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

VIII. ANEXOS

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

OBTENCIÓN DE HARINA DE TRIGO