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2 TABLA DE CONTENIDO 1. OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA 2. MARCO TEÓRICO 3. PROCEDIMIENTO a. Primera Parte (Molienda) b. Segunda Parte (Tamizado) 4. MATERIAL UTILIZADO Y REACTIVOS 5. TABLA DE DATOS 6. RESPUESTAS AL CUESTIONARIO (10 preguntas). 7. CAUSAS DE ERROR 8. a. SUGERENCIAS b. APLICACIONES A LA PROFESIÓN 9. BIBLIOGRAFÍA

LABORATORIO TAMIZADO

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TABLA DE CONTENIDO

1. OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA

2. MARCO TEÓRICO

3. PROCEDIMIENTO

a. Primera Parte (Molienda)

b. Segunda Parte (Tamizado)

4. MATERIAL UTILIZADO Y REACTIVOS

5. TABLA DE DATOS

6. RESPUESTAS AL CUESTIONARIO (10 preguntas).

7. CAUSAS DE ERROR

8.

a. SUGERENCIAS

b. APLICACIONES A LA PROFESIÓN

9. BIBLIOGRAFÍA

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PRÁCTICA DE LABORATORIO DE QUÍMICA INDUSTRIAL No. IA Y IB GRUPO M-3

Grupo de Laboratorio No. 2

1. Objetivos de la Práctica

Conocer y profundizar los procesos de preparación de materias primas por medio de procesos de reducción de sólidos y tamizados.

Familiarizarse con el montaje de tamices para futuras aplicaciones en la

industria.

Identificar las etapas y variables involucradas, desde la consecución de la materia prima hasta el producto terminado.

Observar y analizar debidamente las diferentes operaciones involucradas

en la reducción de tamaño de sólidos, diferenciándolos por medio de las características del resultado final.

Realizar el análisis granulométrico de una muestra, indicando las variables

que influyen en el resultado.

2. Marco Teórico

REDUCCIÓN DE TAMAÑO EN SÓLIDOS

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.

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Las técnicas de reducción de tamaño son: Compresión: Es utilizada para la reducción gruesa de sólidos duros, genera

productos gruesos, medios o finos. Corte: Se utiliza cuando se requiere un tamaño definido de partículas. FROTACIÓN O ROZAMIENTO: Genera productos finos a partir de materiales

blandos no abrasivos. Impacto: Esta técnica consiste en el choque de las partículas para la

disminución de su tamaño. 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. VARIABLES DE LA REDUCCIÓN DE TAMAÑO

Alimentación Obstruida: El desintegrador esta 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 proporción de finos y disminuye la capacidad de producción.

Contenido De Humedad: En la etapa grosera e intermedia los materiales no deben exceder el 4% de humedad. En la etapa mas fina de reducción de tamaño se aplica una molienda húmeda.

Trituración Libre: El producto desintegrado, junto con cierta cantidad de finos formados, se separa rápidamente de la zona de acción desintegrante después 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 centrifuga.

Operación en circuito cerrado: Cuando el material de rechazo es devuelto al desintegrador.

Operación en circuito abierto: Cuando el material no se devuelve para su retrituración.

Dureza Y La Estructura Del Material: Las maquinas para trituración grosera de materiales blandos no necesitan una maquina tan robusta o compleja como las utilizadas a la trituración de materiales duros.

Clasificación de operaciones de reducción de tamaño · No existe una clasificación rigurosa · En una reducción gradual de tamaño pueden diferenciarse las operaciones:

Quebrantar: equivale a subdividir el tamaño hasta la dimensión de una avellana

Triturar: subdividir el tamaño hasta la dimensión de una granalla Moler: corresponde a una trituración fina

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Clasificación de máquinas de reducción de tamaño:

Trituradores bastos: máquinas cuya alimentación son trozos grandes (> 5 [cm] de diámetro)

Trituradores intermedios: máquinas que no se alimentan de masas muy grandes y que dan un producto capaz de pasar el tamiz de40 mallas

Molinos de finos. Máquinas que dan producto que pasa por el tamiz de 200 mallas.

TRITURACIÓN Y MOLIENDA

La trituración es un proceso de reducción de materiales comprendido entre los tamaños de entrada de 1 metro a 1 centímetro (0,01m), diferenciándose en trituración primaria (de 1 m a 10 cm) y trituración secundaria (de 10 cm a 1 cm). Las fuerzas utilizadas en la reducción de tamaño son: la compresión, el cizallamiento, la percusión o impacto y la atricción o abrasión. Todos los aparatos de trituración deben de disponer de mecanismos o técnicas para hacer frente a los problemas que son:

Un sistema o técnica antidesgaste. Un sistema de regulación de la granulometría del producto.

Un mecanismo anti-intriturables que garantice la integridad de la máquina. Molienda El término molienda, se ha convertido en un término de uso común, el cual se refiere a la pulverización y a la dispersión del material sólido.

3. Procedimiento:

Primera Parte: (Molienda)

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1. Inicialmente recolectamos huesos de diferente tipo (pollo y/o res), los limpiamos asegurándonos que no tengan residuos de carne, nervaduras o sustancia grasa.

2. Posteriormente los someterán a secado natural (exposición al sol) o artificial (en un horno o cerca de una estufa).

3. ya en el laboratorio, Pesamos el hueso limpio y seco. Verificando que el molino asignado por el docente este limpio.

4. Conectamos a la fuente la corriente eléctrica la línea que corresponde al molino. 5. Colocar el recipiente de recolección en la salida del molino, encendimos el molino y agregamos progresivamente el hueso, asegurándonos que no haya fugas o pérdida de materia prima.

5. Terminada la molienda, apagamos y desconectamos el equipo de la fuente de corriente eléctrica.

6. Pesamos el hueso molido. Limpiamos el equipo de tal forma que la materia prima que quede dentro se pueda combinar con la molida.

7. Pesamos nuevamente el hueso obtenido (involucrando el de la limpieza) y guardarlo en el recipiente de almacenamiento para la siguiente sesión.

Segunda Parte: (Tamizado) 1. Verificar el peso del hueso molido. 2. Pesar los diferentes tamices. 3. Colocar los tamices en orden ascendente (por tamaño: 0, 75, 150, 250, 425 y

850 micras, 2.0 y 4.75 mm) en el agitador eléctrico. 4. Tapar el último tamiz y asegurar los tamices al agitador. Conectar la línea del

agitador a la fuente eléctrica. 5. Ajustar el reloj (de 3 a 5 min.) y encender el equipo. 1. 6.Desmontar los diferentes tamices y pesar cada uno. Guardar las muestras. 6. Tomar las muestras más finas para posteriormente aplicarlas como abono a

una de las plantas que los estudiantes tendrán en sus casas (Es conveniente que el estudiante cultive dos plantas iguales para comprobar los efectos del abono en una de ellas, teniendo la otra como referencia). El grupo hará seguimiento al crecimiento de las dos plantas bajo las mismas condiciones (temperatura, luz y agua).

4. Material Utilizado y Reactivos: Primera Parte:

De 200 a 400 gr aprox. de hueso seco y limpio (previamente tratado). Balanza. Molino (de los disponibles en el laboratorio y asignado por el docente)

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gafas o lentes protectores, mascarilla y orejeras o tapa oídos (los estudiantes se encargaran de su consecución)

Recipiente de recolección y almacenamiento (aportado por los estudiantes).

Balanza Molino Huesos Segunda Parte:

Hueso procesado en la sesión anterior Tamices. Agitador eléctrico. Balanza. Cepillos brochas y bayetilla. Dos plantas en sus macetas (materas) correspondientes

Hueso Procesado Juego de tamices

5. Tabla de Datos (Recolección de datos) Molienda:

Peso de huesos Antes de moler: 417 g. Peso huesos Después de moler: 348 g.

Tamizado:

Peso Caja de Papel: 3.2 g

No. Tamiz

Apertura Peso Total

Peso Caja Peso Imágen

(mm o de Papel Retenido

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Mic.)

1 2.00 mm 161 g 3.2 g 157.8 g

2 850 Mic. 73 g 3.2 g 69.8 g

3 425 Mic. 69.2 g 3.2 g 66 g

4 150 Mic. 51 g 3.2 g 47.8 g

5 75 Mic. 8 g 3.2 g 4.8 g

6 0 mm 5 g 3.2 g 1.8 g

TOTAL 348 g

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6. Respuestas al Cuestionario

I.Realizar diagrama de flujo de las operaciones llevadas a cabo a través de todo el laboratorio.

II.Determinar las eficiencias o rendimientos en la operación de molienda. %Rendimiento: Cantidad Parcial Cantidad Total

%R= (348g) *100 = 83% %Pérdida= (69g) *100 = 17% (417g) (417g)

III.Determinar la eficiencia en la operación de tamizado. %Eficiencia: Cantidad Parcial Donde T# = No. de Tamiz Cantidad Total %ET1= (157.8g) *100 = 45.3% %ET4= (47.8g) *100 = 13.7% (348 g) (348 g) %ET2= (69.8g) *100 = 20.1% %ET5= (4.8g) *100 = 1.4% (348 g) (348 g) %ET3= (66g) *100 = 19% %ET6= (1.8g) *100 = 0.5% (348 g) (348g) IV.Determinar la eficiencia en todo el proceso (si fuese posible desde la

adquisición de los huesos, para ello es necesario pesar el hueso sin hacerle ningún tratamiento)

%R= (348g) *100 = 83% %Pérdida= (69g) *100 = 17% (417g) (417g)

No. Tamiz %E 1 45.3% 2 20.1% 3 19.0%

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4 13.7% 5 1.4% 6 0.5%

TOTAL 100.0% V.Tabular los datos en la operación de tamizado (diámetro de tamiz, peso de

tamiz vacío y peso de tamiz con hueso) Rta./: Resuelto en Ítem 5. Tabla de datos.

VI.Realizar una tabla de resultados que involucre peso retenido en cada tamiz

porcentaje de retenido y porcentaje acumulado de retenido.

No. Tamiz Apertura Peso % Peso % (mm o Mic.) Retenido Retenido Acumulado

1 2.00 mm 157.8 g 45.3% 45.3% 2 850 Mic. 69.8 g 20.1% 65.4% 3 425 Mic. 66 g 19.0% 84.4% 4 150 Mic. 47.8 g 13.7% 98.1% 5 75 Mic. 4.8 g 1.4% 99.5% 6 0 mm 1.8 g 0.5% 100%

VII.Realizar una grafica de diámetro de tamiz vs. Peso retenido con su correspondiente análisis granulométrico.

Granulometría: Nombre que recibe la proporción relativa de los elementos (con grosores y formas distintos), que constituyen una masa arenosa, pedregosa o pulverulenta, así como de los que componen los hormigones o morteros. Para realizar este tipo de análisis se necesita tener en cuenta:

Porcentajes de Rendimiento. (obtenido en numeral II y III) Porcentajes de retenido en las mallas de los tamices. (Obt. en numeral IV) Porcentajes retenidos acumulados. (Obt. numeral VI) Porcentaje de pérdida del material (huesos). (Obt. numeral IV) Gráfica de la curva granulométrica, donde la ordenada será el porcentaje

que pasa (acumulado) en peso en cada tamiz en escala natural y la abscisa el tamaño el diámetro.

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GRÁFICA GRANULOMETRÍA (Diametro de tamiz Vs. Peso Retenido)

CURVA GRANULOMETRÍA

Apertura Peso Retenido (gr.)

Diametro tamiz (cm)

2.00 mm 157.8 0.0838 850 Mic. 69.8 0.0436 425 Mic. 66 0.0309 150 Mic. 47.8 0.0106 75 Mic. 4.8 0.0053 0 mm 1.8 0.0001

Diámetro Vs. Peso Retenido

VIII.Que tipos de equipos hay para la reducción de tamaño? Indique clasificación, características, tamaño, manejo y usos. Mecanismos y molienda

El mecanismo de molienda, en sí mismo, con independencia de donde obtenía la energía, generalmente constaba de una piedra circular fija, llamada solera, que podía llegar a tener un diámetro

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superior a 1,50 metros y 20 a 30 cm de espesor, sobre la que se movía otra de forma semejante (volandera). En otros casos, la piedra móvil podía ser más pequeña, de forma troncocónica que al girar sigue la forma de la solera; en este caso se llama muela. Podía haber dos y hasta tres muelas sobre la solera.

REDUCCIÓN GROSERA DE TAMAÑOS CARACTERÍSTICAS: Las maquinas se alimentan con materiales de 7 a 10 cm y aun mayores. Para materiales duros se utilizan los quebrantadores de mandibulas, giratorios y de discos. Para materiales blandos, donde la producción de finos es limitada se aplican molinos de martillos o rodillos dentados.

EQUIPO PARA MATERIALES DUROS EN LA REDUCCIÓN GROSERA En esta etapa se utilizan quebrantadores de mandíbulas y lo quebrantadores giratorios. Los quebrantadores de mandíbulas se clasifican a su vez en quebrantador Blake y quebrantador Douge.

Quebrantador Blake Este quebrantador consiste en un bastidor de acero fundido sobre el cual están montadas las mandíbulas. Son dos mandíbulas una se encuentra fija y la otra móvil, también de acero fundido. La mandíbula móvil se apoya en su parte superior. La mandíbula se mantiene firme contra la rotula por la tensión de un resorte, la desintegración solo se produce cuando la mandíbula móvil avanza hacia la fija, la maquina se acciona mediante correas ordinarias o trapezoides.

Quebrantador Douge Este equipo esta sometido a esfuerzos desiguales debido a su diseño, por lo cual se construye en modelos pequeños, no tiene rotulas y la mandíbula se mueve por una excéntrica a través de una biela de tracción, la energía llega a través de una palanca larga. Las piezas de este quebrantador resisten esfuerzos enormes por la inercia del volante. Generalmente tienden a atascarse, debido a que la abertura tiene mandíbulas en el punto de la descarga.

Quebrantador giratorio. Estas maquinas presentan una gran capacidad de trabajo, funcionan de modo similar al de las mandíbulas ya que el elemento móvil desintegrador se aleja y se acerca de una placa desintegradota fija.

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EQUIPO PARA MATERIALES BLANDOS EN LA ETAPA GROSERA Ejemplos de materiales blandos son: el hielo, el carbón, las arcillas refractarias, el yeso y ciertos tipos de caliza. El equipo para materiales blandos no es robusto ni costoso. Los equipos utilizados son: el triturador Bradford y el quebrantador de rodillo dentado.

Triturador Bradford Reúne dos características importante una rotura y un tamizado. Este equipo es utilizado frecuentemente en la disminución de tamaño del carbón. En la periferia de la maquina lleva un tamiz reforzado, que permite pasar el material cuando ya tiene un tamaño lo suficientemente reducido. La trituración se logra por rotación del cilindro; las aletas interiores del mismo elevan el material y lo rompen por caída e impacto durante los giros.

Quebrantador de rodillo dentado. en este quebrantador la desintegración se realiza por la presion de los dientes contra los trozos grandes del material, desmenuzándolos del mismo modo que cuando se rompe hielo con un machete o pico. En este equipo se reduce la excesiva producción de finos. Es utilizado generalmente para la reducción de : hielo, carbón y yeso principalmente.

REDUCCIÓN INTERMEDIA DE TAMAÑO

Triturador de rodillo Este equipo esta formado por dos rodillos robustos que giran en sentidos opuestos, la alimentación es aplastada y arrastrada hacia abajo por frotamiento entre los rodillos. La reducción de tamaño que realizan es aproximadamente ¼ del diámetro inicial.

Triturador de cono Su funcionamiento es similar al de un quebrantador giratorio, son muy utilizados para tamaños intermedios. La placa fija externa de trituración abre hacia fuera, de modo que la maquina se limpia por si misma de material triturado. Dicha placa se levanta cuando un rozo de hierro u otro objeto de difícil desplazamiento entra inadvertidamente en la zona de trituración. En es trituradores la relación de reducción es de dos o tres veces la conseguida por los trituradores de rodillo. Además ocasionan un menor gasto de conservación.

Molinos de mazos

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Es una maquina muy antigua para la reducción de tamaños intermedia y fina. La operación suele llevarse a cabo con arrastre de los solidos finos en forma de suspensión por medio del agua, que circula lentamente por los yunques o morteros. Este arrastre se realiza ya que el molino no cuenta con una con un medio de descarga del producto molido. Es uno de los aparatos mas flexibles ya que el cociente de reduccion de tamaño puede llegar hasta del 150.

Molinos de martillos Estos molinos constan de un rotor que gira a gran velocidad en el interior de una coraza cilíndrica. Características: Reducen de 60 a 240 Kg del sólido por kilowatt- hora de energía consumida. Estas maquinas reducen de 0.1 1 15 toneladas/ h a tamaños mas finos que 200 mallas.

OPERACIONES DE REDUCCION DE TAMAÑO “MOLINOS FINOS Y ULTRAFINOS”

Molinos de martillos:

Operación de equipo: Consiste en una serie de martillos giratorio, que chocan con el material friccionándolo, lo que ocasiona la reducción de tamaño. Usos: Cerámica, Molienda de minerales, Recuperación de suelo, Reciclaje industrial.

Molinos de chorro Consiste en un lazo oval, donde las partículas que se quieren reducir se mantienen suspendidas por medio de un fluido (aire comprimido o vapor sobrecalentado) que son transportadas a gran velocidad, para lograr un efecto de frotación e impacto. Características:

Molinos Agitados Es un molino discontinuo no rotatorio que contiene un sólido como medio de molienda (bolas, gránulos de arena, etc.) Tienen capacidad de 4 a 1200 L, llenos con un liquido en el q se encuentra suspendido el medio de molienda. Son especialmente útiles en la producción de partículas del tamaño de 1 micrómetro o más finas.

Molinos De Coloides Se utiliza el corte del fluido intenso en una corriente a alta velocidad para dispersar las partículas o gotitas de liquido a fin de formar una suspensión estable o

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emulsión. La acción principal es la disrupción de los racimos unidos o aglomerados.

IX.Indique los tipos de tamices industriales con sus correspondientes

características. Indique la composición promedio de el hueso sus usos y/o aplicaciones industriales (aparte del indicado en la práctica)

a. TAMICES INDUSTRIALES

Están hechos de: Barras metálicas. Láminas y cilindros perforados. Con telas y tejidos manufacturados con hilos. Telas Metálicas Tipo “REPS”

Características: En un sentido los alambres trama y urdimbre, están totalmente próximos entre sí, las aberturas de paso son oblicuas a la superficie del tejido y están en relación con la separación de los hilos en sentido contrario. Aplicaciones: En numerosos procesos industriales donde deba controlarse la granulometría de fluidos líquidos o pastosos, o eliminarse pequeñas partículas extrañas, bajo medias o altas presiones; como, por ejemplo, filtrado de aguas residuales, vinos, aceites, etc.

Parrillas o Tamices de Barra Se utiliza para partículas de tamaño mayor a 2,5 cm. Consiste en un grupo de barras paralelas, espaciadas según se

necesita. Las barras tienen normalmente forma de cuña para evitar la

obturación. Se pueden utilizar horizontalmente o inclinados con un ángulo de 60º. Se dispone también de parrillas vibradoras en las que las materias de

partida pasan sobre la superficie del tamiz gracias a una serie de sacudidas.

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Tamices Vibratorios

Cuando son rápidos y con una amplitud pequeña obstruyen con menos facilidad que los giratorios

La vibración se puede generar mecánica o eléctricamente. Las mecánicas se transmiten desde excéntricas hacia la carcasa o

directamente a los tamices. Las eléctricas se generan en solenoides que transmiten la carga a los

tamices

Tamices De Tambor Rotatorio

También llamados tambores centrífugos. Están constituidos por unos cilindros de malla o lamina metálica perforada que

rueda en posición casi horizontal. Hay de tambores concéntricos (unos dentro de otros), paralelos (el alimento

realiza un trayecto continuo de un tamiz a otro)o instalados en serie (tambor único construido a base de distinta sección con tamaño diferente de abertura). Tienen muchas aplicaciones en la industria alimentaría la limpieza se puede llevar a cabo reteniendo materias indeseables de gran tamaño (cuerdas, hilos de sacos...) para separarlos de la harina, sal, azúcar, mientras se descarga el producto limpio, o alternativamente reteniendo el producto limpio y descargando las sustancias no deseables como los finos, por ejemplo en la separación de los cereales y las semillas de la arena, piedras de pequeño tamaño e hierbas.

7. Causas de Error

El montaje para el procedimiento de la reducción de tamaños sólidos (molienda) debe estar perfectamente conectado, de lo contrario el proceso puede verse afectado.

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El hueso seleccionado para esta práctica debe estar perfectamente preparado (con mínimo 15 días de anterioridad), limpios y exentos de grasa.

Es necesario manejar el molino con precaución para evitar accidentes o falencias en la práctica.

Se debe tener en cuenta el buen manejo de la balanza y extactitud en el peso de los huesos antes y después de moler y por supuesto en el proceso de tamizado.

En el tamizado es necesario organizar los tamices por orden de apertura, de lo contrario habrá deficiencia en la toma de datos.

a). Sugerencias En general, la práctica de laboratorio se realizó exitosamente, por lo cual nuestro grupo no aporta más sugerencias fuera de un poco más de organización por parte de los alumnos, a la hora de observar previamente la práctica elaborada por el maestro, que de hecho es muy buena para guiar al estudiante. b). Aplicaciones a la profesión Es necesario comprender el proceso de la molienda, que es muy importante para industria debido que en muchas fábricas y en muchos procedimientos cotidianos la reducción de los tamaños sólidos es relevante para muchos pasos en los procesos productivos de materias primas entre otros. El tamizado también es muy importante, pues la clasificación de los tamaños de los resultados de las reducciones de sólidos permite llevar con éxito los procedimientos de producción de distintos elementos en especial químicos. La gran mayoría de productos, incluyen en su proceso de elaboración la molienda y el tamizado de materiales. 9. Bibliografía

ZUNDAHL, Steven. Fundamentos de Química. Editorial Mc Graw-Hill.

GOTTFRIED, Brieger. Química Orgánica Moderna. Curso Práctico de Laboratorio. Editorial Harper.

LÓPEZ, José y MARAMBIO, Leonor, entre otros. Química I. Editorial

Santillana.

GUZMAN, Pablo. Investiguemos 10 Química. Octava edición. Editorial Voluntad.

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sólidos/. Página Web: wwwwww..wwiikkiippeeddiiaa..ccoomm//ttaammiicceess--iinndduussttrriiaalleess//mmoolliieennddaa--yy--

ggrraannuulloommeettrrííaa//ppoowweerrppooiinntt--ku_caamal_ carlos_ enrique/.

Página Web: www.te.ipn.mx/polilibros/Quimica/cap1/Molienda.html.