Reduccin de tamao y tamizado de slidos

Principios generales

En la industria suele ser necesario desmenuzar los slidos, mediante la aplicacin de fuerzas mecnicas. Las razones para esta reduccin de tamao son las siguientes:

(a) La reduccin de tamao puede facilitar la extraccin de un determinado constituyente deseado, presente en una estructura compleja, como sucede, por ejemplo en la obtencin de harina a partir de granos de trigo, o de jarabe, a partir de caa de azcar.(b) La reduccin a un tamao definido puede constituir una necesidad especifica de producto, como sucede, por ejemplo, en la elaboracin del azcar para glasear, en la preparacin de especias y en el refinado del chocolate.(c) Una disminucin del tamao de partcula de un material aumenta la superficie del solido, lo que resulta favorable en muchos procesos de velocidad, por ejemplo: 1. el tiempo de secado de los slidos hmedos se reduce mucho aumentando su rea superficial.2. la velocidad de extraccin de un soluto deseado crece al aumentar el rea de contacto entre el slido y el disolvente.3. el tiempo necesario para ciertas operaciones-horneo, escaldado, etc.- se puede reducir troceando los productos sometidos al proceso.

(d) La mezcla intima suele facilitarse si las partculas son de tamao mas pequeo, lo que constituye una consideracin importante en la elaboracin de algunos preparados, como sopas empaquetadas, mezcla para biscochos, etc.

Naturaleza de las fuerzas utilizadas en la reduccin de tamao

En general, se pueden distinguir tres tipos de fuerzas. Los tipos de fuerzas que predominan en algunas de las trituradoras de uso frecuente en la industria alimentaria son las siguientes:

Fuerza Principio Aparato Compresin Compresin (cascanueces) Rodillos trituradoresImpacto Impacto (martillo) Molino de martillos Cizalla Frotamiento (piedra de molino) Molino de discos

Las fuerzas de compresin se utilizan para la trituracin grosera de productos duros. Las fuerzas de impacto se pueden considerar de uso general, emplendose en la molienda fina, media, y gruesa de muy diversos productos alimenticios. Las fuerzas de cizalla en aparatos para la trituracin de productos blandos, no abrasivos, para obtener piezas de tamaos muy pequeos, es decir, en la molienda fina.El termino trituracin (crushing) se aplica generalmente al desmenuzamiento de materiales muy gruesos hasta tamaos del orden de 3mm. Molienda es, en cambio, un trmino empleado para referirse a la obtencin de productos en polvo. La trituracin se suele llevar a cabo aplicando fuerzas de compresin y la molienda mediante fuerzas de cizalla.

Numero de etapas de reduccin de un proceso dadoEn un proceso de reduccin de tamao, se obtienen partculas de tamao muy variable y, con frecuencia, se necesita clasificarlas en grupos que cubren un determinado rango de dimensiones. La especificacin de un producto suele requerir que no contenga partculas mayores de (o menores de, segn el proceso) un cierto tamao. En los estudios de reduccin de tamao suele hacerse referencia al de las partculas, en trminos de apertura de malla.La complejidad de una instalacin de reduccin de tamao, es decir, el numero de aparatos individuales y etapas de separacin necesarios, varian con el producto a tratar y las categoras de tamao deseadas. Para la produccin de piezas solidas relativamente grandes a polvo fino, se requerirn varias etapas, cada una de las cuales logra una determinada reduccin de tamao. La figura 4.1 muestra el diagrama de una instalacin tpica, con tres etapas de reduccin.

Relacin de reduccin (R.R)

La relacin, Tamao medio del material de partida Tamao medio del producto

Se conoce como relacin de reduccin y se utiliza para predecir la conducta mas probable de un aparato. Las trituradoras, utilizadas con materiales muy gruesos, tienen relaciones de reduccin inferiores a 8:1, mientras que, en la molienda fina, se pueden lograr relaciones de 100:1. Depende, en gran manera, de la maquina y del producto de partida. Los valores promedio del tamao de la carga y el producto resultante dependen del mtodo de medida. Se usan diferentes dimetros promedio, segn el mtodo empleado para determinar la distribucin de tamaos de partcula y la interpretacin estadstica de los resultados obtenidos. Por su simplicidad y su aplicabilidad a tamaos de partcula muy diversos, en la industria alimentaria se suele preferir el tamizado.

Consideraciones en que se basa la seleccin de los equipos

El objetivo primordial de un proceso econmico de reduccin de tamao es lograr la reduccin deseada al costo mnimo. Tanto los costos de adquisicin, como los de operacin y mantenimiento juegan un papel importante en la rentabilidad del proceso, por lo que se deben considerar cuidadosamente los de las diferentes alternativas posibles, antes de seleccionar cualquier sistema concreto. Al disear las caractersticas del proceso del que se trate, es obligado considerar los diferentes equipos utilizables. En general, ser necesario conocer las caractersticas de los productos de partida, de las maquinas existentes y de los productos finales.Una de las primeras etapas en la especificacin del equipo de reduccin de tamao es averiguar cuanto sea posible sobre las caractersticas del producto de alimentacin. North da una listas de caractersticas que hay que tener en cuenta, entre las que se incluyen: la dureza, la abrasividad, la untuosidad, las temperaturas de ablandamiento o fusin, la estructura, el peso especifico, el contenido en agua libre, la estabilidad qumica, la homogeneidad y la pureza. Las propiedades relevantes en un determinado proceso varan mucho con los productos a tratar. A continuacin nos ocuparemos de algunas propiedades que pueden ser de importancia en la industria alimentaria.

Dureza y abrasividad

Conocer la dureza es importante para la seleccin de los equipos, est relacionada con el modulo de elasticidad, los materiales duros pueden ser quebradizos y fracturarse rpidamente, en cuanto se supere el limite elstico, o dctiles y deformarse mucho antes de fragmentarse. Estos comportamientos en la mayor o menor dificultad de trituracin y en la energa requerida para ello. En general los productos ms duros son mas difciles de triturar. Se necesita ms energa y tiempos ms largos de residencia en la zona de accin, lo que puede requerir: (a) reducir la produccin de un molino dado, o (b) utilizar un molino de mayor capacidad, para determinada produccin. Como los materiales duros son abrasivos, pueden desgastar mucho las superficies de trabajo. Estas superficies deben ser de materiales duros y resistentes al desgaste, como el acero al manganeso, y de fcil recambio. Los molinos, para reducir el desgaste, se mueven con relativa lentitud, para que puedan soportar los esfuerzos mecnicos a los que se someten. Por esta razn, se suele prestar poca atencin al mantenimiento de estas maquinas.

Estructura mecnica

La estructura mecnica de los productos a triturar puede indicar la clase de ms probable responsable de la trituracin. Si los productos son frgiles, o poseen estructura cristalina, la fractura puede producirse a lo largo de los planos de unin, y sern las partculas mayores las que se rompern ms fcilmente. En esto casos, se recurrirn a fuerzas de compresin.Si hay pocos planos de unin y se han de crear nuevos puntos de arranque de grietas, es posible que sean ms eficaces las fuerzas de impacto y cizalla. Muchos productos alimenticios tienen una estructura fibrosa y no pueden desintegrarse por fuerzas de compresin o impacto, por lo que es necesario desgarrarlos o cortarlos.

Humedad

La presencie de agua puede facilitar o complicar el proceso de trituracin. En la mayora de los casos, un contenido en agua superior al 2% o 3% puede embotar el molino y reducir su capacidad de produccin y su eficiencia. La humedad puede facilitar tambin la aglomeracin de los productos, lo que dificulta la obtencin de un polvo fino y de flujo libre. Lo formacin de polvo en la molienda en seco de muchos slidos tambin puede crear problemas, ya que:

(a) La inhalacin prolongada de polvos, por otra parte inocuos, puede causar enfermedades respiratorias peligrosas; los operarios han de protegerse contra este riesgo.(b) Muchos productos alimenticios slidos, cuando estn finamente divididos, son muy inflamables; en la industria alimentaria, no son desconocidas las explosiones de polvo.

La presencia de pequeas cantidades de agua contribuye a reducir el polvo y, en aquellos casos en los que el agua es aceptable, es frecuente usar aspersores para reducir la formacin de polvo.En ciertas aplicaciones, se introducen en el sistema de molienda grandes cantidades de agua. El agua transporta las partculas solidas por la zona de accin, en forma de una papilla de flujo libre. El maz se suele someter a esta tipo de molienda.

Sensibilidad a la temperatura En la zona de accin de un molino, se produce friccin entre partculas. Las partculas pueden sufrir esfuerzos inferiores a sus lmites elsticos, que no los facturan, liberando en forma de calor la energa de deformacin absorbida, al cesar el esfuerzo. El calor proveniente de estas dos fuentes puede elevar considerablemente l la temperatura de los productos procesados y degradados.En los productos sensibles a las temperaturas elevadas, es importante conocer, no solo su estabilidad qumica, sino tambin sus temperaturas de ablandamiento o fusin. Si el calor generado lleva a la produccin de una carga untuosa, el molino puede embotarse, disminuyendo la eficacia del proceso. Cuando se trabaja con materias primas termosensibles, puede, por ello, ser entorno a la zona de accin.Para evitar las prdidas de los componentes termolbiles durante la reduccin de tamao, puede recurrirse a la trituracin criognica, mezclando con el alimento dixido de carbono solido o nitrgeno liquido. Este mtodo es til tambin la reduccin de tamao de materiales fibrosos, como la carne, que tiende a deformarse, ms que fracturarse, al someterlos a un esfuerzo.

Aparatos para la reduccin de tamao

Para la trituracin de los productos alimenticios se dispone de aparatos de diferentes tipos y tamaos.Los tipos ms grandes, como las trituradoras de mandbulas y las giratorias, no se utilizan normalmente en la industria alimentaria. Trataremos a continuacin de los tipos de maquinas utilizadas corrientemente, en esta industria.

Trituradoras de rodillo

En estas maquinas, dos o ms rodillos pesados, de acero, giran en sentido contrario. Las partculas de la carga quedan atrapadas y son arrastradas entre los rodillos; se ven as sometidas a una fuerza de compresin que las tritura. En algunos aparatos, los rodillos giran a diferente velocidad, generando tambin esfuerzos de cizalla.La produccin de estas unidades est regida por la longitud y el dimetro de los rodillos y por la velocidad de rotacin. Con los dimetros mayores, se utilizan corrientemente velocidades de 50-300 r.m.p. Las relaciones de reduccin de tamao son pequeas, en general, inferiores a 5. El dimetro de los rodillos, su velocidad diferencial y el espacio que entre ellos queda, se pueden variar para adaptarlos al tamao del material de partida y la velocidad de produccin deseada. Aunque dispone de un resorte de compresin para el exceso de carga, a fin de proteger la superficie de los rodillos, hay que eliminar los cuerpos extraos duros antes de la trituracin.

Angulo de separacin

Se denomina as al formado por las tangentes a las caras de los rodillos en el punto de contacto con la partcula y es importante para le especificacin del tamao del par de rodillos de trituracin necesarios para realizar un trabajo determinado.Si A es el ngulo de separacin, Df el dmetro medio de las partculas del material a triturar, Dp el dimetro medio de las partculas finales y Dr el dimetro medio de los rodillos, se puede demostrar que

Y, en el caso limite, en que las partculas sean atradas por friccin por los rodillos:

Donde es el coeficiente de friccin entre las partculas y los rodillos.

Capacidad de los rodillos

Se conoce por capacidad terica de estas unidades al volumen de la corriente continua de producto descargada por los rodillos.En una maquina, con los rodillos Dr. metros de dimetro, metros de longitud de cara, metros de separacin y una velocidad de los rodillos de r.p.m., la capacidad volumtrica viene dada por:

Si se conoce la densidad a granel de la corriente de descarga, se puede estimar la velocidad de flujo msico aproximada. En la prctica, la capacidad real vale de 0,1 a 0,3 veces la terica.Los rodillos trituradores se utilizan para una trituracin intermedia y se usan mucho en la molienda del trigo y en la refinacin de chocolate. En otros casos, la superficie de los rodillos puede ser estriada, para facilitar la friccin y la separacin. La eficacia del molino y la calidad de las semolinas producidas pueden verse por la orientacin de las estras. Para la trituracin de productos ms frgiles, se usan trituradoras de rodillos sencillas, que comprimen la carga entre el rodillo y un plato estacionario.

El molino de martillos

Este tipo de molino de impacto o percusin es corriente en la industria alimentaria.Un eje rotatorio que gira a gran velocidad lleva un collar con varios martillos en su periferia. Al girar el eje, las cabezas de los martillos se mueven, siguiendo una trayectoria circular en le interior de una armadura, que contiene un plato de ruptura endurecido, de dimensiones casi idntica a la trayectoria de los martillos. Los productos de partida, o corriente de alimentacin, pasan a la zona de accin, donde los martillos los martillos los empujan al plato de ruptura. La reduccin del tamao se debe principalmente a las fuerzas de impacto, aunque, en condiciones de alimentacin de obturantes, tambin pueden participar en la reduccin de tamao las fuerzas de friccin. Con frecuencia, los martillos se sustituyen por cortadoras o por barras, como en los molinos de barras. Los molinos de martillo se pueden considerar de uso general, ya que son capaces de triturar slidos cristalinos duros, productos fibrosos, vegetales, productos untuosos, etc. Se utilizan mucho en la industria alimentaria para moler especias, leche deshidratada, azucares, etc. No se recomienda para la molienda fina de materiales muy duro, por el excesivo desgaste que, en ente caso sufren.

Molinos de disco

Los molinos que utilizan las fuerzas de cizalla para la reduccin de tamao juegan un papel primordial en la molienda fina. Como la molienda se usa en la industria alimentaria fundamentalmente para producir partculas de tamao muy pequeo, esta clase de molinos es muy comn.

Molino de disco nico

En este modelo, los materiales de partida o de alimentacin, pasan a travs del espacio que queda entre un disco estriado, que gira a gran velocidad, y la armadura estacionaria del molino. La trituracin de la carga se debe a la intensa accin cizallante. La separacin entre el disco y la armadura se puede variar, segn el tamao de las materias primas y las exigencias del producto acabado.

Molinos de doble disco

En esta modificacin, la armadura tiene dos discos, que giran en direccin opuesta, generando un esfuerzo de cizalla mayor que la que se puede conseguir con los molinos de disco nico. En otra modificacin de este principio bsico, el molino de Foss, los discos llevan estras que facilitan la desintegracin. Este tipo de molinos cizallantes se utiliza mucho en la molienda de arroz y maz.En el molino de clavijas, popular en la industria alimentaria, los elementos que rotan, lleva clavijas o proyecciones. En este caso, juegan tambin un papel significativo en la ruptura de fuerzas de impacto.

Molino de piedras

Es el tipo ms antiguo de molino de disco, y fue utilizado originalmente como molino harinero.Sobre un eje, se montan dos piedras circulares. La superior, que corrientemente es fija, tiene una boca para la entrada de carga. La inferior gira. La carga pasa por el espacio que queda entre las dos piedras. Los productos, una vez sometidos a la fuerza de cizalla desarrollada entre ambas piedras, salen por el borde de la piedra inferior. En algunos modelos, las dos piedras giran, en sentido opuesto. En las maquinas modernas, las piedras naturales o artificiales estn siendo sustituidas por acero endurecido.Este tipo de molino se usa todava en la molienda hmeda del maz.Otras variantes se usan mucho en la elaboracin del chocolate. Por ejemplo, los granos de cacao se trituran en tres piedras horizontales, aunque los procesos modernos usan discos dentados, de acero endurecido, en lugar de piedras.

Molinos gravitatorios

Este tipo de molinos se emplean en numerosas industrias para obtener una molienda fina. Existen dos tipos bsicos: el de bolas y el de barras.

Molinos de bolas

En los molinos de bolas, se operan simultneamente las fuerzas de cizalla e impacto.Estn constituidos por un molino giratorio, horizontal, que se mueve a poca velocidad, en cuyo interior se halla un cierto nmero de bolas de acero o piedras duras. A medida que el cilindro gira, las piedras se elevan por las paredes del cilindro y caen sobre el producto a triturar, que llenan el espacio libre entre las bolas. Las bolas tambin giran y cambian de posicin unas con respecto a las otras, cizallando el producto a moler. Esta combinacin de fuerzas de impacto y cizalla produce una reduccin de tamao muy eficaz. El tamao de las bolas suele ser de 2-15 cm. Las bolas pequeas proporcionan ms puntos de contacto, pero las grandes producen mayor impacto. Al igual que en todos los molinos, las superficies se desgastan, por lo que hay que vigilar la posible contaminacin del producto.Cuando las velocidades de rotacin son pequeas, las bolas no se elevan mucho por las paredes del cilindro; giran unas sobre otras, de forma que predominan las fuerzas de cizalla. A velocidades superiores, se elevan mas y crecen las fuerzas de impacto. Las fuerzas de impacto y cizalla juegan un papel similar en la reduccin. A velocidades altas, las bolas no se separan de la pared, debido a la fuerza centrifuga. En estas condiciones, no hay molienda. Para conseguir una molienda eficaz, no se debe superar la velocidad critica, que se define como aquella a la que una bola pequea, esfrica, situada dentro del molino, empieza a ser centrifugada. Se puede demostrar que la velocidad critica , en r.p.m., viene dada por:

Siendo D el radio del molino en metros.En la prctica, la velocidad ptima se sita dentro del 75% de la velocidad crtica, y se debe determinar en las condiciones en la que opera en la instalacin industrial.Una variante del molino de bolas convencional que est encontrando una utilizacin creciente, para lograr trituraciones muy finas, es el molino de bolas vibratorio, en el que la cmara que contiene las bolas vibra por la accin de dos pesos desiguales, colocados cada uno en un extremo del eje de un motor elctrico. La energa impartida por las paredes de la cmara de trituracin se transmite al medio y al producto a triturar, que llena los espacios que quedan entre las piezas trituradoras. En estos molinos, puede variarse el volumen vacio usando bolas de distinto tamao. En el molino Vibro Energy, el volumen vacio, utilizando esferas, es del 37%, en tanto que si emplea cilindros se reduce al 25%. Cuanto ms bajo sean los volmenes vacios, ms delgadas resultan las capas del producto atrapado y tanto son mejores las condiciones para una molienda ultra fina. El medio triturador vibra sin movimiento relativo apreciable, de manera que las fuerzas de cizalla son mnimas, por lo que las eficaces son las de impacto. Los molinos vibratorios estn encontrando tambin un amplio uso como mezcladoras y dispersoras.

Molinos de barras

En ellos, las bolas se sustituyen por barras de acero. Operan las fuerzas de impacto y cizalla, pero el efecto de las de impacto es menos acusado. Se recomienda utilizar molinos de barras con sustancias untuosas, que se adhieren a las bolas, a las que restan eficacia. Las barras tienen la longitud del molino y, como el caso de las bolas, ocupan un 50% del volumen del molino.

Funcionamiento de las instalaciones de reduccin de tamao

Se pueden considerar varias formas de operar, sin que ello quiera decir que todas sean aplicables a un producto alimenticio determinado, o que se adapten a las exigencias de un proceso concreto. El objetivo primordial es alcanzar reduccin de tamao deseada, al costo mnimo.

Molienda en circuito abierto

Es el mtodo de funcionamiento ms sencillo de un molino. No precisa sistema de clasificacin auxiliar (tamices vibratorios, etc.), por lo que el capital a invertir en la instalacin es pequeo. La corriente de alimentacin entra en el molino, pasa por la zona de accin y se descarga como producto. No es posible el reciclado de gruesos (partculas que tienen un tamao mayor que el deseado). Como algunas de las partculas grandes atraviesan rpidamente el molino y otras de tamao pequeo tienen tiempos de residencia largos, se obtiene un producto con una amplia distribucin de tamaos. La eficacia energtica no es buena, ya que numerosas partculas de tamao aceptable se reducen aun mas, debido a un tiempo de residencia excesivo en la zona de accin.

Trituracin libre

Con esta forma de operar, los tiempos de residencia en la zona de accin son cortos. As ocurre en la molienda en circuito abierto si la alimentacin tiene lugar por gravedad, a travs de la zona de accin. Se limita, con ello, la ruptura innecesaria de las partculas pequeas, con lo que se reduce la formacin de partculas ultra finas (aquellas de tamao inferior al deseado). Esta forma de operar economiza energa pero, como algunas partculas grandes pasan rpidamente a travs de la zona de accin, puede resultar en una distribucin amplia de tamaos en el producto final.

Alimentacin en exceso

Se consigue restringiendo la descarga del producto, colocando una rejilla a la salida del aparato. Para una velocidad de alimentacin determinada, los productos permanecen en la zona de accin hasta que el tamao de sus partculas les permita pasar por la rejilla. Como los tiempos de residencia pueden ser grandes, lo ms probable es una molienda excesiva de las partculas ms pequeas, con lo que se obtienen ultrafinos, a expensas de un gran consumo energtico. La alimentacin en exceso puede ser til, cuando se quiere obtener un producto finamente dividido. Permite lograr una relacin de reduccin relativamente grande con una sola maquina.

Molienda en circuito cerrado

El tiempo de residencia de los productos se acorta, dejndolos caer por accin de la gravedad o transportndolos rpidamente, a travs de la zona de accin de la maquina, arrastrados por una corriente liquida o gaseosa. La corriente de descarga pasa a un sistema de clasificacin, en el que se retiran los gruesos, que se reciclan otra vez al molino. De esta forma, el molino trabaja con partculas grandes, con lo que se minimiza el consumo intil de energa. Los mtodos de clasificacin a utilizar dependen del sistema de transporte. Cuando el flujo es por gravedad o por un sistema transportador mecnico, se suele emplear tamices vibratorios. Cuando el transporte es hidrulico o neumtico, se emplean separadores de cicln.

Molienda hmeda

La carga se muele en forma de suspensin, en la corriente liquida (frecuentemente de agua) que la transporta. Se elimina as el problema creado por el polvo en la molienda seca y puede, utilizar, para separar las fracciones de tamao deseadas, las tcnicas de clasificacin hidrulicas, como la sedimentacin y la centrifugacin. En la industria alimentaria, la molienda forma parte de procesos de extraccin, en los que se transfiere un constituyente soluble, del producto inicial a la corriente liquida, para recuperarlo luego por evaporacin, como en la molienda del maz. En la molienda hmeda el consumo de energa es alto en general. Tambin puede aumentar el desgaste del molino. La molienda hmeda tambin tiende a producir partculas ms finas que las que se obtienen en la molienda en seco, razn por la que se usa mucho para la molienda ultra fina.

Desintegracin de sustancias fibrosas: corte en rodajas, troceado en cubos, desmenuzamiento y transformacin en pulpa

Muchos productos alimenticios como la carne, las frutas secas y las hortalizas, poseen una estructura fibrosa y contienen cantidades apreciables de lquido. Como no son cristalinos las fuerzas de compresin contribuyen poco o nada a la desintegracin. Dichas fuerzas juegan, sin embargo, un papel importante en el estrujamiento, otra funcin bsica que supone reduccin de tamao, y cuya finalidad es la extraccin de lquido. Para la desintegracin de productos fibrosos en general se utilizan fuerzas de cizalla e impacto, casi siempre aplicada por medio de una arista cortante. La mayor parte de los aparatos se parecen a los empleados con sustancias secas y pulverulentas (los martillos de un molino de percusin se pueden sustituir por cuchillas que aplican las fuerzas de impacto a lo largo de un filo cortante; o los mollinos de disco pueden llevar estras o dientes de sierra en las caras del disco, para producir des garros). En operaciones de reduccin de tamao ms especializadas, puede ser necesario obtener partculas de forma especfica y tamao uniforme, a fin de simplificar su manejo, facilitar los procesos de velocidad (como la deshidratacin o el tratamiento trmico) o mejorar la apariencia del producto. Adems, los slidos fibrosos pueden requerir su conversin en pulpa semislida y blanda. Estas operaciones de reduccin de tamao ms especficas requieren aparatos de diseo especial. Una de las operaciones de corte ms especializadas es el rebanado o corte en rodajas.

Rebanado o corte en rodajas

En este proceso se suelen utilizar cuchillas rotatorias; las cuchillas estn situadas de forma que corten los productos que se les acercan generalmente arrastrados por una cinta vibratoria, en rodajas paralelas del espesor deseado. En otros sistemas las frutas pasan a travs de un tubo con filos cortantes estacionarios, situados radialmente a lo largo de toda su longitud. Este tipo de instalacin obtiene secciones, en forma de cua, de frutas firmas, como las manzanas.

Troceado en cubos

Las rodajas obtenidas se colocan sobre una cinta transportadora que contiene una serie de estras que mantienen las rebanadas en la posicin correcta, la cinta las arrastra hasta un punto, en el que una cuchilla giratoria las corta en tiras. Las tiras pasan luego por otra zona de corte en ngulo recto con la anterior. El resultado son los cubos requeridos.

Desmenuzamiento

Es una operacin frecuentemente usada como la etapa preliminar de la deshidratacin, ya que el aumento de la superficie acelera los procesos de velocidad. Para ello, se utilizan con frecuencia los molinos de martillo. El eje rotatorio lleva cierto nmero de discos, cada uno de los cuales tiene una serie de artistas de impacto en su periferia. Los martillos tambin pueden estar pivotados, de forma que golpeen. Para desmenuzar alimentos fibrosos, son tiles cilindros concntricos gemelos, con sus superficies provistas de aristas cortantes a lo largo de toda su longitud, que giran en sentidos opuestos. La carga ingresa en el cilindro interior y pasa a la zona de accin entre ambos. El desmenuzamiento se produce por la intensa accin cizalla y corte a que los materiales se ven sometidos; el producto desmenuzamiento pasa a travs del cilindro exterior hasta una tolva.

Forma de pulpa

Para la obtencin de pulpa, se suele utilizar una maquina constituida por un tamiz cilndrico que contiene cepillos que giran a gran velocidad. El producto a transformar en pulpa ingresa en el cilindro y se ve forzado a atravesar el tamiz. Los rabos, las pieles y las semillas se deslizan sobre la superficie del tamiz y se expulsan como los desechos. Para el desmenuzamiento de la fruta, se puede usar una maquina provista de paletas de paletas que giran a gran velocidad. Antes de su transformacin en pulpa, algunas frutas se calientan, para ablandarlas, ya que su ablandamiento mejora su rendimiento en pulpa.

Conservacin de los fieles

Si las cuchillas se mantienen bien afiladas, no solo se reduce la disipacin intil de energa, sino tambin el nmero de piezas de producto defectuosas (magulladas o desgarradas), que casi siempre aparecen si las superficies de corte estn embotadas o melladas. Para prolongar la vida de los filos, las cuchillas deben ser de acero endurecido o de materiales semejantes y hay que eliminar, durante la limpieza de la materia prima, todas las sustancias extraas (piedras, virutas metlicas, etc.), que puedan daarlas. Las cuchillas se montan en ejes rotatorios que giran a gran velocidad, en parejas, que deben estar bien equilibradas, por lo que es preciso prestar gran atencin a su desmontaje, afilado y recolocacin.

Energa necesaria para la desintegracin de los slidos

Para averiguar el consumo de energa en las operaciones de desintegracin (corte, desmenuzamiento o troceado) se debe tomar en cuenta las etapas involucradas; de las cuales se distinguen las dos siguientes:

(1) fractura inicial a lo largo de grietas ya existentes o de planos de unin en la masa del material a fragmentar.(2) Formacin de nuevas grietas o puntos de fisura, seguida de fractura a lo largo de las mismas.

Una partcula se puede definir como un elemento discreto de un solido cualquiera que sea su tamao. Cuando a una partcula se la somete a un esfuerzo, por aplicacin de una fuerza primero se deforma y luego se rompe. Segn la naturaleza de la fuerza y la resistencia mecnica el material puede: (a) sufrir una deformacin elstica, es decir deformarse dentro del lmite de elasticidad y recobrar su forma original cuando deja de actuar, (b) sobrepasar el lmite elstico y sufrir una deformacin permanente, si el esfuerzo es lo bastante grande. A medida que aumenta el esfuerzo aplicado, la partcula entonces puede romperse (materiales frgiles) o seguir deformndose (materiales dctiles) hasta alcanzar su lmite de elasticidad (este lmite le es propio a cada material, lo cual influye en el esfuerzo de desintegracin y al mismo tiempo en la energa necesaria para su desintegracin). Las partculas contienen planos dbiles a lo largo de los cuales se puede iniciar la rotura cuando son sometidas a los esfuerzos de cizalla. En las partculas grandes, la rotura puede producirse a lo largo de fisuras preexistentes (planos de fractura). Como las partculas ms pequeas ofrecen menos planos de fisuras, su esfuerzo de rotura es aun mayor (las deformaciones elsticas no son valiosas en la trituracin, consumen energa, pero no inician la rotura de la partcula). La deformacin elstica y la friccin interparticulas convierten a la reduccin de tamao en una operacin muy ineficiente, de un rendimiento enrgico pobre.