trituración y moliendas

Trituración y Moliendas

Trabajo Final

Operaciones Unitarias I (INQ-¿??)

Prof. Ramón Cruz Placencia

Leonela Martes Hernández 100175491

Alcairis De La Cruz 100149710

Diego Valdez 100221633

Operación Unitaria de la Ingeniería Química

Operaciones Unitarias I Página 1

Desde el punto de vista de la carrera, la trituración, al igual que la molienda es una operación de Reducción de Tamaño , en otras palabras, una operación de Separación, pero en este caso, no una operación de separación de componentes, si no una separación de un material en fracciónes de tamaño más pequeño.

En esta operación el material puede ser tanto homogéneo como heterogéneo.

Son numerosas las operaciones en la industria alimenticia que ameritan un desmenuzamiento de los sólidos, una trituración, una molienda, etc, en otras palabras, una Reducción de Tamaño. Así es como, por ejemplo, se muele el trigo y la cebada para obtener harinas, las semillas de soya se muelen y trituran para obtener aceite y harina y el azúcar es molida durante su procesamiento industrial. La trituración es un proceso muy ineficaz ya que del total de la energía utilizada en el proceso, solo una pequeña porción es utilizada en la obtención de superficies más pequeñas del sólido.

En la industria generalmente se trabaja con sólidos los cuales precisan de una reducción previa del tamaño de los trozos, gránulos o partículas.La operación de disminución o reducción de tamaños consiste en la producción de unidades de menor masa a partir de trozos mayores; para ello hay que provocar la fractura o quebrantamiento de los mismos mediante la aplicación de presiones.

Hay diversas formas de lograr las reducciónes de tamaño de los materiales, La compresión se usa para reducir sólidos duros a tamaños más o menos grandes. El impacto produce tamaños gruesos, medianos y finos, la frotación o cizalla, produce partículas finas y el cortado se usa para obtener tamaños prefijados.

Utilidad de la Operación de Reducción de Tamaño


Utilidad de la Operación de Reducción de Tamaño

Facilita la extracción de un constituyente deseado que se encuentre dentro de la estructura del sólido, como la obtención de harina a partir de granos y jarabe a partir de la caña de azúcar.

Se pueden obtener partículas de tamaño determinado cumpliendo con un requerimiento específico del alimento, como ejemplo la azúcar para helados, preparación de especies y refino del chocolate.

Aumento de la relación superficie-volumen incrementando, la velocidad de calentamiento o de enfriamiento, la velocidad de extracción de un soluto deseado, etc.

Si el tamaño de partículas de los productos a mezclarse es homogéneo y de tamaño más pequeño que el original, la mezcla se realiza más fácil y rápido, como sucede en la producción de formulaciones, sopas empaquetadas, mezclas dulces, entre otros.

Los requerimientos de tamaño son diversos para cada tipo de productos, de ahí que se utilicen diferentes maquinas y procedimientos. La operación de desintegración, también tiene la finalidad de generar productos que posea un determinado tamaño granular, comprendido entre limites preestablecidos.

Esta operación es muy utilizada en la produccción de:

Ceramicas Tratamiento de residuos Industria alimenticia (Cereales), entre otras.


En lo que sigue, nos enfocaremos en la trituración y la molienda, principios, operación, partes y consumo.


La trituraciónLa trituración es el nombre de los diferentes métodos de procesamiento de materiales. El triturado es también el nombre del proceso para reducir el tamaño de las partículas de una sustancia por la molienda, como por moler los polvos en un mortero con un mazo.

La trituración, además, se refiere a la producción de un material homogéneo a través de la mezcla. La trituración convierte la producción de residuos de post- consumo en un material a granel (material molido, partículas) lo más homogéneo posible.

El proceso de trituración es necesario antes de que se den lugar los subsiguientes pasos del proceso- tanto para obtener nuevos materiales como

combustibles secundarios. En numerosas técnicas, la trituración representa el proceso fundamental a partir del cual se realizan los procesos de tratamiento posteriores. Debido a la amplia variedad de materiales que pueden ser triturados, las máquinas acostumbran a ofrecer un alto grado de flexibilidad.

Eso significa que las maquinas para triturar no son específicas para un tipo de sólido, sino que pueden abarcar varios de estos.

Aplicación de la Operación

La trituración o machaqueo de los materiales desempeña un papel muy importante en el tratamiento y elaboración de materias primas de múltiples tipos. En numerosas técnicas, la trituración representa el proceso fundamental a partir del cual se realizan los procesos de tratamiento posteriores.

Como ejemplos de empleo normal de la trituración, están las industrias de tratamiento de carbón y minerales, molienda del clinker de cemento y la obtención de áridos para hormigones, con distintos fines: para carreteras, presas, puertos, ferrocarriles, etc.


Tipos de Trituración

La trituración primaria reduce normalmente el tamaño de los trozos de mineral a un valor comprendido entre 8" a 6". A continuación, los productos obtenidos se criban en un tamiz vibrante con objeto de separar aquellas partículas cuyo tamaño ya es lo suficientemente fino, con el consiguiente aumento en la capacidad de las quebrantadoras secundarias.

La trituración primaria se lleva a cabo normalmente en quebrantadoras de mandíbulas o en quebrantadoras giratorias.

En la trituración secundaria, el tamaño e las partículas se reduce a un valor comprendido entre 3" y 2", dejándolo en condiciones de poder pasar a las operaciones de molturación o concentración preliminar. Las quebrantadoras utilizadas en esta fase son por lo general e tipo giratorio o cónico.

Estas quebrantadoras son similares a las utilizadas en la trituración primaria, diferenciándose solamente en que trabajan a velocidades relativamente altas (aproximadamente 500 r.p.m.) y en que la abertura de salida de los productos triturados es mucho menor.

Existe una gran cantidad de trituradoras de distinto tipo, las que permiten efectuar el trabajo de desintegración en la preparación de rocas y minerales. Conforme al tipo de trituradora y a los esfuerzos a los que someten a las rocas se utilizan unas u otras con sus ventajas técnico-económicas propias de cada una.

Seguidamente se consideraran solo aquellas que se estiman más importantes y de aplicación más generalizada.


Trituradora de Mandibulas

Las trituradoras de mandíbulas comprenden las denominadas de acción periódica, conocidas, generalmente como “Trituradoras de mandíbulas” y las de acción continua, llamadas mas comúnmente “Trituradoras giratorias” o “Trituradoras cónicas”. Ambos tipos de trituradoras de mandíbula trabajan (desintegran) fundamentalmente por el efecto de aplastamiento (compresión) y, en menor grado, por la flexión, predominando este ultimo efecto mas en las de acción continua.

Estas trituradoras se denominan de mandíbulas pues desintegran rocas y minerales en forma similar a la masticación que ejerce el ser humano sobre los alimentos.

Las trituradoras de mandíbulas (nos referiremos en adelante a las de acción periódica en estos términos), se utilizan principalmente para la desintegración de material grueso, produciendo material irregular, puntiagudo y con aristas. Generalmente se utilizan en trituración primaria y, eventualmente, en trituración secundaria.

Las trituradoras giratorias o cónicas (en adelante nos referiremos a las de acción continua en estos términos), se utilizan en trituración primaria, secundaria y terciaria).


Trituradora Rotatoria

Empleada para la trituración primaria, en este tipo de equipos los materiales a triturar se reducen por compresión, al igual que en una chancadora de mandíbulas, con la diferencia que aquí se realiza entre una pieza tronco cónica que tiene un movimiento excéntrico en el interior de un espacio limitado por una pared también tronco cónica pero invertida.

La superficie en forma de tronco de cono se acerca sucesivamente a cada una de las generatrices de la pared cóncava fija para alejarse posteriormente. Así a la vez que se realiza el acercamiento a un punto, en el lado diametralmente opuesto se produce el máximo alejamiento entre el tronco de cono y la pared circular, por lo cual siempre hay material de alimentación bajo presión, a la vez que se produce la caída de materiales con tamaños más pequeños a zonas inferiores, donde tendrá lugar una nueva fragmentación para posteriormente darse la evacuación por gravedad de los materiales fragmentados.


Trituradora de Rodillos Lisos

Los rodillos giran de Trituradoras de Rodillos lisos en sentido contrario, a velocidades iguales o diferentes. El desgaste de los rodillos suele ser un problema grave. La relación de reducción varía entre 4:1 y 2.5:1. También se usan rodillos únicos que giran contra una superficie fija, así como rodillos corrugados y dentados. Muchos productos alimenticios, que casi siempre son blandos, tales como harina, soya y almidón se muelen con rodillos.

Características de Trituradoras de Rodillos lisos

Dan pocos finos El tamaño del producto depende del espacio entre los rodillos Las velocidades de los rodillos fluctúan entre 50 — 800 r.p.m. Las partículas de alimentación aprisionadas por los rodillos se rompen

durante la compresión y se descargan por la parte inferior. Su acción se basa en dos rodillos metálicos de superficies lisas que giran en

sentido opuesto.


Trituradora de Rodillos Lisos

Existen también trituradoras de tres rodillos el principio de funcionamiento es el mismo. En algunos casos dependiendo del material a triturar los rodillos pueden ser dentados.

La Trituradora de rodillo dentado es un tipo de trituradora de ejes que se enfria por medio del agua, esta es fija en uno de sus extremos, y se utiliza para triturar y hacer una gran sintesis de material desde un camion sisterna, rompiendo con todos los parametros de tamaño y todos los requerimientos tecnicos.

Características de Trituradora de Rodillos dentados

Las superficies de los rodillos pueden tener estrías, bordes rompedores o dientes.

No pueden trabajar con sólidos muy duros. Los trituradores de rodillos dentados son más versátiles. No sólo operan

por compresión sino que también por impacto y cizalladura. Pueden tener dos rodillos, o sólo uno que trabaja frente a una placa

curvada fija.

La Molienda


La molienda es una operación unitaria que tiene como objetivo reducir el volumen promedio de las partículas de una muestra sólida, existiendo asi transferencia de movimiento exclusivo de los sólidos.

A pesar de que solo implica una transformación física de la materia sin alterar su naturaleza, es de suma importancia en diversos procesos industriales, ya que el tamaño de las partículas representa en forma indirecta áreas, que a su vez afectan las magnitudes de los fenómenos de transferencia entre otras. Considerando lo anterior, el conocimiento de la granulometría para determinado material es de importancia, consecuentemente.

La reducción se lleva a cabo dividiendo o fraccionando la muestra por medios mecánicos hasta el tamaño deseado. Si el sólido tiene mucha humedad, en lugar de reducir el tamaño, se forma una pasta. Mientras más fina es la molienda, el costo del proceso es mucho mayor. Finalmente, de ser necesario, las partículas son separadas por tamaños por medio de un tamizado.

Por lo que para moler se necesita que un sólido tenga de humedad del 8-10%, si sobrepasa esta condición se llama estruir.

Los métodos de reducción más empleados en las máquinas de molienda son compresión, impacto, frotamiento de cizalla y cortado.


La molienda es el último de los procesos mecánicos de reducción granulmétrica en el que se producen partículas cuyo tamaño es inferior a 8 mm. La molienda permite alcanzar la mayor ratio de reducción de tamaño entre la partícula inicial y final, suponiendo también el mayor consumo energético de los procesos de reducción granulométrica.

Esto quiere decir que la molienda consume mas energía que la misma trituración.

El estudio económico de cualquier aplicación energética en la cual esté involucrado el proceso de reducción de partícula debe considerar los costes de inversión, mantenimiento y operación para evaluar la viabilidad del proceso.

Aplicaciones de la molienda

Industria de Alimentos: Trigo, Cebada, Papa, Tapioca (Harinas), Semillas de Soja (Aceite y harinas) y Azúcar .

Industria de minerales y cemento: Cobre, Níquel, Cobalto, Hierro, Cal, Alúmina y Sílice .

Industria del papel y minería: Piedra Caliza, Mármol, Yeso y Dolomita

Tipos de Molienda: Molienda Húmeda y Molienda Seca

La molienda se puede hacer a materiales secos o a suspensiones de sólidos en líquido (agua), el cual sería el caso de la molienda Húmeda.

Molienda húmeda Molienda Seca

Requiere menos potencia por tonelada tratada Requiere más potencia por tonelada tratada

No requiere equipos especiales para el tratamiento

de polvos

Si requiere equipos especiales para el tratamiento

de polvos

Consume más revestimiento (por corrosión) Consume más revestimiento


ELEMENTOS IMPORTANTES DE LA MOLIENDA

Para la obtención de las curvas granulométricas deseadas es evidente la importancia de seleccionar el tipo de molienda deseado -sistema de molienda- y, para ello, la aptitud a la molienda, es decir, la molturabilidad de cada materia prima es el parámetro más importante.

Existe un serie de elementos importantes que influyen en la molienda de los materiales los cuales son

1. Velocidad Crítica La velocidad crítica para un molino y sus elementos moledoras es aquella que hace que la fuerza centrífuga que actúa sobre los elementos moledores, equilibre el peso de los mismos en cada instante.

2. Relaciones entre los elementos variables El diámetro del molino, su velocidad, y el diámetro de los elementos moledores son los elementos variables. Las relaciones entre ellos son:

A mayor diámetro de bolas, mayor posibilidad de rotura de partículas grandes (percusión).

A menor diámetro de bolas, mayor molienda de partículas pequeñas y capacidad (por una mayor superficie de los elementos moledores, fricción).

A mayor diámetro de bolas, mejora la molienda de material duro (percusión).

Para igual molienda, a mayor diámetro del molino o mayor velocidad, menor el diámetro necesario de bolas.

3. Tamaño Máximo de los Elementos Moledores En los molinos de barras y bolas, los elementos moledores no tiene todos el mismo tamaño, sino que a partir de un diámetro máximo se hace una distribución de los mismos en tamaños inferiores.


4.Volumen de Carga Los molinos de bolas y barras no trabajan totalmente llenos, el volumen ocupado por los elementos moledores y el material a moler referido al total del cilindro del molino, es lo que se denomina Volumen de Carga.

Habitualmente es del 30% al 40%, y de este volumen, el material a moler ocupa entre un 30% a un 40%.

5. Potencia La máxima potencia es desarrollada cuando el volumen de carga es del 50% aproximadamente. Generalmente se trabaja entre un 30% y un 40%, ya que como la curva es bastante plana, el porcentaje de potencia entregado es similar al 50%.

Para la elección del tipo de molino son necesarias varias consideraciones, como:

Tamaño deseado final. Tipo de material (porcentaje de humedad). Tiempo de molienda. Capacidad. Fuerza (potencia). Material del equipo.

Así se tiene las diferentes máquinas para moler:

Molinos Intermedios o de impacto.Molino de Rodillos, Disco, De Muelas Verticales, Desintegradores, De Martillo.

Molinos Finos.Centrífugos (Raymond), De piedras de molino, Rodillos, De Bolas, Molinos Ultrafinos.

Molinos Ultrafinos.Molinos de Martillos con Clasificación Interna, Molinos de Flujo Energético, Molinos Agitadores.

Entre otros, los de más importancia o más generalizados serán descritos a continuación.


Molino de bolas

El molino de bolas es una máquina para moler diversos minerales y otros materiales de construcción y materias primas utilizadas en la industria química.

En minería se usa ampliamente en la rama de metalurgia, en la cual se tritura la ganga y posteriormente se ataca mediante reactivos para separar los minerales.

Se divide en dos tipos de molienda: seca y húmeda. Según las modalidades de descarga se dividen en dos tipos.

El molino de bolas es el equipo más importante para trituración de materiales. Se utiliza ampliamente en la industria cementera, en nuevos tipos de materiales, de construcción, refractarios, para selección de color, producción de cerámica, etcétera.

Está constituido por un recipiente (de tamaño variable y de distintos materiales) relleno de bolas de un determinado diámetro. Una vez que la muestra se ha colocado en su interior junto con las bolas, se la somete a un movimiento giratorio elevado, por giro de los rodillos acoplados a un motor, lo que provoca que las bolas rueden en su interior provocando la trituración al chocar con la muestra. Se pueden conseguir tamaños de partícula menores de una micra partiendo de partículas de 10-50 mm. Los materiales más utilizados para los torros son porcelana, acero inoxidable,plástico y vidrio.


Molino de Martillo

Se basa en el mecanismo de compresión del material entre dos cuerpos. Entre más rápida sea la fuerza de aplicación más rápido ocurre la fractura por el aumento de la energía cinética concentrando la fuerza de fragmentación en un solo punto produciendo partículas que se fracturan rápidamente hasta el límite.

Consiste de un rotor horizontal o vertical unido a martillos fijos o pivotantes encajados en una carcasa. En la parte inferior están dotados de un tamiz fijo o intercambiable. Puede operar a más de 1000 rpm haciendo que casi todos los materiales se comporten como frágiles.

Se utiliza para el secado de material, granulación ungüentos, pastas húmedas y suspensiones. Los martillos obtusos se utilizan para materiales cristalinos y frágiles, mientras que los afilados se usan para materiales fibrosos.Este molino puede reducir la partícula hasta 100 µm.

En algunos molinos el tamiz cubre toda la carcasa y la alimentación se hace paralela al eje. Estos modelos están diseñados para moler suspensiones que tienen entre 40 - 80% de sólidos y que oponen resistencia al flujo.

Estos molinos son fáciles de limpiar y operar, además permiten cambiar sus tamices, y operan en un sistema cerrado reduciendo el riesgo de explosión y contaminación cruzada.


Molino de Barras

Utilizando barras para moler materiales, el molino de barras es una especie de Molino cae moliendo minerales, carbón/coque, y otros materiales en aplicaciones secas y húmedas. El molino de barras puede ser utilizado para moler materiales que están demasiado húmedas para el cribado seco y aplastado fino. También tiene gran capacidad para moler materiales húmedos que conectará otros equipos pulverizadores.

El molino de barras puede trabajar eficientemente para moler productos que tienen un tamaño superior de 4 mallas a 16 mallas en un circuito abierto y 35 mallas en un circuito cerrado con una pantalla. Aunque un mejor rendimiento es obtenido restringiendo el tamaño de alimentación material a 3/4", el molino de barras acepta el mineral de alimentación tan grueso como el tamaño superior 1 1/2".

Molino de barras se utiliza generalmente para el rectificado de desbaste, tamaño de partícula de mineral de 20-30 mm, el tamaño de partícula del producto de 3-0 mm.

Un tambor giratorio causa fricción y desgaste entre las barras de acero y las partículas de mineral. Pero no proceso de beneficio de plomo y zinc ta que molino de varillas el término también se utiliza como sinónimo de un molino de corte, lo que hace que las varillas de hierro o de otro metal. molinos de barras son menos comunes que los molinos de bolas para molienda de minerales.

Las varillas utilizadas en el molino, normalmente un acero de alto carbono, puede variar en tanto la longitud y el diámetro. Sin embargo, la más pequeña de las barras, mayor es el área superficial total y, por tanto, mayor es la eficiencia de la molienda.


Molino de Chorro

El molino en chorro AB es una maquina de molienda en seco que emplea un chorro de aire a alta velocidad para moler diversos materiales y convertirlos en particulas finas.

Una vez que el aire es filtrado, secado y comprimido pasa a través de una serie de boquillas supersonicas y luego entra en la cavidad de molienda, donde los materiales son impactados entre si a alta velocidad y triturados en la intersección de las toberas.

Posteriormente, el material pulverizado es seleccionado por el clasificados que se encuentra en la parte superior de la maquina. Las particulas gruesas son rechazadas y volveran a ser molidas, mientras que las particulas calificadas seran recogidas por el colector del separador ciclonico.

El molino de chorro se utiliza ampliamente para la molienda superfina de diversos materiales secos en polvo, tales como productos quimicos, de metalurgia, materiales farmaceuticos, productos abrasivos, minerales no metálicos, ánodos de bateía, materiales catódicos, talco, caolín, cuarzo, grafito, cerámica, etc.


Bibliografía

http://es.slideshare.net/Rojas956/trituracion-y-molienda?related=1

Retsch : Productos : Molienda : Selección de productos para trituración

www.retsch.es

http://1aaditiqigrupob.wordpress.com/2009/10/26/tipos-de-trituradoras-y-molinos/

http://www.trituradoras-de-piedra.org/soluciones/COMPARACON-ENTRE-LOS-DISTINTOS-TIPOS-DE-TRITURADORAS.html

http://trituradoras-de-roca.com/wiki/Trituradoras-de-rodillos-lisos.html

http://www.funvesa.com.pe/esp/trituradora-giratoria





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trituración y moliendas

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