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• Jean Franco Ruiz Vargas

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PRACTICA 5: MOLINO DE MARTILLOS I. INTRODUCCIÓN Los molinos son equipos de desintegración que permite reducir de tamaño un gran volumen de materia prima, requiere poco consumo de energía por unidad de producto, y da lugar a un producto con un tamaño y uniformidad deseada. La finalidad es reducir el tamaño de las partículas según el producto que se desee obtener, el cual se define según la superficie, tamaño y número de partículas. La molienda es una operación de reducción de tamaño de rocas y minerales de manera similar a la trituración. Los productos salidos de molienda son más pequeños y de forma más regular que los salidos de trituración El tamaño de estas partícula afecta gran número de características en los procesos de manufactura, por lo que su control ayuda a asegurar que la producción será consistente y repetible, con respecto a color, sabor, fluidez, uniformidad, densidad, restitución, y reacción química de producto a procesar. La elección del equipo adecuado dependerá de las características de los materiales a triturar, dentro de los cuales están: los molinos de martillos (impactores), molinos de rodadura-compresión (molinos de rulos y molinos de rodillos), molinos de frotación, molinos de volteo (Molinos de barras, molinos de bolas (molinos de guijarros) y molinos de tubos (molinos de compartimentos)), entre otros. Los molinos de martillo rompen las partículas exclusivamente por impacto, sin la acción secundaria de pulverización con la cual se caracteriza; esto se debe a una serie de martillos giratorios acoplados a un disco rotor que pulveriza e impulsa a una rejilla que cubre la abertura de descarga. Con frecuencia este tipo de molino se utiliza en máquinas de reducción primaria para rocas y minerales, por ejemplo cerámica, recuperación de suelo y reciclaje industrial II. OBJETIVOS   

Conocer el funcionamiento del equipo. Identificar las diferentes partes del Molino de Martillo. Calcular la capacidad del equipo, la eficiencia de la operación, densidad de la malla y el diámetro de luz.

III. MARCO TEÓRICO 3.1. Molienda En la industria de procesamiento de alimentos un gran número de productos alimenticios se someten a una reducción del tamaño. Siempre buscando tener un elevado rendimiento del 100 %. Generalmente se usan molinos de martillo para procesar harina de patata, tapioca y otras harinas, así también como granos de considerable dureza. Muchos materiales sólidos se presentan con dimensiones demasiado grandes para su uso por lo que se deben reducir. Con frecuencia la reducción de tamaño de los sólidos se lleva a cabo para separar sus diversos ingredientes lo cual siempre se busca en la industria de alimentos por ejemplo para elaborar harinas (Geankoplis 1998).

3.2. Molino Un molino es un artefacto o máquina que sirve para moler utilizando la fuerza del viento, del agua. Por extensión el término molino se aplica vulgarmente (e impropiamente) a los mecanismos que utilizan la fuerza del viento para mover otros artefactos, tales como una bomba hidráulica o un generador eléctrico.

3.3. Molino de Martillos Este tipo de molino de impacto o percusión es común en la industria alimentaria. Los molinos de martillos se pueden considerar de uso general, ya que son capaces de triturar sólidos cristalinos duros, productos fibrosos, vegetales, productos untuosos, etc (Brennan, 1998). Utilizado en la molienda de productos diversos, tales como forrajes, harinas, descascarilladores; extracción de aceites. Función específica es pulverizar el material. La característica principal de estos equipos es que trabajan a altas velocidades, las cuales provocan que con la fuerza centrífuga, los martillos sujetos al eje del equipo sean dirigidos hacia fuera del mismo.

3.4. Descripción del Equipo Los molinos son equipos diseñados para la reducción de tamaño de sólidos que ingresan a un proceso y requieren un determinado tamaño, forma, área superficial, uniformidad y cantidad, además que al reducirse el tamaño se facilita su manipulación y almacenamiento. El molino de martillo tritura por medio de golpes entre el martillo de alta velocidad y el material, y el molino de martillos presenta estructura simple, alta reducción de ración, alta eficiencia, etc.

De acuerdo con el tamaño de los sólidos alimentados, equipos para la reducción de tamaño se clasifican de la siguiente manera: 

Trituradores o quebrantadores: para materiales con tamaños de 5 cm a 2.5 m, e incluso mayores tamaños.



Molinos: para sólidos con tamaño entre 2 y 8 cm.



Molinos finos: para la reducción de tamaño de materiales entre 0.5 y 1.5 cm.



Cortadores: son equipos que emplean cuchillas para reducir el tamaño de los sólidos y darles un tamaño definido o para el manejo de materiales fibrosos.

Los molinos de martillos son equipos para la reducción intermedia del tamaño de sólidos, convirtiéndolos en polvo. Son los molinos más empleados en las plantas de proceso y su aplicación es de amplia, ya que pueden moler materiales fibrosos como cáscaras o cuero, hasta sólidos duros como metales y rocas; sin embargo en este último caso el producto no es tan fino como con los primeros.

3.5. Principio de operación del molino de martillo En la máquina del molino de martillos, el motor impulsa al rotor a rotar a una alta velocidad a través de la cinta, y en el rotor hay una serie de martillos. Cuando el material entra en el área de trabajo de martillos, son triturados por los martillos de rotación con alta velocidad rotativa, los productos que son triturados para alcanzar el tamaño requerido pueden ser descargados por la salida y obtener el producto final, los productos con un tamaño mayor son llevados nuevamente al área de trituración por los martillos para ser re triturados hasta que alcancen el tamaño deseado.

3.6. Partes Internas Los molinos de martillos están conformados por una serie de discos giratorios, pueden ser hasta 8 discos montados sobre un mismo eje, cada uno con varios martillos radiales. Estos discos giran dentro de una carcasa dotada con una tolva en la parte superior para la alimentación de los sólidos y una rejilla o tamiz que permite el paso de las partículas con el tamaño deseado, reteniendo las de tamaño intermedio. También dentro de la carcasa se encuentra una placa de rompimiento que sirve de superficie fija ante el impacto ejercido por los martillos. Los molinos requieren de un motor eléctrico o de combustión interna que le transmitan la energía mecánica a los discos a través del eje. 3.7. Funcionamiento Los sólidos gruesos ingresan al molino a través de la tolva de alimentación y una vez ingresan a la carcasa son impactados por los martillos en movimiento que los lanzan sobre la placa de rompimiento. Los sólidos absorben la energía a través de los martillos u la

descargan sobre la placa en el momento de su ruptura en partes más pequeñas. Las partículas que tengan el tamaño requerido abandonan la carcasa en la parte inferior del molino pasando a través de la rejilla o tamiz, mientras que las partículas de material intermedio permanecen dentro de la carcasa sufriendo el impacto de los martillos hasta que su tamaño sea reducido. (ALNICOLSA, 2011)

3.8. Usos del Molino de Martillo Los molinos de martillos son equipos de amplia aplicación en los procesos industriales, que van desde la extracción de minerales, donde se usan como equipos secundarios de reducción de tamaño, hasta la industria alimenticia en la producción de sales minerales usadas como complemento alimenticio en rumiantes. En el sector energético se emplean para la pulverización de carbón o coque y en el sector de procesos químicos se emplea para la reducción del tamaño de materias primas o productos sólidos. También se emplean en el manejo de residuos y el reciclaje de chatarras y plásticos. Usos en industria alimenticia: soja, trigo, arroz, maíz, harinas, pan rallado y cualquier otro producto seco y sólido. Usos en otras industrias: canto rodado, plásticos, cartón, cáscaras, extractos de tanino y cualquier otro material sólido. Este tipo de molinos se utiliza con frecuencia en la industria minera.

IV. DESCRIPCION DEL TALLER 4.1. DESCRIPCION DE LA MAQUINA Y PARTES 4.1.1. Lugar de ejecución: Planta Piloto de Alimentos de la Facultad de Industrias Alimentarias UNALM. 4.1.2. Fecha de ejecución: 27 de septiembre del 2012 4.1.3. Maquinaria observada 

Nombre: Molino de martillos



Fotos:

Figura 1. Molino de martillos

Figura 2. Ciclón.

Figura 3. Malla

4.2. CARACTERÍSTICAS TÉCNICA

4.2.1. Material: El molino de martillos está hecho de acero inoxidable 4.2.2. Características:  Motor:  7HP  2100 rpm  Malla:  Área total: 100 cm2  Agujeros: 360  Diámetro promedio de agujero: 3.071 mm

V. ESQUEMA DE LA MAQUINA Y PARTES

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

1. 2. 3. 4. 5.

TOLVA DE ALIMENTACION MOLINO VENTILADOR CENTRIFUGO FAJA CICLON

UNALM

INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

TAPA

MAQUINARIA PARA LA I.A

SILVIA MELGAREJO

MOLINO DE MARTILLOS

09 / 10 / 12

GRUPO F

PRACTICA 5

VI. DESCRIPCION DEL MECANISMO DE FUNCIONAMIENTO DE LA MAQUINA El molino de martillos está constituido por un rotor compuesto por dos discos paralelos unidos al eje central, este rotor está impulsado por un motor de 7HP.En estos discos se han perforado unos orificios por donde pasan los ejes que soportan los martillos propiamente dichos. Estos martillos no son fijos, son los denominados martillos locos (24 piezas). Cuando el rotor gira, por acción de la fuerza centrífuga, estos martillos se proyectan a alta velocidad contra el tamiz, sin tocarlo pero dando un espacio mínimo entre estas dos estructuras. Cuando el material por moler entra por la parte superior del molino, es destrozado por estos martillos y lo expulsan a través de los orificios del tamiz produciéndose desde grano hasta polvo impalpable de acuerdo con los orificios de la lámina perforada. El eje gira a una velocidad de 2100rpm, y puede variar según el diseño y diámetro de los martillos, que generalmente se mueven a una velocidad de 75 a 100 m/s en su extremo. Las necesidades enérgicas de los molinos de martillos dependen del producto que se vaya a moler pudiendo establecer dos grupos fundamentales: granos y semillas duros que necesitan mucha energía y productos fibrosos y oleaginosos para los que pueden emplear menores velocidades en el molino. La entrada de los granos se puede realizar por dos maneras: para el caso de molido de grandes volúmenes se requiere la entrada por la tolva, en dirección vertical, para el molido de pequeñas cantidades posee un alimentador con dirección horizontal. El material que entra en el molino es golpeado por un conjunto de martillos girando a alta velocidad. De esta manera se produce una rotura por impacto. Estos martillos lanzan el material contra el interior del molino, donde se encuentran una serie de placas de impacto, donde el material se rompe por segunda vez por impacto. Este proceso se repite mientras el material se mantiene en el interior del molino. El molino tiene una serie de parrillas o cribas que determinarán el tamaño de la partícula una vez molida. En el paso a través de las parrillas se produce una última rotura por cizalladura. Luego de terminar la operación se debe realizar una limpieza, para eso se debe descomponer el cuerpo del molino de martillos, Luego se requiere de una escobilla o un compresor de aire para los restos de polvo y ya que el material es exclusivamente de acero inoxidable 304 y no tiene ninguna parte de plástico. Estos molinos son fáciles de limpiar y operar, además permiten cambiar sus tamices, y operan en un sistema cerrado reduciendo el riesgo contaminación cruzada. Para el lavado es suficiente agua y detergente.

VII. EVALUACION DE LA MAQUINA 7.1. ESTADO: Operativo 7.2. MANTENIMIENTO: El rendimiento, eficiencia y reducción de costos operativos de un molino de martillos dependen de la prolijidad con que se efectúen las tareas de mantenimiento y del diseño que el mismo presente para el desarrollo de una tarea específica. El reemplazo de zarandas, martillos con bordes desgastados y ejes portantes, son las tareas que deben efectuarse con mayor frecuencia, mientras que la revisión y eventual reemplazo del orientador de flujo, la cámara de remolido y los cojinetes, son tareas a realizar en plazos con menor periodicidad. Existen otros aspectos a considerar, como los elementos de sujeción de zarandas, revestimientos contra el desgaste y el acople flexible motor/eje de molino, los cuales si bien son relevantes, sólo deben controlarse en el largo plazo. Un correcto y adecuado plan de mantenimiento dará como resultado mayor durabilidad del equipo y alta confiabilidad operativa (ASAGA, s. f.).

VIII. CONCLUSIONES 

Es recomendable seguir el proceso de accionamiento mencionado con el fin de obtener buenos resultados y trabajar de forma segura, sin ningún accidente.



Es importante realizar un chequeo constante ya que el estado de los elementos de la máquina influyen en el rendimiento y eficiencia de la misma.

IX. CUESTIONARIO 9.1. Factores que influyen para la eficiencia de la molienda para un molino de martillo. Al hablar de molienda se tiene forzosamente que hablar de la reducción de tamaño del material, para lo cual existen dos teorías, la de espacio (volumen) y la de superficie. La teoría de espacio solo es aplicable en el caso de los esfuerzos en el rango de la elasticidad; la reducción del tamaño siempre necesita pasar el límite de la resistencia última del material. La teoría del espacio se utiliza para cálculos aproximados y es más útil para la explicación del proceso de molienda por golpe y por presión de partículas grandes (volumen). La teoría de superficie explica mejor los procesos de molienda de cereales. La teoría del volumen explica la deformación de la masa mediante la teoría de elasticidad, donde se define la proporcionalidad de la fuerza de deformación en relación a la deformación del cuerpo.

Por lo tanto, el trabajo para la reducción del material es proporcional al volumen, y la fuerza para la reducción del material es proporcional a la superficie de corte. (Earle, 1988). Las cargas verticales del peso y de la fuerza centrífuga, además de las fuerzas horizontales, como fuerza cortante, patinaje traslativo y angular se acumulan produciendo una deformación resultante el cual debe ser mayor a las resistencias internas que presenta el alimento para su reducción, sino, la reducción no se realizaría (Tello y García, 1985).

9.2. Tipos de molino de martillo. 9.2.1. Molinos de Martillo PIG Los Molinos a martillos PIG están caracterizados por la alta relación de reducción granulométrica en el tratamiento de arcillas de todo tipo, mezclas cerámicas con porcentaje considerable de inertes y materias primas de baja y media dureza. Formados por una carcasa en chapa de gran espesor oportunamente revestida en su interior por corazas circulares y laterales cubiertas en material anti-desgaste, por un rotor sobre el cual se montan los martillos moledores en aleación especial de larga duración, por un grupo martillo desterronado y por rejillas calibradores Los martillos, son de aleaciones especiales y tienen una duración superior a la norma, pueden ser rotados fácilmente para obtener un mayor rendimiento, el interior del molino es fácilmente inspeccionable por intermedio de distintas compuertas, donde permite una fácil y rápida sustitución de los martillos, de las corazas y de las parrillas. En el sector cerámico, tanto prensado como extrusionado, los molinos a percusión tipo PIG son particularmente apreciados por la capacidad de conferir al producto molido el refinado requerido, pero simultáneamente la morfología del grano del producto molido garantiza un gran mejoramiento de la resistencia mecánica en crudo del producto acabado. 9.2.2. Molinos de martillo rotatorio Se basa en el mecanismo de compresión del material entre dos cuerpos. Entre más rápida sea la fuerza de aplicación más rápido ocurre la fractura por el aumento de la energía cinética concentrando la fuerza de fragmentación en un solo punto produciendo partículas que se fracturan rápidamente hasta el límite. Consiste de un rotor horizontal o vertical unido a martillos fijos o pivotantes encajados en una carcasa. En la parte inferior están dotados de un tamiz fijo o intercambiable. Puede operar a más de 1000 rpm haciendo que casi todos los materiales se comporten como frágiles. Se utiliza para el secado de material,

granulación ungüentos, pastas húmedas y suspensiones. Los martillos obtusos se utilizan para materiales cristalinos y frágiles, mientras que los afilados se usan para materiales fibrosos. Este molino puede reducir la partícula hasta 100 µm. El tamaño de partícula depende de la velocidad del rotor, tamaño del tamiz, y velocidad de introducción del material. El uso de tamices gruesos produce partículas de menor tamaño porque estas atraviesan tangencialmente el orificio debido a la alta velocidad del motor. El tamiz de hoyos circulares es más fuerte pero se usa poco porque tiende a obstruirse. Sin embargo, este se usa para materiales fibrosos. El tamiz cuadriculado a 45 grados se utiliza para materiales cristalinos frágiles y el de hoyos a 90 grados se usa para las suspensiones ya que estos tienden a atascarse fácilmente. (ALNICOLSA, 2011) En algunos molinos el tamiz cubre toda la carcasa y la alimentación se hace paralela al eje. Estos modelos están diseñados para moler suspensiones que tienen entre 40 - 80% de sólidos y que oponen resistencia al flujo. En general, éstos molinos producen partículas con una distribución de frecuencias cerrada, pero si la carga es alta, el tiempo de retención del material se prolonga produciéndose más finos de forma esférica. Para la producción de partículas finas o ultra finas (inyectables) (1 -20 µM), se utiliza una alta velocidad junto con aire clasificado para la remoción del material hasta un tamaño aceptable. Estos molinos son fáciles de limpiar y operar, además permiten cambiar sus tamices, y operan en un sistema cerrado reduciendo el riesgo de explosión y contaminación cruzada.

X.

BIBLIOGRAFIA  ALNICOLSA. Visitado On Line, el 28 de Setiembre del 2012. http://taninos.tripod.com/molinosmartillo.htm. 

ALIBABA.COM. Visitado On Line, el 29 de Setiembre del 2012. http://spanish.alibaba.com/product-gs/hammer-mill-parts-650310555.html.



GEANKOPLIS, C. 1998. Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias. Tercera Edición. Editorial Continental S.A. México.



BRENNAN, J.; BUTTERS, R.; COWELL, N.; D LILLY. 1998. Las Operaciones de la Ingeniería de los Alimentos. Editorial Acribia S.A. Zaragoza, España.

 ASAGA. Mantenimiento de molinos de martillos para aplicaciones en la industria del rendering. Visitado On Line, el 8 de octubre del 2012.

http://asaga.org.ar/publicaciones/verNota.aspx?idNota=72&id=49.  EARLE, R. 1988. Ingeniería de los Alimentos. Editorial Acribia. España 2º Edición.  TELLO B., E. GARCIA, 1985. The mezcal industry the Altiplano Potosino-Zacatecano of NorthCentral México. Desert Plants.