TAMAÑO DE PARTÍCULA OBTENIDA POR LA REDUCCIÓN DE TAMAÑO DE ALIMENTOS SÓLIDOS GRANULOMETRIA

Transcripción

1 TAMAÑO DE PARTÍCULA OBTENIDA POR LA REDUCCIÓN DE TAMAÑO DE ALIMENTOS SÓLIDOS GRANULOMETRIA

2 TAMAÑO DE PARTÍCULA DE LOS PRODUCTOS La reducción de tamaño de sólidos convierte partículas grandes en otras más pequeñas que son deseables por su gran superficie o bien por su forma o tamaño Las propiedades físicas y químicas de los sólidos varían en función de su tamaño de partícula (granulometría)

3 Los requerimientos de tamaño varían para cada tipo de alimento y generalmente se establecen en las especificaciones del producto que se desea obtener Así por ejemplo, para Harina de Trigo Fortificada, la Norma Técnica Nacional (ITINTEC ) establece que «Tamizada la harina en un tamiz de 212 micras (Nº 70) deberá pasar por él al menos el 98 por ciento de la misma (método de análisis AOAC) «

4 Como la reducción de tamaño de un alimento a nivel industrial se realiza mediante procesos mecánicos, es imposible que el producto resultante de una molienda tenga en su totalidad un tamaño igual y uniforme En los procesos industriales de reducción de tamaño se obtiene un producto que va a tener una gama de tamaños entre una dimensión máxima estipulada y una infinitamente pequeña

5 El material fragmentado, cuyo tamaño es SUPERIOR a la dimensión máxima impuesta se denomina GRUESO El material fragmentado, cuyo tamaño es INFERIOR a la dimensión máxima impuesta se denomina FINO

6 La efectividad de la operación de reducción de tamaño empleada y por lo tanto el tamaño y la homogeneidad en el tamaño de partícula del material obtenido depende de: a) Dureza y abrasividad I. NATURALEZA DEL ALIMENTO b) Sensibilidad térmica c) Temperaturas de ablandamiento y fusión d) Contenido de humedad II. CARACTERISTICAS DEL EQUIPO EMPLEADO a) Tipo de sistema desintegrador (Cuchillas, Martillos, Discos) b) Fuerza (potencia) ejercida III. CONDICIONES DE OPERACIÓN a) Inclinación garganta de alimentación b) Velocidad de giro del rotor c) Tamaño de la criba d) Duración del proceso

7 I. NATURALEZA DEL ALIMENTO a) Dureza y abrasividad b) Sensibilidad térmica c) Temperaturas de ablandamiento y fusión d) Contenido de humedad

8 II. CARACTERISTICAS DEL EQUIPO EMPLEADO EQUIPOS MAS UTILIZADOS PARA LA REDUCCIÓN DE TAMAÑO DE ALIMENTOS SOLIDOS Alimentos HÚMEDOS Carne, pollo, frutas, hortalizas, queso, pan 1) CORTADORAS 2) DESPULPADORAS 3) EXTRACTORES DE JUGO 4) RALLADORAS 5) MOLINOS DE TORNILLO 6) MOLINOS DE CUCHILLAS Alimentos SECOS Cereales, especias, nuez, almendra, azucares, sal, 1)TRITURADORAS Martillos 2) MOLINOS Discos Bolas Rodillos

9 TIPO DE ELEMENTOS DESINTEGRADORES CUCHILLAS Y MARTILLOS La selección adecuada del estilo de cuchillas o martillos resulta importante para asegurar el tamaño de partícula deseado. Para producir Purés o Pulverizaciones caras de impacto Para cortar, destazar o granular caras filosas Cuando ambos tipos de procesos llegan a usarse, se dispone de cuchillas con una cara filosa y otra plana. También se pueden utilizar rotores de barras, paletas o cepillos cuando se necesitan formas más suaves de reducción de tamaño o de desaglomerado

10 DISCOS De trituración De corte Lisos Dentados Rebanadores, Desmenuzadores Ralladores Cortadores Estriados

11 III. CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO DE ALIMENTOS SOLIDOS 1) INCLINACIÓN DE LA GARGANTA DE ALIMENTACIÓN 2) VELOCIDAD DE GIRO DEL ROTOR 3) TIPO Y TAMAÑO DE CRIBA

12 GARGANTA DE ALIMENTACIÓN El elegir la garganta de alimentación adecuada determinará parcialmente la fuerza y la acción que las cuchillas ejercen sobre el material alimentado, afectando el tamaño de partículas Una entrada situada horizontalmente expone el producto a más superficie de rompimiento, produciendo partículas finas Una entrada vertical hacia delante minimiza el rompimiento y expone inmediatamente más material a la criba, dando paso a partículas mayores

13 VELOCIDAD DE GIRO DEL ROTOR La velocidad del rotor afecta la distribución de los tamaño de partícula obtenidos

14 TIPO Y TAMAÑO DE CRIBA Para regular el tamaño de la partícula del producto final, los equipos de reducción de tamaño poseen en su interior una CRIBA ó TAMIZ Es importante seleccionar el tipo y tamaño de la criba para producir el tamaño de partícula deseado Las aperturas de la criba varían generalmente desde 0.025mm (.001") hasta 38mm (1.5") con perforaciones redondas o cuadradas

15 El tamiz interior de los equipos de reducción de tamaño permite: - Controlar el tamaño de la partícula de salida del equipo - Re-procesar los gruesos y ajustar el equipo a la menor cantidad posible de finos

16 En los procesos industriales, en lugar de o adicionalmente a la malla o criba en el interior del equipo, es común hacer pasar el producto resultante por tamices acoplados a la salida de los equipos de reducción de tamaño para clasificarlos y separarlos por tamaños Para que el tamizado se efectúe adecuadamente, generalmente se utilizan fuerzas giratorias o vibratorias con el fin de permitir que el material más fino traspase el tamiz. Tamices Giratorios Tamices Vibratorios

17 Análisis Granulométrico

18 Debido a la importancia que tiene el tamaño de partícula de un producto Después de una operación de REDUCCIÓN DE TAMAÑO generalmente se procede a efectuar un ANALISIS GRANULOMÉTRICO con el fin de evaluar el proceso y caracterizar el producto obtenido

19 Análisis Granulométrico Es el procedimiento por el cual se separan las partículas constitutivas de una muestra evaluada según tamaños, de tal manera que se pueda conocer la cantidad en peso o porcentaje de cada tamaño que constituye el total de la muestra % 29% 46% 17%

20 La separación de las partículas por tamaños se realiza mediante TAMIZADO El tamiz consiste en una superficie con perforaciones uniformes (denominadas abertura de malla) por donde pasará parte del material y el resto será retenido por él Para la determinación de la granulometría de un producto, lo primero que se debe hacer es tomar una MUESTRA REPRESENTATIVA (aleatoria y suficiente) de dicho producto

21 La muestra del alimento a analizar se pasa por una serie de tamices con diferentes diámetros que son ensamblados en una columna y sometidos a vibración En la parte superior, se encuentra el tamiz con la mayor abertura y es donde se agrega el material a examinar Luego de algunos minutos, se desensamblan los tamices y se registran los pesos de material retenido en cada uno de ellos y que, en su suma, deben corresponder al peso total del material que inicialmente se colocó en la columna de tamices

22 CLASIFICACIÓN DE LOS TAMICES MALLA No. (US STD o TYLER) ABERTURA DEl TAMIZ (mm) MALLA No. (US STD o TYLER) ABERTURA DEL TAMIZ (mm)

23 Del Análisis Granulométrico puede obtenerse: 1) Distribución del tamaño de partículas de una muestra dada 2) Tamaño medio de partícula de dicha muestra

24 Conceptos básicos Las partículas que se retienen en cada tamiz tienen un tamaño (D) inferior al tamaño de la malla del tamiz inmediatamente superior pero superior al tamaño de la malla de ese tamiz Por ello, en cada tamiz existe una gama de tamaños, que dependen de la diferencia entre la abertura de malla de ese tamiz y la del tamiz superior.

25 Por ello, para tener una mayor precisión, el tamaño de las partículas retenidas en cada tamiz se calcula como el promedio de los tamaños mínimo y máximo de dicho tamiz Así, para el tamiz n se tiene que: donde: D n = t n min + t n max 2 D n = Diámetro o tamaño de las partículas retenidas en el tamiz n t n min = Apertura de malla del tamiz n t n max = Apertura de malla del tamiz n-1

26 DISTRIBUCIÓN DEL TAMAÑO DE PARTÍCULA Se define como el porcentaje relativo en masa de cada una de las distintas fracciones de tamaños representados en la muestra Generalmente se representa mediante una gráfica semi-log (escala logarítmica en la horizontal y escala normal en la vertical) que describe el perfil de distribución de las partículas y se denomina: CURVA GRANULOMETRICA Tamiz No. Tamaño de partícula (µm) Peso retenido (g) Gruesos FONDO 6.9 Finos Finos Gruesos

27 Media aritmética ഥX ( ): TAMAÑO MEDIO DE PARTÍCULA El tamaño medio de las partículas de una muestra se calcula obteniendo la Media Aritmética de las partículas que componen dicha muestra ഥX ഥX = M 1R 1 + M 2 R M n R n R 1 + R R n Donde M 1, M 2,., M n R 1, R 2,., R n = Tamaño medio de partículas retenidas en cada una de as mallas (µm ó mm) = Peso (g ó %) retenido en cada una de las mallas

28 Debe determinarse también: Desviación Estándar ( ) σ = σ i=1 n σ i=1 R i (M i X) 2 n R i 1 Donde M 1, M 2,., M n R 1, R 2,., R n = Tamaño medio de partículas retenidas en cada una de las mallas (µm ó mm) = Peso (g ó %) retenido en cada una de las mallas Moda Es el tamaño que corresponde a la mayor frecuencia

29 El tamaño medio del producto, antes y después de la reducción de tamaño sirve para determinar la RELACIÓN DE REDUCCIÓN Expresa el grado de ruptura de un material y se calcula como: R. R. = Tamaño medio de la alimentación (mm) Tamaño medio del producto (mm) R.R. = Relación de Reducción Algunos valores típicos de Relación de Reducción son: R.R. 20 molienda gruesa R.R. 70 molienda fina La R.R. se utiliza para valorar la eficacia relativa de distintos equipos