maquinaria reduccion de tamaño

MAQUINARIA O EQUIPOS DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO

BELKYS CAROLINA SANTOS HINCAPIE HENNY BLANCO CASTRILLÓN DIANA MAYERLI SIERRA JOSÉ RICARDO TORRES ALEJANDRA RINCÓN

MAQUINARIA DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO

BELKYS CAROLINA SANTOS HINCAPIE HENNY BLANCO CASTRILLÓN DIANA MAYERLI SIERRA JOSÉ RICARDO TORRES ALEJANDRA RINCÓN

Presentado a: Ing. CARLOS TORRES Materia: Operaciones Unitarias I

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL SAN JOSE DE CUCUTA 2013

1

TABLA DE CONTENIDO

Págs. INTRODUCCIÓN

3

1.

MAQUINARIA DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO

4

1.1

CLASIFICACIÓN O TIPOS DE EQUIPOS

6

1.1.1. TRITURADORAS

7

1.1.2. MOLINOS

10

1.1.3. CORTADORAS

22

1.1.4. MOLINOS FINOS

38

1.1.5. TAMICES

45

CONCLUSIONES

55

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

56

ANEXOS

58

2

INTRODUCCIÓN

Muchos materiales sólidos se presentan con dimensiones demasiado grandes para su uso por lo que se deben reducir. Con frecuencia la reducción de tamaño de los sólidos se lleva a cabo para poder separar sus diversos ingredientes. En general, los términos trituración y molienda se usan para denotar la subdivisión de partículas sólidas grandes en partículas más pequeñas.

En la industria del procesamiento de alimentos, gran número de productos alimenticios se somete a una reducción de tamaños. Se usan molinos de rodillos para moler trigo y cebada y obtener harinas. Las semillas de soya se trituran, se comprimen y se muelen para producir aceite y harina.

Los sólidos se reducen de tamaño mediante diversos métodos. La compresión o trituración se usa para reducir sólidos duros a tamaños más o menos grandes. El impacto produce tamaños gruesos, medianos o finos, el desgaste o frotamiento produce materiales muy finos, el corte se usa para obtener tamaños prefijados.

La operación de disminución o reducción de tamaños consiste en esencia, en la producción de unidades de menor masa a partir de trozos de mayor tamaño, para ello hay que provocar una fractura o quebrantamiento de los mismos mediante la aplicación de presiones.

El objeto de la operación de desintegración no consiste solamente en obtener pequeños trozos a partir de los grandes, en cuyo caso la efectividad de la operación se medirá por la finura del

3

material obtenido sino que también persigue la consecución de un producto que posea un determinado tamaño granular, comprendido entre límites preestablecidos. 1

Es por eso, que en éste trabajo se desea investigar sobre la maquinaria de reducción de tamaño y además reconocer aquellas que se emplean en la agroindustria (ver diapositivas sobre reducción de tamaño en la agroindustria o caracterización de la maquinaria de reducción de tamaño en la agroindustria del CD anexo), pues un ingeniero agroindustrial debe tener conocimientos de éstas con el fin de abarcar ampliamente su campo.

1

GEANKOPLIS, 2006. Procesos de transporte y principios de procesos de separación. CECSA. P. 954-955

4

1. MAQUINARIA DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO

La reducción de tamaño se aplica a todas las formas en las que las partículas de sólidos se pueden cortar o romper en piezas más pequeñas. Para ello, existen, entre otros, dos equipos que pueden cumplir con esta labor: los molinos, que incluyen una gran variedad de máquinas de reducción de tamaño para servicio intermedio, y las trituradoras, que son máquinas de baja velocidad que reducen de forma gruesa grandes cantidades de sólidos. En este trabajo se presentara la maquinaria de reducción de tamaño como se aprecia en la siguiente imagen 1 y enfatizando más en los tipos de equipos y en los tamices:

Imagen 1. Clasificación de la maquinaria de reducción de tamaño

5

1.1.

CLASIFICACIÓN O TIPOS DE EQUIPOS

Los equipos para la reducción de tamaño se pueden clasificar de acuerdo con la forma en que se aplican las fuerzas, de la siguiente manera: entre dos superficies, como en la trituración y en el corte; en una superficie sólida. Como en el impacto; y por la acción del medio circundante como en los molinos coloidales. Una clasificación más practica consiste en dividir los equipos en trituradoras, molinos, cortadoras, molinos finos y tamices.

Además es importante tener en cuenta que en los equipos como trituradoras, molinos y molinos finos se aplica la prácticamente los mismos diseños ingenieriles relacionados con la fuerza que se aplica en ellos. Esto se puede ver en la imagen 2 que está a continuación:

Imagen 2. Tipo de fuerza que se aplica en las trituradoras, molinos y molinos finos 6

A medida que se avanza en el trabajo se podrá apreciar los diferentes tipos de fuerzas y sus respectivas definiciones y de éste modo aclarar la imagen anterior.

1.1.1. TRITURADORAS

TRITURADORAS DE QUIJADAS

El equipo para la reducción no muy fina de grandes cantidades de sólidos, consiste en unidades de baja velocidad llamadas trituradoras; de los cuales existen varios tipos comunes. En el primer tipo, que corresponde a un triturador de quijadas, la alimentación se hace pasar entre dos quijadas pesadas o placas planas. Como se muestra en el triturador Dodge de la figura 14.5-2ª una de las quijadas es fija, y la otra es móvil y alternante con respecto a un punto de pivote en la parte inferior. La quijada oscila sobre el punto de pivote en el fondo de la V. El material pasa con lentitud hacia un espacio cada vez más pequeño triturándose al desplazarse. El triturador Blake de la figura 14.5.2b es de uso más común, y su punto de pivote está en la parte superior de la quijada móvil. Las relaciones de reducción del triturador Blake son de aproximadamente 8:1. La aplicación principal de las trituradoras de quijadas es en la trituración primaria de materiales duros, y casi siempre va seguida de un procesamiento posterior en otro tipo de triturador.

Imagen 3. Tipos de trituradoras de quijadas: a) modelo Dodge. B) modelo Blake 7

TRITURADORAS GIRATORIOS

El triturador giratorio, se ha convertido en el más predominante en el campo de la trituración de minerales duros en trozos de gran tamaño. Se podría considerar que su acción es la de un mortero manual. La cabeza trituradora móvil tiene forma de cono truncado invertido, y está en el interior d una coraza que tiene el mismo contorno. La cabeza trituradora gira excéntricamente y el material que se tritura queda atrapado entre el cono externo y el cono interno giratorio.

Imagen 4. Trituradora giratoria

TRITURADORAS DE RODILLO

Se muestra un modelo típico de triturador de rodillos lisos. Los rodillos giran 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.

8

Imagen trituradora de rodillos

TRITURADORA DE MARTILLOS

Trituradora de martillos se usan para reducir partículas de tamaño intermedio a dimensiones pequeñas o a polvos. Con frecuencia, la alimentación de los molinos de martillos es el producto de trituradores giratorios o de quijadas. En el molino de martillos, un rotor de alta velocidad gira en el interior de una coraza cilíndrica. En el exterior del rotor se acopla una serie de martillos en los puntos de pivote. La alimentación entra por la parte superior de la coraza y las partículas se rompen a medida que caen por el cilindro. El material se rompe por el impacto de los martillos y se pulveriza al pasar por la estrecha abertura entre los martillos y la coraza. Por último, el polvo pasa por un tamiz o malla en el extremo de descarga 9

Imagen 5. Trituradora de martillos

1.1.2. MOLINOS DE REDUCCIÓN INTERMEDIA

La molienda es la última etapa del proceso de conminación, en esta etapa las partículas se reducen de tamaño por una combinación de impacto y abrasión ya sea en seco o como una suspensión en agua pulpa.

La molienda se realiza en molinos que giran alrededor de su eje horizontal y que contienen una carga de cuerpos sueltos de molienda conocidos como "medios de molienda", los cuales están libres para moverse a medida que el molino gira produciendo la conminación de las partículas de mena. 10

En el proceso de molienda partículas de 5 a 250 mm son reducidas en tamaño a 10 - 300 micrones, aproximadamente, dependiendo del tipo de operación que se realice.

El propósito de la operación de molienda es ejercer un control estrecho en el tamaño del producto y, por esta razón frecuentemente se dice que una molienda correcta es la clave de una buena recuperación de la especie útil.

MOLINO DE BOLAS

Imagen 6. 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. 11

Aplicación:

El Molino de bola es un equipo clave para la re pulverización. Es ampliamente usado para cemento, productos de silicato, nuevos tipos de materiales de construcción, materiales a prueba de fuego, fertilizantes químicos, metales negros y no ferrosos, vidrio, cerámicas, entre otros. Nuestro molino de bolas puede moler minerales u otros materiales que pueden ser molidos tanto por proceso húmedo como por proceso seco.

Principio de trabajo: Este Molino de bola es un dispositivo de funcionamiento de tipo horizontal y tubular, tiene dos compartimientos. Esta máquina es de estilo de molienda y su exterior funciona a través de un engranaje. El material ingresa espiral y uniformemente al primer compartimiento de la máquina de molienda a través del eje del espacio de salida de materiales por medio del dispositivo de entrada de materiales. En el compartimiento, hay un tablero de escala o tablero de onda, y según las diferentes especificaciones se pueden instalar bolas de acero en el tablero de escala. Cuando el cuerpo del barril gira y luego produce fuerza centrífuga, en ese momento, las bolas de acero son llevadas hasta cierta altura y caen para moler y golpear los materiales. Después de ser molidos de forma gruesa en el primer compartimiento, los materiales entran en el segundo compartimiento para ser re molidos con las bolas de acero y el tablero de escala. Al final, el polvo es descargado por el tablero de salida de materiales y el producto final está terminado.

Características y beneficios: Esta máquina consta de una parte de alimentación, parte de descarga, parte de transmisión, (desacelerado, pequeño engranaje de transmisión, generador, control eléctrico) entre otros. El espacio del eje adopta acero fundido y el forro puede ser reemplazado, el engranaje grande rotatorio es procesado desde el engranaje fundido giratorio. El cuerpo del barril es bien usado y soporta tableros de escala. Esta máquina funciona continuamente y trabaja confiablemente.

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Tabla 1. Especificaciones sobre el molino de bolas Modelo

velocid

Pe

Tamaño

Tamaño de la

Producción

Potencia

Peso

ad del

so

de la

salida de los

(t/h)

(kw)

(T)

cangiló

de

abertura

piensos (mm)

n

la

de

(r/min)

bo

aliment-

la

ación (mm)

Ф1830×30

24

11

≤25

0.074~0.4

4-10

180

28

24

23

≤25

0.074~0.4

6.5-15

210

34

24

25

≤25

0.074~0.4

7.5-17

245

36

21

30

≤25

0.074~0.4

10-22

370

48.5

21

30

≤25

0.074~0.4

14-26

380

52.8

21

33

≤25

0.074~0.4

16-29

475

56

00 Ф1830×64 00 Ф1830×70 00 Ф2200×55 00 Ф2200×65 00 Ф2200×75 00

MOLINO DE MARTILLOS

Molino de martillos: Utilizado para reducir a granulometría reducida la mena, mediante la rotación de un eje al que están adosados martillos de aleaciones duras. Este tipo de molinos se utiliza con frecuencia en la industria minera.

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Imagen 7. Molino de martillos

Molino de martillo rotatorio: 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. El tamaño de partícula depende de la velocidad del rotor, tamaño del tamiz, y velocidad de introducción del material. El uso de tamices gruesos produce partículas de menor tamaño porque estas atraviesan tangencialmente el orificio debido a la alta velocidad del motor. El tamiz de hoyos circulares es más fuerte pero se usa poco porque tiende a obstruirse. Sin embargo, este se usa para materiales fibrosos. El tamiz cuadriculado a 45 grados se utiliza para materiales cristalinos frágiles y el de hoyos a 90 grados se usa para las suspensiones ya que estos tienden a atascarse fácilmente. 14

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.

En general, éstos molinos producen partículas con una distribución de frecuencias cerrada, pero si la carga es alta, el tiempo de retención del material se prolonga produciéndose más finos de forma esférica. Para la producción de partículas finas o ultra finas (inyectables) (1 -20 µM), se utiliza una alta velocidad junto con aire clasificado para la remoción del material hasta un tamaño aceptable.

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.

Tabla 2. Especificaciones del molino de martillos

MOLINO DE BARRAS

Imagen 8. Molino de barras 15

Molino de barras: Utilizado para reducir a polvo la materia prima mediante la rotación de un tambor que contiene barras de acero o de otro material. Este tipo de molinos se utiliza con frecuencia en la industria minera.

Molinos de barras El molino de Barras está formado por un cuerpo cilíndrico de eje horizontal, que en su interior cuenta con barras cilíndricas sueltas dispuestas a lo largo del eje, de longitud aproximadamente igual a la del cuerpo del molino. Éste gira gracias a que posee una corona, la cual está acoplada a un piñón que se acciona por un motor generalmente eléctrico.

Los molinos de barras, como ya hemos visto anteriormente, son grandes tubos cilíndricos, dispuestos horizontalmente. Están construidos a base de planchas de acero, protegidas contra el desgaste y la corrosión por revestimientos metálicos intercambiables.

La cámara cilíndrica gira alrededor de su eje horizontal apoyada en los extremos sobre unos cojinetes cilíndricos que descansan sobre unos soportes.

Tabla 3. Características de molinos de barras

Tamaño en pies (metros)

D: 10 (3,05) L: 14 (4,3)

Potencia máx. en HP

800

Capacidad de producción en

2700

tn/24 hs. Descarga

Rebalse Periféricas

Molienda

Húmeda y Seca

16

Clasificación en función de la descarga y Aplicaciones: La clasificación de los molinos de barras, según el tipo de alimentación y descarga es la siguiente:

Molino de descarga por rebose Trabajo en circuito cerrado para producir tamaños comprendidos entre 0.3-0.8 mm.

Imagen 9. Molino de descarga por rebose alimentado con tubo

Molino de descarga periférica extrema Se emplea en circuito abierto para producir tamaños máximos de 1-3 mm y en circuito cerrado para obtener tamaños máximos de 0.4-1 mm.

Imagen 10. Molino de barras con descarga periférica

La descarga se realiza gracias a la abertura de rejillas perimetrales. 17

Molino de descarga periférica central

Se alimentan mediante tubos por los dos extremos y van a trabajar, generalmente en circuito abierto para obtener un tamaño máximo de 5-3 mm.

Imagen 11. Molino de barras de descarga periférica central

Las aplicaciones de los molinos de barras se encuentran principalmente en la molienda de carbón y coque, fabricación de arena artificial para hormigón, molienda de clinker para cemento, sinterización de minerales de hierro, etc.

Tabla 4. Especificaciones del molino de barra Tipo

Especificacione

Velocida Pes

Aridad Aridad Salid

Pote Dimension

Peso

s de la carcasa

d de

o de

del

del

a

-

es (L×A×A)

(kg)

(mm)

rotación

la

gra-

granul

(t/h)

ncia

(mm)

barr

nulo

o de

a (t)

de

salida

alime

(mm)

Diámetr Longi de ka o

-

carcasa

tud

(r/min)

ntación

(mm) 18

(kw)

MB091 900

1800

8

29.0-

2.3