Desarrollo y escalado de emulsión de parafinas mediante inversión de fase
En colaboración con una empresa especializada en la producción de emulsionantes (emulsión de parafinas), agentes humectantes y soluciones formuladas a base de grasas, ceras y aceites, dirigidas a los sectores cosmético, farmacéutico y del cuidado del hogar. Su enfoque se centra en la innovación sostenible y en el desarrollo de productos personalizados, diseñados para responder a las necesidades específicas de cada cliente industrial
2. PRODUCTO A PROCESAR
El producto objeto del proyecto es una emulsión de parafinas en agua, formulada mediante un proceso de inversión de fase de (W/O a O/W) con una elevada carga de resina del 50%.
Este proceso comienza con la fusión y mezcla de componentes sólidos de alta viscosidad, y finaliza como una emulsión líquida tras completar la inversión de fase. Esta variación tan significativa en las propiedades reológicas del producto exige un sistema de mezcla altamente versátil, incluyendo un agitador tipo áncora con diseño especial y capacidad de trabajar a temperaturas superiores a 150°C.
3. OBJETIVO DEL PROYECTO
A partir de un proceso de laboratorio consolidado para la fabricación de esta emulsión compleja, la necesidad era escalarlo a nivel industrial.
El objetivo principal era obtener una dispersión estable al 50% de resina mediante inversión de fase, sin formación de espuma.
El mayor reto técnico se concentraba en la fase previa a la inversión, caracterizada por una alta viscosidad que dificulta la mezcla eficiente. Además, factores como la temperatura y el caudal de agua fueron identificados como variables críticas para la estabilidad final del producto.
4. SOLUCIÓN OLIVER + BATLLE
Oliver + Batlle propuso una estrategia de co-desarrollo del proceso con el cliente, basada en el uso del laboratorio interno para validar la solución técnica y asegurar una transición eficaz entre la escala piloto e industrial.
Fase 1 – Ensayos piloto
Se llevaron a cabo tres pruebas piloto en un equipo Polimix de 150L, equipado con:
- Un eje lento con áncora especial diseñada a medida.
- Un eje de dispersión de alta velocidad con configuración coaxial.
Para alcanzar las condiciones requeridas, se empleó aceite térmico a más de 150°C.
Objetivo de los ensayos: Validar la capacidad de mezcla para conseguir una inversión de fase estable.
Resultados:
- El proceso de inversión de fase se realizó con éxito.
- Se detectaron diferencias de estabilidad entre los lotes y la muestra de referencia, atribuidas a parámetros del proceso (temperatura y caudal), no al sistema de agitación.
- El comportamiento del equipo fue óptimo en términos de manejo de viscosidades elevadas y trabajo en condiciones críticas.
Fase 2 – Escalado y solución definitiva
Con el enfoque técnico válido, el cliente adquirió:
- Unidad piloto VF-11 Especial, equipada con áncora personalizada.
- Unidad de aceite térmico para operación del equipo piloto.
- Unidad de producción DPS-6000-OR Especial, con sistema de agitación equivalente y preparado para operación con vapor.
Durante la fabricación de los equipos, el cliente mantuvo acceso al laboratorio O+B para continuar el desarrollo de su formulación, garantizando una transición fluida entre fases piloto e industrial.
5. RESULTADOS
- Validación del proceso de inversión de fase en un entorno industrial simulado.
- Diseño personalizado del sistema de agitación para las necesidades reológicas del producto.
- Escalado exitoso del laboratorio a producción industrial.
- Reducción de riesgo técnico gracias al entorno de pruebas de laboratorio O+B.
- Equipos actualmente instalados y operativos en la planta del cliente.
