Tratamiento de sólidos Ing. Ma. Fernanda Rosales

TERMINOLOGÍA DEL TAMIZADO Productos finos, pequeños o menos (—), son los que pasan a través de un tamiz dado. Producto de cola, gruesos o más (+), son los que no pasan a través de un tamiz dado. Cualquiera de las dos puede ser la corriente deseada (producto) o la no buscada (desechos), según el uso.

Apertura del tamiz o luz de malla, es el espacio entre los hilos que forman la malla del tamiz. Los cedazos para el análisis del tamaño de las partículas en el laboratorio se designaban según el llamado número de malla, definido como el número de hilos por pulgada lineal. Aunque esta denominación ha desaparecido del British Standard for Test Sieves (BS 410: 1986) y de la International Sieve Specification, aún sigue siendo muy usada en la industria.

Apertura de tamiz y número de malla son cosas muy distintas. Para una misma apertura de tamiz, el número de malla dependerá del espesor del hilo del que esté fabricado.

Intervalo de tamiz o razón de serie de tamices, es el factor que relaciona las aperturas sucesivamente decrecientes de una serie de tamices normalizados. Se utilizan varias series de tamices diferentes:

La Tyler Standard, que es una serie muy usada, cuyo tamiz más apretado es de 200 mallas, fabricado con hilos de 0,0021 pulgadas de diámetro y una apertura de malla de 0,0029 pulgadas. La razón entre las aperturas de dos tamices consecutivos es (2)1/2. Para una clasificación por tamaños más detallada, pueden utilizarse series de Tyler con una razón de (2)l/4.

La British Standard es una serie de tamices basada en el BS 410: 1986 «Test Sieves». Un tamiz de 170 mallas tendrá una apertura de malla de 90 µm; la razón de las aperturas de tamices sucesivos, es de aproximadamente (2)1/4.

La American Society for Testing Materials La American Society for Testing Materials. ASTM-E 11, que toma como base un tam iz de 18 mallas, con una apertura de 1,0 mm y una razón de (2 )1/4

Numerosos tamices de las series BS se corresponden con las recomendaciones de la International Standard Organisation (ISO) para tamices analíticos. La norma ISO 565 recomienda una serie de tamices que está constituida por uno de cada dos de la serie americana (alternadamente uno si y el siguiente no).

El Diámetro de una fracción tamizada (diámetro de los finos) El Diámetro de una fracción tamizada (diámetro de los finos). diámetro medio de la fracción que atraviesa un tamiz dado, pero es retenida por el siguiente más pequeño de la serie, es la media aritmética de las dos aperturas de malla.

Diámetro de las partículas sólidas Diámetro de las partículas sólidas. Corrientemente, se denomina diámetro a la dimensión de la partícula que controla su retención por un tamiz. Las partículas con que se opera en la industria son, en general, de forma irregular. Se usa, por ello, un diámetro medio, que depende del método de medida, por lo que es corriente que se citen distintos diámetros de partícula. Por ello, el diámetro medio resulta un término muy ambiguo, si no se especifica el método de medida.

TAMICES INDUSTRIALES Los tamices industriales se construyen con barras metálicas, láminas y cilindros perforados o con telas y tejidos, con hilo de distintos materiales. Los tamices para separar alimentos suelen ser de acero inoxidable, metal Monel o tela de nailon.

Parrillas o tamices de barras Se utilizan para tamizar partículas de tamaño superior a 2,5 centímetros.

TAMIZ DE TAMBOR La capacidad de un tamiz de tambor aumenta, a medida que lo hace la velocidad de rotación, hasta alcanzar una velocidad crítica. A velocidades mayores que la crítica, el producto no cae en cascada sobre la superficie, sino que es arrastrado por la fuerza centrífuga, lo que dificulta mucho la separación.

Análisis de tamizado de productos granulares pulverulentos Para la obtención de la distribución de tamaños de partícula en una mezcla heterogénea de sólidos se utilizan las series de tamices normalizados. Los tamices se fabrican con tela de alambre, de aberturas cuadradas, existiendo una relación constante entre los tamaños de las aberturas de los diferentes tamices de cada serie. Cada tamiz se caracteriza por el número de mallas por pulgada de longitud de hilo. La relación entre la abertura del tamiz (también denominada luz) y el número de mallas es función del diámetro del hilo y por lo tanto puede ser diferente de una serie a otra de tamices normalizados

Dicha relación se obtiene mediante la siguiente expresión:

Las series normalizadas de tamices más utilizadas son las siguientes: A FN O R (francesa) DIN (alemana) UNI (italiana) U N E (española) T Y L E R y A STM (norteamericanas)

Para llevar a cabo un análisis por tamizado se apilan ordenadamente los tamices, situando el de abertura más pequeña en el fondo y el de mayor abertura en la parte superior. Debajo del tamiz inferior se coloca la tapadera no perforada. La muestra a clasificar se sitúa sobre el tamiz superior, agitándose el conjunto mediante sacudidas originadas por un motor sobre el que se sitúa la pila de tamices. Transcurrido un cierto período de tiempo, se detiene la agitación y se pesa la cantidad de producto que ha quedado retenida sobre cada uno de los tamices de la pila, incluida la tapadera inferior.

Se denomina ɸi a la cantidad de sólido retenida en el tamiz i, expresada como tanto por uno en peso del total de la muestra analizada. A esta fracción ɸi, cuyo tamaño es superior a la luz del tamiz i (a través del cual no ha pasado) e inferior a la luz del tamiz superior i — 1 , se le asigna un tamaño de partícula igual a la media aritmética de las aberturas de ambos tamices.

Los resultados de un análisis por tamizado se pueden presentar tanto en forma de tablas como de gráficos. E n cualquiera de los dos casos estos resultados se pueden expresar en forma diferencial o acumulativa.

El análisis diferencial es la representación directa de ɸi frente al tamaño de partícula. Es decir, en este tipo de análisis se le asigna a cada tamiz el tanto por uno en peso retenido sobre el mismo. En el análisis acumulativo se adjudica a cada tamiz la suma de su correspondiente ɸi con los valores de ɸ de los tamices superiores, es decir:

Determinación de la superficie específica, tamaño medio y número de partículas de una mezcla heterogénea de partículas En una muestra de partículas de tamaño uniforme Dp , volumen de partícula vp y superficie de partícula Sp , el número de partículas N es: Siendo pp la densidad de las partículas. El área total de las partículas teniendo en cuenta la ecuación [1.1] será:

Para calcular las características de una mezcla heterogénea, se realiza un análisis por tamizado y se considera cada una de las fracciones ɸi obtenidas como si fuera una muestra de tamaño homogéneo.

Superficie específica, Aw (m2/g de muestra) Superficie específica, Aw (m2/g de muestra). Se obtiene como media ponderal de las superficies específicas de las diferentes fracciones, haciendo (M = 1 g) pues ɸi representa el tanto por uno. De esta forma: donde se ha considerado que la forma y densidad de las partículas no varían con el tamaño y representado por D p¡ el diámetro medio de las partículas retenidas en el tamiz i.

Tamaño medio de las partículas Tamaño medio de las partículas. Para una mezcla de partículas pueden definirse diferentes valores medios del diámetro. El más utilizado es el diámetro medio volumen-superficie (Ds), definido de la siguiente forma: expresión de la que, sustituyendo el valor anterior de Aw, se obtiene:

En ocasiones también se utiliza el diámetro medio de masa Dw, definido como: y el diámetro medio aritmético (DN) , que se obtiene en función del porcentaje en número de partículas de cada tamaño y el diámetro medio de las mismas:

donde N T representa el número total de partículas en la mezcla, y Ni el número de partículas de la fracción i.

Número de partículas por gramo de la mezcla (Nw) Número de partículas por gramo de la mezcla (Nw). Se obtiene como media aritmética del número de partículas por gramo de cada una de las fracciones: Para una fracción determinada i, el número de partículas por gramo se obtiene a partir de la ecuación [1.2], haciendo M = 1. De esta forma: Para una forma dada de las partículas, se cumple que:

representando por α el denominado factor de forma volumétrico representando por α el denominado factor de forma volumétrico. Sustituyendo [1.10] en [1.9] , se obtiene: Por lo tanto, la media aritmética de una mezcla de partículas de diferente tamaño será:

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