En términos sencillos, la distribución de las partículas se refiere al tamaño y la proporción de las mismas dentro de una muestra específica. La distribución de partículas dentro de un material afecta a sus propiedades físicas y químicas. Por ello, la distribución de partículas ayuda a los fabricantes a garantizar la calidad de un material.
¿Qué significa "distribución estrecha de partículas"?
Cuando un material tiene una distribución estrecha de partículas, esto significa que todas las partículas del material tienen un tamaño similar. Las partículas son más o menos uniformes, y el término "distribución estrecha de partículas" se utiliza a menudo para describir esta uniformidad. Sin embargo, la determinación de la mejor distribución del tamaño de las partículas depende de cuál sea el material y de cómo se vaya a utilizar. Además, la uniformidad de estas partículas determinará cómo reaccionará el material en diversas condiciones.
Importancia de la distribución del tamaño de las partículas
La cuantificación de la distribución del tamaño de las partículas del material ayuda a los fabricantes a determinar si la molienda o el cribado han conseguido romper las partículas hasta alcanzar un tamaño uniforme. Esto es especialmente importante para los materiales secos a granel en forma de polvo. El análisis de la distribución del tamaño de las partículas ayuda a garantizar que los productos funcionen como es debido, e implica la supervisión, el control y la investigación de las propiedades de un material, incluida su resistencia o la forma en que el material reacciona a los productos químicos.
Es esencial para:
- Procesamiento, manipulación y envasado de materiales
- Desarrollo de productos
- Control de calidad
- Investigación
Los principales métodos para determinar la distribución del tamaño de las partículas son el uso de tamices o la difracción láser.
Productos farmacéuticos
Las distribuciones de partículas estrechas son extremadamente importantes para el desarrollo de productos farmacéuticos. La distribución del tamaño de las partículas en polvo de los ingredientes farmacéuticos activos ayuda a determinar la eficacia de un medicamento. La distribución uniforme del tamaño afecta a la fluidez de los ingredientes farmacéuticos activos, junto con los rellenos y los lubricantes. También es un factor clave en la biodisponibilidad de un medicamento, es decir, la velocidad de absorción de los fármacos en el sistema circulatorio. Garantizan que los principios activos lleguen a la parte correcta del cuerpo en la concentración y a la velocidad adecuadas.
Tintas y pigmentos
Las distribuciones de tamaño incorrectas hacen que las tintas y otros pigmentos no fluyan bien a través de su dispositivo de suministro. Una distribución más fina y uniforme también puede ayudar a que la tinta o el pigmento proporcionen la misma intensidad de color con menos cantidad.
La estrecha distribución de las partículas en las tintas y los pigmentos ayuda a determinar su:
- Determina el aspecto, según los acabados brillantes o mates.
- La floculación, que facilita la unión entre las partículas durante el procesamiento.
- Matiz y tinte.
- La transparencia de su acabado.
- Viscosidad, estabilidad y resistencia a las condiciones climáticas.
Los problemas de producción suelen producirse cuando los productos no tienen una distribución de partículas lo suficientemente estrecha.
Cosméticos
Garantizar la precisión en la distribución de las partículas es importante para los fabricantes de productos como correctores, barras de labios y cremas hidratantes. Conocer la estructura y las dimensiones precisas de las partículas es clave para determinar la seguridad y el rendimiento de los productos aplicados en zonas sensibles de la piel.
Polímeros
Los gránulos de plástico utilizados en los procesos de moldeo por inyección requieren una distribución de partículas muy estrecha para garantizar que el material se funda a una velocidad constante. Las partículas muy pequeñas -a menudo denominadas "finas"- se funden mucho más rápido, independientemente del tipo de resina. Cuando los gránulos no son uniformes, esto afecta al color y a otras propiedades de un producto, además de afectar a la vida útil del equipo de fabricación. Cuando hay partículas más grandes en un polímero, pueden producirse bloqueos que hacen que la maquinaria funcione mal, lo que provoca tiempos de inactividad debido a la necesidad de limpiar, reparar o sustituir componentes.
Alimentos y bebidas
La distribución del tamaño de las partículas influye en las propiedades de los alimentos y las bebidas, como la consistencia y el sabor del producto.
Entre los productos alimentarios que requieren una distribución estrecha de las partículas se encuentran:
- Aceites comestibles y otras emulsiones.
- Productos en polvo como café, alimentos y bebidas secas, harinas, hierbas, especias y té.
- Poder edulcorante de productos como el azúcar y los alcoholes de azúcar
- Suspensiones como la mantequilla de cacahuete, la leche entera y ciertos aderezos para ensaladas.
- Los que vienen en forma de pellets, como las judías, el pan rallado, los cereales y la comida para mascotas.
Productos petroquímicos
Los ingenieros toman muestras de los productos a base de aceite que se utilizan para el mantenimiento de los equipos industriales y los analizan para determinar el tamaño, la estructura y la cantidad de partículas resultantes del desgaste. La distribución del tamaño de las partículas en los productos a base de aceite afecta a las propiedades de lubricación y, por tanto, es un elemento importante en la ingeniería de los equipos de filtración para reducir el efecto de los contaminantes. En la industria del petróleo y el gas, el análisis ayuda a eliminar las partículas que causan emisiones nocivas o que pueden aportar propiedades útiles.
Reducción y distribución de partículas
La reducción del tamaño de las partículas de un material ofrece una serie de ventajas. Las partículas más pequeñas tienden a tener rasgos más uniformes y una distribución de partículas más estrecha. La reducción del tamaño de las partículas aumenta la superficie, lo que mejora los colores de los pigmentos y la reacción de los sorbentes. Es una parte vital del procesamiento de granos, ya que mejora la digestibilidad. La medición de la distribución de las partículas en un material ayuda a los fabricantes a reducir la contaminación o a mejorar los métodos de producción.
Equipo de reducción del tamaño de las partículas
Diversas industrias utilizan equipos para reducir el tamaño de las partículas del material con el fin de mejorar su rendimiento. Estas máquinas se utilizan en la fabricación de diversos productos.
Entre ellas se encuentran:
- Trituradoras de grumosLas trituradoras de grumos, también denominadas trituradoras de escamas, se utilizan para romper el material agrupado o comprimido debido al transporte, la producción o el almacenamiento prolongado.
- Molinos de martillos utilizan martillos sobre un eje giratorio para descomponer los materiales y conseguir un tamaño de partícula uniforme, lo que da lugar a distribuciones de partículas estrechas, especialmente cuando se utilizan junto con clasificadores de aire.
- Los molinos de molienda fina funcionan bien para materiales secos y de flujo libre, como los azúcares o las resinas, utilizando cuchillas fijas para reducir el material en tamaños de malla fina mediante el impacto en un rango de distribución de partículas estrecho.
- Molinos clasificadores de aire combinan la molienda en circuito cerrado con la clasificación interna por aire para conseguir una distribución estrecha de las partículas.
Aunque los molinos clasificadores de aire son ideales para moler el material de modo que tenga una distribución de partículas estrecha, los clasificadores de aire también pueden combinarse con otros equipos de reducción para lograr resultados similares. Suelen utilizarse con molinos convencionales para separar y recuperar diversos materiales para la producción de áridos, la minería y otros procesos industriales.
Clasificación del aire y consecución de distribuciones de partículas estrechas
La clasificación por aire es un medio por el que los fabricantes separan los gránulos o polvos mediante el uso de aire neumático que mueve las partículas con diferentes fuerzas de arrastre. La clasificación por aire ayuda a conseguir distribuciones de partículas más estrechas para una variedad de materiales secos a granel.
Clasificadores de aire
Los clasificadores de aire son máquinas que se utilizan en la producción cuando es necesario separar el material por densidad, tamaño y forma. Funcionan inyectando el material en una cámara en la que una columna de aire ascendente separa las partículas más grandes y las más pequeñas. Esta cámara de separación eleva el material al aire, donde el arrastre natural clasifica verticalmente las partículas según su forma y tamaño, lo que se utiliza para conseguir una distribución estrecha de las partículas de los materiales. Se utilizan para procesar grandes volúmenes de materiales no homogéneos de forma eficaz y rápida, y se emplean en aplicaciones como la fabricación de cemento, el procesamiento químico, el control de la contaminación atmosférica, la elaboración de cosméticos, el procesamiento de alimentos y la fabricación de productos farmacéuticos.
Molinos clasificadores de aire
Molinos clasificadores de aire combinan una rueda de impacto para la molienda fina con un clasificador de aire incorporado. Mientras que los molinos clasificadores de aire más sencillos sólo utilizan una única etapa de reducción de partículas, modelos más avanzados reducen el tamaño de las partículas en múltiples etapas para lograr una distribución de partículas muy estrecha.
