notas sobre reduccion de tamaño y tamizado
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7/24/2019 Notas sobre Reduccion de Tamao y Tamizado
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MCIQ. Jos Martn Carlos Prez
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Subdivisin departculas slidas grandesen partculas ms
pequeas, permitindoincluso la separacin delos diversos ingredientes
de un slido.
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ALIMENTOS MINERALES Y CEMENTO
Molienda de trigo y cebada paraobtener harinas.
Trituracin, compresin ymolienda de semillas de soya para
obtener aceite y harina. Procesamiento de harinas de papa
o tapioca.
Pulverizacin del azcar (glass).
Recuperacin de Cu, Ni, Co y Fe demolidos antes de su
procesamiento qumico.
Molienda de piedra caliza,
mrmol, yeso y dolomita parautilizarse en la produccin depapel, pinturas y caucho.
Molienda de cal, almina y slicepara producir cemento.
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RED
UCCINDESLIDOS
Reducir slidos duros a tamaosms o menos grandes.
COMPRESIN OTRITURACIN
Produce slidos de tamaogrueso, medianos y finos.
IMPACTO
Produce slidos muy finos.DESGASTE OFROTAMIENTO
Genera tamaos prefijados, e incluso, conforma definida pero no muy finos.
CORTE
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La reduccin de tamao aumenta lareactividad de los slidos, permitiendo su
separacin por mtodos mecnicos deingredientes no deseados y reduce el tamao
de fibras para su fcil tratamiento.
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Seg
nlaformaenlaquese
aplicalafuerza Corte
ENTRE DOSSUPERFICIES
ACCIN DEL MEDIOCIRCUNDANTE
EN UNASUPERFICIE SLIDA
Trituracin
Impacto
Molinos coloidales
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Equipos para reduccin de tamao
Trituradores
Romper piezasgrandes de slidos
en pedazospequeos (inicio
del proceso)
Molinos
Reducen eltriturado hastahacerlo polvo
(atraviesan tamizde 40 mallas)
Molinoultrafino
Alimentado conpartculas
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TE VENDO UNMOLINO
Por equipos realizar investigacin y maqueta/prototipo de uno de los siguientes reductoresde tamao:
1. Triturador de quijadas.
2. Triturador giratorio.
3. Triturador de rodillos.
4. Molino de martillos.
5. Molino giratorio.
Realizar un pster que contenga la siguiente informacin sobre la maqueta/prototipo:
a) Nombre del equipo de reduccin de tamao.
b) Fundamento (explicacin del como funciona).
c) Slidos que puede procesar.
d) Tamao mximo del slido alimentado y tamao del producto que genera.e) Potencias de trabajo (revisar catlogos de proveedores de reductores detamao).
ENTREGA Y EXPOSICIN: VIERNES 19 DE FEBRERO @LABORATORIO
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La mayor parte de conocimientos sobre la accin de ruptura en elinterior de los molinos depende de la creciente comprensin del mecanismo de
fractura de una partcula individual.
Primeras investigadores:
Irregularidades de superficieconcentran la carga
(distribuciones no uniformes)
Superficies regulares quedistribuyen la carga
(distribuciones ms uniformes)
engaoso
significativo
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La amplia distribucin de tamaos de fragmentos
obtenidos por molienda es inherente al procesomismo de rotura.
La mejora de la eficiencia de la molienda, pordebilitamiento de partculas, resultar enfragmentos de tamao mayor, los cuales pueden
requerir un tratamiento adicional para obtenerpartculas del tamao deseado
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a) Molturabilidad
Cantidad de producto de un molino particular que satisface una especificacindada por unidad de tiempo de molienda.
ESTUDIO DE MOLTURABILIDAD
Evaluar tamao y tipo de molino requerido paraproducir un tonelaje especfico y conocer sus
requerimientos de energa
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b) ndice de trabajo
Comportamiento de molienda de varios molinos cuando se utiliza unadeterminada ley de energa, tambin se conoce como coeficiente de energa.
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c) Funcin de velocidad de rotura
Concepto de Molturabilidad para las simulaciones en ordenador y se relacionacon la molturabilidad de cada tamao de partcula en relacin a su fraccin enel molido.
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d) Mtodo de Hardgrove
Determinacin de la molturabilidad de una muestra, la cual recibe unacantidad especfica de energa de trituracin en un pulverizador de anillo ybolas tamao miniatura.
Se compara con un carbn cuya molturabilidad sea de 100.
+ . W = peso del material que pasa por una
malla 200IMH = ndice de molienda de Hardgrove
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1.1.3.1 PROPIEDADES DE LOS SLIDOS
a) Factores que determinan la molturabilidad
Dureza
Elasticidad
Resistencia
Divisibilidad
Se mide por la
escala de Mohs
DUREZA Grado de resistencia que ofrece
un material a ser alterado.
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La seleccin del equipo se realiza segn caractersticas del material a moler,considerando:
TAMAO y DUREZA
Roca dura y cohesiva
Quebrantadora deimpacto
Trituradora de presin
Roca no dura
y cohesiva
Rodillos dentados
Roca dura Trituradoras de quijadas ygiratoria
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Primer paso de la reduccin de tamao: las partculas se deforman y
desarrollan nuevas tensiones por accin del reductor.
Al fracturarse el material, se generan nuevas reas superficiales.
La energa requerida est en funcin compleja con el tipo de material,
tamao original y dureza; principalmente.
Factores importantes en el proceso: Cantidad de energa (potencia consumida).
Tamao de partculas.
Superficies nuevas formadas.
Las ecuaciones de energa son aproximaciones con una eficiencia real del0.1 al 2%.
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Se supone una energa Erequerida para producir
un cambio dXen una partcula de tamaoX
X = tamao o dimetro de la partcula slida
C, n = constantes del proceso
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a) Ecuacin de RITTINGER (n = 2)
El trabajo de trituracin es proporcional a la nueva superficie creada
E = trabajo para reducir la masa alimentada desde X1 hasta X2.KR = Constante de Rittinger para el proceso.
Implica:
Se requiere la misma energa para reducir un material de 100mm a 50mmque de 50mm a 33.3mm
(vlida para polvos finos)
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b) Ecuacin de KICK (n = 1)
La energa requerida para reducir el tamao de un material es directamente
proporcional a la relacin de reduccin de tamao
KK = Constante de Kick para el proceso.
Implica:
Se requiere la misma energa para reducir un material de 100mm a 50mmque de 50mm a 25mm
) E i d BOND ( 1 5)
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c) Ecuacin de BOND (n = 1.5)
El trabajo para reducir una partcula es proporcional a la raz cuadrada de larelacin superficie/volumen
KB = Constante de Bond para el proceso.
Se propone el ndice de trabajo (Ei):Trabajo en KWh/ton requerido para reducir una unidad de pesos
desde un tamao muy grande hasta un tamao donde el 80% de laalimentacin pasa por un tamiz de 100mm
.
Ecuacin final de Bond (Potencia bruta):
P = potencia bruta, hp
T = masa alimentada, ton/minDP = Tamao del producto, ftDF = Tamao de la alimentacin, ft
Potencia bruta es la potencia requerida para reducir una unidad de peso dealimentacin, desde un tamao del que el 80% pasa por un dimetro XF(m)
hasta un tamao en el que el 80% pasa por un dimetro XP(m).
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e) Relacin de Reduccin (R.R.)
Permite conocer el comportamiento de un equipo de reduccin de tamao
frente a un material particular a reducir.
..
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1. Se desean triturar 10 ton/h de hematita. El tamao de la alimentacin es tal
que el 80% pasa por un tamiz de 3 in y el producto debe pasar en un 80% porun tamiz de 1/8 in. Estimando que el ndice de trabajo (Ei) para la hematita esde 12.68, calcula la potencia bruta requerida para el proceso de reduccin detamao.
2. Cul es el tamao que alcanza el cuarzo (Ei = 13.57) al ser sometidas 200
ton/h, donde el 80% tiene un tamiz de 3 in, a un proceso de molienda querequiere 50 hp?
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MOLIENDA HMEDA
Requiere menos potencia portonelada.
No requiere de equiposadicionales para tratamiento de
polvos.
Consume ms revestimiento (porcorrosin).
Se realiza a baja humedad.
Separar las partes anatmicas delgrano.
Obtencin de harina libre desalvado: mejorar palatabilidad,digestibilidad y conservacin.
Asegurar el mnimo deterioro delgrnulo de almidn.
Requiere ms potencia.
Requiere ms equipos para elproceso.
No consume el revestimiento el
material. Se realiza con alta humedad.
Separar componentes qumicosdel grano (del endospermo,obtener almidn y protenas).
MOLIENDA EN SECO
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MOLIEN
DA
DEGRAN
OS
SECA
HMEDA
Smolas
Semolina
Harinas
Almidn
Gluten
EQUIPOS: Molino de martillos Molino de cilindros
EQUIPOS: Molino de bolas Molino vibratorio
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Mtodo de separacin de partculas basado
exclusivamente en el tamao de las mismas.
MATERIALSUPERIOR
MATERIALINTERMEDIO
MATERIALINFERIOR
COLAS
FINOS
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FRACCIONES CLASIFICADAS
FRACCIONES NO CLASIFICADAS
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CONSTRUCCIN DE LOS TAMICES INDUSTRIALES: Tela metlica Tela de seda Tela de plstico Barras metlicas Places metlicas perforadas Alambres en seccin transversal triangular
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Los intervalos de malla de los tamaos de los
tamices estndar estn entre 4 in y 400mallas.
(malla = aperturas por pulgada lineal)
El tamizado permite la incorporacin correcta
de los materiales, dar ligereza al ingrediente,y en el caso de la cocina, brindar una mejor
esponjosidad a los productos.
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b) rea abierta:
Porcentaje de aberturas realesrespecto al rea de superficietotal.
a) Paso:
Tamao de abertura de lamalla. Espacio libre mnimoentre los bordes de la aberturaen la superficie del tamiz, seexpresa en inymm.
) Di ib i d d
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c) Distribucin de tamaos departcula:
Porcentaje relativo (en peso) de losgranos de cada una de las diferentes
fracciones de tamaos, representadosen la muestra. Es un factor importantepara evaluar el proceso de cribado(tamizado).
d) Escala de tamizado:
Serie de tamices de prueba dondesus aberturas se disponen en unasucesin fija (escala de Tyler).
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e) Tamices de prueba:
Permiten determinar la eficacia de los
dispositivos de cribado o el trabajo detrituracin y molienda (tamices normalizados).
SERIES DE TAMICES
ASTM ISO TYLER
ABERTURA (> 1)
MALLAS (< 1)
Manual deprocedimientos
de tamizado
Malla nominal porpulgada lineal
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MQUINAS DE CRIBADO
Rejilla Tamicescon
agitacin
Tamicesoscilantes
Cribas detambor
Tamicesvibratorios
Separacinpreliminar departculas de2 in y mayores
Separacin engeneral de
partculas porencima de 1/2 in
Cubren lagama gruesa
y va hastamallas muy
finas
Limitados amallasfinas
(menoresde #4)
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CRIBAS
REJILLAS
Estacionaria
Planas
Vibratorias
TAMBOR
AGITACINMECNICA
TAMICE
SVIBRACIN
Mecnica
Elctrica
OSCILANTES Movimiento alternativo
Giratorio
Cedazos giratorios
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Factores de seleccin:
Anchura de la criba: Capacidad.
(el espesor del lecho se reduce a un nivel prctico)
Longitud de la criba: Eficiencia.
(retirar partculas de menor tamao sin desorden de partculas finas en
tamaos grandes)
Tomar en cuenta 1. Descripcin del material a tratar (nombre, tipo,densidad a granel, dureza, forma, humedad, etc.)
2. Caudal total, normal y mximo de alimentacinde la criba.
3. Anlisis de la alimentacin.4. Seleccin en seco o hmeda y cantidad de agua
necesaria.5. Distribucin de alimentacin a la criba: circuito
abierto o cerrado y tipo de tamices: abierto ycerrado.
1 Mtodo de Extensin uniforme direccin paralela al eje
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VARIABLEE
NLAS
OPERACIONESDETAMIZADO
1. Mtodo dealimentacin.
Mejor resultado con cribas en serie.
2. Superficie
de tamizado.
3. ngulo dependiente.
4. Direccin derotacin
5. Frecuencia yamplitud
Extensin uniforme direccin paralela al ejelongitudinal de la criba a velocidad
Una pendiente ptima permite manejar mayorvolumen de partculas de tamaos grandes.
Cribas con impulso circular=
Evitar atasques de la malla estratificaradecuadamente la muestra.
Pendiente = Velocidad de
desplazamiento
Eficiencia con rotacin a contracorriente.
Cribas con giro paralelo =Tonelaje y ngulo corto.
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Cantidad de productos de tamao inferior que se obtiene respecto a lacantidad de tamaos pequeos que hay en la alimentacin:
Recuperar un producto de mayor tamao que la criba
E = eficienciaR = % partculas finas que pasan por la cribad = % partculas ms finas que el tamao diseado en laseleccinb = % partculas ms finas que el tamao diseado en laalimentacin de la criba.
Eficiencia -> razn de la cantidad de partculas de tamao mayoresobtenidas en relacin a la cantidad real de partculas grandes.
E = eficienciaO = % partculas grandes sobre la cribac = % grueso que el tamao diseado de partculas mayoresde la cribaa = % grueso que tamaos diseado en la alimentacin criba.
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Masa de material que puede recibir como alimentacin porunidad por unidad de tiempo en relacin al rea del tamiz.
.
A = rea de la mallaCt = Velocidad flujo directoCu = Capacidad de la unidadFoa = Factor de rea abiertaFs = Factor de rea ranurada
Eficiencia Capacidad
Capacidad Variacin de velocidad de operacin del tamizado
Tamao departcula
Dificultad deltamizado
Eficiencia ycapacidades bajas
para tamaos < malla
150 (0.1 mm)
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Procedimiento manual o mecnico por el cual se puedenseparar las partculas constitutivas del agregado, segn sus tamaos y
conocer la fraccin en peso que aporta cada tamao.
1. Se utiliza una serie de tamices colocados de manera ordenada.
2. Se pesa cada fraccin retenida en cada tamiz de la serie.
3. Se reportan caractersticas como:
1. % retenido2. % acumulado del retenido
3. % slido que pasa4. ndice de finura5. Histograma de frecuencias6. Curva de frecuencias acumuladas7. Valor (escala granulomtrica Udeem-
Wenworth)
9. Mediana (P50)10. Moda
11. Media12. Desviacin estndar13. Diagrama de cajas14. Curva granulomtrica15. Coeficiente de uniformidad16. Coeficiente de curvatura.
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Tras un proceso de reduccin de
tamao, se obtiene la siguienteinformacin respecto a la masa delos slidos retenidos en tamicescolocados en serie.
ALIMENTACIN:
523.8 g
49.90 g
36.50 g
42.10 g
40.00 g
23.00 g
91.00 g
10.20 g
231.10 g
Malla 4
Malla 10
Malla 20
Malla 40
Malla 60
Malla 140
Malla 200
PAN
(base)
ESTUDIO DE CASOS:
1
Organizar serie detamices
2
Alimentar tamizadory procesar
3Pesar slidos retenidos
en cada malla y registrar
4
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4Calcular % deslidos retenidos
% %Wtamiz = Masa del slido retenido en el tamizWF = Masa de slido alimentado al proceso
5Calcular % acumuladode slidos retenidos
% =
%
Masa de la muestra (g): 523.8
No. TamizDimetro
(mm)
Slido
retenido (g)
% Slido
retenido
4 4.750 49.90 9.527%
10 2.000 36.50 6.968%20 0.840 42.10 8.037%
40 0.425 40.00 7.637%
60 0.250 23.00 4.391%
140 0.106 91.00 17.373%
200 0.075 10.20 1.947%
Base 0.000 231.10 44.120%
% Acumulado
slido retenido
9.527%
16.495%24.532%
32.169%
36.560%
53.933%
55.880%
100.000%
6 7
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6Trazar histogramade %retenidos
7Trazar polgono defrecuencias de %Acumulado
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8Calcular ndice deCernido (IC)
%
IC = ndice de cernidoC = Masa de finosB = Masa de alimentacin
9Calcular ndice degruesos (IR)
%
IR = ndice de gruesosR = Masa de todos los retenidosB = Masa de alimentacin
10Calcular Dimetromedio (DM)
+
DM = dimetro medioIn-1 = Abertura de malla superior
In = Abertura de malla inferior
.%
. %No. Tamiz
Dimetro
(mm)DM(mm)
4 4.750
10 2.000 3.375
20 0.840 1.420
40 0.425 0.633
60 0.250 0.338
140 0.106 0.178
200 0.075 0.091
Base 0.000 0.038
8S id l di di
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8Calcular Moda (IC)
Se considera el dimetro mediocon mayor % de retenidos
9Calcular Mediana
10
Calcular Media ponderada
.
Valor del dimetro medio que selocaliza a la mitad de la serie.
.
=
%
.
No. TamizDimetro
(mm)DM(mm)
% Slido
retenidoDM*%Retenidos
4 4.750
10 2.000 3.375 6.968% 0.235
20 0.840 1.420 8.037% 0.114
40 0.425 0.633 7.637% 0.048
60 0.250 0.338 4.391% 0.015
140 0.106 0.178 17.373% 0.031
200 0.075 0.091 1.947% 0.002
Base 0.000 0.038 44.120% 0.017
REPORTE FINAL DEL ANLISIS GRANULOMTRICO:Masa de la m estra (g) 523 8
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Masa de la muestra (g): 523.8
No. TamizDimetro
(mm)
Slido
retenido (g)
% Slido
retenido
% Acumulado
slido retenidoDM(mm)
4 4.750 49.90 9.527% 9.527%
10 2.000 36.50 6.968% 16.495% 3.375
20 0.840 42.10 8.037% 24.532% 1.420
40 0.425 40.00 7.637% 32.169% 0.633
60 0.250 23.00 4.391% 36.560% 0.338
140 0.106 91.00 17.373% 53.933% 0.178
200 0.075 10.20 1.947% 55.880% 0.091
Base 0.000 231.10 44.120% 100.000% 0.038
.% .%
. . .