Aumento de Tamaño

Daniel Enríquez

1.OBJETIVOS DE FUNCION

• Producción de formas estructurales útiles, como el prensado de formas complejas para la metalurgia en polvo.

• Provisión de una cantidad concreta para medicinas y alimento del ganado, como los gránulos de agroquímicos o píldoras farmacéuticas.

• Reducción en las formación de tortas y lodos, como en la granulación de fertilizantes.• Eliminación de partículas de líquidos, como en aditivos poliméricos que pueden inducir la

floculación de arcillas.• Mejora del aspecto del producto, o renovación del mismo así como las características de los

comprimidos.• Mejora de las características de intercambio de calor, en minerales o vidrio para alimentación

de hornos.• Formación de mezclas no segregables de ingredientes purulentos, como en la sinterización

del acero o de las pastillas de agroquímicos.• Control de la solubilidad como en alimentos instantáneos.

2. CLASIFICACIÓNTIPO CLASES

GRANULACIÓN GRANULADORES PORVOLTEO

Disco

Tambor

GRANULADORES MEZCLADORES Mezcladores de baja velocidadMezclador de palas

Mezcladores de alta velocidadMezclador Schugi

GRANULADORES DE LECHO FLUIDIZADO

GRANULADORES CENTRÍFUGOS

PROCESOS DEROCÍO O

ASPERSIÓN

SECADO POR ASPERSIÓN

TORRES DE PERLADO

COMPACTACIÓNPOR PRESIÓN

PRENSAS DE MOLDEO O PISTON

PRENSAS DE EMPASTILLADO

PRENSAS DE RODILLOS

MOLINOS DE PELLETS

EXTRUSIONADORES DE TORNILLO

PROCESOSTÉRMICOS

SINTERIZACIÓN Y ENDURECIMIENTO TÉRMICO REJILLA MÓVIL HORNO ROTATORIO

HORNO DE PARRILLA- HORNO DE TIRO

SECADO Y SOLIDIFICACIÓNTambor rotatorio

SISTEMAS LÍQUIDOS HUMECTACIÓN CON LÍQUIDOS NO MISCIBLES

PROCESO SOL- GEL

FLOCULACIÓN DE PELLETS

3. DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS3.1 GRANULACIÓN 3.1.1 GRANULADORES POR VOLTEO

DISCO Y TAMBOR

3.1.2 GRANULADORES MEZCLADORESMezcladores de baja Y Mezcladores de alta velocidad

3.1.3 GRANULADORES DE LECHO FLUIDIZADO 3.1.4 GRANULADORES CENTRÍFUGOS

3.2 PROCESOS DE ROCÍO O ASPERSIÓNSECADO POR ASPERSIÓN Y TORRES DE PERLADO

3.3 COMPACTACIÓN POR PRESIÓN

PRENSAS DE MOLDEO O PISTON PRENSAS DE EMPASTILLADO

PRENSAS DE RODILLOS MOLINOS DE PELLETS

EXTRUSIONADORES DE TORNILLO

3.4 PROCESOS TÉRMICOS

SINTERIZACIÓN SECADO Y SOLIDIFICACIÓN REJILLA MÓVIL Tambor giratorio

3.5 SISTEMAS LÍQUIDOSHUMECTACIÓN CON LÍQUIDOS NO MISCIBLES FLOCULACIÓN DE PELLETS

3.1 GRANULACIÓN 3.1.1 GRANULADORES POR VOLTEODISCO: Su uso está muy extendido, incluyendo la industria siderurgia, fabricación de fertilizadores, agroquímicos y productos farmacéuticosTAMBOR: Fertilizantes, industria metalúrgica minerales de hierro, minerales no ferrosos, productos minerales y de arcilla, negro de carbón, diversos productos de desechos sólidos finamente divididos.3.1.2 GRANULADORES MEZCLADORESMezcladores de baja velocidad: Fertilizantes, premezclado para el molino de bolas, polvos para el acondicionamiento de plantas de aceroMezcladores de alta velocidad: Alimentos instantáneos, granulación de detergentes, productos farmacéuticos, cerámicos3.1.2 GRANULADORES MEZCLADORESMezcladores de baja: Fertilizantes, premezclado para el molino de bolas, polvos para el acondicionamiento de plantas de acero Mezcladores de alta velocidad: Alimentos instantáneos, granulación de detergentes, productos farmacéuticos, cerámicos.3.1.3 GRANULADORES DE LECHO FLUIDIZADO: Fertilizantes, sales inorgánicas, detergentes industria agroquímica, granuladores farmacéuticos, procesos de recubrimiento.3.1.4 GRANULADORES CENTRÍFUGOS: Industria farmacéutica y agrícola.3.2 PROCESOS DE ROCÍO O ASPERSIÓN3.2.1 SECADO POR ASPERSIÓN: Alimentos instantáneos, polvos para la limpieza, alimentos comprimidos, colorantes. 3.2.2 TORRES DE PERLADO: Urea, nitrato de amonio, resinas de alquitrán de hulla.3.3 COMPACTACIÓN POR PRESIÓN3.3.1 PRENSAS DE MOLDEO O PISTON: Preformados de plásticos, pequeñas piezas de repuesto hechas de polvos metálicos, rebabas metálicas de barremos y maquinado.3.3.2 PRENSAS DE EMPASTILLADO: Productos farmacéuticos, catalizadores, compuestos químicos industriales, cerámicos, polvos metálicos.3.3.3 PRENSAS DE RODILLOS: Minerales tipo arcilla, cloruro de potasio, cloruro de sodio, compuestos orgánicos, polvos metálicos, minerales, cal, carbón vegetal, magnesio, esponja de titanio, roca fosfórica.3.3.4 MOLINOS DE PELLETS: Minerales tipo arcilla, cloruro de potasio, cloruro de sodio, compuestos orgánicos, polvos metálicos, minerales, cal, carbón vegetal, magnesio, esponja de titanio, roca fosfórica.3.3.5 EXTRUSIONADORES DE TORNILLO: Bauxita, plásticos, fluoruros de tierras raras, arcillas, catalizadores.3.4 PROCESOS TÉRMICOS 3.4.1 SINTERIZACIÓN: Minerales ferrosos y no ferrosos, minerales, escoria de cemento, productos de desechos sólidos, cerámicas.3.4.2 SECADO Y SOLIDIFICACIÓN: Esquisto de azufre, urea, nitrato de amonio, productos cáusticos, diversas resinas, adhesivos de fusión por calor.3.5 SISTEMAS LÍQUIDOS3.5.1 HUMECTACIÓN CON LÍQUIDOS NO MISCIBLES: Finos de carbón, eliminación de aceites y hollín en el agua3.5.2 Sol-Gel: Recubrimientos de sílice protectores a la oxidación y corrosión. Partículas de bicarburo de uranio. Vidrios de sílice.3.5.3 FLOCULACIÓN DE PELLETS: Sedimentos de desechos, sedimentos de aguas negras, suspensiones de barro y arcilla.

4. Aplicaciones

5. Ventajas y DesventajasMÉTODO VENTAJAS DESVENTAJAS

Granuladores de volteo Disco-tambores

1. Capacidad de producción a gran escala.Distribuciones de tamaño en la salida más estrechas, lo que alivia la necesidad de tamizado y recirculación.Bajo costo de equipos.Sensibilidad a controles de operación, lo que permite observar la producción de bolas.2. Capacidad de producción a gran escala.La ventaja predominante de estos aparatos consiste en su construcción sencilla y robusta.

Capacidad de adaptación a caudales y condiciones..

1. Es difícil producir aglomerados de elevada porosidad.Los gránulos permanecen húmedos por lo que pueden deformarse.Control de mecanismos de crecimiento complejo.2. Elevadas razones de circulación que pueden ocasionar degradación de las propiedades del producto.

Gránuladores mezcladores baja velocidad

Mayor dureza que por el método de volteo.Conglomerados más fuertes.Mayor tolerancia para procesar materiales plásticos pegajosos.

Mayor requerimiento de energía y mantenimiento.Obtención de un producto de forma irregular que puede requerir una operación posterior.

Gránuladores mezcladores alta velocidad

Alto rango de aplicaciones.Son menos sensibles a las condiciones de operación.Pueden producir gránulos pequeños (2mm) con una densidad elevada.

No son aplicables para producciones de gran tamaño si se requiere un crecimiento sustancial.Los gránulos no son tan esféricos como los fabricados por volteo.Deformación del granulo debido a la elevada agitación

Gránuladores centrífugos Gránulos bastante esféricos.

Gránulos de mayor densidad.

Coste de capital alto.

Dependencia de la velocidad de rotación.

Granuladores fluidizados Gránulos de alta resistencia.Elevada intensidad volumétrica.Velocidades elevadas de transferencia de materia y calor.

Alto costo de operación correspondiente al manejo del aire y al tratamiento del polvo.

Los rociadores que contienes estos sistemas sufren por lo general taponamiento en

el interior.

Compactación por presiónExtrusión

Técnica que se puede realizar tanto por vía seca como húmeda. Conocimiento profundo de las propiedades de la fase liquida.

Compactación por presiónRodillos prensa

Producción de gran cantidad de materia a bajo costo.Ventaja mecánica amplificando la presión de alimentación.

Producto menos uniforme.

Problema por la introducción adecuada de material en cada una de las hendiduras

Compactación por presiónPrensa de pastillas Prensa de moldeoMolino de Pellets.

1. Produce formas más simples a mayores índices de producción que las de moldeo.2. Se utilizan para crear compactos uniformes diferentes a los que dan los otros métodos de aumento de tamaño.3. Consta de una cuchilla ajustable que corta los pellets de la longitud deseada.

1. Aplicaciones que tienen especificaciones estrictas.2. No es aconsejable para moldear piezas de paredes muy gruesas.3. Producto poco uniforme.La calidad de los pellets varía de acuerdo a las propiedades de la alimentación.

Procesos térmicos Los carbonatos y los sulfatos se descomponen, y se puede eliminar el azufreProceso rápido

Uso de gases.

Altas temperaturas

Dependencia velocidad del tambor.

Sistemas líquidos 1. Fácil realización.Buenas propiedades de manejo.2. Se producen materiales puros sin un gasto exagerado de energía. Gran capacidad

1. Selección adecuada del líquido inmiscible.

2. Tiempos de aglomeración más largos que los otros procesos.

Vital importancia la selección del floculante.

6. Criterios de Selección y Diseño•Angulo de disco y tambor.•Contenido de líquido.•Selección aglutinante.•Densidad del producto.•Tamaño del producto.•Control de alimentación. •Control velocidad. •Temperatura de entrada del gas.•Forma del producto.•Temperatura de entrada del gas.•Temperatura de fusión de las partículas.•Cantidad de material adecuado.•Tiempo de aglomeración, que depende del tipo de materia prima.• Cantidad de producto requerido.•Tiempo de producción.•Forma de tabletas requeridas.•Forma de briquetas requeridas•Velocidad del molino. •Propiedades físicas y químicas del material de alimentación. •Selección de la matriz dependiendo de la forma del producto esperado. •Temperatura en la sintonización. •Conocer los procesos que se dan en la sintonización.•Temperatura de alimentación.•Temperatura de enfriamiento.•Propiedades físicas y químicas de los líquidos presentes. •Forma del producto esperado.•Resistencia del material.•Tamaño de los pellets.•Tipo de floculante.

7. CUADRO COMPRATIVO

MÉTODO TAMAÑO DEL PRODUCTO ( mm)

DENSIDAD DEL GRANULO

GRADO DE OPERACIÓN

EMPLEO DE

AGLUTINANTE

CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO

Granuladores de volteo Tambores- disco

20 Moderado 0.5-800 ton/h X Gránulos muy esféricos

Gránuladores mezcladores baja velocidad

2 Bajo a alto Hasta 50 ton/h X Funciona bien con materiales cohesivos

Gránuladores mezcladores alta velocidad

2 Alto Hasta 500kg/Lote X Funciona bien con materiales cohesivos

Gránuladores centrífugos 3

Moderado a alto Hasta 200kg/ Lote X Deposición en capas y

aplicaciones en recubrimientos.

Granuladores fluidizados 2 Bajo ( aglomerados)Moderados ( en capas)

100-900kg/lote500ton/h en continuo

X Flexible, fácil de escalar, difícil para polvo cohesivo

Compactación por presiónExtrusión

Mayor a 0.5 Alto a muy alto Hasta 5 ton/h Sensibles al flujo de polvo y a

las propiedades mecánicas.

Compactación por presiónRodillos prensa

Mayor a 1Alto a muy alto Hasta 50 ton/h Distribuciones de tamaño

estrechas, Sensibles al flujo de polvo.

Compactación por presiónPrensa de pastillas Prensa de moldeoMolino de Pellets.

10 Alto a muy alto Hasta 1ton/h Distribuciones de tamaño estrechas, Sensibles al flujo de

Procesos térmicos 50

Alto a muy alto Hasta 100ton/h Ligadura fuerte

Sistemas líquidos Menor de 0.3 Bajo Hasta 100ton/h X Proceso por vía húmeda basado en propiedades de floculación.

8. ReviewEl aumento de tamaño es cualquier proceso mediante el cual las partículas pequeñas se unen para dar masas más grandes y permanentes en las que se pueden identificar aun las partículas originales. El aumento de tamaño se clasifica en 5 diferentes métodos: Compactación por presión, Aglomeración por mezclado y volteo, Procesos Térmicos, Métodos de aspersión y sistemas líquidos.Las principales aplicaciones es la obtención de varios productos como: Fertilizantes, alimentos instantáneos, minerales ferrosos, granulación de detergentes, productos farmacéuticos, cerámicos, Minerales tipo arcilla, cloruro de potasio, cloruro de sodio, compuestos orgánicos, polvos metálicos, minerales, cal, carbón vegetal, magnesio, esponja de titanio, roca fosfórica, entre otros. Las principales ventajas y desventajas que presentan son relativas al tipo de método que se vaya a escoger, por ejemplo la ventaja de los procesos líquidos es de fácil realización y su desventaja es la selección adecuada del líquido.Los parámetros de selección y diseño de estos métodos se escogen con respecto al tamaño del producto, la densidad del granulo, el grado de operación, si utiliza aglutinante y la característica del producto.

The size increase is any process whereby small particles together to make larger and more permanent bodies in which they can identify even the original particles. The increase in size is classified into five different methods: Compaction pressure, by mixing and turning Agglomeration, Thermal Processing methods, spray and liquid systems. The main applications is the development of several products such as fertilizers, instant foods, iron ore, grain of detergents, pharmaceuticals, ceramics, clay-like minerals, potassium chloride, sodium chloride, organic compounds, metal powders, minerals, lime, charcoal, magnesium, titanium sponge, rock phosphate, among others.

The main advantages and disadvantages that are present on the type of method to be chosen, for example the advantage of the process liquid is easy to carry out its disadvantage is the proper selection of the liquid. The selection and design parameters of these methods are chosen with regard to product size, granule density, degree of operation, if you use glue and product feature.

9. Bibliografía

Perry manual del ingeniero Quimico sexta edición Cpitulo 8 Tomo 2 Principios de los procesos químicos: Balances de materia y energía Escrito por Olaf A. Hougen,R. A. RagatzCiencia y diseno de formas farmaceuticas Escrito por Michael E. Aulton