Variables para calcular un Plenun para asistencia por Aire a Molino
Publicado:25 de abril de 2006
Por:Arcadio Rojas Quintero
Estimados Srs.
Una consulta relacionado al tema de Molienda ,¿ Cuales son las variables que se utilizan? para calcular el Plenum de un Molino Martillo que se le quiera instalar el Sistema de Asistencia por Aire.y en que porcentaje puede beneficiar este sistema.
atte.
Arcadio Rojas Quintero
Asistir con aire un molino a martillos, aparte de la limpieza del sector, y según el sistema que se use y el producto que se muela, puede triplicar la capacidad del mismo.
De hecho, esas instalaciones son especiales y dependen de varios factores además del producto a moler, en realidad es toda una especialidad.
Estoy calculando la merma resultante en un proceso de molienda en un molino de martillos para maíz. ¿Tienen algún parámetro que pueda ayudarme?
Raúl Pedraza
Si la instalación es correcta, no debe haber merma en la molienda, todo se recupera a través de un circuito cerrado, diseñado para ese fin... Como ya expliqué en mi participación anterior, cada molino tiene sus características, de las cuales dependen el sistema de transporte neumático que se utilice.
Saluda cordialmente
Ing. José S. Castillo
Apreciados amigos:
Las mermas en la molienda se producen especialmente por migración de humedad al aire de transporte del molino neumático; si el maíz tiene humedad por encima del % de equilibrio con el medio ambiente, es decir 10 1 12% según el clima, se produce un efecto de secado en la masa molida... Esta humedad se libera con el aire a través del filtro, además, hay un pequeño porcentaje de merma al aire por partículas, dependiendo de la calidad de filtro que se utilice.
Para fines comerciales puede tener una merma del 2 % a 3 % aproximadamente
Molinos con fugas de polvo visibles en ciclones y filtros pueden llegar al 5% tranquilamente, se siente especialmente en la chequera.
Mensaje para Nestor Raúl Pedraza: Hay una serie de variables que hay que considerar para determinar cual es el problema que causa tus mermas en el proceso de molienda. Con gusto te puedo ayudar en mi paso por Colombia del 27 de Febrero al 8 de Marzo, o en mi stand (3527) en la Feria de Atlanta.
Saludos Giuseppe Bigliani Feed Technology Solutions
Estimados foristas: Quiero compartir con ustedes un articulo (sin gráficas) que escribí hace un tiempo sobre los sistemas de asistencia por aire para los 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
Espero que este articulo les sea de utilidad.
Saludos, GIUSEPPE BIGLIANI FEED TECHNOLOGY SOLUTIONS
Apreciados Foristas:
Como complemento a lo expuesto por el Ing. Bigliani y para dar respuesta a Nestor Raúl Pedraza, el parámetro de merma en maíz, dependerá de las características del Molino, del medio ambiente circundante (que tendrá relación con la Humedad del Maíz a través de la Humedad de Equilibrio, etc), tiempo de permanencia en las Tolvas de Pre-dosificación y tamaño de partícula o granulometría deseada (Índice de Molienda).
Con lo anterior, habrá que hacer un resumen de estas características y ver el impacto de estas condiciones sobre el resultado de Humedad inicial (incluidas impurezas) y de humedad final, según el tiempo de almacenamiento, antes de su mezcla con otros ingredientes vs las condiciones de operación (Medio Ambiente).
Con gusto atenderé su caso particular a través de nuestra compañía LZ ASESORES AGROINDUSTRIALES en Bogotá, D.C., Colombia, Sur América.
Mi pregunta es:
En la formación de núcleos con microingredientes para aves ¿se puede disolver con maíz?
¿Es recomendable hacer esto?
Soy Freddy, estudiante de tecnología en producción calidad industrial
Ayúdenme en esto!
Apreciado Estudiante de Tecnología:
Si puedes vehiculizar un Núcleo usando como tal Maíz y dependiendo de la granulometría de los otros ingredientes, así mismo deberás tener una granulometría similar para tener una buena Homogenización, al Final de la Mezcla.
De otra parte, Un Núcleo puede estar almacenado, su Tiempo, dependiendo de la calidad y características de los elementos que utilices adicional al Maíz y de las Condiciones de almacenamiento (Humedad y Temperatura ambiente), donde este el Material Sellado.
Dices sellado, que tipo de material el empaque y que tipo de sellado (cosido???).
Feliz Dia, Julio Roberto López Figueroa, Consultor Agroindustrial, LZ Asesores Agroindustrial, Bogotá, D.C., Colombia.
Gracias por la respuesta Sr. Julio López.
Agradezco el tiempo que se ha tomado para responder a mi pregunta, deseo aclarar que el sellado es en un tacho con tapa y el maíz es micropulverizado o el trigo dependiendo del núcleo.
Apreciado Fredy:
Entiendo que la granulometría empleada en el Vehículo (Carrier) y los otros materiales es muy similar y que el sellado es una Bolsa de plástico... ¿o de Polipropileno ?
De tal manera que solo quedaría la pregunta si existe alguna posibilidad de intercambio químico entre los Ingredientes, por ejemplo por la presencia de una Sal u otro material que se deteriore con el tiempo.
estaré pendiente.
Cordial Saludo,
Julio Roberto López Figueroa, LZ Asesores Agroindustriales, Bogotá, D.C., Colombia, Sur América
Estimado Arcadio,
Los sistemas de aspiración asistida de los molinos de martillo, cumplen principalmente con la funciones resumidamente:
- maximizar la capacidad de molienda
- refrigerar el el mecanismo de molienda (rotor, martillos).
- refrigerar el producto molido
- evitar incendios provocados por el roce (acuérdese que los productos (granos o harinas de subproductos animal), son combustible que prenden fácilmente) (yo he visto como se incendian estas maquinas con motores de 100 HP a 3.000 rpm).
- Permitir el correcto funcionamiento del sistema como un todo, el aire de aspiración permite que las mallas estén limpias, que el producto molido se refrigere, que los rodamientos actúen óptimamente, en fin)..
Ahora con respecto a las variable para calcular el pleno, te comento como yo los calculo.
Se necesita saber del fabricante del molino, cual es el caudal de aire y la presión a la cual el molino fue calculado para funcionar de manera nominal o de placa.
Con ese dato del fabricante, se parte con el calculo, que te entregara la presión y el caudal del ventilador centrífugo con el cual aspiraras el sistema de molienda.
Cuales son las variables con las que se juega:
1.- Boca de descarga del molino.
2.- Sistema de evacuación del pleno
3.- Volumen del pleno
4.- Tipo de filtro de mangas (airjet u otro)
5.- Diámetro de las tuberías de aspiración conectadas con el ventilador centrífugo
6.- Entradas de aire falso
7.- Numero de molinos a aspirar
8.- Throtle valves o válvulas mariposa en los ductos de aspiración.
En fin, dependiendo del molino, del tipo de descarga del pleno, de la cantidad de molinos, de la distancia del pleno con el ventilador, y del tipo de filtro de mangas (que en definitiva va a determinar una perdida de carga mayor o menor dependiendo de la configuración del mismo), es que se configura el diseño del mecanismo de aspiración, determinando los diámetros de las tuberías de aspiración, tal que como principio básico, nunca debe haber polvo asentado en las tuberías, porque ese es un error de calculo en el diseño. El aire siempre se va por lo más facil y un correcto cálculo se preocupa de que no ocurra ese error.
Bueno asi determinando los diámetros, se genera una relación entre caudal de aire / flujo másico, lo cual debe estar entre los parámetros adecuados. Asi, cumpliendo con esas premisas, se llega finalmente como último dato del cálculo, a determinar la presión y caudal del ventilador centrífugo base de este mecanismo de aspiración asistida de uno o varios molinos de martillo.
Lo saluda cordialmente,
Mario Miranda Lavarello
Gerente General
Technology Foods S.A.
Algunos apuntes para complementar puesto que la parte técnica de ha dirigido mucho al tema de las especificaciones del molino.
1- En mermas definitivamente hay dos factores preponderantes Humedad de entrada por ej en un maíz la merma es directamente proporcional a la diferencia que existe entre la humedad inicial del grano y la humedad de equilibrio que puede ser mas menos del 13[percent] concretamente un grano que entra con un 14[percent] pude tener de merma por humedad un 1[percent]
o uno del 15[percent] 2[percent] de merma.
2-la merma restante en molinos con sistema neumático y descarga de filtro de mangas se limita a pequeñas fugas de material impalpable por espolvoreó.
3-Los tamaños de partícula y eficiencia van muy ligados también a la distancia existente entre los martillos y la criba y obviamente al tamaño de orificios de la criba.
4-Finalmente una recomendación molinos de alto caballaje sobretodo aparte del peso de los martillos deben ser sometidos al balanceo dinámico para evitar deterioro acelerado del mismo y esta practica se constituye en un relativa garantía de la eficiencia de la molienda.
cordial saludo
Fernando Velez
Bioquímico
ing químico
MENSAJE PARA :
GIUSEPPE BIGLIANI
ESTIMADO AMIGO TE ENVIO UN SALUDO DESDE CULIACAN, SINALOA , MÉXICO.
SIEMPRE EH TOMADO EN CUENTA LA DISTANCIA QUE EXISTE ENTRE MALLAS Y MARTILLOS YA QUE DE ESTO DEPENDE MUCHO LA CALIDAD DE LA MOLIENDA Y SOBRE TODO EN MOLINOS DE 300 H.P. ROSKAMP-CHAMPION EN MALLAS DE 0.5mm a 1mm. , MI PREGUNTA ES CUAL ES PARA TI LA DISTANCIA MAS CORRECTA EN ESTE TIPO DE MOLINOS??
RECIBE UN CORDIAL SALUDO
ING. MIGUEL ÁNGEL ROCHA Q.
Miguel Ángel Rocha
Ing. Agrónomo
México - Sinaloa
Estimado Forista, me pregunto porque tanta potencia y la utilización de mallas tan fina para la molienda, ¿cual es el destino de ese producto?.
Hay sistemas de molienda con clasificación y control de granulometría, que permiten utilizar mallas mas grandes y por supuesto de mayor espesor que evita que se rompan fácilmente.
En Argentina esos sistemas ya los usábamos en el año 1987, utilizando transportes neumáticos en circuito cerrado que evita la dispersión y perdidas en el ambiente, con un control de granulometría en línea que permite remoler las partículas que sean demasiados grandes.
Cordialmente
Ing. José S. Castillo
Asesor Industrial
Mario Miranda Lavarello
Feed Production Engineer /Magister en Ing. Industrial
Chile - Región Metropolitana
Estimado Sr Mario M Lavarello.
Respecto a su comentario, a descripto lo que es un molino a martillos con transporte a succión Normal, estos sistema generalmente se calculan para los productos mas duros el maíz por ejemplo, pero cuando muelen cereales mas blandos, el neumático no permite moler el máximo de su potencia instalada.
Estos sistemas han superados con la combinación de transportes a presión y una aspiración independiente a la cual se le agrega un sistema de clasificación de granulometría y obtiene el tamaño de partícula adecuada a su utilización. llegando a cuadruplicar la capacidad de los molinos, con cereales blandos, por ejemplo Soja, con la misma potencia
Cordialmente
Ing. José S. Castillo
Buen Día Señores.
Leí atentamente los comentarios que se han hecho y quisiera saber si alguien me puede colaborar con un asunto que me tiene bastante preocupado.
He diseñado una válvula rotativa para una línea de transporte neumático y se han presentado una serie de inconvenientes al respecto:
-La válvula transporta cascarilla de arroz y no entrega la capacidad para la cual la diseñe aunque le dí un factor de llenado de 1.5.
-El material se atasca en la tubería de descarga y por consiguiente hace que la válvula se atasque.
Agradezco su respuesta.
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