LEAL NIETO ROSA ISELA Hernndez MORENO MARITZA

INGENIERA QUMICA

PROCESOS DE SEPARACIN I

PROF. LILIA BAUTISTA CANO

UNIDAD 4

REDUCCIN MECNICA DE TAMAO

TRANSPORTE DE SLIDOS A GRANEL

INSTITUTO TECNOLGICO DE PACHUCAINTEGRANTES :

MAYRA DIANE HERNNDEZ CRUZ

ESPINOZA JUREZ YAEL JOSEPT

INTRODUCCINEn la industria generalmente se trabaja con slidos los cuales precisan de una reduccin previa del tamao de los trozos, grnulos o partculas.La operacin de disminucin o reduccin de tamaos consiste en la produccin de unidades de menor masa a partir de trozos mayores; para ello hay que provocar la fractura o quebrantamiento de los mismos mediante la aplicacin de presiones

Muchos materiales slidos presentan dimensiones demasiado grandes para su uso, la reduccin del tamao de los slidos se lleva a cabo para poder separar diversos ingredientes. Muchos materiales slidos presentan dimensiones demasiado grandes para su uso, la reduccin del tamao de los slidos se lleva a cabo para poder separar diversos ingredientes. Los trminos Trituracin y Molienda se usan para denotar la subdivisin de partculas grandes en partculas ms pequeas.

reduccin mecnica de tamaoLaReduccin de Tamaoes la operacin unitaria en la que el tamao medio de los alimentos slidos es reducido por la aplicacin de fuerzas de impacto, compresin, cizalla (abrasin) y/o cortado. Lacompresinse usa para reducir slidos duros a tamaos ms o menos grandes. Elimpactoproduce tamaos gruesos, medianos y finos, lafrotacin o cizalla, produce partculas finas y elcortadose usa para obtener tamaos prefijados.

Materiales solidosDimensiones grandes , por lo que se deben reducirTrituracin y molienda se usa para denotar la subdivisin de partculas grandes en partculas ms pequeas .

Aplicaciones

Industria alimenticia : el gran numero de productos de usan someten a la reduccin de tamaoMolinos de rodillos -moler trigo , cebada y obtener harinas. Las semillas de soya se comprimen y se muelen para producir aceite y harinas

Molinos de martillo - para procesar harina de patatas , tapioca y otras harinas.El azcar se pulveriza para tener un tamao ms fino

APLICACIONES:1.INDUSTRIA DE ALIMENTOS: Trigo, Cebada, Papa, Tapioca (Harinas), Semillas de Soja (Aceite y harinas) y Azcar.2.INDUSTRIA DE MINERALES Y CEMENTO: Cobre, Nquel, Cobalto, Hierro, Cal, Almina y Slice. 3. INDUSTRIA DEL PAPEL, PINTURAS Y CAUCHO: Piedra Caliza, Mrmol, Yeso y Dolomita

Las operaciones de molienda son muy comunes en la industria de : Minerales ( cobre , nquel m cobalto y hierro , ya que se muelen antes de procesarlos por va qumica)

Cemento( las materias primas del cemento tales como cal , almina y slice, se muelen antes de procesarlas)

Las tcnicas de reduccin de tamao son:Los slidos se reducen de tamao mediante diversos mtodos: Compresin o trituracin se usa para reducir solidos duros a tamaos ms o menos grandesImpacto produce tamaos gruesos , medianos o finosDesgarre o frotamiento produce materiales muy finosCorte se usa para obtener tamaos prefijados.

COMPRESIN: Es utilizada para la reduccin gruesa de slidos duros, genera productos gruesos, medios o finos.CORTE: Se utiliza cuando se requiere un tamao definido de partculas.FROTACIN O ROZAMIENTO: Genera productos finos a partir de materiales blandos no abrasivos.IMPACTO: Esta tcnica consiste en el choque de las partculas para la disminucin de su tamao.Los requerimientos de tamao son diversos para cada tipo de productos, de ah que se utilicen diferentes mquinas y procedimientos. La operacin de desintegracin, tambin tiene la finalidad de generar productos que posea un determinado tamao granular, comprendido entre limites preestablecidos.

VARIABLES DE LA REDUCCIN DE TAMAO

ALIMENTACIN OBSTRUIDA: El desintegrador est equipado con una tolva alimentadora que se mantiene siempre llena de modo que el producto no se descarga libremente, lo que hace que aumente la proporcin de finos y disminuye la capacidad de produccin.CONTENIDO DE HUMEDAD: En la etapa grosera e intermedia los materiales no deben exceder el 4% de humedad. En la etapa ms fina de reduccin de tamao se aplica una molienda hmeda.TRITURACIN LIBRE: El producto desintegrado, junto con cierta cantidad de finos formados, se separa rpidamente de la zona de accin des integrante despus de una permanencia relativamente corta. Por lo regular el producto de la molienda sale por una corriente de agua, por gravedad o lanzado por fuerza centrfuga.Operacin en circuito cerrado: Cuando el material de rechazo es devuelto al desintegrador.Operacin en circuito abierto: Cuando el material no se devuelve para su re trituracin.DUREZA Y LA ESTRUCTURA DEL MATERIAL: Las mquinas para trituracin grosera de materiales blandos no necesitan una maquina tan robusta o compleja como las utilizadas a la trituracin de materiales duros.

DEFINICINClasificacin de operaciones de reduccin de tamao No existe una clasificacin rigurosa En una reduccin gradual de tamao pueden diferenciarse las operaciones: Quebrantar: equivale a subdividir el tamao hasta la dimensin de una avellana Triturar: subdividir el tamao hasta la dimensin de una granalla Moler: corresponde a una trituracin fina

Requerimientos de energa y de potencia para la reduccin de tamaoIntroduccin . En la reduccin de tamao de los slidos , los materiales de alimentacin se pulverizan a tamaos ms pequeos por medio de una accin mecnica , es decir, los materiales se fracturan. El primer paso del proceso consiste en que las partculas de la alimentacin se deformen y desarrollen tensiones por accin de la maquinara de reduccin de tamao Este trabajo para crear esfuerzos en las partculas se almacena temporalmente en el slido como energa de tensin.A medida que se aplica ms fuerza a las partculas, la energa de tensi6n excede un nivel y el material se fractura en trozos ms pequeos.

Cuando el material se fractura , se producen nuevas reas superficiales Cada nueva unidad de rea de superficie requiere determinada cantidad de energa. Parte de la energa aadida se utiliza en la creacin de estas nuevas superficies, pero gran parte aparece en forma de calor. La energa requerida para la fractura est en funcin muy con-@ da de tipo de material, del tamGk3, de su dureza, y de stms factores.

Requerimiento de energa:La energa requerida para la fractura esta en funcin del tipo de material, tamao, dureza y otros factores. La magnitud de la fuerza mecnica aplicada, su duracin, el tipo de fuerza (compresin, esfuerzo cortante e impacto) y otros factores, afectan la eficiencia y alcance del proceso de reduccin de tamao. Factores importantes del proceso de reduccin de tamao: cantidad de energa o potencia Consumida, tamao de las partculas y superficies nuevas formadas.

ECUACIONES PARA REQUERIMIENTO DE ENERGA:

CLASIFICACIN DE LA MAQUINARIA:

TRITURADORA DE MANDBULASTriturador de Mandbula:constituido por dos placas de acero donde una es mvil y la otra fija. Se utiliza para la trituracin de partculas de gran tamao, a tamao mediano y fino. Trabaja con la compresin y la frotacin. La alimentacin se recibe por la parte superior entre dos mandbulas que forman una V abierta con un ngulo de 20 30. Una mandbula es fija, casi vertical, y la otra es mvil. Las mandbulas se abren y cierran 250 400 veces por minuto. La descarga de producto es por el fondo y de manera intermitente.

QUEBRANTADOR GIRATORIOEstas maquinas presentan una gran capacidad de trabajo, funcionan de modo similar al de las mandbulas ya que el elemento mvil desintegrador se aleja y se acerca de una placa desintegradota fija. Es una trituradora de mandbulas circulares entre las cuales se oprime y subdivide el material en varias partes Un cabezal cnico de trituracin gira dentro de una carcasa en forma de embudo y abierta en la parte superior donde entra la alimentacin Los slidos aprisionados en el espacio en forma de V formado por el cabezal y la carcasa se rompen varias veces hasta salir por el fondo El cabezal de trituracin gira libremente sobre el eje y se mueve lentamente por la friccin del material que se tritura La velocidad del cabezal es 125 425 giros por minuto La descarga del producto es continua

TRITURADORAS DE RODILLOS LISOS Su accin se basa en dos rodillos metlicos de superficies lisas que giran en sentido opuesto. Las partculas de alimentacin aprisionadas por los rodillos se rompen durante la compresin y se descargan por la parte inferior Las velocidades de los rodillos fluctan entre 50 300 r.p.m. El tamao del producto depende del espacio entre los rodillos Dan pocos finosMolino de Rodillo: constituido por dos o ms rodillos de acero paralelos entre s y girando concntricos impulsando al alimento a pasar por el espacio entre ellos. La principal fuerza ejercida es la de compresin. .

TRITURADORA DE RODILLOS DENTADOS

Las superficies de los rodillos pueden tener estras, bordes rompedores o dientes Pueden tener dos rodillos, o slo uno que trabaja frente a una placa curvada fija. Los trituradores de rodillos dentados son ms verstiles. No slo operan por compresin sino que tambin por impacto y cizalladura No pueden trabajar con slidos muy duros

Triturador de martillos Estos molinos constan de un rotor que gira a gran velocidad en el interior de una coraza cilndrica.Caractersticas:Reducen de 60 a 240 Kg del slido por kilowatt- hora de energa consumida.Estas maquinas reducen de 0.1 1 15 toneladas/ h a tamaos mas finos que 200 mallas.Operacin de equipo:Consiste en una serie de martillos giratorios , que chocan con el material friccionndolo, lo que ocasiona la reduccin de tamao.Usos:CermicaMolienda de mineralesRecuperacin de sueloReciclaje industrial

La trituradora de martillo se aplica a la trituracin de minerales frgiles. La resistencia a la compresin de los materiales no supera los 100Mpa, y la humedad, menor al 15%. Ellos son Carbn, sal, yeso, ladrillo, alumbre, teja y piedra caliza, etc.Molino de Martillos: es una cmara cilndrica cubierta con una plancha perforada de acero que en su interior tiene un rotor con una serie de vstagos pegados a su eje (martillos) que giran a granvelocidad. Lafuerzaprincipalmente utilizada es la de impacto al ser golpeado e impulsado contra la plancha de acero.

presenta un molino de martillo, el cual contiene un rotor de alta velocidad que gira dentro de una carcasa cilndrica. El rotor posee un collar con un dado nmero de martillos en la periferia. La ruptura se da principalmente por fuerzas de impacto, algo de atricin es factible. Si se reemplazan los martillos por cuchillas, se puede moler material fibroso, y an pegajoso.

Molino de Bolas o cilindros: consiste en un cilindro deacerolleno hasta la mitad con bolas o cilindros de acero y para ejercer su efecto reductor se le aplica un lentomovimientorotacional. A bajas velocidades y con bolas pequeas la forma de reducir tamao que predomina es la de cizalla (frotamiento) y al utilizar bolas grandes o el cilindro gira a altas velocidades predomina la de impacto.

Los molinos de disco de atricin se muestran en la Figura 9.3. Se utilizan fuerzas de corte para lograr la reduccin de tamao, se utilizan para dar principalmente partculas finas. Existen varios modelos, la Figura 9.3.a muestra a un disco con canaletas que rota a alta velocidad enfrentado a un disco fijo. El espaciado entre ambos discos puede regularse. En un molino de atricin de doble disco (Figura 9.3.b) existen dos discos que rotan en direcciones opuestas, lo que facilita un intenso desgaste. Por ltimo el molino tipo Buhr (Figura 9.3.c) es el molino de disco ms antiguo, muy usado para la molienda de harina, consiste en dos discos montados en un eje vertical, el de arriba se encuentra fijo, mientras que el de abajo rota.

Los molinos de disco de atricin

Los molinos de tambor son usados en muchas industrias para lograr una molienda fina. Bsicamente poseen un tambor cilndrico horizontal que rota a baja velocidad, parcialmente lleno de bolas o de barras (Figura 9.4.a). La carcasa cilndrica es usualmente de acero recubierta de una lmina de acero al carbono, porcelana o goma. Las bolas son de acero o de piedra. Tanto el material a moler como las bolas o barras del equipo son levantadas en las paredes del tambor (debido a la rotacin), las que caen nuevamente en el lecho. La rotacin y el impacto del material al caer favorecen la molienda. Se pueden poner baffles en el tambor, dividiendo el equipo en compartimientos donde se cargan bolas de diferentes tamaos (Figura 9.4.b). Esta disposicin permite entregar ms energa en las zonas donde hay partculas de mayor tamao. El tambor cnico (Figura 9.4.c) utiliza la segregacin del material de una manera eficiente. Al girar el tambor las bolas ms grandes se mueven hacia el punto de mayor dimetro (donde ingresan las partculas a moler de mayor tamao), mientras que las ms pequeas se trasladan hacia la salida del equipo. La Los molinos de tambor

El transporte de slidos

Introduccin

El transporte de slidos se refiere al movimiento de los slido: del punto de suministro de materia prima al inicio del proceso, del punto final del proceso hacia el lugar de almacenamiento, entre dos puntos del proceso, del lugar de almacenamiento a la lnea de empacado y/o distribucin.

Los principales tipos de equipos para el transporte son: cintas transportadoras, elevadores, gras, camiones, y transporte neumtico (tema ya visto en el captulo 6). El movimiento de los slidos puede ocurrir por gravedad, llevarse a cabo manualmente o aplicando una dada potencia. Los slidos pueden transportarse empacados o a granel. En relacin con la industria de alimentos los equipos de manejo de slidos, exceptuando los de transporte neumtico, camiones y gras, pueden clasificarse en: cintas transportadoras transportadores de cadena: raspadores y de baldes o cangilones o capachos transportadores de tornillos

TRANSPORTE DE SLIDOS A GRANELSeleccin del transportadorLa seleccin del transportador correcto para un material especifico a granel en una situacin dada se complica debido al gran nmero de factores relacionados entre s que es preciso tomar en consideracin.

Existen diseos normalizados de equipos y datos completos de ingeniera para muchos tipos comunes de transportadores, su comportamiento puede predecirse con exactitud cuando se usan con materiales que tengan caractersticas de transporte conocidas

Se denomina transporte o transportacin (del latn trans, "al otro lado", y portare, "llevar") al traslado de algn lugar a otro algn elemento.

*TRANSPORTE DE SLIDOS*El transporte puede clasificarse segn el tipo de sustancia a transportar de la siguiente forma:

Lquidos Gases Slidos

Los slidos son, en general, ms difciles de tratar que los lquidos, vapores o gases.

En los procesos, los slidos pueden presentarse de diversas formas:grandespiezas angulares,anchas lminas continuas o

Pueden ser duros y abrasivos, resistentes o gomosos, blandos o frgiles,polvorientos, plsticos o pegajosos.

En funcin del espacio fsico donde se desarrolla el mismo se puede clasificar en:TRANSPORTEExternoInterno

En toda la planta industrial resulta necesario hacer llegar materias primas, combustibles y otros materiales y sacar productos y desechos.

1.-) Las caractersticas (naturaleza) del material a transportar, tales como tamao, peso especifico, dureza, abrasividad, humedad, temperatura, etc.2.-)Distancia y direccin del transporte (vertical, horizontal, oblicua)

El transporte de slidos es considerado ms complejo que el transporte de gases y lquidos (siempre que se pretenda trabajar en continuo).Es una etapa crtica en cualquier proceso industrial ya que la productividad del proceso depende en gran medida de la optimizacin de dicho transporte.Ejecutar este paso en continuo permite adems un control exhaustivo de los materiales usados.

Los Sistemas de Transporte de Slidos, que tienen como fin llevar materiales de un sitio a otro bien sea al mismo o diferente nivel, se clasifican en:Implican partes mecnicas en movimiento que soportan o arrastran el material y en estos equipos las partes mviles estn en contacto con el slido a transportar.

Un fluido, lquido o gas, forma con el slido, un lecho fluidizado, el material est suspendido y se moviliza a travs de ductos, siendo separados en la estacin final del transporte.

Tambin recibe el nombre de transporte neumtico.* Mecnicos * Lechos Fluidizados

La ingeniera del transporte es ms un arte que una ciencia, los problemas relativos a equipos o materiales inusuales se debern abordar con cuidado.

La capacidad requerida es un factor primordial en la seleccin de un transportador

TRANSPORTADORES DE BANDA Se fabrican en tamaos relativamente grandes para operar a velocidades elevadas.Transportan econmicamente grandes cantidades de materiales.

TRANSPORTADORES DE TORNILLO Se hacen extremadamente torpes cuando aumentan de tamao y no se pueden operar a velocidades elevadas sin crear graves problemas de abrasin

La longitud de desplazamiento est limitada para ciertos transportadores Conforme aumenta la longitud del recorrido la eleccin se va haciendo ms estrecha

Elevacin de materiales

LAS CARACTERSTICAS DE LOS MATERIALES

Los requisitos del proceso

Esperanza de vida El costo inicial de un sistema de transporte est relacionado con la esperanza de vida, as como de la velocidad de flujo escogida.Se tiene la tentacin de disear tamaos sobredimensionados que no resultan convenientes.

Es importante ajustar la calidad de los transportadores a la duracin de uso esperada.

Costos comparativos Ejem. Se dispone de rodillos para transportadores de banda en un gama de calidades que hacen que el costo de las unidades mejores sea tres veces mayor que el de las ms baratasLa calidad del cojineteEl espesor del aceroDimetro de los rodillos

Las caractersticas del diseo facilitan el mantenimiento y las reparaciones

Afectan a los costos

ALTERATIVAS DE TRANSPORTADORES Funcin Tipo de trasportador Transporte horizontal de materiales De banda, de banda articulada, de flujo continuo, de arrastre por paletas, de tornillo, vibratorio, de cangilones, de cangilones de volteo, de aire.Transporte de materiales arriba o abajo en pendienteDe banda de banda articulada, de flujo continuo, de paletas de tornillo, montacargas de cajn, de aire.Elevacin de materiales Elevadores de cangilones, de flujo continuo, montacargas de cajn, de aire.Manejo de materiales en trayectoria horizontal y vertical combinadas De flujo continuo, de cangilones de descarga por gravedad de cangilones de volteo , de aire.Distribucin o recoleccin de materiales de depsitos, almacenes, etc.De banda de paletas, de tornillo, de flujo continuo, de cangilones de descarga por gravedad, de cangilones de volteo, de aire.Retirada de materiales de vagones de ferrocarril, camiones, etc.Volquete, descargador de vagones de grano, agitador de vagones, pala mecnica, de aire.

Alimentadores para materiales a granel Diseada para ayudar en la eleccin del alimentador sobre la base de las caractersticas fsicas de los materiales que se vayan a manejar.Caractersticas del materialTipo de alimentadorMateriales finos, de flujo libreDe barras, de banda, oscilatorio o vibratorio, de paletas giratorias de tornillo.Materiales no abrasivos y granulados, materiales con algunos terronesDe banda, de banda articulada, de barras, oscilador o vibrador, de movimiento alternativo, de placa giratoria, de tornillo.Materiales difciles de manejar porque estn calientes, son abrasivos, estn formados por terrones o filamentosDe banda, de banda articulada, de barras, oscilatorio o vibratorio, de movimiento alternativo.Materiales pesados, con terrones o abrasivos similares a materiales gangas o guijarros.De banda articulada, oscilatorio o vibratorio, de movimiento alternativo.

Seleccin del transportadorLa seleccin del transportador debe basarse en las caractersticas de transporte de un material almacenamiento, las condiciones de almacenamiento, las variaciones de la temperatura ambiente y la humedad los mtodos de descarga, y otros factores pueden afectar a las caractersticas de transporte. Estos factores se deben tomar en consideracin cuidadosamente antes de realizar la seleccin final del transportador Si el material se apelmaza o absorbe aire en el transportador, el rendimiento de la mquina no responder las expectativas si los clculos se basaron en el peso promedio por metro cbico

Unidades motrices de trasnportadorPueden alcanzar del 10 al 30 % del costo total del sistema de transporte. Unidad motrices de velocidad fija se usan cuando la velocidad escogida inicialmente para el transportador no requiere cambios durante el curso normal de operacin.Las unidades motrices de velocidad ajustable se disean para cambiar la velocidad ya sea de forma manual o automtica mientras el transportador est en funcionamiento, para ajustarse a las modificaciones en las necesidades de procesamiento.

Motores de transportadoresLos motores para impulsar a los transportadores son por lo general trifsicos de 60 Hz y de 220 V, tambin son comunes los de 240 y 480 VEl motor de jaula de ardilla es el ms usado con los transportadores de banda y con unidades motrices de hasta 7, 457 kW (10 hp).La seleccin del motor para transportadores grandes se debe basar en un estudio cuidadoso, con especial nfasis en las condiciones de arranque.

Control de transportadores El control se ha mejorado considerablemente con la introduccin de computadoras para control de proceso y controladores programables que pueden usarse para mantener las capacidades nominales dentro de las tolerancias.Cuando los dispositivos de control se utilizan en conjuncin con medidores de deformacin o celdas de carga, las velocidades de descarga real pueden medirse y emplearse en los clculos de procesos realizados con estos dispositivos y es posible efectuar los ajustes de salida de forma automtica y exacta.

Transportadores de tornilloEs uno de los tipos de transportadores ms antiguo y verstil, consiste en un conjunto de aspas helicoidales (hlice laminada a partir de una barra plana de acero) seccionadas (secciones individuales cortadas y conformadas en hlice a partir de una placa plana) montadas en una tubera o un eje y que gira en una artesa.La capacidad de los transportadores de tornillo se limita generalmente a alrededor de 4.72m3/min.El uso de tornillos huecos y de tuberas para la circulacin de fluidos calientes y fros permite que los transportadores de tornillo se usen para operaciones de calentamiento, enfriamiento y secado.

Ventajas Se puede disear con una descarga por el fondo para facilitar la limpieza con el fin de evitar la contaminacin cuando se vayan a manejar materiales distintos en el mismo sistema.

Transportadores de banda Los transportadores de banda se utilizan de manera casi universal. Pueden recorres distancias a velocidades de hasta 5.08 m/s y manejar hasta 4.539 tm/h.Pueden funcionar en distancias cortas a velocidades suficientemente lenta para la recoleccin manual, con una capacidad de slo unos cuantos kilogramos por hora.No son aplicables normalmente a las operaciones de procesamiento.Los transportadores de banda dentro de las plantas pueden tener costos iniciales mas elevados que otros, pero que con el paso del tiempo se recupera la inversin.

La temperatura y la actividad qumica de los materiales transportados desempean un papel importante en la seleccin de las bandas.Las temperaturas altas pueden daar las bandas con rapidez y en forma grave

Elevadores de cangilones Son las unidades ms sencillas y seguras para desplazamientos verticales de materialesElevadores de cangilones espaciados de descarga centrifuga.Elevadores de cangilones espaciados y descarga positivaElevadores de cangilones continuosElevadores de cangilones continuos de capacidad superior Elevadores transportadores de cangilones en V

TRANSPORTADORES VIBRATORIOS U OSCILANTES La mayora de los transportadores vibratorios son esencialmente de impulso direccional que consisten en una placa horizontal sobre resortes, que vibra gracias a un brazo excntrico de conexin directa, pesos excntricos vibratorios, un electroimn o un cilindro neumtico o hidrulico.Su finalidad es la de impulsar el material hacia arriba y hacia delante de modo que se desplace a lo largo de la trayectoria del transportador en una serie de saltos cortos. Las pruebas han demostrado que se manejan mejor los materiales granulados que los pulverizados y mejor las formas planas o irregulares que las esfricas.

Los transportadores vibratorios neumticos e hidrulicos tienen como ventaja principal la eliminacin de los riesgos de explosin. La capacidad de los transportadores vibratorios es extremadamente amplia y va desde varios miles de toneladas a unos cuantos gramos u onzas.

TRANSPORTADORES DE FLUJO CONTINUOEl principio de este es el que, cuando una superficie se arrastra transversalmente a travs de una masa granular en polvo o con terrones pequeos, arrastrar consigo una seccin transversal o de material que es mayor al rea de superficie misma.Estos transportadores utilizan un elemento de transporte sostenido por medio de cadena

TRANSPORTADORES NEUMATICOS Una de las tcnicas ms importantes de manejo de materiales en la industria qumica es el desplazamiento de materiales suspendidos en una corriente de aire para distancias horizontales y verticales que van de unos pocos a varios centenares de pies.Tipos de sistemas:De presinDe vacoPresin y vaco FluidizacinTanque ventilador