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Informe de Molienda y Tamizado
Integrantes:
Escalante Maldonado, Iris Gómez Castillo, Miguel Yépez Adrianzén, Daniella
Profesora Silvia Melgarejo
2011 - I
I. INTRODUCCIÓN
La mayoría de alimentos granulados, son sometidos a la reducción del tamaño
de sus partículas, por medio de una operación llamada molienda. La disminución
del tamaño de estos alimentos granulares por medio de ésta operación, permite:
facilitar la extracción de un constituyente, aumentar la superficie del sólido y
mejorar la mezcla íntima de éstos. Para lograr éste propósito se emplean cierto
tipo de maquinas encargadas de ésta función. Tal es el caso de los llamados
molinos, los cuales son muy utilizados en la producción de harina; aunque ciertos
aparatos domésticos (como la licuadora), tienden a cumplir, también, con dicha
función.
El Tamizado es un método físico para separar mezclas. Consiste en hacer pasar
una mezcla de partículas sólidas de diferentes tamaños por un tamiz. Las
partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz atravesándolo y las
grandes quedan retenidas por el mismo.
La separación de materiales sólidos por su tamaño es importante para la
producción de diferentes productos. Además de lo anterior, se utiliza para el
análisis granulométrico de los productos de los molinos para observar la eficiencia
de éstos y para control de molienda de diversos productos o materias primas. 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. Los tipos de tamices que vibran rápidamente con pequeñas amplitudes se
denominan "Tamices Vibratorios". Las vibraciones pueden ser generadas
mecánica o eléctricamente. Las vibraciones mecánicas usualmente son
transmitidas por excéntricos de alta velocidad hacia la cubierta de la unidad, y de
ahí hacia los tamices. El rango de vibraciones es aproximadamente 1800 a 3600
vibraciones por minuto.
El objetivo de la práctica fue
Conocer el funcionamiento de diferentes equipos de molienda
Obtener información de la distribución de tamaños mediante la elaboración e interpretación de
curvas diferenciales granulométricas de la harina de maíz blanco.
II. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1 MATERIALES
- Material a moler:
Maíz
- Molino industrial
- Juego de tamices Tyler
juego de tamices (Tyler)
- Escobilla
- Balanza
- Ro-tab
- Cronómetro
2.2 MÉTODOS
2.2.1 Molienda del producto
Alimentar el molino con una cantidad conocido de producto, moler el producto,
apagar el molino, descargar el molino y pesar la cantidad de producto molido obtenido.
Determinar el rendimiento del molino.
masa de producto molido x 100
masa de producto en la alimentación (g)
Fig 2.1: Proceso de molienda para el maíz
1. Colocar el alimento en el molino, moler
2. Pesar producto obtenido
2.2 Tamizado del producto
- Armar el juego de tamices. Este quedará armado como la figura presentada
a continuación:
.tamiz armado
- Colocar 451g del producto molino en el tamiz superior y tamizar el producto por 10
minutos bajo agitación en el Ro-tab.
Pasos para el tamizado
- Vaciar con mucho cuidado (limpiando con la escobilla) el contenido de cernido de
cada tamiz en papel previamente tarado. Pesar y anotar a que tamiz corresponde.
III. RESULTADOS Y DISCUSIONES
Cuadro 1. Datos para la determinación del rendimiento en el proceso de molienda.
peso de maíz inicial
(g)491.6
peso final de maíz (g)
381.69
Determinación del rendimiento del molido, mediante la fórmula:
n = masa de producto molido (g) x 100 masa de producto en la alimentación (g)
n=381.69491.6
×100
n=77.64%
Cuadro 2. Composición granulométrica del producto molido de maíz.
Nº tamiz Luz de malla (μm)
Masa del producto retenido
(g)
% Retenido (Rechazo)
% Rechazo Acumulado
% Cernido Acumulado
30 600 28.1 28.44 28.44 71.5640 425 29.2 29.55 58.00 42.00
50 300 11.3 11.44 69.43 30.57
60 250 4.6 4.66 74.09 25.91
Plato 0 25.6 25.91 100 0
Total 98.8 100.00
Grafico 1. Porcentaje de peso retenido vs. El diámetro de partícula.
Grafico 2. % Cernido
acumulado Vs. Diámetro de la partícula (μm).
0 100 200 300 400 500 600 700 -
10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00
%Cernido Acumulado vs. Diametro de particula
diametro de paritcula
%Ce
rnid
o ac
umul
ado
Grafico 3. % de Rechazo acumulado Vs. Diámetro de la partícula (μm).
0 100 200 300 400 500 600 700 -
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
% peso retenido vs. Diametro de par-ticula
diametro de particula
%pe
so re
teni
do
0 100 200 300 400 500 600 700 -
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
%Rechazo Acumulado vs. Diametro de particula
diametro de paritcula
%Re
chaz
o ac
umul
ado
(Loncin, 1965) citado por (Vásquez, 1987) afirma que el tamizado se realiza vertiendo el
producto sobre una superficie que tiene orificios de unas dimensiones dadas, las
partículas de mayor tamaño no pasan a través mientras que si lo hacen las menores. Esto
fue verificable en el laboratorio, como se aprecia en el cuadro2 el porcentaje de retenido
disminuye al disminuir la luz de malla o al aumentar el número de tamiz.
En la práctica realizada, se realizó un tamizado dispuesto en cascada es decir, los
tamices se colocan de acuerdo a la luz de malla decreciente como indica el Cuadro 2,
esta disposición ayuda a separar las partículas en fracciones de mayor a menor tamaño,
quedando las partículas más grandes en la parte superior y las más finas en la parte
inferior. Earle (1998) afirma que las velocidades de paso a través de los tamices depen-
den de muchos factores, principalmente de la naturaleza y forma de las partículas, de la
frecuencia y amplitud de la agitación, de los métodos utilizados para prevenir la adhesión
de las partículas a los agujeros del tamiz y de la tensión y naturaleza física de la sustancia
de que está hecho el tamiz.
Según Vian, (1979), para que la operación se efectúe es necesario que el sólido a tamizar
y el tamiz encargado de ello se encuentren en movimiento relativo, para con ello dar
oportunidad a las partículas del sólido a que coincidan con las aberturas del tamiz y que
pasen a través de estas las de menor tamaño, como pudo verse en la práctica el juego de
tamices fue expuesto a un movimiento vibratorio que tuvo por finalidad lo mencionado.
Como se mencionó la práctica se realizo con la serie de tamices Tyler, el cual según
Vian ,(1979) se caracteriza por poseer demasiados tamices y próximas en aberturas, por
eso en ocasiones se utiliza estos tamices alternadamente como en la práctica, además
este juego de tamices presenta dos series, la serie fina y la gruesa, en la práctica solo se
uso la serie fina por las características del producto.
Según Brown (1965) el análisis granulométrico es un método de control del proceso de
molienda y es el método más sencillo para la clasificación granulométrica en el
laboratorio. Este método consiste en pasar el producto por una serie de tamices que
posean orificios o mallas progresivamente decrecientes. Ésta fue la metodología aplicada
en la práctica, debido a su simplicidad y practicidad.
Brennan (1998) afirma que existen factores que afectan la eficiencia del tamizado tales
como: la velocidad de alimentación, si esta es demasiado grande, el tiempo de residencia
sobre la superficie de tamizado resulta insuficiente. El tamiz se sobrecarga y parte de los
materiales que debieran ser finos acompañan a los gruesos. En la práctica este factor no
influyó puesto que hubo una sola alimentación.
Según Perry (1984), la finura del producto se regula cambiando la velocidad del rotor, la
velocidad de alimentación o la abertura entre los martillos y la placa de molienda, así
como también cambiando la cantidad de alimentación y el tipo de martillos utilizados. Por
lo que, hubiésemos obtenido resultados del análisis granulométrico distintos si se
hubieran modificado los factores antes mencionados.
Los diagramas acumulados, muestran las fracciones en peso que pasan a través de cada
tamiz, según su abertura, constituyen la base de comparación de distintas mezclas de
partículas de un material y permite descubrir sus variaciones con el tiempo o con la
calidad de una carga (Brown, 1955).
En los gráficos 2 y 3 se realiza el diagrama acumulado de los datos del análisis
granulométrico correspondiente. Al comparar las figuras con la de la bibliografía, se
aprecia un comportamiento similar en el caso del diagrama acumulado, debido a que el
desarrollo de la curva es independiente de la serie de tamices utilizada, pues sólo basta
con la suma de las fracciones que han atravesado los tamices.
Figura 1. Diagrama acumulado de las fracciones del total que han atravesado los
distintos tamices.
En las gráficas correspondientes al análisis acumulativo tanto de rechazo y del cernido, se
ubico en las abscisas a la fracción acumulada y en las ordenadas a la abertura o luz de
malla que nos podrían servir para observar el comportamiento de la masa en cada tamiz;
además de poder identificar la cantidad de masa que se puede acumular teniendo un
determinado diámetro de partícula.
Al comparar el análisis diferencial con el análisis acumulativo, podremos decir que es más
exacto el análisis diferencial ya que es independiente en cada malla.
Grafico 4. % Cernido acumulado, % de Rechazo acumulado Vs. Diámetro de la partícula (μm).
En el cuadro 4 se aprecian tanto el cernido acumulado como el cernido rechazado en
comparación del numero de malla tal y como se discutió anteriormente.
IV. CONCLUSIONES
- En el tamizado siempre se cumple que luz de malla es inversamente
proporcional a la masa del producto retenido, y directamente proporcional al
cernido.
- El diámetro de la partícula es directamente proporcional al producto
retenido e inversamente proporcional al cernido.
- Hay relativamente pocos factores para influir en el tamizado a parte de los
directamente relacionados con el proceso en si, como la luz de malla, el
movimiento en el tamizado.
V. RECOMENDACIONES
Es importante analizar el producto que se someterá a una operación de molienda
y tamizado, pues el producto pueda necesitar un tratamiento anterior a
determinados procesos.
Los tamices deben encontrarse en perfecto estado, por lo que se revisará que no
presenten ninguna interferencia (partículas, etc), en dicho proceso.
0 100 200 300 400 500 600 700 -
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
%Rechazo, %Cernido Acumulado vs. Diametro de particula
diametro de paritcula
%Ce
rnid
o,%
Rech
azo
acum
ulad
o
Se podría realizar el proceso con varios insumos, en pequeñas cantidades para
tener varios casos analizar y comparar.
Es recomendable que se hagan coordinaciones con varios miembros del grupo
para asegurar la presencia del material en la práctica.
Se podría hacer el trabajo coordinadamente compartido para que todos tengan
una buena experiencia en el aprendizaje.
VI. CUESTIONARIO
1. Describa como se mide el rendimiento de un molino.
Según Badger et al., (1979), para calcular la eficacia de los molinos se compara la cantidad de
energía necesaria por unidad nueva producida en las pruebas de molido con la energía superficial
teórica calculada por consideraciones termodinámicas dando eficacias del orden de 0.1 a 1%.
Además se han propuesto índices de molienda, en los que se emplea para definir el índice la
reducción de tamaño después de un tiempo determinado, en una molienda de laboratorio
cuidadosamente definida. Estos últimos índices pueden tener éxito en la evaluación del
comportamiento de distintos materiales en un molino determinado pero no parece que sean de
aplicación general.
Según Brown (1965), el rendimiento teórico del molino (RTM) se puede calcular con la siguiente
relación:
RTM =
Loncin (1965), señala que, para un molino de martillos cuanto mayor es el número de martillos en
un rotor tanto menor es el rendimiento por energía consumida.
2. Realice un cuadro donde especifique: tipos de molino y su aplicación en la industria
alimentaria.
Potenciamin imanecesaria para crear la nuevasuperficieIncremento de potenciadebido a lac arga
Tipo Mecanismo Aplicación
Molino de martillos Constituido de un disco giratorio, situado en
el interior de una carcasa que soporta
varios martillos móviles adosados a su
periferia. El disco gira a elevada velocidad
golpeando los martillos a la alimentación
que se introduce por la tolva superior. La
ruptura de las partículas se produce por
choque de éstas contra las paredes o por
rozamiento entre ellas mismas. En la parte
inferior dispone de una rejilla perforada que
permite la salida de partículas finas
Reducción de tamaño de
productos variados: desde
sólidos cristalinos duros como
sal y azúcar, productos
untuosos hasta productos
fibrosos como vegetales.
Molino de cuchillas
Similar al molino de martillos pero dispone
de cuchillas cortantes en lugar de martillos.
Reducción de tamaño de
productos variados: desde
sólidos cristalinos especias y
productos fibrosos.
Molino de discos
giratorios
Utiliza la fuerza de cizalla para la reducción
de tamaño. Puede ser de disco único o de
doble disco. La trituración de la carga se
debe a la intensa acción cizallante, la
separación entre discos y armadura
determina el tamaño el tamaño de producto.
Molienda de productos finos.
Molino de piedras Sobre un eje se montan dos piedras
circulares. La superior que corrientemente
es fija, tiene una boca para la entrada de la
carga. La inferior gira. La carga pasa por el
espacio que queda entre las dos piedras.
Los productos salen por el borde de la
piedra inferior.
Molino harinero. Se utiliza
también en la industria del
chocolate, para la trituración de
granos de cacao.
Molino de bolas Opera bajo fuerza de cizalla e impacto.
Constituido de disco giratorio, horizontal
que se mueve a poca velocidad en cuyo
interior se halla cierto número de bolas de
acero o piedra dura. Las bolas caen al girar
e impactan el producto, y al girar cizallan el
Productos muy duros y obtener
polvos de gran finura. Molienda
de colorantes y cacao.
producto a moler.
Molino de barras Las bolas se sustituyen por barras de acero.
El efecto del impacto es menos acusado.
Se recomienda para moler
sustancias untuosas que se
adhieren a las bolas a las que
restan eficacia.
Molinos ultrafinos Utilizan la energía de un fluido (vapor
comprimido o agua) para provocar la
reducción de tamaño. La alimentación es
por un tubo Ventura situada en la parte
inferior del equipo. Los sólidos son
arrastrados por el fluido y obligados a
recorrer la carcasa tubular. La ruptura es
consecuencia del rozamiento ellas y las
paredes del equipo.
Admiten como alimentación
tamaños no superiores a 6 mm
y dan lugar a productos con
tamaños entre 1 y 50m.
Molino de rodillos Consta de dos rodillos con sus ejes
dispuestos horizontalmente y paralelos que
giran en sentido opuesto. Genera esfuerzo
de compresión y cizalla. Da buena
uniformidad granulométrica
Molienda de trigo y centeno,
para convertirlos en harinas.
3. ¿Qué propiedades físicas de la partícula se relacionan con la operación de molienda?
¿Qué papel juegan estas propiedades en la selección del tipo de molino?
Para seleccionar un tipo de molino se deben considerar las características de la materia prima
inicial. La dureza de un material implica un mayor esfuerzo y gasto energético durante el proceso
de trituración, pudiendo causar abrasión a la superficie del molino, por lo que para este tipo de
alimentos se suelen emplear molinos como el de martillos que son resistentes a esfuerzos de
fricción elevados. Así también cuando los productos son frágiles o poseen una estructura cristalina
se debe utilizar molinos que operen por fuerzas de compresión y cuando son fibrosos, molinos
donde prevalezca la fuerza de cizalla. La presencia de humedad puede facilitar la operación de
reducción de tamaño de partículas finas en suspensiones coloidales o dificultar la molienda cuando
provoca la aglomeración de las partículas. Por último, se debe considerar la sensibilidad a la
temperatura del producto a moler, pues la molienda genera calor y eleva la temperatura pudiendo
causar la degradación de los componentes, y producir untuosidad que provoca una disminución en
la eficiencia de la molienda.
4. ¿A qué se debe la aglomeración de las partículas durante el tamizado? Describa algunas
técnicas de tamizado que se utilizan para evitar esta aglomeración.
Factor Descripción Técnicas a emplear
Alimentación
A una velocidad de alimentación
grande el tiempo de residencia
sobre la superficie de tamizado es
ineficiente, el tamiz se sobrecarga y
parte de los materiales que deberían
ser finos acompañan a los gruesos.
Regular la velocidad de
alimentación del producto a
tamizar.
Angulo de inclinación del
tamiz
Una pendiente pronunciada dará
como resultado un tiempo de
residencia insuficiente mientras que
una pendiente de ángulo menor
puede reducir el flujo gravitatorio a
través del tamiz.
Utilizar un ángulo de inclinación
adecuado
Tamaño de la partícula
Aunque la partícula sea lo
suficientemente pequeña sólo
pasará a través del tamiz si se
alinean adecuadamente. Las
partículas grandes tienden a impedir
el paso de las pequeñas cuando
están en una proporción grande.
Emplear una separación
preliminar de las partículas
Humedad
Si el producto de partida está
húmedo puedan aglomerarse las
partículas pequeñas y las grandes,
las pequeñas serán arrastradas con
las grandes
Utilizar productos de humedad
adecuada.
Deterioro del tamiz
Las partículas grandes se colocaron
por las zonas diseñadas
disminuyendo la eficacia de la
separación
Realizar un mantenimiento
adecuado de las tamices y tener
un especial cuidado con los
tamices debido a su fragilidad
Embotamiento de los
tamices
Cuando el tamaño de partículas es
similar al del tamaño de la malla, los
tamices se suelen a obturar
generando que las partículas cuyo
tamaño les permitiría atravesar el
tamiz se ven arrastradas con los
gruesos.
Limpieza inmediata y
mantenimiento de los tamices
Carga electrostática
Al tamizar productor secar en polvo,
se pueden cargar las partículas, las
pequeñas se agregaran y se
comportarán, no como finos, sino
como gruesos produciéndose la
aglomeración
Conectar el tamiz a tierra
Fuente: Brennan et al. (1998)
5. ¿En qué productos relacionados con la industria alimentaria es importante la
granulometría del mismo? ¿a qué se debe su importancia?
La granulometría se aplica en harinas principalmente; además en alimentos balanceados, donde
es importante la homogenización del tamaño de las partículas para evitar la separación de los
componentes en la mezcla, lo cual también se observa en productos como colorantes. Además, el
azúcar es, un producto que requiere de este análisis, ya que el tamaño final de partícula determina
la calidad de producto terminado.
El análisis granulométrico, indica los módulos de finura e índices de uniformidad de diferentes
productos siendo el módulo de finura un indicador de la uniformidad de la molienda, determinando
también el tamaño de partícula; y el índice de uniformidad permite encontrar la distribución o
proporción de las partículas finas, medianas y gruesas (Henderson, 1966 citado por Macedo,
1990).
6. Adjunte una norma (metodología) de análisis granulométrico de un producto.
NORMA:
AOAC Official Method 965.22
Método de Tamizado
First Action 1965
Final Action 1966
A. Equipos:
(a) Equipo para darle movimiento al Tamiz (agitador).- Como el Ro - tap que brinda
movimiento al tamiz (W.S. Tryler Inc., 8570 Tyler Alud, Mentod, OH 44060).
(b) Juego de tamices y platos.- Tamiz de 8’’ de diámetro, de número 20, 30, 40, 60, 100, u otra
serie similar.
B. Determinación:
Exactamente un peso de 50 0.1g de muestra representativa bien mezclada del polvo a analizar,
945.14 (ver 27.4.01). (Para obtener una muestra representativa < 100 g, pasar sucesivamente a
través la muestra dividida).
Transferir la muestra al tamiz superior del juego de tamices con el plato, armar y fijar en el agitador,
y agitar por 5 minutos. Pesar, a 0.1g, las partículas de polvo retenidas y adheridas en cada uno de
los tamices, o retenidas en el plato.
Calcular el peso de la fracción retenida en cada tamiz y la fracción retenida en el plato, como % del
peso de muestra. Reportar el % de cada fracción con 1 decimal.
Refrénese: ASBC: Adjunct Materials; Cereals 2.
(Fuente: AOAC INTERNATIONAL. 1995. Official Methods of Analysis of AOAC international. 16 th
edition. Volumen II. USA.)
VII. BIBLIOGRAFÍA
Perry, J. 1985. Manual del ingeniero químico. Madrid. España.
Brown, G. 1965. Operaciones Básicas de la Ingeniería Química. Editorial Marin S.A.
Bejarano, E.; Bravo, M.; Huamán, M; Huapaya, C; Roca, A; Rojas, E. 2002. Tabla de
Composición de Alimentos Industrializados. Ministerio de salud. Instituto Nacional de
Salud. Centro Nacional de Alimentación y Nutrición. Lima.
Brennan J.G.; Butters, J.R.; Cowell, N.D.; Lilly; A.E.V. 1970. Las operaciones de la
ingeniería de los alimentos. Colegio Nacional de
Tecnología de los alimentos. Editorial Acribia Zaragosa. España.
Coulson, J.M; Richardson, J.R.; Backhurst J.R. y Harker, J.H. 1981. Chemical
Engineering. Segundo volumen. Tercera edición. Editorial Reverté, S.A.
Geankoplis, C.J. 2006. Proceso de transporte y principios de procesos de separación
(incluye operaciones unitarias) Cuarta edición. Compañía editorial Continental. México.
BROWN, G. 1965. Operaciones Básicas de la Ingeniería Química. Editorial Marin S.A.
VIAN, A. OCON, L. 1979. Elementos de la Ingeniería Química. Editorial Aguilar. Madrid.
España.
http://www.bvsde.paho.org/bvsAIDIS/PuertoRico29/saldes.pdf