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TAMAÑO DE PARTÍCULA OBTENIDA
POR LA REDUCCIÓN DE TAMAÑO DE
ALIMENTOS SÓLIDOS
GRANULOMETRIA
TAMAÑO DE PARTÍCULA DE LOS PRODUCTOS
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)
La reducción de tamaño de sólidos convierte
partículas grandes en otras más pequeñas
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. 1986 (ITINTEC .205-027) 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) «
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
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
El material fragmentado, cuyo tamaño es INFERIOR
a la dimensión máxima impuesta se denomina
FINO
El material fragmentado, cuyo tamaño es SUPERIOR
a la dimensión máxima impuesta se denomina
GRUESO
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:
II. CARACTERISTICAS
DEL EQUIPO EMPLEADO
a) Tipo de sistema desintegrador
(Cuchillas, Martillos, Discos)
a) Inclinación garganta de alimentación
c) Tamaño de la criba
III. CONDICIONES DE
OPERACIÓNb) Velocidad de giro del rotor
b) Fuerza (potencia) ejercida
d) Duración del proceso
I. NATURALEZA
DEL ALIMENTO
a) Dureza y abrasividad
b) Sensibilidad térmica
c) Temperaturas de ablandamiento y fusión
d) Contenido de humedad
I. NATURALEZA DEL ALIMENTO
a) Dureza y abrasividad
b) Sensibilidad térmica
c) Temperaturas de ablandamiento y fusión
d) Contenido de humedad
1) CORTADORAS
2) DESPULPADORAS
3) EXTRACTORES DE JUGO
4) RALLADORAS
5) MOLINOS DE TORNILLO
6) MOLINOS DE CUCHILLAS
EQUIPOS MAS UTILIZADOS PARA LA
REDUCCIÓN DE TAMAÑO
DE ALIMENTOS SOLIDOS
1)TRITURADORAS
Martillos
2) MOLINOS Discos
Bolas
Rodillos
Alimentos HÚMEDOS Alimentos SECOS
Carne, pollo, frutas,
hortalizas, queso, pan
Cereales, especias, nuez,
almendra, azucares, sal,
II. CARACTERISTICAS DEL EQUIPO EMPLEADO
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
TIPO DE ELEMENTOS DESINTEGRADORES
CUCHILLAS Y MARTILLOS
DISCOS
De corte
De trituración
Lisos
Estriados
Dentados
Rebanadores,
Desmenuzadores
Ralladores
Cortadores
III. CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS
DE REDUCCIÓN DE TAMAÑO DE ALIMENTOS
SOLIDOS
3) TIPO Y TAMAÑO DE CRIBA
2) VELOCIDAD DE GIRO DEL ROTOR
1) INCLINACIÓN DE LA 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 vertical hacia
delante minimiza el
rompimiento y expone
inmediatamente más material a
la criba, dando paso a
partículas mayores
Una entrada situada
horizontalmente expone el
producto a más superficie
de rompimiento,
produciendo
partículas finas
GARGANTA DE ALIMENTACIÓN
La velocidad del rotor afecta la distribución de los tamaño de
partícula obtenidos
VELOCIDAD DE GIRO DEL ROTOR
TIPO Y TAMAÑO DE CRIBA
Las aperturas de la criba varían generalmente desde 0.025mm (.001")
hasta 38mm (1.5") con perforaciones redondas o cuadradas
Es importante seleccionar el tipo y
tamaño de la criba para producir el
tamaño de partícula deseado
Para regular el tamaño de la partícula del
producto final, los equipos de reducción de
tamaño poseen en su interior una
CRIBA ó TAMIZ
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
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
Análisis
Granulométrico
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
Debido a la importancia que tiene el tamaño de partícula de un
producto
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
8% 29% 46% 17%
+ + +
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
TAMIZADO
La separación de las partículas por tamaños se realiza mediante
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
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
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
En la parte superior, se encuentra el tamiz con la
mayor abertura y es donde se agrega el material
a examinar
CLASIFICACIÓN DE LOS TAMICES
MALLA No.
(US STD o
TYLER)
ABERTURA
DEl TAMIZ (mm)
3 6.30
4 4.75
5 4.00
6 3.35
7 2.80
8 2.36
10 2.00
12 1.70
14 1.40
16 1.18
18 1.00
20 0.85
25 0.71
30 0.60
MALLA No.
(US STD o
TYLER)
ABERTURA
DEL TAMIZ
(mm)
35 0.500
40 0.425
50 0.300
60 0.250
70 0.212
80 0.180
100 0.150
120 0.125
140 0.106
170 0.090
200 0.075
270 0.053
350 0.032
500 0.025
Del Análisis Granulométrico puede
obtenerse:
1) Distribución del tamaño de partículas
de una muestra dada
2) Tamaño medio de partícula de
dicha muestra
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
Conceptos básicos
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.
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:
𝑫𝒏 =𝒕𝒏𝒎𝒊𝒏 + 𝒕𝒏𝒎𝒂𝒙
𝟐donde:
𝑫𝒏 = Diámetro o tamaño de las partículas retenidas en el tamiz “n”
𝒕𝒏𝒎𝒊𝒏 = Apertura de malla del tamiz “n”
𝑡𝑛𝑚𝑎𝑥 = Apertura de malla del tamiz “n-1”
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)
16 310 3
18 400 15
20 500 36
35 800 32
40 1000 14
50 1200 2
FONDO 6.9 Finos
Gruesos
Gruesos Finos
TAMAÑO MEDIO DE PARTÍCULA
Media aritmética ( ):
ഥ𝑿 =𝑴𝟏𝑹𝟏 +𝑴𝟐𝑹𝟐 + … .+𝑴𝒏 𝑹𝒏
𝑹𝟏 + 𝑹𝟐 + … .+ 𝑹𝒏
ഥ𝑿
𝑴𝟏, 𝑴𝟐 , … . ,𝑴𝒏
𝑹𝟏, 𝑹𝟐 , … . , 𝑹𝒏
= Tamaño medio de partículas retenidas en cada
una de as mallas (µm ó mm)
= Peso (g ó %) retenido en cada una de las mallas
Donde
El tamaño medio de las partículas de una muestra
se calcula obteniendo la “Media Aritmética” de
las partículas que componen dicha muestra
ഥ𝑿
Es el tamaño que corresponde a la mayor frecuencia
Desviación Estándar ()
𝝈 =σ𝒊=𝟏𝒏 𝑹𝒊(𝑴𝒊 − 𝑿)𝟐
σ𝒊=𝟏𝒏 𝑹𝒊 − 𝟏
Debe determinarse también:
Moda
𝑴𝟏, 𝑴𝟐 , … . ,𝑴𝒏
𝑹𝟏, 𝑹𝟐 , … . , 𝑹𝒏
= Tamaño medio de partículas retenidas en cada una de
las mallas (µm ó mm)
= Peso (g ó %) retenido en cada una de las mallas
Donde
R.R. = Relación de Reducción
Expresa el grado de ruptura de un material y se calcula como:
La R.R. se utiliza para valorar la eficacia relativa de
distintos equipos
El tamaño medio del producto, antes y después de la
reducción de tamaño sirve para determinar la
RELACIÓN DE REDUCCIÓN
Algunos valores típicos de
Relación de Reducción son:
R.R. 20 molienda gruesa
R.R. 70 molienda fina
𝑅. 𝑅. =𝑇𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑚𝑚)
𝑇𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 (𝑚𝑚)
