Notas sobre Reduccion de Tamaño y Tamizado

7/24/2019 Notas sobre Reduccion de Tamao y Tamizado

1/53

MCIQ. Jos Martn Carlos Prez


2/53


3/53


4/53


5/53

Subdivisin departculas slidas grandesen partculas ms

pequeas, permitindoincluso la separacin delos diversos ingredientes

de un slido.


6/53

ALIMENTOS MINERALES Y CEMENTO

Molienda de trigo y cebada paraobtener harinas.

Trituracin, compresin ymolienda de semillas de soya para

obtener aceite y harina. Procesamiento de harinas de papa

o tapioca.

Pulverizacin del azcar (glass).

Recuperacin de Cu, Ni, Co y Fe demolidos antes de su

procesamiento qumico.

Molienda de piedra caliza,

mrmol, yeso y dolomita parautilizarse en la produccin depapel, pinturas y caucho.

Molienda de cal, almina y slicepara producir cemento.


7/53

RED

UCCINDESLIDOS

Reducir slidos duros a tamaosms o menos grandes.

COMPRESIN OTRITURACIN

Produce slidos de tamaogrueso, medianos y finos.

IMPACTO

Produce slidos muy finos.DESGASTE OFROTAMIENTO

Genera tamaos prefijados, e incluso, conforma definida pero no muy finos.

CORTE


8/53


9/53

La reduccin de tamao aumenta lareactividad de los slidos, permitiendo su

separacin por mtodos mecnicos deingredientes no deseados y reduce el tamao

de fibras para su fcil tratamiento.


10/53

Seg

nlaformaenlaquese

aplicalafuerza Corte

ENTRE DOSSUPERFICIES

ACCIN DEL MEDIOCIRCUNDANTE

EN UNASUPERFICIE SLIDA

Trituracin

Impacto

Molinos coloidales


11/53


12/53

Equipos para reduccin de tamao

Trituradores

Romper piezasgrandes de slidos

en pedazospequeos (inicio

del proceso)

Molinos

Reducen eltriturado hastahacerlo polvo

(atraviesan tamizde 40 mallas)

Molinoultrafino

Alimentado conpartculas


13/53

TE VENDO UNMOLINO

Por equipos realizar investigacin y maqueta/prototipo de uno de los siguientes reductoresde tamao:

1. Triturador de quijadas.

2. Triturador giratorio.

3. Triturador de rodillos.

4. Molino de martillos.

5. Molino giratorio.

Realizar un pster que contenga la siguiente informacin sobre la maqueta/prototipo:

a) Nombre del equipo de reduccin de tamao.

b) Fundamento (explicacin del como funciona).

c) Slidos que puede procesar.

d) Tamao mximo del slido alimentado y tamao del producto que genera.e) Potencias de trabajo (revisar catlogos de proveedores de reductores detamao).

ENTREGA Y EXPOSICIN: VIERNES 19 DE FEBRERO @LABORATORIO


14/53

La mayor parte de conocimientos sobre la accin de ruptura en elinterior de los molinos depende de la creciente comprensin del mecanismo de

fractura de una partcula individual.

Primeras investigadores:

Irregularidades de superficieconcentran la carga

(distribuciones no uniformes)

Superficies regulares quedistribuyen la carga

(distribuciones ms uniformes)

engaoso

significativo


15/53

La amplia distribucin de tamaos de fragmentos

obtenidos por molienda es inherente al procesomismo de rotura.

La mejora de la eficiencia de la molienda, pordebilitamiento de partculas, resultar enfragmentos de tamao mayor, los cuales pueden

requerir un tratamiento adicional para obtenerpartculas del tamao deseado


16/53

a) Molturabilidad

Cantidad de producto de un molino particular que satisface una especificacindada por unidad de tiempo de molienda.

ESTUDIO DE MOLTURABILIDAD

Evaluar tamao y tipo de molino requerido paraproducir un tonelaje especfico y conocer sus

requerimientos de energa


17/53

b) ndice de trabajo

Comportamiento de molienda de varios molinos cuando se utiliza unadeterminada ley de energa, tambin se conoce como coeficiente de energa.


18/53

c) Funcin de velocidad de rotura

Concepto de Molturabilidad para las simulaciones en ordenador y se relacionacon la molturabilidad de cada tamao de partcula en relacin a su fraccin enel molido.


19/53

d) Mtodo de Hardgrove

Determinacin de la molturabilidad de una muestra, la cual recibe unacantidad especfica de energa de trituracin en un pulverizador de anillo ybolas tamao miniatura.

Se compara con un carbn cuya molturabilidad sea de 100.

+ . W = peso del material que pasa por una

malla 200IMH = ndice de molienda de Hardgrove


20/53

1.1.3.1 PROPIEDADES DE LOS SLIDOS

a) Factores que determinan la molturabilidad

Dureza

Elasticidad

Resistencia

Divisibilidad

Se mide por la

escala de Mohs

DUREZA Grado de resistencia que ofrece

un material a ser alterado.


21/53


22/53


23/53

La seleccin del equipo se realiza segn caractersticas del material a moler,considerando:

TAMAO y DUREZA

Roca dura y cohesiva

Quebrantadora deimpacto

Trituradora de presin

Roca no dura

y cohesiva

Rodillos dentados

Roca dura Trituradoras de quijadas ygiratoria


24/53


25/53

Primer paso de la reduccin de tamao: las partculas se deforman y

desarrollan nuevas tensiones por accin del reductor.

Al fracturarse el material, se generan nuevas reas superficiales.

La energa requerida est en funcin compleja con el tipo de material,

tamao original y dureza; principalmente.

Factores importantes en el proceso: Cantidad de energa (potencia consumida).

Tamao de partculas.

Superficies nuevas formadas.

Las ecuaciones de energa son aproximaciones con una eficiencia real del0.1 al 2%.


26/53

Se supone una energa Erequerida para producir

un cambio dXen una partcula de tamaoX

X = tamao o dimetro de la partcula slida

C, n = constantes del proceso


27/53

a) Ecuacin de RITTINGER (n = 2)

El trabajo de trituracin es proporcional a la nueva superficie creada

E = trabajo para reducir la masa alimentada desde X1 hasta X2.KR = Constante de Rittinger para el proceso.

Implica:

Se requiere la misma energa para reducir un material de 100mm a 50mmque de 50mm a 33.3mm

(vlida para polvos finos)


28/53

b) Ecuacin de KICK (n = 1)

La energa requerida para reducir el tamao de un material es directamente

proporcional a la relacin de reduccin de tamao

KK = Constante de Kick para el proceso.

Implica:

Se requiere la misma energa para reducir un material de 100mm a 50mmque de 50mm a 25mm

) E i d BOND ( 1 5)


29/53

c) Ecuacin de BOND (n = 1.5)

El trabajo para reducir una partcula es proporcional a la raz cuadrada de larelacin superficie/volumen

KB = Constante de Bond para el proceso.

Se propone el ndice de trabajo (Ei):Trabajo en KWh/ton requerido para reducir una unidad de pesos

desde un tamao muy grande hasta un tamao donde el 80% de laalimentacin pasa por un tamiz de 100mm

.

Ecuacin final de Bond (Potencia bruta):

P = potencia bruta, hp

T = masa alimentada, ton/minDP = Tamao del producto, ftDF = Tamao de la alimentacin, ft

Potencia bruta es la potencia requerida para reducir una unidad de peso dealimentacin, desde un tamao del que el 80% pasa por un dimetro XF(m)

hasta un tamao en el que el 80% pasa por un dimetro XP(m).


30/53

e) Relacin de Reduccin (R.R.)

Permite conocer el comportamiento de un equipo de reduccin de tamao

frente a un material particular a reducir.

..


31/53

1. Se desean triturar 10 ton/h de hematita. El tamao de la alimentacin es tal

que el 80% pasa por un tamiz de 3 in y el producto debe pasar en un 80% porun tamiz de 1/8 in. Estimando que el ndice de trabajo (Ei) para la hematita esde 12.68, calcula la potencia bruta requerida para el proceso de reduccin detamao.

2. Cul es el tamao que alcanza el cuarzo (Ei = 13.57) al ser sometidas 200

ton/h, donde el 80% tiene un tamiz de 3 in, a un proceso de molienda querequiere 50 hp?


32/53

MOLIENDA HMEDA

Requiere menos potencia portonelada.

No requiere de equiposadicionales para tratamiento de

polvos.

Consume ms revestimiento (porcorrosin).

Se realiza a baja humedad.

Separar las partes anatmicas delgrano.

Obtencin de harina libre desalvado: mejorar palatabilidad,digestibilidad y conservacin.

Asegurar el mnimo deterioro delgrnulo de almidn.

Requiere ms potencia.

Requiere ms equipos para elproceso.

No consume el revestimiento el

material. Se realiza con alta humedad.

Separar componentes qumicosdel grano (del endospermo,obtener almidn y protenas).

MOLIENDA EN SECO


33/53

MOLIEN

DA

DEGRAN

OS

SECA

HMEDA

Smolas

Semolina

Harinas

Almidn

Gluten

EQUIPOS: Molino de martillos Molino de cilindros

EQUIPOS: Molino de bolas Molino vibratorio


34/53

Mtodo de separacin de partculas basado

exclusivamente en el tamao de las mismas.

MATERIALSUPERIOR

MATERIALINTERMEDIO

MATERIALINFERIOR

COLAS

FINOS


35/53

FRACCIONES CLASIFICADAS

FRACCIONES NO CLASIFICADAS


36/53

CONSTRUCCIN DE LOS TAMICES INDUSTRIALES: Tela metlica Tela de seda Tela de plstico Barras metlicas Places metlicas perforadas Alambres en seccin transversal triangular


37/53

Los intervalos de malla de los tamaos de los

tamices estndar estn entre 4 in y 400mallas.

(malla = aperturas por pulgada lineal)

El tamizado permite la incorporacin correcta

de los materiales, dar ligereza al ingrediente,y en el caso de la cocina, brindar una mejor

esponjosidad a los productos.


38/53

b) rea abierta:

Porcentaje de aberturas realesrespecto al rea de superficietotal.

a) Paso:

Tamao de abertura de lamalla. Espacio libre mnimoentre los bordes de la aberturaen la superficie del tamiz, seexpresa en inymm.

) Di ib i d d


39/53

c) Distribucin de tamaos departcula:

Porcentaje relativo (en peso) de losgranos de cada una de las diferentes

fracciones de tamaos, representadosen la muestra. Es un factor importantepara evaluar el proceso de cribado(tamizado).

d) Escala de tamizado:

Serie de tamices de prueba dondesus aberturas se disponen en unasucesin fija (escala de Tyler).


40/53

e) Tamices de prueba:

Permiten determinar la eficacia de los

dispositivos de cribado o el trabajo detrituracin y molienda (tamices normalizados).

SERIES DE TAMICES

ASTM ISO TYLER

ABERTURA (> 1)

MALLAS (< 1)

Manual deprocedimientos

de tamizado

Malla nominal porpulgada lineal


41/53

MQUINAS DE CRIBADO

Rejilla Tamicescon

agitacin

Tamicesoscilantes

Cribas detambor

Tamicesvibratorios

Separacinpreliminar departculas de2 in y mayores

Separacin engeneral de

partculas porencima de 1/2 in

Cubren lagama gruesa

y va hastamallas muy

finas

Limitados amallasfinas

(menoresde #4)


42/53

CRIBAS

REJILLAS

Estacionaria

Planas

Vibratorias

TAMBOR

AGITACINMECNICA

TAMICE

SVIBRACIN

Mecnica

Elctrica

OSCILANTES Movimiento alternativo

Giratorio

Cedazos giratorios


43/53

Factores de seleccin:

Anchura de la criba: Capacidad.

(el espesor del lecho se reduce a un nivel prctico)

Longitud de la criba: Eficiencia.

(retirar partculas de menor tamao sin desorden de partculas finas en

tamaos grandes)

Tomar en cuenta 1. Descripcin del material a tratar (nombre, tipo,densidad a granel, dureza, forma, humedad, etc.)

2. Caudal total, normal y mximo de alimentacinde la criba.

3. Anlisis de la alimentacin.4. Seleccin en seco o hmeda y cantidad de agua

necesaria.5. Distribucin de alimentacin a la criba: circuito

abierto o cerrado y tipo de tamices: abierto ycerrado.

1 Mtodo de Extensin uniforme direccin paralela al eje


44/53

VARIABLEE

NLAS

OPERACIONESDETAMIZADO

1. Mtodo dealimentacin.

Mejor resultado con cribas en serie.

2. Superficie

de tamizado.

3. ngulo dependiente.

4. Direccin derotacin

5. Frecuencia yamplitud

Extensin uniforme direccin paralela al ejelongitudinal de la criba a velocidad

Una pendiente ptima permite manejar mayorvolumen de partculas de tamaos grandes.

Cribas con impulso circular=

Evitar atasques de la malla estratificaradecuadamente la muestra.

Pendiente = Velocidad de

desplazamiento

Eficiencia con rotacin a contracorriente.

Cribas con giro paralelo =Tonelaje y ngulo corto.


45/53

Cantidad de productos de tamao inferior que se obtiene respecto a lacantidad de tamaos pequeos que hay en la alimentacin:

Recuperar un producto de mayor tamao que la criba

E = eficienciaR = % partculas finas que pasan por la cribad = % partculas ms finas que el tamao diseado en laseleccinb = % partculas ms finas que el tamao diseado en laalimentacin de la criba.

Eficiencia -> razn de la cantidad de partculas de tamao mayoresobtenidas en relacin a la cantidad real de partculas grandes.

E = eficienciaO = % partculas grandes sobre la cribac = % grueso que el tamao diseado de partculas mayoresde la cribaa = % grueso que tamaos diseado en la alimentacin criba.


46/53

Masa de material que puede recibir como alimentacin porunidad por unidad de tiempo en relacin al rea del tamiz.

.

A = rea de la mallaCt = Velocidad flujo directoCu = Capacidad de la unidadFoa = Factor de rea abiertaFs = Factor de rea ranurada

Eficiencia Capacidad

Capacidad Variacin de velocidad de operacin del tamizado

Tamao departcula

Dificultad deltamizado

Eficiencia ycapacidades bajas

para tamaos < malla

150 (0.1 mm)


47/53

Procedimiento manual o mecnico por el cual se puedenseparar las partculas constitutivas del agregado, segn sus tamaos y

conocer la fraccin en peso que aporta cada tamao.

1. Se utiliza una serie de tamices colocados de manera ordenada.

2. Se pesa cada fraccin retenida en cada tamiz de la serie.

3. Se reportan caractersticas como:

1. % retenido2. % acumulado del retenido

3. % slido que pasa4. ndice de finura5. Histograma de frecuencias6. Curva de frecuencias acumuladas7. Valor (escala granulomtrica Udeem-

Wenworth)

9. Mediana (P50)10. Moda

11. Media12. Desviacin estndar13. Diagrama de cajas14. Curva granulomtrica15. Coeficiente de uniformidad16. Coeficiente de curvatura.


48/53

Tras un proceso de reduccin de

tamao, se obtiene la siguienteinformacin respecto a la masa delos slidos retenidos en tamicescolocados en serie.

ALIMENTACIN:

523.8 g

49.90 g

36.50 g

42.10 g

40.00 g

23.00 g

91.00 g

10.20 g

231.10 g

Malla 4

Malla 10

Malla 20

Malla 40

Malla 60

Malla 140

Malla 200

PAN

(base)

ESTUDIO DE CASOS:

1

Organizar serie detamices

2

Alimentar tamizadory procesar

3Pesar slidos retenidos

en cada malla y registrar

4


49/53

4Calcular % deslidos retenidos

% %Wtamiz = Masa del slido retenido en el tamizWF = Masa de slido alimentado al proceso

5Calcular % acumuladode slidos retenidos

% =

%

Masa de la muestra (g): 523.8

No. TamizDimetro

(mm)

Slido

retenido (g)

% Slido

retenido

4 4.750 49.90 9.527%

10 2.000 36.50 6.968%20 0.840 42.10 8.037%

40 0.425 40.00 7.637%

60 0.250 23.00 4.391%

140 0.106 91.00 17.373%

200 0.075 10.20 1.947%

Base 0.000 231.10 44.120%

% Acumulado

slido retenido

9.527%

16.495%24.532%

32.169%

36.560%

53.933%

55.880%

100.000%

6 7


50/53

6Trazar histogramade %retenidos

7Trazar polgono defrecuencias de %Acumulado

8


51/53

8Calcular ndice deCernido (IC)

%

IC = ndice de cernidoC = Masa de finosB = Masa de alimentacin

9Calcular ndice degruesos (IR)

%

IR = ndice de gruesosR = Masa de todos los retenidosB = Masa de alimentacin

10Calcular Dimetromedio (DM)

+

DM = dimetro medioIn-1 = Abertura de malla superior

In = Abertura de malla inferior

.%

. %No. Tamiz

Dimetro

(mm)DM(mm)

4 4.750

10 2.000 3.375

20 0.840 1.420

40 0.425 0.633

60 0.250 0.338

140 0.106 0.178

200 0.075 0.091

Base 0.000 0.038

8S id l di di


52/53

8Calcular Moda (IC)

Se considera el dimetro mediocon mayor % de retenidos

9Calcular Mediana

10

Calcular Media ponderada

.

Valor del dimetro medio que selocaliza a la mitad de la serie.

.

=

%

.

No. TamizDimetro

(mm)DM(mm)

% Slido

retenidoDM*%Retenidos

4 4.750

10 2.000 3.375 6.968% 0.235

20 0.840 1.420 8.037% 0.114

40 0.425 0.633 7.637% 0.048

60 0.250 0.338 4.391% 0.015

140 0.106 0.178 17.373% 0.031

200 0.075 0.091 1.947% 0.002

Base 0.000 0.038 44.120% 0.017

REPORTE FINAL DEL ANLISIS GRANULOMTRICO:Masa de la m estra (g) 523 8


53/53

Masa de la muestra (g): 523.8

No. TamizDimetro

(mm)

Slido

retenido (g)

% Slido

retenido

% Acumulado

slido retenidoDM(mm)

4 4.750 49.90 9.527% 9.527%

10 2.000 36.50 6.968% 16.495% 3.375

20 0.840 42.10 8.037% 24.532% 1.420

40 0.425 40.00 7.637% 32.169% 0.633

60 0.250 23.00 4.391% 36.560% 0.338

140 0.106 91.00 17.373% 53.933% 0.178

200 0.075 10.20 1.947% 55.880% 0.091

Base 0.000 231.10 44.120% 100.000% 0.038

.% .%

. . .

Notas sobre Reduccion de Tamaño y Tamizado

Documents

Transcript of Notas sobre Reduccion de Tamaño y Tamizado