Resumen

Tomando en consideración la muestra llevada la cual fue arroz (Del Márquez), se seleccionaron 4 tipos de tamices diferentes los cuales fueron de 20, 35, 50 y 60, se calculó la fracción de masa retenida (Xi) y el diámetro promedio de las partículas (Dpi), como se muestra en la tabla 1 y en base a las fórmulas vistas en clase se calculó el área superficial (Aw) de las partículas así como su tamaño promedio (Ds, Dw, Dv).

Introducción

La molienda es una operación unitaria que es de suma importancia en diversos procesos industriales.

La reducción se lleva a cabo dividiendo o fraccionando la muestra por medios mecánicos hasta el tamaño deseado. Los métodos de reducción más empleados en las máquinas de molienda son compresión, impacto, frotamiento de cizalla y cortado. (Mc Cabe y Smith, 1979)

Las principales clases de máquinas para molienda son:

A) Trituradores (Gruesos y Finos) - Triturador de Quijadas, triturador Giratorio, triturador de Rodillos.

B) Molinos (Intermedios y Finos) - Molino de Martillos, Molino de Rodillos de Compresión.

La operación de molienda se realiza en varias etapas:

•La primera etapa consiste en fraccionar sólidos de gran tamaño. Para ello se utilizan los trituradores o molinos primarios.

•La segunda etapa sirve para reducir el tamaño con más control, manejándose tamaños intermedios y finos.

El molino empleado en la práctica fue el molino de martillos:

El molino de martillos actúa por efecto de impacto sobre el material a desintegrar. En la Figura 9 puede verse un esquema del molino, el cual cuenta con una cámara de desintegración (3), con una boca de entrada del material en la parte superior (5) y otro de descarga cerrada por una rejilla (4). En el interior de la cámara hay un eje (1), que gira a gran velocidad y perpendicularmente a él van montados articuladamente los elementos de percusión (martillos) (2) los cuales por la fuerza

centrífuga que se genera al girar el eje, se posicionan perpendicularmente en posición de trabajo.

El material a moler ingresa por la boca de entrada (5) y por gravedad cae al interior de la cámara de desintegración, donde es golpeado por los martillos. Seguidamente choca contra la cámara de desintegración y nuevamente es golpeado por los martillos. Esto ocurre sucesivamente hasta que alcanza un tamaño tal que puede pasar por la rejilla de la descarga (4). El tamaño de salida de los materiales triturados puede variarse cambiando la rejilla de salida. (Foust, 1980).

Tamizado

El tamiz consiste de una superficie con perforaciones uniformes por donde pasará parte del material y el resto será retenido por él. Para llevar a cabo el tamizado es requisito que exista vibración para permitir que el material más fino traspase el tamiz. De un tamiz o malla se obtienen dos fracciones, los gruesos y los finos: la nomenclatura es la siguiente, para la malla 100, + 100 indica los gruesos y -100 indica los finos. Si de un producto se requieren N fracciones (clasificaciones), se requerirán N-1 tamices. Los tipos de tamices que vibran rápidamente con pequeñas amplitudes se les llaman "Tamices Vibratorios". Las vibraciones pueden ser generadas mecánica o eléctricamente. El tamaño de partícula es especificado por la medida reportada en la malla por la que pasa o bien por la que queda retenida, así se puede tener el perfil de distribución de los gránulos en el tamizador de manera gráfica. (Brown, 1955)

Objetivo

Realizar el análisis granulométrico de una muestra para determinar la influencia de las variables típicas sobre los parámetros más importantes en los procesos de molienda y tamizado.

Procedimiento

Para la molienda lo primero que se hizo fue verter la muestra del sólido que en este caso fue arroz (Del Márquez) en el contenedor de la parte superior del molino (martillo) posteriormente se encendió el motor de arranque del molino y el molino comenzó a triturar el arroz, dejando caer el material por la parte inferior del aparato el cual fue recolectado en una bolsa de plástico. Para el tiempo de molienda solo se esperó hasta que todos los granos del contenedor pasaran al triturador. Culminada la molienda se pasó a pesar el material molido para llevarse al tamizado, donde se utilizaron las mallas de los números 20, 35, 50 y 60. El material duro 5 minutos en el tamiz, terminado ese tiempo se pesaron los tamices y se hicieron los cálculos correspondientes.

Resultados y discusiones.Tabla 1. Resultados del análisis por tamizado del arroz.

Malla

Abertura del

tamiz, Dp

(mm)

Masa (g)

Fracción de

masa retenid

a, xi

Diámetro medio de

las partículas

en el increment

o, Dpi

(mm)

Fracción acumulativa inferior

a Dpi

Xi/Dpi

(part/mm)

Xi·Dpi

(mm)Xi/Dpi

3

(part/mm3)

20 0.85 40 0.0802 0.9198

35 0.425 175 0.3507 0.6375 0.5691 0.5510 0.2236 1.3536

50 0.36 55 0.1102 0.3925 0.4589 0.2807 0.0432 1.8225

60 0.250 40 0.0802 0.3050 0.3787 0.2630 0.0245 2.8266

Contenedor 189 0.3787 0.1250 0 3.0296 0.047

3 193.8949

Σ 499 1.0938 0.2913 6.0027

Con los resultados de la tabla 1 y utilizando una densidad de partícula para el arroz2 de 0.000825 g/mm3 y esfericidad1 de 0.743 se procedió a calcular:

Área de la superficie

Muestra en tamices

Aw=6

0.743 (0.000825 gmm3 )

(1.0938 partmm )

Aw=¿10 706.4725 mm2

Muestra total

Aw=Aw tamices1−X i

Aw=10706.4725mm21−0.3787

Aw=¿ 17232.3716 mm2/gr

Número de partículas específicos

Se calculó el factor de volumen consultando el diámetro y la altura del arroz1

v=aD3 v= π*r2*h

a=v/D3 v= π*(0.0895in) ^2*0.339in

a=8.53x10-3/.179^3 v=8.53x10-3

a=1.487

Muestra en tamices

Nw=1a ρp

∑i=1

n xiDp

3

Nw=1

(1.487 )(0.000825 gmm3 )

(6.0027 partmm3

)

Nw=4893.0733partg

Muestra total

Nw=Nw tamices1−x1

Nw=4893.0733 part

g1−0.3787

Nw=7875.5405partg

Diámetro medio de volumen.

Dv=[ 1

6.0027 partmm3 ]

13

Dv=0.5502mm

Diámetro medio volumen superficie

Ds= 1

1.0938 partmm

Ds=0.9142 partmm

Diámetro medio de la masa

Dw=0.2913mm

Se introdujo al molino de martillo una muestra de arroz (Del Márquez) de 1 kg del cual se recuperó 865.56g ya que hubo pérdidas en el recolectado de la molienda ya que a la bolsa se le hizo unas perforaciones por donde salieron las partículas de arroz y también porque el molino retuvo material. De los gramos recuperados se tomó una muestra de 500 g para realizar el tamizado.

En la tabla 1 se puede observar que en la malla No 35 hubo una mayor cantidad retenida de masa retenida ya que la mayoría de las partículas tenían un diámetro aproximado de 0.425mm. El contenido total que se obtuvo fue de 499g, la pérdida pudo ocasionarse debido al manejo de los tamices al ser pesado.

Conclusiones

El tamizado es de suma importancia en diversos procesos industriales, ya que el tamaño de la partícula afecta en forma indirecta el proceso para la obtención de un producto final.

Se considera que una buena granulometría es aquella que está constituida por partículas de todos los tamaños, de tal manera que los vacíos dejados por las de mayor tamaño sean ocupados por otras de menor tamaño y así sucesivamente.

Se observó que en el tamiz No. 35 se retuvo la mayor cantidad de material y en las mallas de No. 20 y 60 se retuvo una menor cantidad.

Bibliografía

Brown, G.C. et. al.; “Operaciones Básicas de la Ingeniaría Química”; 1a. Ed. Editorial Marín, S. A.; Barcelona (1955). pp. 9-50.

Foust, A. S. et. al.; “Principles of Unit Operations”; 2ª Ed.; John Wiley & Sons; New York (1980). pp. 699-715.

Mc Cabe, W. L. y Smith, J. C.; “Unit Operations of Chemical Engineering”; 3a Ed.; McGraw Hill Co.; New York (1976). pp. 803-808, 818-851.

1. http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/mazariegos_b_d/capitulo8.pdf

2. http://www.fao.org/docrep/x5041s/x5041s09.htm