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REDUCCION DE TAMAÑO
(molienda)
Elaboró: Coral Contreras Flores
La molienda es una operación unitaria que reduce el volumen
promedio de las partículas de una muestra sólida, sin alterar su
naturaleza sin transformación físicamente a la materia.
La reducción se lleva a cabo dividiendo o fraccionando la
muestra por medios mecánicos hasta el tamaño deseado.
Con el fin de:
Aumentar la superficie del sólido (compacto o poroso) para
facilitar la transferencia de masa (la extracción de un
determinado constituyente deseado) o de energía (térmico).
Puede constituir una necesidad especifica del producto como
el uniformizar el diámetro de partícula para mejorar la
presentación de un producto.
Permite la separación por métodos mecánicos de
ingredientes no deseados
Reducción de tamaño
Elaboró: Coral Contreras Flores
• Las partículas obtenidas de la molienda requieren un análisis
mecánico , generalmente, se los representan sobre un papel
semi-logarítmico, por un curva llamada "granulométrica“.
• El proceso consiste en tamizar el producto de la molienda
Granulometría
Elaboró: Coral Contreras Flores
Para graficar la curva granulométrica, se tomando en cuenta
que los porcentajes de muestra que pasa cada uno de los
tamices, se encuentran en el eje de las ordenadas Y a una
escala aritmética, en cambio la ordenación de la abertura del
tamiz se encuentra en el eje de las abscisas X y con una
escala logarítmica; esto para facilitar la construcción de la curva
granulométrica
Elaboró: Coral Contreras Flores
El propósito del análisis granulométrico, es determinar la
eficiencia de la molienda ya que se determina el % de las
partículas por su diámetro
La granulometría correcta es fundamental para los
mecanismos de transferencia de masa o/y energía, así
como también es importante para la manejabilidad de la
muestra.Elaboró: Coral Contreras Flores
• La compresión se utiliza para la reducción gruesa
de sólidos duros, dando lugar a relativamente
pocos finos. Ej Cascanueces
• El impacto genera productos gruesos, medios o
fino. Ej Martillo
• La frotación conduce a productos muy finos a
partir de materiales blandos no abrasivos. Ej Lima
• El corte da lugar a un tamaño definido de
partícula, y algunas ocasiones también de forma,
con muy pocos o nada de finos. Ej Tijeras
Mecanismo de molienda
Elaboró: Coral Contreras Flores
El objetivo de la reducción de tamaño es producir partículas apartir de otras más grande las partículas más pequeñas, lascuales son mas deseables por su gran superficie o bien por suforma, tamaño y número.
El producto siempre consta de una mezcla de partículas, contamaño variable desde un máximo definido hasta un mínimosubmicroscópico.
En algunos tipos de molinos los finos se reducen a un mínimo,pero no se eliminan totalmente. Sí la alimentación eshomogénea tanto por lo que se refiere al tamaño de laspartículas como a su estructura física y química.
La relación de diámetros entre las partículas más grandes ymás pequeñas en un material molido es del orden de 10.
Características de los productosElaboró: Coral Contreras Flores
.
Criterios
Relación de
diámetros
Tener gran
capacidad
Producto con un tamaño
uniforme
Bajo consumo de energía /unidad de producto
Criterios de la selección de sistema de reducción
mecánica de tamaño
Elaboró: Coral Contreras Flores
• Dureza y abrasividad
• Estructura mecánica
• Humedad (Contenido de agua)
• Sensibilidad a la temperatura de las materias
primas
Características que regulan la selección de los equipos
Elaboró: Coral Contreras Flores
Los sólidos cristalinosFuerza de compresión
Los fibrosos
Una combinación de fuerza de impacto y
de cizalla
Los sólidos blandos Fuerza de cizalla
Elaboró: Coral Contreras Flores
El costo energético es gran importancia.
Durante la reducción de tamaño:
Las partículas son distorsionadas y forzadas por lo que el trabajo
necesario para forzarlas se almacena temporalmente en el sólido como
energía mecánica de tensión.
Al aplicar una fuerza adicional a las partículas tensionadas, éstas se
distorsionan más allá de su resistencia final y bruscamente se rompen en
fragmentos, generándose nuevas superficies.
Puesto que una unidad de área de sólido posee una cantidad definida de
energía superficial, la creación de nuevas superficies requiere un trabajo,
que es suministrado por la liberación de energía de tensión cuando la
partícula se rompe.
De acuerdo con el principio de conservación de la energía, toda la energía
en exceso sobre la energía de la nueva superficie creada ha de aparecer
en forma de calor.
Potencia
Elaboró: Coral Contreras Flores
c
wawbsn
AAew
c es la eficiencia de molienda
se es la energía superficial por unidad de área (en ft /lbf ft2)
wb waA y A es el área por unidad de masa de producto y de alimentación,
respectivamente (ft2/lb)
Eficiencia de molienda (Wn)
nw es la energía absorbida por unidad de masa
cm
wawbs
m
nAAew
W
m es la eficiencia de la molienda mecánica
w es la energía de entradaElaboró: Coral Contreras Flores
Potencia
donde
Da y Dp diámetro promedio de la alimentación y el productoΦa y Φp esfericidad de la alimentación y el producto
m flujo másico
ρp densidad de partícula
aappPmc
s
DD
emP
116
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Bond postuló en 1952 que el trabajo que se requiere paraformar partículas de un tamaño Dp se puede calcular
aP
i
DDE
T
P 1146.1
donde
P Potencia (HP)T Velocidad de alimentación (Ton/min)
E i Índice de trabajo (Kw-H)
Da y Dp diámetro promedio de la alimentación y el producto (ft)
Elaboró: Coral Contreras Flores
iE
Índice de trabajo Ei
es la energía total,
en kW-h por 2000
libras de
alimentación, que
se necesita para
reducir una
alimentación muy
grande hasta un
tamaño tal que el
80 % del producto
pase a través de
un tamiz de 100
μm.
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Ejercicio
Se necesitan moler 10 ton/h de carbón. El tamaño de la alimentación es tal
que el 80% pasa por un tamiz de 3 plg y el producto debe pasar en un 80%
por un tamiz de 1/8 plg. Calcula la potencia requerida
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• Trituradores bastos
Máquinas cuya alimentación son partículas grandes (> 5
cm de diámetro)
• Trituradores intermedios
Máquinas que no se alimentan de masas muy grandes y
que dan un partículas capaz de pasar el tamiz de 40
mallas (0.425 mm)
• Molinos de finos.
Máquinas que dan partículas que pasa por el tamiz de
200 mallas (0.075 mm)
Clasificación de máquinas de reducción de tamaño
Elaboró: Coral Contreras Flores
Trituradores o quebrantadores bastos
• De mandíbulas (Blake, Dodge)
• De mandíbulas giratorias
La alimentación se recibe por la parte superior entre dos
mandíbulas que forman una V abierta con un ángulo de 20 -30.
Una mandíbula es fija, casi vertical, y la otra es móvil y estás se
abren y cierran 250 — 400 veces/min.
La descarga de producto es por el fondo y de manera
intermitente.
Elaboró: Coral Contreras Flores
Trituradores intermedios
• De rodillos
• De martillos
• De discos
Su acción se basa en dos rodillos metálicos de superficies lisas
que giran en sentido opuesto.
Las partículas de alimentación aprisionadas por los rodillos se
rompen durante la compresión y se descargan por la parte
inferior
Las velocidades de los rodillos fluctúan entre 50 - 300 rpm
El tamaño del producto depende del espacio entre los rodillos
Elaboró: Coral Contreras Flores
Molinos finos
• Centrífugos
• De piedras de molino
• De rodillos
• De bolas
• De tubos
Se usa para ultra finos que pasan el tamiz de 325 mallas
(0.045 mm). Las partículas son rotas por grupos de martillos
oscilantes conectados a un disco giratorio (rodillos, bolas).
Además de los martillos el eje del molino lleva 2 ventiladores
que mueven el aire a través del equipo y los descargan en
ductos que colectan el producto
Elaboró: Coral Contreras Flores