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TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE JOCOTITLÁN
INGENIERÍA QUÍMICA
INGENIERIA DE PROCESOS QUIMICOS INDUSTRIALES
TEMA:
PRACTICA N°4. MOLIDA Y TAMIZADO
PRESENTA:
ESCOVAR DOLORES BETZARELY GUERRERO ITURBIDE BRENDA BERENICE CUADROS SÁNCHEZ CÉSAR HERNÁNDEZ BERNAL CLAUDIA JOSELYN HERNÁNDEZ SÁNCHEZ HEIDI ANDREA LÓPEZ LARA FUENTES LUIS FERNANDO
DOCENTE:
DR. RAYMUNDO SÁNCHEZ OROZCO
GRUPO: IF- 701
Jocotitlán, Estado de México; octubre de 2022.
PRÁCTICA NO. 4 MOLIENDA Y TAMIZADO
Objetivo General
- Realice la reducción de tamaño de muestras sólidas, mediante diferentes técnicas de molido.
- Realice un análisis granulométrico de diferentes muestras, mediante el método granulométrico con el uso de tamices de diferentes tamaños. Objetivos Específicos
- Realizar la reducción de tamaño de diferentes materiales, mediante diferentes equipos de molido
- Realizar el análisis granulométrico de diferentes muestras
- Determinar la composición de las muestras por tamaño de partícula y construir la curva granulométrica de cada muestra empleada. Marco teórico Tamizado El cribado es un método físico mecánico mediante el cual se pueden separar las partículas sólidas presentes en mezclas heterogéneas. Las partículas más grandes de la mezcla se retienen en la superficie del tamiz mediante un procedimiento simple o simple. Sólo las partículas cuyo diámetro sea menor que los orificios del tamiz pasarán a través de este instrumento. Para que el proceso de cribado se lleve a cabo, debe haber algún movimiento entre la mezcla a separar y la superficie del tamiz. Así, los poros u orificios del tamiz coinciden con las partículas que pueden pasar a través de ellos. El propósito del tamizado es separar las partículas sólidas de acuerdo con su tamaño. Aplicando un único proceso de tamizado, la mezcla se separa en dos fracciones más homogéneas. Hay la fracción de partículas retenidas en la superficie del tamiz conocida como la fracción gruesa o rechazada; y la fracción que pasa a través de los orificios del tamiz, conocida como la fracción fina o tamizadora. (Tamizado, 2020) Características de los tamices Los tamices pueden ser de diferentes formas y pueden estar elaborados con materiales muy diversos. Por ejemplo, pueden ser cilindros de metal con un tejido de alambre en su base, redondos y de madera con un tramado de varillas o de tela en su parte inferior, de
Métodos de tamizado
- Antes de comenzar el proceso de tamizado, es necesario considerar:
- La vía por la cual se realizará el proceso: vía seca o vía húmeda.
- El diámetro de los tamices.
- Cantidad de tamices a utilizar y sus aberturas nominales.
- El tipo de tamiz y su forma geométrica (cuando se trate de chapas perforadas). El proceso de tamizado puede realizarse aplicando los siguientes métodos: tamizado manual, tamizado mecánico, tamizado sónico y por depresión. 1. Tamizado manual: La separación con el método manual de tamizado consiste en realizar un movimiento de vaivén con el tamiz, con la intención de que la muestra completa circule por toda la superficie del tamiz. El movimiento de vaivén debe acompañarse con algún golpe seco para facilitar el paso de partículas que, por su tamaño pudieran quedar retenidas. 2. Tamizado mecánico : La separación mediante el método de tamizado mecánico se realiza con tamizadoras, estas se dividen en tres grupos: Tamizadoras electromagnéticas: El movimiento o la vibración es producida por medio de una bobina o electroimán. Estos equipos imprimen un movimiento tridimensional. Además de un movimiento vertical, pueden generar un movimiento de rotación de la carga por encima de la superficie del tamiz. Se recomienda para trabajar con materiales de densidad elevada y para ensayos por vía húmeda. Tamizadoras orbitales: Cuentan con un motor que transmite un movimiento bidimensional a la carga sin vibraciones. Estos equipos son apropiados para partículas de forma cilíndrica y baja densidad como granos de cereales o centeno. Tamizadoras de golpeteo: El tamizado mecánico que realizan estos equipos, combina un movimiento excéntrico con otro de golpeteo vertical cada 2/3 revoluciones sobre la columna de tamices. Tamizado sónico: El proceso se realiza con tamizadoras que transmiten a la muestra ondas acústicas de muy baja frecuencia mediante vibración. Se recomienda para tamizados hasta 3μm de materiales difíciles de separar. (Proceso de tamizado - Zoeken, s. f.)
Tamices industriales Los Tamices industriales son usados para separar diferentes tamaños de grano o de productos, su uso se basa en hacer pasar todos los productos por los tamices de diferentes tamaños y de esta manera poder dividirlos y o catalogarlos. Estos tamices están preparados para realizar el tamizado en una operación con húmedad, aunque lo más frecuente es realizar el tamizado en seco. Suelen ser usados con una tamizadora industrial, para poder realizar el trabajo de una forma más rápida y eficiente. Tamices Fusion y Fusion Plus Las cribas Fusion de SWECO han sido diseñadas para eliminar el uso de adhesivos, adhesivos epoxy o silicona en la fabricación de cribas. En vez de esto, la malla se "fusiona" directamente dentro del anillo de tensión de construcción de polímero patentada. La repetibilidad de la construcción robótica asegura un tensionado preciso, tolerancias más bajas y menor desviación de las cribas. El tamiz Fusion está compuesto por una junta, un alivio de tensión, y un marco en una sola pieza moldeada. Este diseño elimina la necesidad de tener una junta de criba separada y proporciona un ajuste preciso con el separador. Además, este diseño reduce la existencia de grietas, lo que produce una criba más limpia y con menor potencial de contaminación cruzada. Los tamices Fusion están disponibles en construcción estándar Fusion y Fusion Plus. El tamiz Fusion Plus está fabricado en componentes aprobados por la FDA para su uso en aplicaciones sanitarias y con límites de temperatura más altos. (Tamices industriales, s. f.) Análisis granulométrico El análisis granulométrico se realiza mediante el tamizado de la muestra. Este permite conocer el tamaño de las diferentes partículas que componen el sedimento a analizar. El análisis por tamizado forma parte de los métodos mecánicos para conocer la granulometría. Usar tamices que son ensamblados en una columna de en orden descendente. Para hacer un tamizado de las muestras se debe:
- En el tamiz más grueso se echa la muestra.
- La columna de tamices se somete a movimientos vibratorios y de rotación, con ayuda de una máquina especial.
- Se retiran los tamices y se toma por separado el peso del material que se ha retenido en cada uno.
ángulos grandes o más abiertos. Luego se analizan los datos de la intensidad de dispersión angular para calcular el tamaño de las partículas responsables de crear el patrón de dispersión, utilizando la teoría Mie de la dispersión de luz. El tamaño de partícula se registra como un diámetro de esfera equivalente al volumen.
- Dispersión de luz dinámica. La dispersión de luz dinámica (DLS), a la que a veces se hace referencia como dispersión de luz cuasi elástica (QELS), es una técnica no invasiva y bien establecida para medir el tamaño y la distribución de tamaño de moléculas y partículas, típicamente en la región submicrométrica, y con la tecnología más reciente, inferiores a 1 nm. Las aplicaciones típicas de la dispersión de luz dinámica son la caracterización de partículas, emulsiones o moléculas que se han dispersado o disuelto en un líquido. El movimiento Browniano de las partículas o moléculas en suspensión hace que la luz láser se disperse en diferentes intensidades. Del análisis de estas fluctuaciones de intensidad se obtiene la velocidad del movimiento browniano y por lo tanto el tamaño de partícula utilizando la relación de Stokes-Einstein.
- Dispersión de rayos X de ángulo reducido. La SAXS (Small angle X-ray scattering), es una de las técnicas más versátiles para la caracterización estructural de los nanomateriales. Las muestras pueden ser objetos sólidos, polvos, geles o dispersiones líquidas, y pueden ser amorfas, cristalinas o semicristalinas.
- Análisis de seguimiento de nanopartículas. El Análisis de rastreo de nanopartículas (NTA) utiliza las propiedades tanto de dispersión de luz como de movimiento browniano para obtener la distribución del tamaño de las partículas en muestras en una suspensión líquida. Un rayo láser se pasa a través de la cámara de la muestra, y las partículas en suspensión en el camino del haz dispersan la luz de tal manera que pueden verse fácilmente a través de un microscopio de 20 aumentos a una distancia de trabajo lejana, en el que está montada una cámara de video. La cámara captura un archivo de video de las partículas en estado de movimiento browniano. El software de Análisis de rastreo de nanopartículas (NTA) realiza un seguimiento de muchas partículas individualmente y utiliza la ecuación Stokes-Einstein para calcular sus diámetros hidrodinámicos.
- Velocimetría de filtro espacial. Mediante el uso de la velocimetría de filtro espacial, puede extraerse el tamaño y la velocidad de las partículas a medida que pasan a través de un rayo láser y producen sombras en un arreglo de fibras ópticas. Mide simultáneamente el tamaño de partícula y la velocidad de las partículas individuales. El instrumento es capaz de determinar el conteo y las distribuciones de tamaño de las partículas con base en estadísticas y en la técnica de velocimetría de filtro espacial. (García-García, 2013) 2. ¿Por qué es importante el control del tamaño de partícula (por ejemplo, en la industria farmacéutica y alimenticia)? Para la industria farmacéutica conocer y controlar el tamaño de partícula tanto en ingredientes activos como excipientes es de alta importancia, pues esta variable física puede afectar tanto las propiedades y el comportamiento de un producto cuando es ingerido por el ser humano, así como la apariencia y estabilidad en productos de uso tópico. Se ha evidenciado que el tamaño de las partículas puede afectar características de solubilidad, capacidad de absorción y uniformidad de contenido. En alimentos los diferentes tamaños de partícula pueden afectar la sensación en la boca. No es igual el sabor de un chocolate con partículas superiores a 30μm del que tiene un chocolate fino cuyas partículas tienen un tamaño menor. En la industria cosmética caracterizar, por ejemplo, los tamaños nanométricos de algunos filtros y pantallas para protectores solares dan mejor dispersión y cubrimiento en la piel. (Bermudez & Bermudez, 2020) 3. ¿Cuándo se recomienda usar el tamizado? Se recomienda usar el tamizado como un método de separación cuando hay dos o más componentes de diferentes tamaños que se separan de una mezcla sobre la base de la diferencia en sus tamaños, Por tanto, no puede separar dos sustancias en una mezcla que tengan el mismo tamaño. Por ejemplo, no puede separar una mezcla de tiza en polvo de la harina. (Mora, 2020)
- Limpiar las mallas con la brocha y utilizar aire comprimido para retirar el polvo adherido al tamiz.
- Se hará una interpretación de los datos experimentales, se sacará información de ellos y se predecirán cambios en los mismos debido a cambios en las variables operativas de la operación de molienda.
- Con los valores obtenidos del análisis granulométrico, los alumnos deben realizar las tablas y gráficos para aportar su interpretación en el informe. Análisis y discusión de resultados
- Completar las Tablas 2 y 3, con la información correspondiente Tabla 2. Datos obtenidos de los pesos en los tamices en 5, 10 y 15 min. 5 min 10 min 15 min Malla Abertura, mm Peso retenido 1, g Peso retenido 2, g Peso retenido 3, g 50 80 129 150 200 Residuo --- Peso total
Tabla 3. Fracciones másicas de los pesos obtenidos en la tabla 1. Malla X 1 X 2 X 3 Dm, mm 50 --- 80 120 150 200 Residuo
*** Para el primer tamiz no se puede saber el diámetro medio de partícula, sólo el diámetro inferior. Donde: X 1 , X 2 y X 3 representan la fracción en peso de material retenido en cada malla; Dm, diámetro medio.
- Graficar los histogramas de frecuencias de los diámetros medios de partícula para 5, 10 y 15 minutos de tamizado.
- A partir de los datos obtenidos en los diferentes tiempos, realizar los cálculos estadísticos correspondientes para completar las Tablas 4, 5, 6 y 7 Tabla 4. Datos para el cálculo de la desviación estándar a los 5 minutos. Dm (mm) X 1 X 1 Dm f(x 1 - xm)^2 --- --- --- Residuo 𝞂 = X 1 = Xm=ƩX 1 Dm/ƩX 1 = Ʃf(x 1 - xm)^2 = Tabla 5. Datos para el cálculo de la desviación estándar a los 10 minutos. Dm (mm) X 2 X 2 Dm f(x 2 - xm)*^2 --- --- --- Residuo 𝞂 = X 2 = Xm=ƩX 2 Dm/ƩX 2 = Ʃf(x 2 - xm)^2 =
Aplicaciones industriales Aplicaciones del tamizado en la industria alimentaria Muchos de los productos alimenticios y materia primas de la industria alimentaria requieren una preparación y acondicionamiento con el fin de obtener un tamaño determinado de partícula. Esto requiere de dos operaciones: reducción de tamaño y tamizado. Existen varios productos alimenticios que son tamizados a nivel industrial, como la sémola, harinas de maíz, granos, entre otros. Aplicaciones del tamizado en industria alimentaria: Separación del trigo: En el proceso de producción de la harina de trigo, se tamiza en diversos molinos para separarla del salvado (la cáscara del grano). Aplicaciones del tamizado en industria alimentaria: Tamizado del azúcar: El tamizado ha sido el método de prueba tradicional para medir el tamaño de partícula del azúcar. Un analizador de tamaño de partículas proporciona una alternativa comprobada a los tamices para el análisis de azúcar, el control de la distribución del tamaño de las partículas de azúcar, es crítico porque requiere una calidad constante. Aplicaciones del tamizado en industria alimentaria: Elaboración del café: Para separar el grano del resto de hojas, palos u otros materiales que acompañan a la semilla del café. Aplicaciones del tamizado en industria alimentaria: Separación de semillas: En la industria semillera, a menudo deben tamizarse las semillas para distinguirlas de impurezas sumadas durante el proceso. (Productos, 2022) Conclusiones Recupera y formaliza las experiencias de los conocimientos logrados. Referencias
- Tamizado. (2020, 19 enero). Métodos de separación de mezclas. Recuperado 12 de octubre de 2022, de https://metodosdeseparaciondemezclas.win/tamizado/
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- Tamices industriales. (s. f.). Labopolis. Recuperado 14 de octubre de 2022, de https://www.labopolis.com/categoria-producto/industrial/tamices-industriales/ Criterios de evaluación: Se deberán especificar los criterios de evaluación de cada una de las prácticas. Nota: En los textos en color rojo, colocar la información correspondiente en Arial 11, color negro. Borrar esta nota en el documento final. Anexos: Fotografías del proceso experimental
