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8/16/2019 reduccion de tamaño.docx

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“UNIVERSIDAD NACIONAL DELCENTRO”

FACULTAD DE INGENIERÍAMETALURGICA Y DE MATERIALES

“REDUCCIÓN DEL TAMAÑO Y TAMIZADO”

HUANCAYO-


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REDUCCIÓN DEL TAMAÑO Y TAMIZADOI. INTRODUCCIÓN

Muchos de los productos alimenticios y materias primas de la industria Química y Alimentaria requieren una preparación y acondicionamiento con el fin de obtener untamaño determinado de partícula. Esto requiere dos operaciones unitarias: reducción detamaño (trituración y molienda) y tami ado.!or lo consi"uiente el tami ado# es una operación b$sica en la que una me cla departículas sólidas de diferentes tamaños se separa en dos o m$s fracciones# pas$ndolaspor un tami . %ada fracción es m$s uniforme en tamaño que la me cla ori"inal esto permiteuna operación unitaria complementaria en muchos casos de la reducción de tamaño o de latrituración. &a reducción del tamaño es mediante esta operación los sólidos son cortados opartidos en partes m$s pequeñas transformando el material del estado "ranular al estado

pul'erulento.i aplicamos la reducción de tamaño a una sustancia se obtiene un producto m$s o menos

pul'urulentos se" n la naturale a las características del equipo el tiempo de operación# etc.*o todas las partículas producidas tienen el mismo tamaño# por este moti'o es de inter+sconocer la distribución de tamaños que cada m$quina puede producir. !ara esto se hanestablecido ecuaciones que relacionan las fracciones de partículas retenidas con sutamaño y 'er cual de todas ellas presenta la m$,ima "eneralidad# pudi+ndose afirmar quenin"una de las muchas correlaciones obtenidas es uni'ersal. &a ley m$s "eneral es -osin#-ammler y perlin" (-- )# aunque esta correlación no se cumple cuando la reducción de

tamaño se diri"e a obtener partículas muy finas# si"uiendo en este caso las leyes de laprobabilidad se" n una distribución de auss. &a operación de disminución o reducción detamaños consiste en la producción de unidades de menor masa a partir de tro os mayores/para ello hay que pro'ocar la fractura o quebrantamiento de los mismos mediante laaplicación de presiones.

II. OBJETIVOS

• %onocer el funcionamiento de un molino de martillos.• 0istribuir tamaños a tra'+s de cur'as diferenciales• 1erificar las potencias de accionamiento del motor al molino de martillos.

III. FUNDAMENTO


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A. Tamizado

El tami ado es un m+todo de separación de partículas basado e,clusi'amente en eltamaño de las mismas. %onsta de una malla met$lica constituida por barras te2idas y quede2an un espacio entre sí por donde se hace pasar el alimento pre'iamente triturado. &asaberturas que de2a el te2ido y# que en con2unto constituyen la superficie de tami ado#

pueden ser de forma distinta# se" n la clase de te2ido. &as mallas cuadradas se aconse2anpara productos de "rano plano# escamas# o alar"ado.

En el tami ado industrial# los sólidos se colocan sobre la superficie del tami . &as partículasde menor tamaño# o finos# pasan a tra'+s de las aberturas del tami # mientras que las demayor tamaño o colas no pasan. 3n solo tami puede reali ar una separación en dosfracciones. e les llama fracciones no clasificadas# ya que aunque se cono ca el límitesuperior e inferior de los tamaños de partícula de cada una de las fracciones# no se conoceel otro límite. El material que se hace pasar a tra'+s de una serie de tamices de diferentestamaños se separa en fracciones clasificadas por tamaños# es decir fracciones cuyas

partículas se conocen por su tamaño m$,imo y mínimo. En ocasiones# el tami ado sereali a en h medo# si bien lo m$s frecuente es operar en seco.El tami ado se reali a haciendo pasar el producto sobre una superficie pro'ista de orificiosdel tamaño deseado. El aparato puede estar formado por barras fi2as o en mo'imiento# por placas met$licas perforadas# o por te2idos de hilos met$licos. El tami ado consiste en laseparación de una me cla de partículas de diferentes tamaños en dos o m$s fracciones#cada una de las cuales estar$ formado por partículas de tamaño m$s uniforme que lame cla ori"inal.El tami consiste de una superficie con perforaciones uniformes por donde pasar$ parte delmaterial y el resto ser$ retenido por +l. !ara lle'ar a cabo el tami ado es requisito que

e,ista 'ibración para permitir que el material m$s fino traspase el tami . 0e un tami omalla se obtienen dos fracciones# los "ruesos y los finos: la nomenclatura es la si"uiente#para la malla 455# 6 455 indica los "ruesos y 7455 indica los finos. i de un producto serequieren * fracciones (clasificaciones)# se requerir$n *74 tamices.&os tipos de tamices que 'ibran r$pidamente con pequeñas amplitudes se les llaman:89amices 1ibratorios . &as 'ibraciones pueden ser "eneradas mec$nica o el+ctricamente.&as 'ibraciones mec$nicas usualmente son transmitidas por e,c+ntricos de alta 'elocidadhacia la cubierta de la unidad# y de ahí hacia los tamices. El ran"o de 'ibraciones esapro,imadamente 4;55 a


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Molino d ma!"illo#: En +ste# un e2e rotatorio de "ran 'elocidad lle'a un collar con 'ariosmartillos en su periferia. Al "irar el e2e las cabe as de los martillos se mue'en si"uiendouna trayectoria circular dentro de una armadura# que contiene un plato de rupturaendurecido# de casi las mismas dimensiones que la trayectoria de los martillos. &osproductos de alimentación pasan a la ona de acción dónde los martillos los empu2ancontra el plato de ruptura. &a reducción de tamaño es producida principalmente por lasfuer as de impacto

Fi$%!a &. Molino de Martillos

B. R d%''i(n d Tama)o

Es la operación unitaria en la que el tamaño medio de los alimentos sólidos es reducido por la aplicación de fuer as de impacto# compresión# ci alla (abrasión) y>o cortado.

&a compresión se usa para reducir sólidos duros a tamaños m$s o menos "randes.El impacto produce tamaños "ruesos# medianos y finos# la frotación o ci alla# producepartículas finas y el cortado se usa para obtener tamaños prefi2ados.

Fi$%!a *.Esquema de reducción de tamaño en una partícula.

&os fines de la reducción de tamaño son muy importantes en la industria por las si"uientesra ones:


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• ?acilita la e,tracción de un constituyente deseado que se encuentre dentro dela estructura del sólido# como la obtención de los minerales.

• e pueden obtener partículas de tamaño determinado cumpliendo con un requerimiento

• Aumento de la relación superficie7'olumen incrementando# la'elocidad decalentamiento o de enfriamiento# la 'elocidad de e,tracción de un soluto deseado# etc.

• i el tamaño de partículas de los productos a me clarse es homo"+neo y de tamañom$s pequeño que el ori"inal# la me cla se reali a m$s f$cil y r$pido# como sucede en laproducción de formulaciones# sopas empaquetadas# me clas dulces# entre otros.

&a operación de disminución o reducción de tamaños consiste en la producción deunidades de menor masa a partir de tro os mayores/ para ello hay que pro'ocar la fracturao quebrantamiento de los mismos mediante la aplicación de presiones.

Fi$%!a +.%roquis de reducción de tamaño en una partícula

&as t+cnicas de reducción de tamaño son:

http://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtml


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• COM,RESIÓN- Es utili ada para la reducción "ruesa de sólidos duros# "eneraproductos "ruesos# medios o finos.

• CORTE: e utili a cuando se requiere un tamaño definido de partículas.• FROTACIÓN O ROZAMIENTO: enera productos finos a partir de materiales blandos

no abrasi'os.• IM,ACTO: Esta t+cnica consiste en el choque de las partículas para la disminución de

su tamaño.&os requerimientos de tamaño son di'ersos para cada tipo de productos# de ahí que seutilicen diferentes m$quinas y procedimientos. &a operación de desinte"ración# tambi+ntiene la finalidad de "enerar productos que posea un determinado tamaño "ranular#comprendido entre limites preestablecidos.

Va!ia l # d la ! d%''i(n d "ama)o

Alimentación obstruida: El desinte"rador est$ equipado con una tol'a alimentadora que se

mantiene siempre llena de modo que el producto no se descar"a libremente# lo que haceque aumente la proporción de finos y disminuye la capacidad de producción.%ontenido de humedad: En la etapa "rosera e intermedia los materiales no deben e,ceder el @ de humedad. En la etapa m$s fina de reducción de tamaño se aplica una moliendah meda.9rituración libre: El producto desinte"rado# 2unto con cierta cantidad de finos formados# sesepara r$pidamente de la ona de acción desinte"rante despu+s de una permanenciarelati'amente corta. !or lo re"ular el producto de la molienda sale por una corriente dea"ua# por "ra'edad o lan ado por fuer a centrífu"a.Bperación en circuito cerrado: %uando el material de recha o es de'uelto al desinte"rador.Bperación en circuito abierto: %uando el material no se de'uel'e para su retrituración.0ure a y la estructura del material: &as m$quinas para trituración "rosera de materialesblandos no necesitan una maquina tan robusta o comple2a como las utili adas a latrituración de materiales duros.

Co!! la'i(n d Ro#in/ Raml ! 0 #1 !lin$

&a distribución de tamaños se obtiene colocando el producto de descar"a de un molino enuna serie de tamices# ordenados de arriba aba2o por orden decreciente de lu malla. &acantidad de producto retenido por un tami se llama recha o (-) y la no retenida cernido(%).


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El tamaño medio del recha o (&) es la media aritm+tica de las luces de malla entre dichotamaño tami y el superior.

Fi$%!a 2. Calance de materia en un tami

3na forma de estudiar la distribución de tamaños es mediante la cur'a acumulati'a derecha os(?i"ura D) en ella se representa la cantidad de producto (en porcenta2e) respectoal total que no atra'iesa cada tami frente a su lu de malla.

Fi$%!a 3. %ur'a acumulati'a de recha o


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Esta cur'a reco"e toda la "ama de tamaños presentes# desde las mas pequeñas hasta lasmas "randes.

i se calcula la pendiente de las tan"entes a la cur'a en diferentes puntos y se representafrente a los 'alores de lu de malla en dichos puntos# se obtiene la cur'a de frecuencia detamaños (?i"ura =).

Fi$%!a 4.%ur'a de frecuencia de 9amaños

En esta cur'a se aprecia me2or la distribución de tamaños. El m$,imo de la cur'a indicaque aparece con m$s frecuencia/ n es el índice de tamaños. i la línea obtenida fuera'ertical (n 5)# se tendrían de todos los tamaños en la misma proporción. i n 4 el m$,imose produce para & 5# lo que no tiene si"nificado físico. F si nG4 no hay m$,imo en la cur'a.

IV.MATERIALES Y M5TODOS

MATERIALESCioló"ico:

• Maí morocho (= H" apro,imadamente).

Materiales de &aboratorio


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• Molino de Martillos• Iue"o de 9amices• A"itador el+ctrico• Colsas ne"ras lar"as• %ronómetro• Calan a analítica• %entímetro o -e"la• A"itador el+ctrico

M5TODOS

• e pesan todas las bolsas de maí morocho# las cuales se clasifican para tami ado.• Estos tami ados se clasificaran en @# por lo que se pesaran y anotaran sus pesos

respecti'os y deben estar clasificados en cada bolsita diferente.• e depositan en el interior del molino el maí morocho. e acciona el molino durante un

tiempo determinando.•

3na 'e reali ada la molienda se proceder$ a anali ar el tamaño de partículas medianteun tami ado# para cantidades distintas del maí a moler. !ara ello se colocar$ elproducto molido en el 2ue"o de tamices pre'iamente ordenados de mayor a menor lude tami de arriba aba2o y se a"itaran con el a"itador el+ctrico. e repite la operaciónpara distintos tiempos para todos los e,perimentos es decir para los @ tamices.

• e debe tomar el tiempo de tami ado lo cual ser$ i"ual en cada muestra.• e debe tomar las medidas para cada lu de malla.• e debe de i"ual forma determinar el di$metro de la partícula (0p) la cual ser$ el

di$metro promedio de los maíces morochos.• 3na 'e obtenidos los resultados se calcular$ el -etenido ( -)# -etenido Acumulado

( -A)# %ernido ( %) # %ernido Acumulado ( %A).• Mediante la ecuación de Cond calcularemos la potencia obtenida con nuestros datos#

lue"o esta procederemos a comparar con la potencia del motor (la cual es 4Jp 5.KDL ).

-etenido ( -)

-4 (-4> ) , 455

-N (-N> ) , 455-< (- ) , 455

-@ (-@> ) , 455

-etenido Acumulado ( -A)

-A4 (-4> ) , 455

-AN ((-46 -N)> ) , 455-A< ((-46 -N 6 - ) , 455

-A@ ((-4 6 -N 6-< 6 -@)> ) , 455

%ernido ( %) %4 455 7 -4


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%N 455 7 -N

%< 455 7 -<

%@ 455 7 -@

%ernido Acumulado

%A4 455 7 -A4

%AN 455 7 -AN

%A= 455 7 -A<

%A@ 455 7 -A@

• El maí tendr$ forma cuadrada la cual consideraremos la lon"itud mayor la medida desu lado por raí de N.

Ecuación de Cond

• ! !otencia (J!)• 9 1elocidad de Alimentación.(ton>min)•

0f tamaño de la alimentación• 0p 9amaño del producto (pies)# para esto usamos la cur'a &M 's -A a ;5 .• Ei índice de 9raba2o (LO. J > 9on) en tablas se calcula esto.

V. RESULTADOS Y DISCUSIONES

Ta la &.0atos para los @ tamices del producto del maí en c$lculos para -# -A# %#%A.

TAMIZ

LUZ DEMALLA

(cm)

LUZ DEMALLA(pies)

RETENIDO (k )

!RETENID

O (R )

RETENIDO

ACUMULADO (!)

CERNIDO(!C )

!CERNIDO

ACUMULADO

1 0 0 1 43928 48230

29728 482302

9771 51769

70371 517697

03

2 0 2 0 00656 1 50929 86782

15358 350124

570 13217

84741 649875

5

3 0 4 0 01312 1 9381538 36203

99696 712164

4661 63796

0043 2878355

43

4 0 8 0 02624 0 020780 411301

08168 641162

5799 58869

89231 358837

43

PT

= 1.46 Ei( 1√ Dp − 1√ Df )


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11

0 0 01 0 01 0 02 0 02 0 03 0 030

5

10

15

20

25

30

35

40

45

R! " 0 94

LM (pies)

RETENIDO (!)

0 0 01 0 01 0 02 0 02 0 03 0 030

20

40

60

80

100

120

R! " 0 94

LM (pies)

RETENIDO ACUMULADO (!)

Fi$%!a 6.&M (pies) 's -

Fi$%!a 7. &M(pies) 's -etenido Acumulado( -A)


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12

0 0 01 0 01 0 02 0 02 0 03 0 030

20

40

60

80

100

120

R! " 0 94

LM (pies)

CERNIDO (!)

Fi$%!a 8.&M (pies) 's %ernido ( %)

0 0 01 0 01 0 02 0 02 0 03 0 030

10

20

30

40

50

60

70

80

R! " 0 94

LM (pies)

CERNIDO ACUMULADO(!)

Fi$%!a &9.&M (pies) 's %ernido Acumulado ( %A)


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Ta la *. 0atos para hallar !otencia (J!).

LUZ DE MALLA(pies) R"A" (!)

0 00656

58 350124

5# $%

0 0131296 712164

46

X = ( 80 − 58.350124596.71216445 − 58.3501245 )(0.01312 − 0.00656 )+ 0.00656

%A&%3&A*0B &A !B9E*%PA:

Dond

• Ei = 11.21

KW . h

Ton • 0p 5.545N=N4; pies• 0f 5.5


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e" n Mc %abe#et al (4 KN)#la rotura del "rano se produce por la acción con2unta decompresión y ci allamiento# ya que uno de los cilindros "ira alrededor de N#D 'eces m$sr$pidamente que el otro. 0e esta manera# el producto que pasa entre los dos cilindros sufreun efecto de estiramiento y los "ranos son ci allados. Este ci allamiento es el que permiteel raspado pro"resi'o de las capas del "rano durante la trituración.%omparando lo dicho por el autor con la tabla 4# 'emos que esta en lo cierto debido a quela rotura del "rano (molienda) se debió por la acción con2unta de comprensión yci allamiento y este ci allamiento nos permito tener@ tamices lo cuales fueron aumentando.

e" n %oulson# et al (4 ;;)/ el cernido es la operación que# despu+s de cada pasa2e atra'+s de un molino de cilindros# clasifica el producto se" n el tamaño de las distintaspartículas. e efect a mediante tamices de telas de seda (para harina o s+molas) o aceroino,idable.%omprando lo e,puesto por el autor con 9abla 4# obtu'imos @ cernidos# donde el mas altocernido se di en el tami @ con un 'alor de .D;;K # en lo cual el tamaño del maí yamolido debe ser alto en comparación con los otros tamices.

e" n Br"ani ación de las *aciones 3nidas para la A"ricultura y la Alimentación $1985%#los "r$nulos m$s pequeños ir$n pasando# ló"icamente# de tami en tami # descendiendo#mientras que los mayores se ir$n quedando en los tamices superiores.3na 'e reali ado el tami ado# se 'an co"iendo los tamices uno a uno y se 'a leyendo el'alor de la lu de malla. En el primer tami tendremos "ranulados de mayor tamaño que el'alor que indica. En los inferiores# tendremos "ranulados de mayor tamaño que el queindica pero menores que la lu de malla del tami inmediatamente superior. F# por ltimo#los "r$nulos que hayan pasado todos los tamices tendr$n un tamaño menor que la lu demalla del ltimo tami .

%omparando lo e,puesto por el autor con la tabla 4. 1emos que la lu de malla fuesubiendo en cada tami respecto al anterior así que un tami N obtu'imos una lu de mallade 5.55=D= pies y lue"o en el @ una lu de malla de 5.5N=N@ pies/ de i"ual manera elretenido que obtu'imos dela molienda en un inicio era ba2a pero lue"o ascendió en cadatami esto se puede deber por el tipo de molino o por el material que empleamos en estecaso el maí morocho. Esto se comprueba en la fi"ura K donde la lu de malla respectoal retenido son casi directamente proporcionales pero en el ltimo tami no debido a quesufrió una decaída la cual puede ser debido al material o las características del molino demartillo. Esto nos ser'ir$ para seleccionar un "ranulado de un tamaño. 0e esta forma sihay menor distancia entre h+lices su 'elocidad disminuye y la lu de malla tambi+n.

e" n eo$ne (N55


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cada tami y se anota como 8peso retenido . %on estos datos construimos una tabla dondeanotamos en distinta columnas los pesos retenidos# los pesos acumulados# el retenidoy finalmente el que pasa por el tami correspondiente (complementario a 455 de lacolumna anterior).%omparando lo dicho por eo$ne (N55


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?uente. 1ian#et al (4 K=)

Esto se comprobó en la fi"ura K donde la cur'a de la lu de malla respecto al retenido nosda de una forma i"ual y de la misma forma en la fi"ura ; donde la cur'a es ascendente# locual quedócomprobado en la pr$ctica con el maí .

e" n -ipusudan # et al (N554) la cur'a acumulati'a de cernidos debe ser de la si"uienteforma en "ranos.

?uente: -ipusudan # et al (N554)


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Esto no se comprueba fi"ura y 45 porque obser'amos que la cur'a desciende su cernidoa medida que la lu de malla asciende debido a que presenta la des'enta2a cuando elmaterial seco se somete al tami ado se debe procurar siempre un li"ero frotamiento sobreel tami # form$ndose una capa del"ada y uniforme y que la a"itación no sea tan 'i"orosapara pro'ocar disminución en el tamaño# en "eneral cuanto mas "randes y abrasi'os seanlos sólidos mas robusto debe ser el tami .

e" n PP%A (4 ;)/ el molino de martillos se adapta bien para moliendas medias y finas# lafine a de la molienda depende del tamaño de la criba y de la 'elocidad de circulación delmaterial molido a tra'+s de la c$mara de molido. &a capacidad de un molino depende de laclase de "rano# la fine a de la molienda# la potencia disponible# la 'elocidad y el contenidode humedad del producto. *ormalmente se requiere de 4J! por hora para molienda mediay a una mayor potencia tendr$ el molino una mayor eficiencia.Esto se comprueba en la tabla N y c$lculos respecti'os para la potencia donde nos da un'alor de 4.==J! ya que el molino de martillos tendr$ una alta eficiencia y 'elocidad y si elpol'o es mas fino la 'elocidad es mayor y tambi+n si hay mayor distancia entre cribas hay

una mayor 'elocidad y mayor lu de malla.

VI.CONCLUSIONES • e lo"ró conocer el funcionamiento de un molino de martillo# lo cual es un e2e de

"ran 'elocidad es por allí donde pasa ale producto lo cual da como resultado lareducción de tamaño principalmente producida por las fuer as de impacto.

• e distribuyó tamaños (@ tamices) a tra'+s de cur'as diferentes como - 's &M/-A 's &M/ % 's &M y %A 's &M# lo cual 'imos que si hay una menor distancia

entre cribas la 'elocidad es mayor y la lu de malla de i"ual manera.• e 'erificó la potencia de accionamiento la cual nos dio cerca al 'alor dado en la

placa del motor (4J!) y la potencia calculada nos dio 4.==@D J!.

VII. RECOMENDACIONES• Medir correctamente la lu de malla para que de esta forma no haya percance en

calcular la potencia.• 9omar el tiempo adecuado en que demora el molino de reducir el tamaño del maí

morocho.• !esar y dar uso de la balan a analítica correctamente.• Estar atento en el momento de obtener el molido del maí para que no perdamos

muestra que puedan caerse.

VIII. REFERENCIAS BIBLIO:R;FICAS

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