Sistemas de asistencia por aire para Molinos de martillos

El uso de un sistema de asistencia por aire en un sistema de molienda bien diseñado ayudara a reducir los costos de energía, a controlar el tamaño de las partículas, a reducir el calentamiento, a controlar el polvo y a reducir la presión que se crea en el molino.

Hay dos sistemas de asistencia por aire:

• En el primero, el molino descarga por debajo a un plenum o cámara que tiene instalado un ciclón o filtro de mangas, que permiten que el producto y las partículas finas recolectadas por las mangas o bolsas del filtro sean descargadas a un transportador común. El plenum o cámara es la tolva del ciclón o filtro de mangas, así como la tolva de descarga del molino, lo cual simplifica el sistema para tener un solo transportador y una sola esclusa rotativa. El único ducto que se tiene es el que conecta el ventilador con el filtro de mangas o el ciclón.

• En el segundo, el molino descarga en un recolector para que el producto sea transportado neumáticamente a un filtro o ciclón recibidor. En este diseño el molino puede estar instalado en la planta baja y también eliminar los transportes mecánicos. El sistema de asistencia por aire y el sistema de transporte del producto es uno solo y es el mismo. Este sistema requiere unos ductos mas pesados, reforzados, requiere mas volumen de aire y requiere una mayor presión estática. El motor del ventilador requerirá mas potencia.

Los sistemas de asistencia por aire o aspiración en los molinos de martillos sirven para los siguientes propósitos:

• Dan soporte y mejoran el proceso de molienda activamente, creando un vacío en la cámara de molienda para facilitar el paso de las partículas molidas a través de los orificios de la malla y manteniendo a estos limpios después del paso del producto.

• La temperatura de molienda puede ser mantenida en niveles bajos que por lo general están 10º C por encima de la temperatura del producto a la entrada.

• La capacidad del molino puede ser incrementada de alguna manera y el calentamiento del producto minimizado.

• Manejando el volumen adecuado de aire las perdidas de humedad serán menores. Para volúmenes de aire altos, las perdidas se aumentaran y además habrá un mayor consumo de energía por tener unos ciclones y filtros más grandes.

Aunque las capacidades varían según el tipo de molino de martillos, de la velocidad periférica, tamaño de las perforaciones de la criba o malla, y del producto a ser molido, los molinos de martillos que tienen asistencia por aire comparados con los que no tienen asistencia por aire producirán entre un 10% y un 40% más.

Los martillos que giran a altas velocidades crean una presión estática dentro de la cámara de molienda y en los equipos de transporte. Si el sistema de molienda no se sella para que resista esta presión estática, el polvo creado por la reducción del tamaño de las partículas se saldrá a la atmósfera por la abertura más pequeña, siendo este polvo orgánico en suspensión un combustible potencial para una explosión y una de las fuentes de las mermas.

El sistema de asistencia por aire crea una caída de presión de 2 a 5 pulgadas de agua (WC) (5 – 12 mBar) que aliviara la presión estática. La succión de aire a través del molino ayudara a las partículas a moverse hacia la malla, que con la fricción entre estas y la malla, reducirán su velocidad, haciendo que el flujo de aire negativo hale las partículas a través de las perforaciones de la malla.

La perdida estática a través del molino variará dependiendo del producto a moler, del área de la malla y del volumen de aire en el sistema. La mayoría de los sistemas de asistencia por aire están diseñados para halar de 1 a 2 pies³/min por cada pulgada cuadrada de superficie de malla o criba (1.7 – 3.4 m³/hora por cada 6.45 cm²).

Se debe permitir que el 75% del aire entre al molino cerca de la entrada del mismo. La entrada de aire debe tener el mismo ancho y la misma área que la entrada del molino. El aire entrara al molino con el producto y será halado a través de la malla con el material molido, para lo cual necesitara entre 1 - 1½ pulgadas de agua (WC) de vacío (2.5 – 3.7 mBar) a la entrada del molino. El resto de aire debe entrar a través de los orificios de venteo, ubicados normalmente en las puertas laterales que dan acceso a la cámara de molienda, con lo cual se creara una presión negativa afuera de la malla que ayudara a mantener las mallas limpias y mejorara la eficiencia del molino.

Se puede usar un ciclón o un filtro de mangas para captar el polvo. Cualquiera de estos que se use debe ser dimensionado de acuerdo al volumen de aire requerido y basado en las características del producto a moler y el tamaño de las partículas molidas.

Si se el ciclón o el filtro de mangas se instalan con un sistema neumático negativo, es necesario instalar una esclusa rotativa a la descarga del ciclón o a la descarga del transportador de evacuación del producto molido. La mayoría de los sistemas de asistencia por aire trabajan muy bien con un transportador de tornillo a la descarga del molino.

Los molinos que giran a 3.600 RPM requieren un mínimo de 1 - 1¼ pies³/min de aire por pulgada cuadrada de superficie de malla o criba (1.7 – 2.12 m³/hora por cada 6.45 cm²). Los molinos que giran a 1800 RPM requieren un mínimo de 1 de pies³/min de aire por pulgada cuadrada de superficie de malla (1.7 m³/hora por cada 6.45 cm²). El volumen de aire debe ser medido a la salida del molino y a una presión de vacío de 5 pulgadas de agua (WC) (12.44 mBar).

El sistema de asistencia por aire necesita una área en el plenum para disminuir la velocidad que trae el aire, permitiendo así que el producto molido y el polvo puedan caer al transportador. El área seccional del plenum o cámara no puede ser muy grande y debe ser diseñada para que la velocidad del aire en el plenum sea menor o igual a 15 veces la densidad del producto expresada en libras/pie³. Por ejemplo, para maíz con una densidad de 45 libras /pie³ menor o igual a 675 (15 x 45) pies/min (205.74 metros /min).

Para encontrar la velocidad del aire (o el área seccional), se divide el volumen del aire de aspiración por el valor conocido de la velocidad del aire. Por ejemplo: para maíz (675 pies/min con 1200 pies³/min de aire o 205.74 mt/min con 33.98 m³/min) se requerirá un plenum con un área de 1200/675 o sea de 1.8 pies² (33.98 / 205.74 o sea 0,17 m²). Un plenum o cámara mas grande resultara en una velocidad del aire mas baja y por ende menos producto pasando por el sistema de asistencia por aire.

Generalmente se puede decir que cuando se requiere producto mas fino:

• Se obtiene una menor capacidad en el molino
• El consumo de energía especifica en la molienda es mayor
• Mas calentamiento del producto en la molienda
• Mas consumo de partes de desgaste (martillos, mallas, etc.)
• Un posible aumento en la formación de polvo

Para productos de baja densidad y fibrosos, generalmente se usa un sistema de transporte neumático que debe tener una base de descarga debajo del molino y el uso de un alimentador del tipo sifón de aire. En algunos sistemas de molienda gruesa o en algunos productos con alto contenido de grasa (harinas de carne, pluma, etc.) se utilizan sistemas sin aire con transporte mecánico o descarga por gravedad.

Los molinos verticales, por el diseño tan particular que poseen, no requieren de un sistema de asistencia por aire. Se recomienda solamente tener una pequeña aspiración (3 – 5 m³/min según la capacidad del sistema), en el transportador tubular de descarga.

Referencias

1. McEllhiney. 1994. Feed Manufacturing Technology IV
2. Moritz Schäfer. 1991. Advances in Feed Technology
3. Bühler, Roskamp-Champion, Bliss, Sprout-Matador, Amandus-Kahl Papers

Sistemas de asistencia por aire para Molinos de martillos

Alianza de E.S.E Intec con IDAH: Josef Barbi

Herramientas tecnológicas de fabricación de alimentos

E.S.E. & INTEC

North American Renderers Association (NARA)