Reducción de sólidos

I. Bases Teóricas de la Reducción de Tamaño

A continuación presentaremos algunas bases teóricas de la reducción de tamaño de sólidos que suelen ser de gran importancia al momento de estudiar este tipo de operación:

1. Definición
La Reducción de Tamaño se considera una operación o actividad mecánica que se aplica a todas las formas de partículas solidas que se requieren reducir detamaño para un beneficio común.

2. Importancia
La Reducción de Tamaño juega un papel muy importante dentro de la sociedad ya que es una operación fundamental en distintos tipos de producción de alimentos. Además se utiliza en otros contextos como la minería en donde es una operación fundamental en la limpieza y extracción de minerales en rocas y otros elementos pétreos de la naturaleza.

3.Clasificación
En cuanto a una clasificación específica de la Reducción de Tamaño podríamos verlo desde dos puntos de vista. Desde el punto de vista del proceso, la actividad de reducción simplemente se da de forma secuencial a través de las respectivas máquinas de reducción de tamaño hasta alcanzar el tamaño que se requiere del producto final. Si analizamos una clasificación de acuerdo almétodo que se utiliza para la reducción de tamaño podemos resaltar los siguientes:

a) Por compresión: Un ejemplo muy común es el cascanueces.
b) Por Impacto: Un ejemplo es el martillo.
c) Por frotación o rozamiento: Un ejemplo seria la lima.
d) Por corte: Un ejemplo del mismo seria las tijeras.
Figura # 1 Proceso de Reducción de Tamaño.Fuente:http://www.viarural.com.uy/construccion/clasificacion/metso/trituracion-portatiles-03.jpg




4. Fundamentos de la Desintegración Mecánica

4.1 Criterios de la desintegración Mecánica
La desintegración mecánica es un término genérico utilizado también para nombrar la reducción de tamaño. Las quebrantadoras y molinos son tipos de equipos que se utilizan en la industria de la reducción de tamaño. Unaquebrantadora y molino ideal deben de tener 3 elementos esenciales que son: tener una gran capacidad, deben de tener poco consumo de energía por unidad de producto y dar lugar a un producto de tamaño único o de una distribución de tamaño que se desee. El método habitual para estudiar el comportamiento del equipo de proceso es establecer una operación ideal como patrón y comparar las características delequipo real con las de la unidad ideal, observando la diferencia entre ambas.

4.2 Características de los productos triturados
El objetivo de la trituración y molienda es de producir partículas pequeñas a partir de partículas más grandes. Las partículas más pequeñas son deseables por su gran superficie o bien por su forma, tamaño y número. Una medida de la eficacia de una operación se basa en laenergía que se requiere para crear una nueva superficie, ya que, como se ha visto, el área superficial de una unidad de masa de una partícula aumenta cuando a esta se les reduce el tamaño.

II. Modelos Matemáticos en la Reducción de Tamaño

1. Requerimientos de energía y potencia en la desintegración
El costo energético es el de mayor importancia en trituración y molienda, de forma quelos factores que influyen en este coste son de sumo interés. Durante la reducción de tamaño, las partículas del material de alimentación son primeramente distorsionadas y forzadas. El trabajo necesario para forzarlas se almacena temporalmente dentro del sólido en forma de energía mecánica de tensión.

Al aplicar una fuerza extra a las partículas tensionadas, estas se distorsionan más allá de suresistencia final y bruscamente se rompen en fragmentos, generándose nuevas superficies. Puesto que una unidad de área de sólido posee una cantidad definida de energía superficial, la creación de nuevas superficies requiere de un trabajo, que es suministrado por la liberación de energía de tensión cuando la partícula se rompe. De acuerdo con el principio de conservación de la energía, toda la...