MOLIENDA, TAMIZADO Y TAMAÑO DE PARTICULA

UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS
Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales
OPERACIONES UNITARIAS I
Informe de Laboratorio N°3 (2022 )
MOLIENDA, TAMIZADO Y TAMAÑO DE PARTÍCULA
GRINDING, SIEVE AND PARTICLE SIZE
Shirley Garcia¹; Cristian Dueñas² y Neider Medina³
1. 117004214
2. 117004048
3. 117004322
Programa de ciencias agropecuarias y recursos naturales, Villavicencio, Colombia b Departamento de
Ingeniería Agroindustrial Universidad de los llanos orientales.
For correspondence: [email protected], [email protected],
[email protected]
Resumen
En la práctica se tomó como muestra la soya, en el proceso realizado se inició con la inhibición de
compuestos tóxicos para el sistema digestivo presentes en la soya como lo son las saponinas, lecitina,
y la tripsina por medio de la exposición a altas temperaturas. Para la molienda se usaron dos máquinas,
el molino de cizalla y el molino de impacto del cual se obtuvieron 3 muestras: la primera precedente de
la molienda con la criba más fina, la segunda con la criba de diámetro más grande y la tercera muestra
del molino de cizalla. Se determinó el análisis granulométrico, tamaño de partícula de la muestra, Aw,
Nw, Dv, Dvs y su distribución porcentual en masa, de la muestra 1; es decir la más fina con los
resultados obtenidos del tamizaje realizado en el laboratorio con las mallas 60, 80, 100, 120, 140 y 200
durante un tiempo aproximado de 5 minutos a 10 minutos, esto debido a que se observaba que la
muestra no pasaba por las mallas como se esperaba. Se obtuvo como resultado final que las muestra
quedará retenida en solo las dos primeras mallas de diámetros de 250 y 180µm en donde el 98,32% de
la soya molida tiende a tener un tamaño de partícula ≥ 250.
Palabras clave: tamizado, molienda, reducción, soya, granulometría, particular.
Abstract
In practice, soybeans were taken as a sample, and the process began with the inhibition of compounds
toxic to the digestive system present in soybeans such as saponins, lecithin, and trypsin through
exposure to high temperatures. Two machines were used for milling, the shear mill and the impact mill
from which 3 samples were obtained: the first precedent of milling with the finest sieve, the second
with the largest diameter sieve and the third sample of the shear mill. The granulometric analysis,
particle size of the sample, Aw, Nw, Dv, Dvs and its mass percentage distribution of the sample 1 were
determined; that is, the finest with the results obtained from the screening carried out in the laboratory
with the meshes 60, 80, 100, 120, 140 and 200 for an approximate time of 5 minutes to 10 minutes, this
because it was observed that the sample did not pass through the meshes as expected. The final result
was that the samples will be retained in only the first two meshes of diameters of 250 and 180µm where
98.32% of ground soybeans tend to have a particle size of 250.
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Keywords: sieving, grinding, reduction, soybean, particle size.
moler. Por consiguiente, la relación de
1. Introducción
reducción del diámetro de partícula puede
Gracias a su excelente aporte proteico, la harina
variar dependiendo el tipo de alimento.
de soya puede usarse como un ingrediente de
gran importancia en la formulación de
El tamaño de las partículas es una característica
alimentos balanceados para porcinos, pollos
importante en un alimento, debido a que afecta
camperos y aves de doble propósito. Pero
la ingesta voluntaria del alimento y el desarrollo
también
contiene
componentes
del tracto intestinal en las especies de aves
antinutricionales en su fracción proteica que
(Pérez-Bonilla et al., 2014). El grandor real de
evitan su aprovechamiento por lo que se
las partículas difiere según el tipo de semilla y
requieren procesos industriales costosos para
sus propiedades físicas cuando estas se muelen
inactivar los. Entre estos factores se encuentran
en un determinado dispositivo, por lo tanto, el
los inhibidores de la lecitina, la tripsina y las
tipo de molino es un factor causante de las
saponinas (Ramos et al., 2005). la torta de soya
diferencias de la estructura gruesa de las dietas
tiene entre 44 y 46% esto para la torta que no
de concentrado para gallinas ponedoras. Por
fue llevada al proceso de tostión, mientras que
ejemplo, en cerdos, la molienda gruesa no
la soya que se le desactivaron los factores anti
siempre permite una utilización óptima de los
nutricionales tiene un 38%. Además, los niveles
nutrientes (Svihus, 2011; Laurinen et al., 2000).
de calcio y metionina son muy bajos por lo que
Por otra parte, los ingredientes finamente
se debe tener en cuenta en el momento de la
molidos pueden dar como resultado un
preparación de los alimentos para aves y cerdos
producto polvoriento que puede causar
(Suarez, 2003). Estudios realizados por la
enfermedades como infecciones respiratorias o
asociación americana de soya (ASA),
lesiones gástricas en los cerdos en crecimiento
argumentaron que el grano integral de soya
(Alavi Ukola et al., 1993).
utilizado en la alimentación animal debe ser
sometido a un proceso térmico, para poder
Los molinos de martillo o impacto son
destruir los factores anti nutricionales que se
utilizados mayoritariamente para moler
encuentran en las semillas recién cosechadas
mezclas de ingredientes de piensos para el
para permitir aprovechar su potencial proteico
ganado y tiene la ventaja de ser más fáciles de
y energético (garzón, V, 2010).
operar y capaces de moler una variedad de
ingredientes de alimentos en comparación con
La molienda de granos destinados a la
otros equipos (Islam y Matzen, 1988). Los
alimentación animal en muchos de los casos,
molinos de martillos producen muchas
los ingredientes de la dieta se muelen antes de
ser mezclados en los alimentos para animales
partículas pequeñas y gruesas y se usan
(Thomas et al., 2012). La relación de reducción
especialmente cuando utilizan un proceso de
de partícula después de la molienda y la
floculación aguas abajo. La energía (kJ/kg de
distribución del tamaño final depende del tipo
producto) requerida por un molino de martillos
de molino utilizado y de las propiedades físicas
para moler un componente particular depende
de los granos iniciales. También, las variables
de la distribución de tamaño de partícula
de molienda (p. ej., tamaño de la soya, distancia
deseada. La molienda fina claramente aumenta
entre rodillos, velocidad) y la energía empleada
los costos de energía, y la molienda a tamaños
para operar el molino son importantes (Fang et
de partículas promedio por debajo de 100 μm,
al., 1998). Cada molino tiene un tamaño de
por ejemplo, para alimentos para camarones,
partícula límite que se produce en función de
puede aumentar drásticamente estos costos
algunas fuerzas (p. ej., desgaste, compresión,
(Obaldo et al., 1999). Para alimentos con
impacto) y de las cualidades como (tamaño,
tamaño de partícula típico de la dieta, como la
dureza, textura) de la materia prima que se va a
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harina de trigo, los molinos de rodillos tienen la
ventaja de producir partículas de tamaño más
uniforme con una menor proporción (PérezBonilla et al., 2014). Para alimentos con tamaño
de partícula típico de la dieta, como la harina,
los molinos de rodillos tienen la ventaja de
producir menos finos y partículas más
uniformes en comparación con los molinos de
rodillos (Pérez-Bonilla et al., 2014). Sin
embargo, es más difícil moler materiales
fibrosos como la cebada utilizando este tipo de
molino (Audet, 1995). Los molinos de rodillos
son más eficientes energéticamente en
comparación con los molinos de martillos o casi
lo mismo para la molienda informada por y
Fang et al. (1997). Además de los molinos de
martillos y de rodillos utilizados para
descomponer partículas de ingredientes en la
industria ganadera y de alimentos para
animales, se ha desarrollado otro proceso. Se
usó un dispositivo multi-cracker de disco
convergente. En este dispositivo, la trituración
se realiza mediante dos filas de acción de
trituración. rodaja. El efecto de diferentes
configuraciones de multicracker en las
propiedades de molienda de algunos
ingredientes ha sido previamente analizado.
Tomás et al. (2012). A esta última máquina
todavía le faltan datos sobre el rendimiento del
fresado con martillo y el tallado.
1. Materiales
Tabla 1. Materiales usados en la práctica de
laboratorio.
Equipos
Materiales
Balanza
Muestra de soya
Molinos
Tren de tamices
Equipos de tamizado
mecánico
Bolsas resellables
Cronómetro
2.
Metodología
2.1.1 Pretratamiento de la soya.
Se aplicó un tratamiento térmico leve al grano
de soya para reducir los factores antinutricionales termolábiles (inhibidores de
tripsina, saponinas, hemaglutininas, vitaminas,
goitrógenos y fitatos). El producto más
problemático de los compuestos antinutricionales del grano de soya son los
inhibidores de la tripsina que producen efectos
negativos en los rendimientos en caso de
alimentación animal.
Imagen 1. Tratamiento térmico de la soya.
2.1.2 Molienda
Se tomó una muestra de gramos de soya en
cada tratamiento (tratamiento 1 malla chica
molino pulverizador, tratamiento 2 malla
gruesa molino pulverizador, tratamiento 3
molino de cizalla). Se procedió a guardar los
tratamientos después de molidos en las bolsas
resellables y marcar.
Imagen 2. Molino de cizalla y molino de
impacto.
2.1.3 Tamizado
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Se tomaron 99,25 g de la muestra que fue
previamente molida y se distribuye en el tamiz
mecánico equipado con tamices de diámetros
de 250, 180, 150, 125, 106 y 75 micras ( µm)
dejando la muestra aproximadamente de 5 a 10
minutos.
Imagen 3. Tamices
3. Cálculos y Resultados
Datos:
a=1,2
Esfericidad (⦽)= 0,9
Densidad= 0,714 g /cm^3
1cm³= 1x10¹²µm³
−13
Densidad = 7,14 x 10
1
3
�� = √
∑(∅∅/∅∅∅³)
[3]
1
3
�� = √
g/µm³
48,97µ∅³
Dv= 0,2733
●
Área de un gramo de partícula (Aw)
6
∅∅
�� =
∗ ∑
∅∗∅
∅∅∅
●
[1]
�� =
6
0,9∗
7,14 𝑥 10−13 ∅/µ∅³
Diámetro de una esfera que tiene la
misma relación superficie /volumen
(Dvs).
1
Dvs=
∗ ∑ 3,6534µ∅
∑(∅∅/∅∅∅)
[4]
Aw=3,4112 x 1013 ∅/µ∅²
Dvs=
●
Número de partículas por gramo
(Nw).
N� =
1
∅∗∅
∅∅
∗ ∑ ∅∅∅³
1
(1,2)∗(7,14 𝑥 10−13 ∅/µ∅³ )
3,6534 µ∅
Dvs= 0,2737µ∅
●
[2]
N� =
1
Tamaño medio de la partícula en la
muestra. (Dw)
∗ ∑ 48,97µ∅³
Nw=5,7154x 1013 g
∑(∅∅)(∅∅∅)
Dw=
[5]
Por cada gramo de muestra habia un total
de 5,7154x 1013 particulas
●
Diámetro de una esfera con el
mismo volumen (Dv)
Dw=0,2740 µm
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Figura 1. Curva granulometrica.
Se observa una glomercación de particulas en el diametro de tamiz de 250µm en donde se retiene el
98,32% de la muestra analizada.
Tabla 1. Análisis Granulométrico de la soya molida en la criba más fina
Malla
50
60
80
100
120
140
200
Fondo
Total
Apertura
de tamiz
(µm) Dpi
0,300
0,250
0,180
0,150
0,125
0,106
0,075
N.A
Masa
retenida
(g)
95,41
1,63
0
0
0
0
0
97,04
Fracción
másica
retenida
(Xi)
Fracción
másica
retenida
acumulada
0,9832
0,0168
0
0
0
0
0
1
0,9832
1
1
1
1
1
1
Algunos estudios han demostrado que el tiempo
de molienda de la materia prima para la
producción de harinas no es siempre
inversamente proporcional al tamaño de
partícula. En el caso de las harinas de soya, el
tamaño pequeño de las partículas de soya de
250 μm mostró una aglomeración de partículas
Diámetro
promedio
(Dpi)
0,275
0,215
0,165
0,1375
0,1155
0,0905
0,9985
Xi/Dpi
Xi/Dpi^3
Xi*Dpi
Volumen
de
partícula
(Vp)
3,5753 47,2763 0,27038 0,0250
0,0781 1,6904 0,00361 0,0119
0,0054
0,0000 0,0000
0
0,0000 0,0000
0
0,0031
0,0018
0,0000 0,0000
0
0,0009
0,0000 0,0000
0
3,6534
48,97
0,2740
0,0481
esto se puede deber a que la harina pudo haber
absorbido humedad del ambiente lo que pudo
haber provocado aglomeración y afectado la
distribución en el tamiz otro punto que se puede
analizar es que los diámetros de los tamices en
los que se analizó no eran los rangos adecuados
al tamaño de la partícula.
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Figura 2. Granulometría de las harinas de Quinua y Chontaduro
Articulo: Granulometría, Propiedades Funcionales y Propiedades de Color de las Harinas de Quinua y
Chontaduro. Fuente:http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642019000500003
Si analizamos estudios realizados por artículos
como el de la (Figura 2) en la harina de
chontaduro se observa retención en los tamices
#16, #30 y #60, siendo que en el tamiz de mayor
diámetro #16 se retuvo el 69,70% de la harina.
En la harina de quinua hubo retención de masa
desde el tamiz #30 hasta el colector final del
tamizador, es decir el 53,91% quedó retenida en
los tamices #30, #60 y #80 y el 46,09% de
harina restante quedó en el colector final. A
pesar de que los diámetros de las dos harinas
fueran los mismos, en la harina de chontaduro
tiende a formarse aglomerados o grumos,
seguramente por tener un mayor índice de
absorción de humedad o vapor de agua del
Conclusiones
El porcentaje de pérdida que se obtuvo al
momento de tamizar la muestra fue de 2,23%
de 99.25g que se tomaron, esto debido a que
parte de la muestra quedaba adherida a la malla
o se salía del tamiz antes de ser pasada en la
balanza analítica.
La muestra 1 se concluye que el diámetro de la
partícula en su gran porcentaje no supera el
diámetro de 250µm es decir 0.0098 pulgadas
medio, aspecto que se supera con un adecuado
manejo y conservación del producto, para
cumplir con los requisitos en la elaboración de
pastas alimenticias, las harinas deben presentar
una granulometría de tamaños entre 150 μm y
450 μm, es decir, entre tamices #100 y #40
respectivamente. (Dussan Sarria, 2019). Lo que
nos lleva a analizar que los rangos en los que se
debió trabajar en el tamizado de la harina de
soya debian estar comprendidos entres las
malla 16, 30, 40, 60, y 80 es decir entre los
diámetros de 1180μm, 500μm, 350μm, 250μm
y 180μm. para una mejor distribución de
tamaños.
sigue siendo un tamaño de partícula fino debido
al diámetro de malla que se utilizó.
En la curva de distribución granulométrica se
observa que la mayor concentración de la
muestras está retenida en el diámetro de malla
de 250µm.
Referencias bibliográficas.
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