Un producto bruto se purifica al separarse de sus impurezas, una mezcla de dos se puede separar en sus dos componentes puros

TAMIZADO

Separaciones mecánicas

Cuando hay que separar los componentes de una mezcla las fracciones pueden diferenciarse por tamaño de partículas, por su estado o por su composición

Ejemplo: Un producto bruto se purifica al separarse de sus impurezas, una mezcla de dos se puede separar en sus dos componentes puros.

La corriente que sale de un proceso puede ser mezcla de producto y material no convertido, que hay que separar y reciclar.

Los procedimientos para separar los componentes de las mezclas son de dos clases:

A. - Los llamados operaciones de difusión que implican cambio de fases o transporte de materia de una fase a otra.

B.- Las separaciones mecánicas, que son útiles para separar partículas sólidas o gotas líquidas. Estudiaremos estas últimas.

Las separaciones mecánicas se pueden aplicar a mezclas heterogéneas, pero no a soluciones homogéneas, a los coloides tampoco, Se refiere en general a partículas mayores a 0,1 μ..

Las técnicas se basan en diferencias físicas, como tamaño, forma o densidad. Se aplican para separar líquido de líquidos, sólidos de gases, líquidos de gases, sólidos de sólidos y sólidos de líquidos.

Dos métodos generales son:

a.- Elemento separador: tamiz, filtro o membrana, que retienen un componente y dejan pasar otro.

b.- La utilización de diferencia de velocidad de sedimentación de partículas o gotas que se mueven en líquidos o gases. Otras separaciones especiales usan facilidad de mojado, propiedades dieléctricas o magnéticas de las sustancias.

TAMIZADO

Es un método para separar partículas, basado solamente en el tamaño, mediante un elemento separador denominado tamiz.

En un tamiz industrial se vierten los sólidos sobre una superficie perforada o tamiz que deja pasar las partículas pequeñas, o finos, “cernidos” y retiene los tamaños superiores o gruesos o “rechazos”.

Un tamiz sólo puede dividir la carga en dos fracciones y de tamaño poco especificado, porque aunque se conoce un límite siempre se desconoce el otro. Ocasionalmente se efectúa tamizado por vía húmeda, pero casi siempre es en seco. Estudiaremos sólidos secos en forma de partículas.

Los tamices industriales se fabrican con barras metálicas, placas metálicas perforadas (chapas agujereadas) o con ranuras, tela metálica o tejidos sintéticos.

                Los metales incluyen acero, acero inoxidable, bronce, cobre, níquel, y metal monel. El tamaño de las mallas fluctúan entre 10 cm y 400 mallas, pero los tamices de más de 100 – 150 mallas es raro.  Para las partículas muy finas son económicos otros medios de separación.

                                                [pic 1][pic 2]

                Forma de los hilos es variada, de sección circular, cuadrada, ovalada, rectangular, grueso puede ser igual o diferente (en este caso mayores los de la trama).

Los huecos constituyen la superficie de tamizado.

Cuadrada para granos planos, escamas o alargados.  Caso límite las barras paralelas.

Caracterización de un tamiz de malla

                                m  =  L + d

Ancho de malla  =  luz de mallas  +  diámetro del hilo

Los criterios para la caracterización son:                      

                1.- Número de mallas por cm o número de tamiz                [pic 3]

                o por cm2        [pic 4]

                2.- Actualmente la caracterización es por la luz de malla o abertura en mm o sea 10 L-

                3.- Otra forma es la superficie relativa útil:

                                                                                                                [pic 5]

                [pic 6]                                [pic 7]                

Su valor se suele llamar característica del tamiz y será:

[pic 8]

Para calcular K o L es preciso d.

La norma DIN 1171 fija para calcular d valores tales que

Si m < 0,15 cm (tamices finos)                 K = 0,36 aproximadamente

Si m > 0,15 cm (tamices gruesos)                 K = 0,50 aproximadamente

Normas: American Standards (ASA) que abarcan ASTM y Tyler.

Identificar 100 DIN (denominación antigua)

n = 100 mallas/cm

n2  = 1002  = 10000 mallas/cm2

[pic 9]

Y como  m <  0,15 cm                 K =  0,36[pic 10]

[pic 11]                        L = 0,006 cm[pic 12]

d  =  m  -  L  =  0,01  -  0,006  =  0,004 cm   (DIN 1171)

ANALISIS POR TAMIZADO

El objeto del tamizado es aceptar una mezcla de varios tamaños y separarla en dos fracciones. Cualquiera puede ser el “producto” a los fines de la separación, no se hace distinción.

El método más sencillo y más corriente para separar por tamaño es el análisis por tamizado.

Se dispone una serie de tamices patrón formando una pila, colocando la malla de abertura más pequeña al fondo y la de mayor abertura arriba. Se pone la muestra en el superior y agitando mecánicamente la pila durante un tiempo definido. Se retiran las partículas de cada tamiz y se pesan consistiendo las masas de cada uno en fracción o porcentajes en masa de la muestra total.

Las partículas que pasan del más fino van a un colector al fondo de la pila.

Los resultados de un análisis por tamizado se tabulan para indicar la fracción de masa sobre cada tamiz en función del intervalo del tamaño de malla entre dos tamices.

Para especificar el tamaño de la fracción retenida entre dos tamices consecutivos se necesitan dos números (uno del que pasa, otro que es retenido). Así 14/20 significa a través de 14 mallas y sobre 20 mallas. Un análisis tabulado así se llama Análisis diferencial.

Δφn se emplea para la fracción de masa de la muestra total que es retenida por el tamiz n (estando mencionado de manera que el superior anterior sea (n - 1)).

Dpn se considera el diámetro de la partícula igual a la abertura de malla del tamiz n (en cm).

ANALISIS DIFERENCIAL

Otro tipo de análisis es el Análisis acumulativo

Se obtiene del anterior sumando acumulativamente los incrementos diferenciales individuales comenzando por el tamizado.

Tabulando las sumas acumuladas frente a la dimensión de la malla que retiene la última fracción acumulativa o añadida.

[pic 13]

(Fracción de masa de la muestra que está formada por partículas mayores que Dp) o sea φ para la muestra total es igual a 1.

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