómeno de Cavitación.

El producto a homogeneizar se hace pasar a través de una boquilla mediante una bomba pistón. El fino y aplanado chorro encuentra la cuchilla y choca contra ella a elevada velocidad para producir vibraciones.

Las ondas de choque producidas por cavitación homogeneízan el producto. En las bombas ultrasónicas estándar, el rango de presiones que se alcanza está comprendida entre 12 a 14 kg/cm2, que corresponden a velocidades 70 a 75 m/s.

Las ventajas de este tipo de homogeneizadores son los siguientes: no se aprecia incremento de la temperatura debido al homogeneizado, ausencia de aire y no hay pérdida de calor.

H. Rotor - EstatorUn sistema rotor-estator consiste en 2

anillos coaxial entrelazados. Uno de ellos es fijo - el estator- y el otro está impulsado por un motor brushless a través del eje y gira en el interior del estator - el rotor -.

Las fuerzas de cizallamiento y los efectos rebote que se crean entre el funcionamiento del rotor y el estator dispersarán la sustancia.

Cuando la sustancia pasa a través de la cabeza de la dispersión del rotor-estator, se acelera dramáticamente tangencial y radialmente.

La fuerza de corte de alta frecuencia y las condiciones de flujo turbulento aseguran la dispersión óptima y la acción de emulsión produciendo gotitas muy finas con una superficie eficaz grande (las emulsiones e.g. del aceite/del agua o de la agua/aceite).

MantenimientoLas piezas del cuerpo son las piezas de movimiento que manejan la

energía y el soporte de la carga, por lo que necesita una lubricación adecuada para trabajar con normalidad. Luego de una larga operación el operador debe chequear el espacio entre las piezas del cuerpo para asegurar que todas las partes estén en perfectas condiciones. Si es necesario, el operador debe cambiar las piezas.

Debe cerciorarse de que el equipo no produzca ruidos anormales o sonidos impactantes durante el funcionamiento del equipo.

Abolladuras y fugas de la válvula alteraran el buen funcionamiento, alterando la producción de flujo y presión. En este caso se debe cambiar la válvula.

Los pistones son las partes de alta carga que trabajan a baja presión y en un ámbito hermético. Después de mucho tiempo de trabajo estos se gastan, provocando la salida del flujo de materiales líquidos. En este tipo de situación se debe cambiar el pistón.