Informe de Molienda y Tamizado

Informe de Molienda y Tamizado

Integrantes:Escalante Maldonado, IrisGmez Castillo, MiguelYpez Adrianzn, Daniella ProfesoraSilvia Melgarejo

2011 - I

I. INTRODUCCIN

La mayora de alimentos granulados, son sometidos a la reduccin del tamao de sus partculas, por medio de una operacin llamada molienda. La disminucin del tamao de estos alimentos granulares por medio de sta operacin, permite: facilitar la extraccin de un constituyente, aumentar la superficie del slido y mejorar la mezcla ntima de stos. Para lograr ste propsito se emplean cierto tipo de maquinas encargadas de sta funcin. Tal es el caso de los llamados molinos, los cuales son muy utilizados en la produccin de harina; aunque ciertos aparatos domsticos (como la licuadora), tienden a cumplir, tambin, con dicha funcin.

El Tamizado es un mtodo fsico para separar mezclas. Consiste en hacer pasar una mezcla de partculas slidas de diferentes tamaos por un tamiz. Las partculas de menor tamao pasan por los poros del tamiz atravesndolo y las grandes quedan retenidas por el mismo.

La separacin de materiales slidos por su tamao es importante para la produccin de diferentes productos. Adems de lo anterior, se utiliza para el anlisis granulomtrico de los productos de los molinos para observar la eficiencia de stos y para control de molienda de diversos productos o materias primas. El tamiz consiste de una superficie con perforaciones uniformes por donde pasar parte del material y el resto ser retenido por l. Para llevar a cabo el tamizado es requisito que exista vibracin para permitir que el material ms fino traspase el tamiz. Los tipos de tamices que vibran rpidamente con pequeas amplitudes se denominan "Tamices Vibratorios". Las vibraciones pueden ser generadas mecnica o elctricamente. Las vibraciones mecnicas usualmente son transmitidas por excntricos de alta velocidad hacia la cubierta de la unidad, y de ah hacia los tamices. El rango de vibraciones es aproximadamente 1800 a 3600 vibraciones por minuto.

El objetivo de la prctica fue Conocer el funcionamiento de diferentes equipos de moliendaObtener informacin de la distribucin de tamaos mediante la elaboracin e interpretacin de curvas diferenciales granulomtricas de la harina de maz blanco. II. MATERIALES Y MTODOS 2.1 MATERIALES - Material a moler: Maz

- Molino industrial - Juego de tamices Tyler juego de tamices (Tyler) - Escobilla - Balanza - Ro-tab - Cronmetro 2.2 MTODOS 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 100masa de producto en la alimentacin (g) Fig 2.1: Proceso de molienda para el maz 1. Colocar el alimento en el molino, moler 2. Pesar producto obtenido

2.2 Tamizado del producto - Armar el juego de tamices. Este quedar armado como la figura presentada a continuacin: .tamiz armado - Colocar 451g del producto molino en el tamiz superior y tamizar el producto por 10 minutos bajo agitacin 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 determinacin del rendimiento en el proceso de molienda.

peso de maz inicial (g)491.6

peso final de maz (g)381.69

Determinacin del rendimiento del molido, mediante la frmula:

n = masa de producto molido (g) x 100 masa de producto en la alimentacin (g)

Cuadro 2. Composicin granulomtrica del producto molido de maz.

N tamizLuz de malla (m)Masa del producto retenido (g)% Retenido (Rechazo)% Rechazo Acumulado% Cernido Acumulado

3060028.128.4428.4471.56

4042529.229.5558.0042.00

5030011.311.4469.4330.57

602504.64.6674.0925.91

Plato025.625.911000

Total98.8100.00

Grafico 1. Porcentaje de peso retenido vs. El dimetro de partcula.

Grafico 2. % Cernido acumulado Vs. Dimetro de la partcula (m).

Grafico 3. % de Rechazo acumulado Vs. Dimetro de la partcula (m).

(Loncin, 1965) citado por (Vsquez, 1987) afirma que el tamizado se realiza vertiendo el producto sobre una superficie que tiene orificios de unas dimensiones dadas, las partculas de mayor tamao no pasan a travs 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 nmero de tamiz.

En la prctica realizada, se realiz 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 disposicin ayuda a separar las partculas en fracciones de mayor a menor tamao, quedando las partculas ms grandes en la parte superior y las ms finas en la parte inferior. Earle (1998) afirma que las velocidades de paso a travs de los tamices dependen de muchos factores, principalmente de la naturaleza y forma de las partculas, de la frecuencia y amplitud de la agitacin, de los mtodos utilizados para prevenir la adhesin de las partculas a los agujeros del tamiz y de la tensin y naturaleza fsica de la sustancia de que est hecho el tamiz.

Segn Vian, (1979), para que la operacin se efecte es necesario que el slido a tamizar y el tamiz encargado de ello se encuentren en movimiento relativo, para con ello dar oportunidad a las partculas del slido a que coincidan con las aberturas del tamiz y que pasen a travs de estas las de menor tamao, como pudo verse en la prctica el juego de tamices fue expuesto a un movimiento vibratorio que tuvo por finalidad lo mencionado.

Como se mencion la prctica se realizo con la serie de tamices Tyler, el cual segn Vian ,(1979) se caracteriza por poseer demasiados tamices y prximas en aberturas, por eso en ocasiones se utiliza estos tamices alternadamente como en la prctica, adems este juego de tamices presenta dos series, la serie fina y la gruesa, en la prctica solo se uso la serie fina por las caractersticas del producto.

Segn Brown (1965) el anlisis granulomtrico es un mtodo de control del proceso de molienda y es el mtodo ms sencillo para la clasificacin granulomtrica en el laboratorio. Este mtodo consiste en pasar el producto por una serie de tamices que posean orificios o mallas progresivamente decrecientes. sta fue la metodologa aplicada en la prctica, debido a su simplicidad y practicidad.

Brennan (1998) afirma que existen factores que afectan la eficiencia del tamizado tales como: la velocidad de alimentacin, 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 acompaan a los gruesos. En la prctica este factor no influy puesto que hubo una sola alimentacin.

Segn Perry (1984), la finura del producto se regula cambiando la velocidad del rotor, la velocidad de alimentacin o la abertura entre los martillos y la placa de molienda, as como tambin cambiando la cantidad de alimentacin y el tipo de martillos utilizados. Por lo que, hubisemos obtenido resultados del anlisis granulomtrico distintos si se hubieran modificado los factores antes mencionados.

Los diagramas acumulados, muestran las fracciones en peso que pasan a travs de cada tamiz, segn su abertura, constituyen la base de comparacin de distintas mezclas de partculas de un material y permite descubrir sus variaciones con el tiempo o con la calidad de una carga (Brown, 1955).

En los grficos 2 y 3 se realiza el diagrama acumulado de los datos del anlisis granulomtrico correspondiente. Al comparar las figuras con la de la bibliografa, 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 slo 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 grficas correspondientes al anlisis acumulativo tanto de rechazo y del cernido, se ubico en las abscisas a la fraccin acumulada y en las ordenadas a la abertura o luz de malla que nos podran servir para observar el comportamiento de la masa en cada tamiz; adems de poder identificar la cantidad de masa que se puede acumular teniendo un determinado dimetro de partcula.

Al comparar el anlisis diferencial con el anlisis acumulativo, podremos decir que es ms exacto el anlisis diferencial ya que es independiente en cada malla.

Grafico 4. % Cernido acumulado, % de Rechazo acumulado Vs. Dimetro de la partcula (m).

En el cuadro 4 se aprecian tanto el cernido acumulado como el cernido rechazado en comparacin del numero de malla tal y como se discuti 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 dimetro de la partcula 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 someter a una operacin 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 revisar que no presenten ninguna interferencia (partculas, etc), en dicho proceso. Se podra realizar el proceso con varios insumos, en pequeas 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 prctica. Se podra 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.

Segn Badger et al., (1979), para calcular la eficacia de los molinos se compara la cantidad de energa necesaria por unidad nueva producida en las pruebas de molido con la energa superficial terica calculada por consideraciones termodinmicas dando eficacias del orden de 0.1 a 1%. Adems se han propuesto ndices de molienda, en los que se emplea para definir el ndice la reduccin de tamao despus de un tiempo determinado, en una molienda de laboratorio cuidadosamente definida. Estos ltimos ndices pueden tener xito en la evaluacin del comportamiento de distintos materiales en un molino determinado pero no parece que sean de aplicacin general.

Segn Brown (1965), el rendimiento terico del molino (RTM) se puede calcular con la siguiente relacin:

RTM =

Loncin (1965), seala que, para un molino de martillos cuanto mayor es el nmero de martillos en un rotor tanto menor es el rendimiento por energa consumida.

2. Realice un cuadro donde especifique: tipos de molino y su aplicacin en la industria alimentaria.TipoMecanismoAplicacin

Molino de martillos

Constituido de un disco giratorio, situado en el interior de una carcasa que soporta varios martillos mviles adosados a su periferia. El disco gira a elevada velocidad golpeando los martillos a la alimentacin que se introduce por la tolva superior. La ruptura de las partculas se produce por choque de stas contra las paredes o por rozamiento entre ellas mismas. En la parte inferior dispone de una rejilla perforada que permite la salida de partculas finasReduccin de tamao de productos variados: desde slidos cristalinos duros como sal y azcar, productos untuosos hasta productos fibrosos como vegetales.

Molino de cuchillasSimilar al molino de martillos pero dispone de cuchillas cortantes en lugar de martillos.Reduccin de tamao de productos variados: desde slidos cristalinos especias y productos fibrosos.

Molino de discos giratoriosUtiliza la fuerza de cizalla para la reduccin de tamao. Puede ser de disco nico o de doble disco. La trituracin de la carga se debe a la intensa accin cizallante, la separacin entre discos y armadura determina el tamao el tamao de producto.Molienda de productos finos.

Molino de piedrasSobre 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 tambin en la industria del chocolate, para la trituracin 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 nmero de bolas de acero o piedra dura. Las bolas caen al girar e impactan el producto, y al girar cizallan el producto a moler. Productos muy duros y obtener polvos de gran finura. Molienda de colorantes y cacao.

Molino de barrasLas 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 ultrafinosUtilizan la energa de un fluido (vapor comprimido o agua) para provocar la reduccin de tamao. La alimentacin es por un tubo Ventura situada en la parte inferior del equipo. Los slidos 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 alimentacin tamaos no superiores a 6 mm y dan lugar a productos con tamaos entre 1 y 50m.

Molino de rodillosConsta de dos rodillos con sus ejes dispuestos horizontalmente y paralelos que giran en sentido opuesto. Genera esfuerzo de compresin y cizalla. Da buena uniformidad granulomtricaMolienda de trigo y centeno, para convertirlos en harinas.

3. Qu propiedades fsicas de la partcula se relacionan con la operacin de molienda? Qu papel juegan estas propiedades en la seleccin del tipo de molino?

Para seleccionar un tipo de molino se deben considerar las caractersticas de la materia prima inicial. La dureza de un material implica un mayor esfuerzo y gasto energtico durante el proceso de trituracin, pudiendo causar abrasin 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 friccin elevados. As tambin cuando los productos son frgiles o poseen una estructura cristalina se debe utilizar molinos que operen por fuerzas de compresin y cuando son fibrosos, molinos donde prevalezca la fuerza de cizalla. La presencia de humedad puede facilitar la operacin de reduccin de tamao de partculas finas en suspensiones coloidales o dificultar la molienda cuando provoca la aglomeracin de las partculas. Por ltimo, se debe considerar la sensibilidad a la temperatura del producto a moler, pues la molienda genera calor y eleva la temperatura pudiendo causar la degradacin de los componentes, y producir untuosidad que provoca una disminucin en la eficiencia de la molienda.

4. A qu se debe la aglomeracin de las partculas durante el tamizado? Describa algunas tcnicas de tamizado que se utilizan para evitar esta aglomeracin.

FactorDescripcinTcnicas a emplear

Alimentacin A una velocidad de alimentacin grande el tiempo de residencia sobre la superficie de tamizado es ineficiente, el tamiz se sobrecarga y parte de los materiales que deberan ser finos acompaan a los gruesos.Regular la velocidad de alimentacin del producto a tamizar.

Angulo de inclinacin del tamiz Una pendiente pronunciada dar como resultado un tiempo de residencia insuficiente mientras que una pendiente de ngulo menor puede reducir el flujo gravitatorio a travs del tamiz.Utilizar un ngulo de inclinacin adecuado

Tamao de la partcula Aunque la partcula sea lo suficientemente pequea slo pasar a travs del tamiz si se alinean adecuadamente. Las partculas grandes tienden a impedir el paso de las pequeas cuando estn en una proporcin grande.Emplear una separacin preliminar de las partculas

Humedad Si el producto de partida est hmedo puedan aglomerarse las partculas pequeas y las grandes, las pequeas sern arrastradas con las grandes Utilizar productos de humedad adecuada.

Deterioro del tamiz Las partculas grandes se colocaron por las zonas diseadas disminuyendo la eficacia de la separacin 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 tamao de partculas es similar al del tamao de la malla, los tamices se suelen a obturar generando que las partculas cuyo tamao les permitira atravesar el tamiz se ven arrastradas con los gruesos.Limpieza inmediata y mantenimiento de los tamices

Carga electrosttica Al tamizar productor secar en polvo, se pueden cargar las partculas, las pequeas se agregaran y se comportarn, no como finos, sino como gruesos producindose la aglomeracin Conectar el tamiz a tierra

Fuente: Brennan et al. (1998)

5. En qu productos relacionados con la industria alimentaria es importante la granulometra del mismo? a qu se debe su importancia?

La granulometra se aplica en harinas principalmente; adems en alimentos balanceados, donde es importante la homogenizacin del tamao de las partculas para evitar la separacin de los componentes en la mezcla, lo cual tambin se observa en productos como colorantes. Adems, el azcar es, un producto que requiere de este anlisis, ya que el tamao final de partcula determina la calidad de producto terminado.El anlisis granulomtrico, indica los mdulos de finura e ndices de uniformidad de diferentes productos siendo el mdulo de finura un indicador de la uniformidad de la molienda, determinando tambin el tamao de partcula; y el ndice de uniformidad permite encontrar la distribucin o proporcin de las partculas finas, medianas y gruesas (Henderson, 1966 citado por Macedo, 1990).

6. Adjunte una norma (metodologa) de anlisis granulomtrico de un producto.

NORMA:AOAC Official Method 965.22Mtodo de TamizadoFirst Action 1965Final 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 dimetro, de nmero 20, 30, 40, 60, 100, u otra serie similar.

B. Determinacin:

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 travs 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 partculas de polvo retenidas y adheridas en cada uno de los tamices, o retenidas en el plato.Calcular el peso de la fraccin retenida en cada tamiz y la fraccin retenida en el plato, como % del peso de muestra. Reportar el % de cada fraccin con 1 decimal.Refrnese: ASBC: Adjunct Materials; Cereals 2.

(Fuente: AOAC INTERNATIONAL. 1995. Official Methods of Analysis of AOAC international. 16th edition. Volumen II. USA.)

VII. BIBLIOGRAFA

Perry, J. 1985. Manual del ingeniero qumico. Madrid. Espaa. Brown, G. 1965. Operaciones Bsicas de la Ingeniera Qumica. Editorial Marin S.A. Bejarano, E.; Bravo, M.; Huamn, M; Huapaya, C; Roca, A; Rojas, E. 2002. Tabla de Composicin de Alimentos Industrializados. Ministerio de salud. Instituto Nacional de Salud. Centro Nacional de Alimentacin y Nutricin. Lima. Brennan J.G.; Butters, J.R.; Cowell, N.D.; Lilly; A.E.V. 1970. Las operaciones de la ingeniera de los alimentos. Colegio Nacional de Tecnologa de los alimentos. Editorial Acribia Zaragosa. Espaa. Coulson, J.M; Richardson, J.R.; Backhurst J.R. y Harker, J.H. 1981. Chemical Engineering. Segundo volumen. Tercera edicin. Editorial Revert, S.A. Geankoplis, C.J. 2006. Proceso de transporte y principios de procesos de separacin (incluye operaciones unitarias) Cuarta edicin. Compaa editorial Continental. Mxico. BROWN, G. 1965. Operaciones Bsicas de la Ingeniera Qumica. Editorial Marin S.A. VIAN, A. OCON, L. 1979. Elementos de la Ingeniera Qumica. Editorial Aguilar. Madrid. Espaa. http://www.bvsde.paho.org/bvsAIDIS/PuertoRico29/saldes.pdf

VIII. ANEXOS

ESQUEMA DEL PROCESO DE MOLIENDA DE LOS GRANOS DE TRIGO PARA LA OBTENCIN DE HARINA DE TRIGO