Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales MOLIENDA, TAMIZADO Y TAMAÑO DE PARTÍCULA GRINDING, SIEVE AND PARTICLE SIZE 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. Keywords: sieving, grinding, reduction, soybean, particle size. 1. Introducción inactivar los. Entre estos factores se encuentran los inhibidores de la lecitina, la Gracias a su excelente aporte proteico, la tripsina y las saponinas (Ramos et al., 2005). harina de soya puede usarse como un la torta de soya tiene entre 44 y 46% esto para ingrediente de gran importancia en la la torta que no fue llevada al proceso de formulación de alimentos balanceados para tostión, mientras que la soya que se le porcinos, pollos camperos y aves de doble desactivaron los factores anti nutricionales propósito. Pero también contiene componentes tiene un 38%. Además, los niveles de calcio y antinutricionales en su fracción proteica que metionina son muy bajos por lo que se debe evitan su aprovechamiento por lo que se tener en cuenta en el momento de la requieren procesos industriales costosos para Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales preparación de los alimentos para aves y cerdos (Suarez, 2003). Estudios realizados por la asociación americana de soya (ASA), argumentaron que el grano integral de soya utilizado en la alimentación animal debe ser sometido a un proceso térmico, para poder destruir los factores anti nutricionales que se encuentran en las semillas recién cosechadas para permitir aprovechar su potencial proteico y energético (garzón, V, 2010). La molienda de granos destinados a la alimentación animal en muchos de los casos, los ingredientes de la dieta se muelen antes de ser mezclados en los alimentos para animales (Thomas et al., 2012). La relación de reducción de partícula después de la molienda y la distribución del tamaño final depende del tipo de molino utilizado y de las propiedades físicas de los granos iniciales. También, las variables de molienda (p. ej., tamaño de la soya, distancia entre rodillos, velocidad) y la energía empleada para operar el molino son importantes (Fang et al., 1998). Cada molino tiene un tamaño de partícula límite que se produce en función de algunas fuerzas (p. ej., desgaste, compresión, impacto) y de las cualidades como (tamaño, dureza, textura) de la materia prima que se va a moler. Por consiguiente, la relación de reducción del diámetro de partícula puede variar dependiendo el tipo de alimento. El tamaño de las partículas es una característica importante en un alimento, debido a que afecta la ingesta voluntaria del alimento y el desarrollo del tracto intestinal en las especies de aves (Pérez-Bonilla et al., 2014). El grandor real de las partículas difiere según el tipo de semilla y sus propiedades físicas cuando estas se muelen en un determinado dispositivo, por lo tanto, el tipo de molino es un factor causante de las diferencias de la estructura gruesa de las dietas de concentrado para gallinas ponedoras. Por ejemplo, en cerdos, la molienda gruesa no siempre permite una utilización óptima de los nutrientes (Svihus, 2011; Laurinen et al., 2000). Por otra parte, los ingredientes finamente molidos pueden dar como resultado un producto polvoriento que puede causar enfermedades como infecciones respiratorias o lesiones gástricas en los cerdos en crecimiento (Alavi Ukola et al., 1993). Los molinos de martillo o impacto son utilizados mayoritariamente para moler mezclas de ingredientes de piensos para el ganado y tiene la ventaja de ser más fáciles de operar y capaces de moler una variedad de ingredientes de alimentos en comparación con otros equipos (Islam y Matzen, 1988). Los molinos de martillos producen muchas partículas pequeñas y gruesas y se usan especialmente cuando utilizan un proceso de floculación aguas abajo. La energía (kJ/kg de producto) requerida por un molino de martillos para moler un componente particular depende de la distribución de tamaño de partícula deseada. La molienda fina claramente aumenta los costos de energía, y la molienda a tamaños de partículas promedio por debajo de 100 μm, por ejemplo, para alimentos para camarones, puede aumentar drásticamente estos costos (Obaldo et al., 1999). Para alimentos con tamaño de partícula típico de la dieta, como la harina de trigo, los molinos de rodillos tienen la ventaja de producir partículas de tamaño más uniforme con una menor proporción (Pérez-Bonilla 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 Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales 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 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. Cronómetro 2. Metodología 2.1.1 Pretratamiento de la soya. Se aplicó un tratamiento térmico leve al grano de soya para reducir los factores anti-nutricionales termolábiles (inhibidores de tripsina, saponinas, hemaglutininas, vitaminas, goitrógenos y fitatos). El producto más problemático de los compuestos anti-nutricionales del grano de soya son los inhibidores de la tripsina que producen efectos negativos en los rendimientos en caso de alimentación animal. Imagen 2. Molino de cizalla y molino de impacto. 2.1.3 Tamizado 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 Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales 3. Cálculos y Resultados Datos: a=1,2 Esfericidad (⦽)= 0,9 Densidad= 0,714 g /cm^3 1cm³= 1x10¹²µm³ Densidad = 7,14 x 10 𝐷𝑣 = 3 1 ∑(𝑥𝑖/𝐷𝑝𝑖³) [3] 𝐷𝑣 = −13 g/µm³ 3 1 48,97µ𝑚³ Dv= 0,2733 ● Área de un gramo de partícula (Aw) 6 𝑋𝑖 𝐴𝑤 = ∗ ∑ ∅∗𝜌 𝐷𝑝𝑖 ● [1] 𝐴𝑤 = 6 ∗ ∑ 3, 6534µ𝑚 −13 0,9∗ 7,14 𝑥 10 𝑔/µ𝑚³ 13 Aw=3,4112 x 10 ● [4] 𝑔/µ𝑚² Dvs= 1 𝑎*𝜌 ∗∑ 𝑋𝑖 𝐷𝑝𝑖³ ● [2] N𝑤 = 1 −13 (1,2)*(7,14 𝑥 10 𝑔/µ𝑚³ ) 1 3,6534 µ𝑚 Dvs= 0,2737µ𝑚 Número de partículas por gramo (Nw). N𝑤 = Diámetro de una esfera que tiene la misma relación superficie /volumen (Dvs). 1 Dvs= ∑(𝑥𝑖/𝐷𝑝𝑖) ∗ ∑ 48, 97µ𝑚³ Tamaño medio de la partícula en la muestra. (Dw) Dw=∑(𝑥𝑖)(𝐷𝑝𝑖) [5] 13 Nw=5,7154x 10 g Por cada gramo de muestra habia un total 13 de 5,7154x 10 particulas ● Diámetro de una esfera con el mismo volumen (Dv) Dw=0,2740 µm Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales 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 0,0031 0,0000 0,0000 0 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. Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales 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 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 agua del 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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