La clasificación de materiales y la separación de polvos finos por tamaño de partícula ayudan a garantizar la uniformidad, lo que permite obtener un producto o una mezcla más eficaz. Varias tecnologías ayudan a clasificar el material, aunque identificar la mejor para una aplicación específica depende del tipo de material y del producto final deseado. La tecnología neumática se utiliza a menudo para clasificar polvos finos, pero para entender por qué es el método preferido para la clasificación de este tipo de materiales, es importante comprender las ventajas de la molienda por clasificación neumática para determinados productos finales de polvo a granel.
Factores que intervienen en la clasificación del material en polvo fino
Cuando los procesadores de polvos a granel buscan la tecnología más adecuada para su aplicación, es importante tener en cuenta varios aspectos del material. El tamaño y la forma de las partículas son especialmente importantes cuando se trata de la clasificación del material. El tamaño y la forma de las partículas pueden impedir que pasen por las cribas de clasificación, por ejemplo, o ralentizar el procesamiento de los polvos a granel. La distribución del tamaño de las partículas también afecta a las propiedades de los polvos a granel.
El tamaño, la forma y la distribución de los materiales pueden provocar:
- Pantallas bloqueadas y otras dificultades mecánicas.
- Cambios en el comportamiento del flujo y otras propiedades de los productos finales.
- Las cantidades desmesuradas de polvos finos causan problemas en los equipos.
- Partículas de forma irregular o más finas que aumentan la viscosidad de las suspensiones.
- Eliminación de material del proceso de producción, aumentando los costes.
- Productos finales de peor calidad.
- Las distribuciones amplias conducen a la segregación de las partículas por tamaño, reduciendo la fluidez.
Además del tamaño y la forma, hay que tener en cuenta la densidad de los polvos a granel. El peso de un material no se corresponde necesariamente con su volumen, ya que algunos polvos más ligeros ocupan mucho más espacio. La densidad aparente afecta al tamaño y la forma, así como a la cohesión de las partículas individuales entre sí.
Otro factor en la clasificación y el procesamiento del material en polvo a granel es su capacidad de absorber humedad. Los polvos que absorben fácilmente el vapor de agua transportado por el aire, lo que se denomina higroscopicidad, dan lugar a una mayor cohesión de las partículas y a una reducción de la fluidez. Por esta razón, el procesamiento de polvos a granel, como el azúcar, en regiones más secas dará lugar a una mayor fluidez que si se procesa en una región más húmeda.
Determinar el mejor sistema de clasificación de materiales
Hay una gran variedad de factores que determinan qué tipo de clasificación de materiales es mejor para un producto en polvo a granel específico. Aspectos como la humedad, la temperatura o la vibración, junto con la introducción de polvos con partículas de formas diferentes en la mezcla, afectarán al flujo de un producto, haciendo que se airee, aglomere, degrade o fluidifique.
Los polvos más blandos, como la cal hidratada o las harinas, tienden a "ratonearse" o formar puentes, lo que impide su flujo a lo largo de una línea de producción. Los polvos más ligeros y esponjosos, como el talco o la sílice, se airean y se cuelan en las grietas del equipo, llegando incluso a obstruir los filtros. Los polvos como el dióxido de titanio o el negro de humo, famosos por aglutinarse o atascarse en las piezas móviles, suelen mancharse o apelmazarse, lo que reduce la eficacia, ya que requieren un esfuerzo prolongado y laborioso para mantener limpio el equipo.
La leche y otros productos lácteos en polvo tienen un alto contenido en grasa, por lo que provocan acumulaciones de este polvo en las líneas de producción. Esto aumenta el riesgo de contaminación cruzada y causa problemas con el flujo de este tipo de polvos. La reducción de las sales o la arena en partículas muy finas puede causar daños en el equipo de manipulación de polvos o en los sistemas de transporte. Además, las mezclas de polvos suelen estar compuestas por partículas de tamaño y forma contrarios con densidades diferentes que hacen que las partículas sean más propensas a separarse, lo que disminuye la calidad del producto a la vez que produce residuos innecesarios.
Clasificación de materiales con fresado de clasificación por aire
Los equipos de procesamiento y reducción de polvo fino utilizan la separación mecánica o la clasificación por aire. La molienda por medios puramente mecánicos requiere cribas que permitan el paso de las partículas más pequeñas, mientras que las partículas más grandes y de gran tamaño son reprocesadas. En cambio, los molinos de clasificación por aire se basan en el flujo de aire para separar las partículas más grandes y pesadas de las más pequeñas y ligeras. Los procesadores de polvo a granel suelen utilizar la clasificación por aire para separar las partículas muy finas de menos de 20 micras. En general, los molinos de clasificación por aire son de dos tipos: los que utilizan ruedas de clasificación y los que no.
Tipos de fresado por clasificación de aire
En los molinos de clasificación por aire que utilizan una rueda clasificadora, el aire se mueve contra la fuerza centrífuga fuera de la cámara clasificadora, desplazándose hacia su centro. Esta rueda clasificadora, que cuenta con palas o aletas dispuestas en una formación circular que se extiende en paralelo al eje de rotación, gira sobre este eje colocado verticalmente a altas velocidades dentro de la cámara. Mientras la rueda gira, el aire fluye a través de la rueda en movimiento, arrastrando las partículas más finas. Estas partículas finas se descargan en la parte superior de la cámara, mientras que las más gruesas caen al suelo de la misma.
La principal ventaja de los molinos de clasificación por aire que no utilizan rueda clasificadora es sencilla. Cualquier componente tiende a desgastarse con el tiempo, incluidas las ruedas clasificadoras. Esto es especialmente útil para separar el polvo de titanio empleado en la impresión 3D, que requiere equipos de clasificación por aire sin rueda para evitar contaminar o degradar el producto. El uso de sistemas de clasificación por aire sin rueda permite conseguir una clasificación del material por debajo de una micra.
Un tipo de molino de clasificación por aire sin rueda se denomina clasificador por aire de chorro en codo. No contiene rueda clasificadora ni piezas giratorias, sino que utiliza superficies convexas para controlar el movimiento del aire. Se conoce como el efecto Coandă después de que el inventor rumano descubriera sus usos prácticos, utilizando un concepto similar al de los diseños de aviones en los que el aire que fluye es atraído por las superficies próximas. Con el aire moviéndose como un fluido y lanzando un chorro a través de la superficie convexa, los molinos clasificadores de aire de chorro en codo mantienen las partículas más ligeras y pequeñas cerca de la superficie curva, mientras que las partículas más grandes y pesadas son lanzadas lejos de esta superficie. Normalmente, este proceso implica dos o tres separaciones.
Otro método de clasificación del aire sin rueda clasificadora es la separación ciclónica. Diseñada originalmente para la recogida de polvo, algunos fabricantes la utilizan ahora para separar las partículas por tamaños. El uso de un vórtice en lugar de filtros elimina las partículas de las corrientes de gas o líquido y permite a los procesadores reciclar el material grueso o fino separado. Aunque no es el método más eficaz para clasificar con aire, es barato, ocupa poco espacio y puede utilizarse con otros separadores ciclónicos para permitir una mejor clasificación del material.
Molino de clasificación por aire de Prater para clasificar material
Prater Industries diseña y fabrica molinos de clasificación de aire que proporcionan distribuciones de partículas estrechas y separación de polvos secos a granel muy finos, con rangos entre 3-150 micras. Prater Clasificador de aire MAC y Clasificador de aire mini-split funcionan bien para sistemas de molienda convencionales y de circuito cerrado.
Los sistemas de fresado de clasificación por aire de Prater ofrecen las siguientes características:
- Control de los puntos de corte mediante variaciones precisas de la velocidad del rotor.
- Innovador diseño de rotor que ofrece una eficiente y precisa capacidad de clasificación y separación de materiales.
- El diseño permite un uso de bajo consumo al utilizar una baja resistencia al flujo de aire.
- Fabricación duradera de acero al carbono o inoxidable.
- Opciones para trabajar con materiales abrasivos con revestimientos de cerámica, poliuretano, goma o tungsteno.
- Menor consumo de energía y menor aumento de temperatura frente a otras máquinas del mercado.
- Sistema de aire secundario que se ajusta para permitir la captura de más partículas de tamaño cercano.
Los molinos de clasificación por aire de Prater pueden ajustar la fuerza centrífuga utilizada para separar las partículas por tamaño. Al transportar el producto bruto a una entrada de aire primaria, las fuerzas de arrastre dentro del clasificador hacen que el aire en movimiento actúe sobre las partículas individuales, dependiendo del tamaño y la densidad del material. Con sólo unas mínimas modificaciones, los molinos clasificadores de aire de Prater pueden incorporarse a los sistemas neumáticos existentes.
