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CAPITULO III

MOLINO DEMARTILLOIng. Alberto HUAMANI HUAMANI1Consiste en piezas (martillos) que pueden ser fijos u oscilantes, montados en un eje de rotacin y disponen de una criba o malla a travs de la cual pasa el producto.La reduccin de tamao se debe a las siguientes causas:Explosin debido al impacto de los martillos.Corte por los bordes de los martillos.Accin de frotamiento o rozadura.La accin de frotamiento es importante con cereales, mientras que la accin de impacto es importante con materiales quebradizos.El aparato consta de un tamiz con tamao de orificio de 50-100 cm3.1 Caractersticas

3.2 Ventajas.Pueden operar continuamente,Operacin de mantenimiento es sencilla,Apto para molienda en seco,El producto se muele continuamente en la cmara de molido hasta que pueda filtrar la criba,Alimentacin del producto puede ser los lados o sobre el rotor.3.3 DesventajasLas partculas deben pasar por la criba, con materiales fibrosos puedeembotarse y no moler todo el volumen,Su funcionamiento es alto en vibraciones,Necesita de un alto esfuerzo de par del motor,Carga adicional cuando la materia prima se mantiene en la cmara de molido, para lo cual requiere una potencia considerable.3.4 PARAMETROS REQUERIDOSCapacidad de MoliendaPara determinar el volumen de granos Vg utilizamos la siguiente expresin

Donde: dg = dimetro del grano (m)Lf = longitud del grano (m)La masa de alimentacin de un grano mg se determina es:

Donde: Vg = volumen de granos (m3)d = densidad de los granos (Kg/m3)

Kg/hNumero de granos a ser triturados por segundoSe puede aproximar cuantos granos se debern triturar por segundo considerando que cada grano pesa mg. El nmero de granos a ser molidos Ng por segundo est en funcin de la capacidad Q y se puede determinar segn la siguiente expresin:

Donde: Q= capacidad del molino (Kg/s)mg = masa de alimentacin (Kg)Velocidad angular de giroConsiderando que el valor recomendado para la velocidad angular de un molino de martillos (especificaciones y recomendaciones de productores americanos y brasileos), oscila entre las 3000 y 3500 (rpm), y no se quiere trabajar al lmite de revoluciones, adems de que el trabajo del motor ser continuo, un valor intermedio de 3250 (rpm) lo ms recomendable. Numero de granos a moler por revolucin

Donde:Ng = nmero de granos en granos por segundo (granos/s) = nmero de revoluciones en el eje en revoluciones por segundo (rps)

3.5 Diseo de los Martillos para la Trituracin del GranoEl diseo de los martillos es fundamental en el molino, ya que esta pieza ser la que produzca la fractura de los granos al momento del choque entre ambos. La representacin de este choque se lo puede observar en la Figura 3.1.

Clculo de Nmero total de martillos

Calculo de espesor del martillo (e)El choque del grano y el martillo cuando est girando es mayoritariamente de forma frontal. De aqu se puede obtener la primera consideracin de diseo: el espesor del martillo debe ser igual o mayor al espesor del grano.

Clculo de la velocidad tangencial del martilloEs la energa necesaria para romper el grano, es equivalente a dejar caer un objeto metlico de masa mm (g) desde una altura h (cm) sobre el grano (de masa conocida, cuando tiene una humedad del 12 al 14%).

Donde:mm: masa del objeto metlico (g)g : gravedad = 9,81 m/s2h : altura (cm)Ec : Energa del granomt : masa del granovv : velocidad del martillo vacio

Velocidad tangencial del martilloCoeficiente de Fluctuacin (Shigley, 2005)En la molienda, cuando el grano choca con el martillo se produce una disminucin en la velocidad del mismo, por lo que existe una velocidad que ser menor a la velocidad de vaco que se llamar Vc, (Velocidad con carga).Para el clculo de la velocidad de carga (Vc) se considera a los martillos, discos, ejes y dems componentes, como un solo cuerpo que gira, a esto se lo conoce como volante. Es definido como:

Velocidad tangencial media Velocidad tangencial final de carga

El valor de Cs, para molinos de harina est entre (0,015 0,025) (Shigley, 2005).Tabla 3.1: Velocidad circunferencial de la molienda en trituradoras de martillos.ProductoVelocidad max. (m/s)Velocidad min. (m/s)Maz 5230Trigo 6543Centeno 7553Avena 8866Cebada 10583Afrecho 11088Avena 11593Fuente: Estrella y Fonseca (2009)Velocidad angular final

Donde:rg: Radio de giroCalculo de radio de giro

Aceleracin angular del sistema

: Aceleracin angular = Espacio recorrido por los martillos

Momento de la fuerza de corte del martilloFuerza de Corte (Fc). La aplicacin de la fuerza de corte se puede considerar en el extremo superior del martillo, donde existe el contacto, como se muestra en la Figura 3.4.

Calculo del ancho del martilloDonde:M: Momentod : Longitud del martillo Fc: Fuerza de corteMomento de inercia del martillo

Torque que produce la fuerza de corte

El torque que produce la fuerza de corte con respecto al centro de giro del martillo viene dado la ecuacin (Hibbeler, 2004).

De las relaciones de ec. Anteriores se tieneMasa de los martillos

Fc: Valor experimentalAncho del martillo

Esfuerzo Cortante

Fuerza centrifugarea de Desgarre del martillo

d1: distancia del borde del orificio al borde del martillo (distancia gastada)

Falla por cizalladura del martilloEVALUACION DE LAS PIEZAS Factor de Seguridad

Sy: para el acero inoxidable 304 es de 276 MpaFalla por traccinEl esfuerzo normal por traccin, debido a la fuerza centrfuga, se calcula mediante la ecuacin.Esfuerzo normal

Ast= a x e = rea del seccin transversal del martilloFactor de seguridad

Nmero de discos portamartillos

Calculo de espesor del disco portamartillo Consideracin: En cada agujero del disco habr una traccin por consecuencia de las fuerzas centrifugas de los martillos, por lo que en cada agujero se tendr una fuerza equivalente a dos fuerzas centrfugas de un martillo.DISCOS PORTAMARTILLOSSEPARADOR DE MARTILLOSLos martillos estn separados por medio de una arandela o disco.Se la puede hacer a partir de la plancha de la misma dimensin del martillo.El dimetro de este separador, 2 veces el espesor del martillo + espesor del separador de martillos.POTENCIAPotencia de inerciaVelocidad y aceleracin angular

Inercia del disco, eje, pernos, martillos, separador, etc detodo los elementos que conforman

Disco

MartillosTorque

Potencia debida a la friccin

Potencia debido a las cargas

D1 : Dimetro del grano antes de la molienda (cm).D2 : Dimetro del grano despus de la molienda (cm).Kr : Constante de Rittinger ( HP. h. cm./ Kg)P : Potencia del Motor (HP)C : Capacidad de MoliendaPotencia total