Tamices para Molinos de Martillos: Guía de Tipos, Diseño y Dimensionamiento

1. Introducción a los tamices para molinos de martillos

Los molinos de martillos son componentes críticos en los procesos de molienda y trituración, ampliamente utilizados en industrias como la agricultura, procesamiento de alimentos, farmacéutica y minería. Los molinos de martillos están equipados con tamices que controlan el tamaño de partícula del producto final, permitiendo solo el paso de partículas más pequeñas que las perforaciones del tamiz. Comprender los diferentes tipos de tamices, sus procesos de fabricación, aplicaciones y técnicas de solución de problemas es esencial para optimizar el rendimiento del molino y alcanzar la distribución deseada del tamaño de partícula.

2. Tipos de tamices para molinos de martillos

• Tamices de perforación redonda:

• Diseño: Estos tamices presentan perforaciones circulares dispuestas en filas, con agujeros en filas adyacentes desplazados entre sí.

• Aplicaciones: Adecuados para aplicaciones estándar de molienda, especialmente para materiales de flujo libre, gránulos, pequeños terrones y polvos. Se utilizan comúnmente en molienda en seco, mezcla, desaglomeración y reducción de la densidad aparente de polvos secados por aspersión.

• Tamices Conidur:

• Diseño: Los tamices Conidur tienen perforaciones direccionales que facilitan una molienda más fina con menor obstrucción. La superficie del tamiz está elevada para crear una textura similar a una lima, lo que mejora la acción de corte para desintegrar el material.

• Aplicaciones: Ideales para procesar materiales friables y lograr tamaños de partícula uniformes. Son particularmente efectivos para moler materiales duros que requieren una acción de molienda más agresiva, como semillas, comprimidos y dulces.

• Tamices ranurados o en espiga:
• Diseño: Estos tamices se fabrican estampando agujeros alargados en chapa de acero. El patrón de los tamices ranurados alinea las ranuras extremo con extremo en filas, con las filas adyacentes escalonadas. Los tamices en espiga tienen agujeros que forman ángulos entre sí, con filas adyacentes alineadas.
• Aplicaciones: Adecuados para productos pegajosos, con alta humedad y fibrosos debido al mayor área de perforación. Se utilizan frecuentemente en aplicaciones de molienda húmeda.

3. Diseño de tamices utilizados en molinos de martillos

3.1 Fabricación de tamices para molinos de martillos

•  Materiales: Los tamices para molinos de martillos suelen fabricarse en acero al carbono o acero inoxidable. El acero al carbono se utiliza comúnmente por su durabilidad, mientras que el acero inoxidable se prefiere en aplicaciones que requieren resistencia a la corrosión o cumplimiento con normas sanitarias, como en las industrias alimentaria y farmacéutica.
• Proceso: El proceso de fabricación implica técnicas avanzadas para garantizar porcentajes consistentes de área abierta en los diseños de tamices. Esto incluye ajustar la densidad de las perforaciones y el espaciado entre ellas. Los tamices suelen fabricarse a medida para adaptarse a equipos y aplicaciones específicos de molienda.

3.2 Tamaños de perforación y especificaciones de material

• Rangos de tamaño de perforación: Los tamaños de perforación para tamices de molinos de martillos suelen variar entre 0.3 mm y 10 mm para acero al carbono, y entre 0.6 mm y 5.0 mm para acero inoxidable. Sin embargo, la selección del tamaño real debe basarse en la distribución deseada del tamaño de partícula y las características del material. Para materiales que requieren tamaños de partícula más finos, pueden ser necesarias aberturas de tamiz más pequeñas, independientemente del material del tamiz.
• Selección de material: La elección del material depende de la aplicación. El acero al carbono se utiliza comúnmente por su durabilidad, mientras que el acero inoxidable se prefiere por su resistencia a la corrosión y aplicaciones sanitarias.

Regla práctica para determinar el tamaño mínimo de perforación para una aplicación dada

[Malczewski] proporciona la siguiente regla práctica para estimar el tamaño de perforación requerido para alcanzar una granulometría objetivo:

• Para materiales que se pueden moler fácilmente ("alta friabilidad"): el tamaño de la perforación puede ser entre 8 y 10 veces la partícula más grande deseada. Azúcar, sales y granos están en esta categoría.
• Para materiales con moliabilidad media ("friabilidad media"): el tamaño de la perforación puede ser entre 5 y 8 veces la partícula más grande deseada. Resinas, minerales, productos químicos y arcilla están en esta categoría.
• Para materiales difíciles de moler ("más duros, menor friabilidad"): el tamaño de la perforación puede ser entre 2 y 5 veces la partícula más grande deseada. Madera, cáscaras de granos, conchas y fibras están en esta categoría.

Estos son solo órdenes de magnitud, típicamente como punto de partida. Siempre se recomienda disponer de un conjunto de tamaños de tamiz al realizar pruebas, a fin de poder probar y seleccionar aquel que ofrezca la mejor relación granulometría/ capacidad del molino.

3.3 Porcentaje de área abierta

• Rangos típicos: El porcentaje de área abierta influye significativamente en el rendimiento y la eficiencia del molino. Para perforaciones redondas, las áreas abiertas suelen variar entre 30% y 60%. Los tamices Conidur, debido a su diseño, tienen áreas abiertas más bajas, a menudo entre 10% y 20%.
• Impacto en el rendimiento: Un área abierta mayor permite un mayor flujo de material a través del tamiz, mejorando la capacidad del molino. Sin embargo, también puede reducir la resistencia y durabilidad del tamiz. Por el contrario, un área abierta menor puede mejorar la vida útil del tamiz, pero podría disminuir el rendimiento. Es crucial equilibrar el área abierta con la integridad estructural y el tamaño de partícula deseado.

3.4 Orientación del tamiz y configuración del borde

• Orientación de las perforaciones: Los patrones de perforaciones escalonadas son efectivos para promover una distribución uniforme del tamaño de partícula y reducir la probabilidad de obstrucción del tamiz. Este diseño asegura que las partículas tengan múltiples oportunidades de pasar a través de las aberturas del tamiz.
• Configuración del borde: La orientación del borde afilado o rebaba del tamiz puede influir en la eficiencia de molienda. Posicionar el lado con rebabas frente al flujo de material puede mejorar la acción de corte, logrando tamaños de partícula más finos. Sin embargo, esto también puede aumentar el desgaste del tamiz, requiriendo un mantenimiento más frecuente.

4. Solución de problemas y mantenimiento

1. Obstrucción: La obstrucción del tamiz puede ser resultado del procesamiento de materiales con alto contenido de humedad o propensos a la agglomeración. Implementar pasos adecuados de preprocesamiento, como secado o acondicionamiento del material, puede mitigar este problema.
2. Desgaste: La inspección regular y el reemplazo oportuno de tamices desgastados son esenciales para mantener la eficiencia de molienda y la calidad del producto. El uso de materiales o recubrimientos resistentes al desgaste puede prolongar la vida útil del tamiz.
3. Selección incorrecta del tamiz: Utilizar el tipo de tamiz incorrecto para el material puede conducir a una molienda ineficiente o un pobre control del tamaño de partícula. Es crucial asegurar que el tipo de tamiz y el tamaño de perforación coincidan con el material y el tamaño de partícula deseado.

Fuente

[Malczewski] Criterios de selección de tamices para máquinas de molienda, Darrell Malczewski, Processing Magazine, 2023

Imagen de molino de martillos de Jehmlich (Molinos de Martillos | Máquinas de Trituración | JEHMLICH)