Embed Size (px)
DESCRIPTION
Mostrar las generalidades, principios físicos y los equipos utilizados para el tamizado, con sus respectivas ventajas, desventajas, industrias en las que se utilizan y costos actuales de los mismos.
Citation preview
TAMIZADO. EQUIPOS, CARACTERISTICAS Y OPERACION
Laura L. Cardoso, Lorena Bohórquez, Tatiana Rodríguez, Jhoan Rodríguez.
OPERACIONES CON SÓLIDOS ING. QUÍMICA DOC. ING. IVÁN RAMÍREZ MARÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD DE AMÉRICA NOVIEMBRE 2013
OPERACIONES UNITARIAS: TAMIZADO
Laura L. Cardoso, Lorena Bohórquez, Tatiana Rodríguez, Jhoan Rodríguez.
Estudiantes de Ingeniería Química, Universidad de América, Bogotá, Colombia.
RESÚMEN
Los fines de la reducción de tamaño son muy importantes en la industria debido a que facilita la
extracción de un constituyente deseado que se encuentre dentro de la estructura del sólido;
Aumenta la relación Superficie-Volumen del sólido, incrementando el área superficial de contacto
del material; entre otras.
El tamizado es un método físico que Consiste en la separación de partículas de diferentes tamaños
en dos o más fracciones, cada una de las cuales estará formada por partículas de tamaño más
uniforme que la mezcla original.
Esta operación unitaria merece especial atención debido a su gran utilidad en todo tipo de
industria donde se manejen sólidos pulverizados, por ejemplo, industrias harineras, salineras,
azucareras; industrias de productos químicos diversos como separación de minerales, ácidos
orgánicos, sales inorgánicas.
Ver www.catedraivan.wordpress.com
Palabras clave: Operaciones unitarias, métodos de separación, industria química, tamizado
ABSTRACT
The purposes of size reduction are very important on all industry because it simplifies the removal
of a desired constituent which is found within the structure of the solid; It increases the surface-
volume ratio of the solid, increasing the contact surface area of the material, among others.
Sieving is a physical method which consists in the separation of particles of different sizes into two
or more fractions, each of which will consist of more uniform particle size than the original
mixture.
TAMIZADO. EQUIPOS, CARACTERISTICAS Y OPERACION
Laura L. Cardoso, Lorena Bohórquez, Tatiana Rodríguez, Jhoan Rodríguez.
OPERACIONES CON SÓLIDOS ING. QUÍMICA DOC. ING. IVÁN RAMÍREZ MARÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD DE AMÉRICA NOVIEMBRE 2013
This unit operation deserves special attention due to its usefulness in all industries where
pulverized solid handle, for example, fishmeal industries, salt mines, sugar, chemical products
industries such as separation of minerals, organics acids, inorganic salts.
Keywords: Unit operations, separation methods, chemical industry, sifted
INTRODUCCIÓN
La ingeniería química, arte y ciencia que trata
de procesos industriales en los que las
materias primas se transforman o separan en
productos útiles. El ingeniero químico se
dispone a desarrollar, diseñar y llevar a cabo
el proceso, así como el equipo utilizado en el
mismo. Debe elegir las materias primas
adecuadas y hacer operar las plantas con
eficacia, seguridad y economía, teniendo en
cuenta que sus productos han de cumplir con
las condiciones exigidas por los
consumidores.
La consideración de todos estos procesos
químicos, físicos o biológicos, permite su
clasificación en una serie de etapas
individuales y diferentes llamadas
operaciones unitarias.
TAMIZADO
El tamizado es una operación unitaria útil
para la separación de partículas basado en el
tamaño de estas. Un tamiz consiste en una
malla o superficie solida perforada, cuyos
orificios tienen un tamaño uniforme.
Industrialmente los sólidos a separar se
colocan sobre la superficie del tamiz en
donde las partículas de menor tamaño, o
finos, pasan a través de las aberturas del
tamiz; mientras que las de mayor tamaño
(gruesos o colas) no pasan. Cuando una
mezcla heterogénea de solidos se alimenta a
un tamiz T, se obtienen dos fracciones. La
fracción A, está constituida por las partículas
cuyo tamaño es superior a las aberturas del
tamiz quedando retenidas sobre el mismo. La
fracción B, está constituida por las partículas
de tamaño más pequeño que pueden pasar a
través de las perforaciones del tamiz.
(McCabe, Smith, & Harriot, 2007)
Si se emplean dos tamices T1 y T2, siendo las
aberturas del tamiz T1 de tamaño superior a
las del tamiz T2, se obtienen tres fracciones:
la fracción A esta constituida por el rechazo
del tamiz. La fracción B contiene los sólidos
que atravesaron el tamiz T1 y quedan
retenidos por el tamiz T2, finalmente la
fracción C, está constituida por los sólidos
más finos que atravesaron ambos tamices.
De esta forma si se empleara una serie de n
tamices se obtendrían n + 1 fracciones.
(Rodriguez Somolinos, y otros, 2002)
Los tamices industriales generalmente se
construyen con tela metálica, telas de seda o
plástico, barras metálicas, placas metálicas
perforadas, o alambres dispuestos en sección
transversal triangular. Los metales más
usados para la fabricación de estos equipos
son acero al carbón y acero inoxidable. Los
intervalos de malla de los tamaños de los
tamices estándar están comprendidos entra
TAMIZADO. EQUIPOS, CARACTERISTICAS Y OPERACION
Laura L. Cardoso, Lorena Bohórquez, Tatiana Rodríguez, Jhoan Rodríguez.
OPERACIONES CON SÓLIDOS ING. QUÍMICA DOC. ING. IVÁN RAMÍREZ MARÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD DE AMÉRICA NOVIEMBRE 2013
cuatro pulgadas y 400 mallas, en donde se
puede disponer de tamices comerciales de
tela metálica con aberturas de hasta 1
micrómetro. (Rodriguez Somolinos, y otros,
2002)
EQUIPO DE TAMIZADO
Existe una gran variedad de tamices para
distintas finalidades en la industria, estos se
pueden clasificar en cinco clases principales,
tamices de rejillas, de tambor, con agitación,
tamices vibratorios y giratorios, a
continuación se muestra una descripción de
cada uno de ellos.
Los tamices de rejillas consisten en un
conjunto de barras paralelas, mantenidas
alejadas unas de otras mediante
espaciadores, con aberturas
predeterminadas. Estas barras se fabrican
con acero al manganeso para reducir el
desgaste. Se usan ampliamente antes de las
trituradoras primarias en las plantas de
triturado de rocas o minerales para eliminar
partículas muy finas antes de la trituración,
generalmente se usa para la separación de
partículas de aproximadamente 0,05 m lo
que equivale a 2 pulgadas y mayores. (Perry,
Green, & Maloney, 2001)
Estos tamices pueden ser de rejillas
estacionarias, planas y vibratorias. Las rejillas
estacionarias son el equipo más sencillo ya
que no requieren energía y su
mantenimiento es sencillo aunque es difícil
cambiar la abertura entre las barras, no es
conveniente usarlo para materiales húmedos
o pegajosos. Las rejillas planas, se
encuentran ubicadas en el plano horizontal y
se utilizan habitualmente en las partes
superiores de las tolvas de minerales y
carbón con el fin de retener los trozos de
tamaño demasiado grande. Las rejillas
vibratorias son barras montadas en
excéntricas con el fin de transmitir a todo el
equipo un movimiento hacia adelante y hacia
atrás o un movimiento circular. Estos
equipos generalmente se usan para mediana
y grande empresa, situadas como se indicó
en la industria minera. Su costo oscila entre
500 hasta 1000 dólares.
TAMICES DE TAMBOR
Consisten en un marco cilíndrico rodeado de
tela de alambre o de una placa perforada,
abierto en los dos extremos e inclinado
ligeramente. El sólido a tamizar entra por el
extremo superior y las partículas de tamaños
demasiado grandes para atravesar la malla
se descargan por la parte inferior. El sólido
del tamaño deseado cae por las aberturas de
la malla. Este tamiz gira a velocidad
relativamente baja entre 15 a 20 rpm. Su
capacidad no es muy grande y su eficiencia
es relativamente baja, en la industria es
usado en el tratamiento de aguas residuales,
y en general en la separación solido – liquido,
abarcando las descargas liquidas de
industrias alimentarias, textiles entre otras.
Este equipo es usado en mediana y grande
empresa, su costo varía entre los 1000 USD y
2000 USD. Este tipo de tamiz ha sido
reemplazado en la industria por el tamiz
vibratorio.
TAMICES CON AGITACIÓN MECÁNICA
TAMIZADO. EQUIPOS, CARACTERISTICAS Y OPERACION
Laura L. Cardoso, Lorena Bohórquez, Tatiana Rodríguez, Jhoan Rodríguez.
OPERACIONES CON SÓLIDOS ING. QUÍMICA DOC. ING. IVÁN RAMÍREZ MARÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD DE AMÉRICA NOVIEMBRE 2013
Estos tamices tienen un marco rectangular
que sostiene una tela de alambre o una placa
perforada; presentan una ligera inclinación y
se pueden suspender mediante varillas o
cables sueltos, o puede ser apoyado en un
marco base, mediante resortes planos y
flexibles, de esta forma el marco adquiere un
movimiento de vaivén. El sólido a tamizar se
alimenta por el extremo superior y avanza
debido al movimiento hacia adelante del
tamiz, mientras que las partículas finas pasan
por las aberturas. Este tipo de tamiz tiene
bajos requisitos de potencia y altura aunque
los costos se reflejan en el mantenimiento
que se debe realizar así como en la
estructura de soporte. Esta máquina es
utilizada en la industria de alimentos ya que
separa partículas de tamaños pequeños
aunque también ha sido reemplazada por los
tamices vibratorios de alta velocidad. El
costo para este equipo se estima entre 500 y
9000 USD. (Perry, Green, & Maloney, 2001)
TAMICES VIBRATORIOS
Estos tamices se utilizan generalmente
cuando se requiere gran capacidad y
eficiencia elevada siendo útiles para los
tamaños más finos, por esto este equipo ha
reemplazado muchos de los equipos
anteriormente mencionados. Entre las
ventajas se encuentra la exactitud de la
selección por tamaños, el aumento de la
capacidad por unidad de área, el bajo costo
de mantenimiento por tonelada de material
manejado y economía con respecto al
espacio de instalación y el peso del equipo.
Existen dos tipos de tamices vibratorios el
primero es con vibración mecánica y el
segundo es con vibración eléctrica. (McCabe,
Smith, & Harriot, 2007)
TAMICES CON VIBRACIÓN MECÁNICA
Este tipo de tamiz es una máquina de
impulso circular balanceado montado en un
armazón de base que posee un cuerpo de
flotación completa el cual se encuentra sobre
unidades de caucho que absorben los
impactos de los materiales pesados y
permite que giren en torno a su propio eje
natural de rotación. El movimiento giratorio
se debe a pesos excéntricos al eje y el tamiz
mismo se apoya en cables tensores o en
resortes sobre el piso. El tamiz de tipo
horizontal se impulsa mediante un
mecanismo cerrado que consiste en pesos
excéntricos, engranados juntos sobre ejes
horizontales cortos. Por lo común el
mecanismo se monta entre las placas
laterales y por encima del cuerpo del tamiz.
Este equipo se aplica especialmente a la
industria constructora. El costo predestinado
para este equipo varía entre 1500 USD a
50000 USD. (Perry, Green, & Maloney, 2001)
TAMICES CON VIBRACIÓN ELECTRICA
Estos tamices son muy útiles en la industria
química ya que pueden manejar materiales
ligeros, finos y secos tales como polvos
metálicos de aproximadamente malla 4 hasta
malla 325 estos tamices tienen una vibración
intensa de alta velocidad entre 25 y 120 rpm
y baja amplitud proporcionada mediante un
electro imán. Este tipo de tamiz se usa en la
industria de los fertilizantes. El costo
TAMIZADO. EQUIPOS, CARACTERISTICAS Y OPERACION
Laura L. Cardoso, Lorena Bohórquez, Tatiana Rodríguez, Jhoan Rodríguez.
OPERACIONES CON SÓLIDOS ING. QUÍMICA DOC. ING. IVÁN RAMÍREZ MARÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD DE AMÉRICA NOVIEMBRE 2013
estimado para este equipo varía entre 1500
USD a 50000 USD.
TAMICES GIRATORIOS
Estas son máquinas en forma de caja,
redonda o cuadrada, están compuestos por
una seria de telas colocadas unas sobre
otras. La oscilación se proporciona por medio
de excéntricas o contrapesos se lleva a cabo
en una órbita circular o casi circular. En
algunas máquinas se aplica una acción
suplementaria de tipo de látigo. La mayor
parte de los tamices giratorios tienen una
vibración auxiliar, provocada por esferas que
saltan sobre la superficie inferior de la tela
de la malla. Los tamices de este tipo
funcionan en continuo y se encuentran en la
línea de producción de sistemas
transportadores neumáticos. Los tamaños
varían entre 0,6 y 1,5 m lo que equivale de
24 a 60 pulgadas. El costo para este equipo
oscila entre 1500 USD a 1000000 USD.
(Perry, Green, & Maloney, 2001)
Tabla 1. Ventajas y desventajas entre
equipos de tamizado.
EQUIPOS VENTAJAS DESVENTAJAS
Tamices De
Tambor
Son
relativament
e baratos de
instalar,
mantener y
operar.
Eficacia a la
hora del
cribado.
Resultan
difíciles de
limpiar
pudiendo
originar
recontaminació
n.
Tamices
Con
Agitación
Mecánica
Tiene bajos
requisitos de
potencia y
altura.
Elevados costos
en el
mantenimiento
que se debe
realizar así
como en la
estructura de
soporte.
Tamices
Con
Vibración
Mecánica
Exactitud en
la selección
de tamaño,
aumento de
la capacidad
por unidad
de área,
bajo costo
de
mantenimie
nto y ahorro
en el
espacio de
instalación
Tamices
Con
Vibración
Eléctrica
Son muy
útiles en la
industria
química;
manejan de
manera
adecuada
muchos
materiales
ligeros, finos
y secos, y
polvos
metálicos.
Es necesario
controlar
cuidadosament
e el polvo e
impedir la
desimanación
de
contaminantes
Tamices Este tipo de
tamices
Al aumentar la
carga se le
TAMIZADO. EQUIPOS, CARACTERISTICAS Y OPERACION
Laura L. Cardoso, Lorena Bohórquez, Tatiana Rodríguez, Jhoan Rodríguez.
OPERACIONES CON SÓLIDOS ING. QUÍMICA DOC. ING. IVÁN RAMÍREZ MARÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD DE AMÉRICA NOVIEMBRE 2013
Giratorios funcionan
en continuo
y se
encuentran
en la línea
de
producción
de sistemas
transportad
ores
neumáticos
disminuye el
rendimiento de
la separación,
primero
lentamente y
luego mucho
más rápido.
Bibliografía McCabe, W. L., Smith, J. C., & Harriot, P.
(2007). Operaciones Unitarias en
Ingenieria Quimica. Mexico:
McGraw-Hill.
Perry, R. H., Green, D. W., & Maloney, J. O.
(2001). Manual del Ingeniero
Quimico. España: McGraw-Hill.
Rodriguez Somolinos, F., Aguado Alonso, J.,
Calles Martin, J. A., Cañizares
Cañizares, P., Lopez Perez, B., Santos
Lopez, A., y otros. (2002). Ingenieria
de la Industria Alimentaria. En F.
Rodriguez Somolinos, Operaciones
de Procesado de Alimentos (pág.
Volumen II). España: Sintesis S.A.
