Rutina diaria: las tecnologías de reducción alcanzan los objetivos de uniformidad y energía

A medida que crece la demanda del mercado de partículas de precisión, dos soluciones de reducción de partículas están demostrando que pueden producir una mayor eficiencia de proceso, utilizar menos energía y mejorar las características del producto. Examinemos sus beneficios.

Conserva la energía. Mejorar la eficiencia. Menores costos de producción. Producir menos residuos. La lista continúa. A medida que los costos de la energía y las materias primas han aumentado y han tenido un impacto en los costos de producción de la mayoría de los productos, los consumidores, las empresas y los ingenieros se han vuelto más conscientes del consumo de recursos. Afortunadamente, en la industria de procesos secos, existen dos nuevas tecnologías de reducción de tamaño (molienda) que pueden enfrentar estos desafíos. Una de ellas es la tecnología de reducción de granuladores para materiales granulares y friables. La otra es la tecnología de reducción de fraccionadores para materiales delgados y frondosos. Ambas tecnologías impulsan la eficiencia porque maximizan la uniformidad del tamaño de partícula y utilizan menos energía.

#1: Maximizar la uniformidad del tamaño de partícula

Si el tamaño de la molienda es importante, hazlo bien la primera vez. Dimensione el producto correctamente la primera vez durante el proceso de molienda. No confíe demasiado en los sistemas de clasificación para eliminar material fuera de especificación. Los bajos rendimientos de los productos complican el proceso de producción y desperdician energía porque los materiales fuera de especificación deben desecharse, reprocesarse o usarse en mercados secundarios. En todos los casos, se pierde dinero y se desperdicia energía. Pensemos, por ejemplo, en el pulido de poliéster y acrílico para la industria de fabricación de superficies sólidas. Los fabricantes suelen exigir varias distribuciones de tamaño de partícula que van desde tamaños de malla de 4 x 12, 12 x 30, 30 x 60 y 60 x 100. En cada caso, maximizar el rendimiento del producto y minimizar los «finos» (o polvo) es extremadamente importante. El método del granulador permite a los usuarios apuntar con precisión a todos los tamaños individualmente. Además, reduce la generación de finos hasta en un 75 por ciento en comparación con los métodos de desgaste y molienda de martillos. Dado que no existe un mercado para las multas, los ahorros en el rendimiento se transfieren directamente al resultado final.

#2: Usa menos energía

Los métodos de granulador y fraccionador consumen entre un 25 y un 40 por ciento menos de energía que el molino de martillos y otros métodos de molienda de impacto de alta velocidad. En lugar de depender del impacto y la velocidad de alta velocidad para explotar o cortar materiales hasta que caigan a través de una criba perforada, los métodos de granulador y fraccionador se basan en la fracturación y el corte controlados de los materiales a medida que pasan a través de la máquina. El resultado es un menor uso de energía, menos calor introducido en el producto y un mayor control del tamaño de las partículas.

Notas de aplicación

En general, deben estar presentes dos factores para lograr el máximo beneficio de los métodos de molienda con granulador y fraccionador. Una es que el producto debe ser algo friable o frágil y quebradizo. La otra es que el valor se puede obtener al mantener un tamaño de partícula uniforme con finos mínimos. Si se cumplen ambas condiciones, estos métodos de molienda proporcionarán resultados superiores a la reducción de partículas sobre cualquier otro método de molienda, particularmente en aquellas aplicaciones donde el rango de tamaño de partícula promedio deseado está entre 100 y 1,500 micras.

Tecnología de granuladores

La tecnología de granulador utiliza la tecnología de molino de rodillos y se adhiere a tres principios básicos para mantener una excelente distribución del tamaño. En primer lugar, los rodillos que se utilizan no suelen ser lisos. De hecho, son corrugados o ranurados personalizados para adaptarse a cada aplicación específica. Hay literalmente miles de corrugaciones diferentes que se pueden aplicar a un rollo determinado. Al realizar pruebas de laboratorio del entorno del mundo real, se puede determinar la mejor configuración para una aplicación determinada. Los rollos se pueden ranurar con corrugaciones que corren a lo largo del rollo o alrededor de la circunferencia del rollo. Las flautas dentro de cada corrugación pueden variar tanto en términos de forma como de tamaño. Por ejemplo, algunos productos requieren ocho flautas por pulgada, mientras que otros usan 30 flautas, dependiendo de variables como la dureza del material y el tamaño especificado.

La segunda variable diferenciadora importante es la relación relativa de velocidad de rodadura o velocidad diferencial de rodillo. Hacer correr los rodillos a la velocidad relativa ideal a medida que el material pasa a través de ellos logrará el efecto de cizallamiento deseado. Por ejemplo, si un rodillo gira a 500 RPM y el otro a 1.000 RPM, la velocidad relativa del rodillo se define en 2:1 (1.000 / 500). La relación relativa de velocidad de rodadura es proporcional a la cantidad de cizallamiento colocado sobre una partícula que pasa a través del punto de «pellizco» de un rodillo. Cuanto mayor sea el cizallamiento, más desgarro recibirá la partícula triturada. Dependiendo de las propiedades del material y de los cortes de rollo que se utilicen, esta relación tiene un impacto definitivo en la distribución del tamaño de partícula.

Y finalmente, en tercer lugar, el operador tiene la capacidad de controlar el tamaño del producto ensanchando o reduciendo el espacio entre los rollos. Los espacios entre los rodillos se pueden ajustar sobre la marcha para alterar la distribución del tamaño de partícula en segundos, lo que elimina la necesidad de detener un proceso continuo y permite tiempos de cambio rápidos entre varias configuraciones de molienda. El elemento más crítico de esta capacidad de ajuste fino es la necesidad de mantener los rodillos paralelos. Los rodillos perfectamente paralelos son la piedra angular de esta tecnología de molinos de rodillos.

Tecnología de fraccionamiento

Al igual que el proceso del granulador, el fraccionador también utiliza rodillos paralelos para moler los productos. Sin embargo, los rodillos fraccionadores en realidad se acoplan entre sí cortando, cortando y desgarrando el material de alimentación en trozos o tiras más pequeñas a medida que pasa a través de los rodillos. Además de las tres variables discutidas en la sección de granuladores anterior, el proceso de fraccionamiento tiene en cuenta un principio de diseño de rodillo adicional: el anillo y el ancho del canal.

El anillo de rodillo y el ancho del canal determinan el ancho de las partículas trituradas. Se mantienen altas tolerancias entre cada anillo de acoplamiento y canal, cortando así el material a un ancho preciso a medida que pasa a través de los rodillos. La longitud promedio de la trituración está determinada por el tamaño del perfil del diente o muesca, la forma y la distancia de permanencia (pico a pico). En la mayoría de las aplicaciones, los rodillos fraccionadores están diseñados para proporcionar una longitud de trituración de 1 a 10 veces la dimensión del ancho.