UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
2014 I. INTRODUCCIÓN El término moliend !e re"ere l #$l%eri&'i(n ) l de!inte*r'i(n del mteril !(lido+ !(lido+ E!#e',"'mente- l de!inte*r'i(n !e re"ere l red$''i(n del tm.o de *re*do! de #rt,'$l! /lnd! dé/ilmente li*d! entre !,+ E! de'ir- $e no !e #rod$'e nin*n 'm/io en el tm.o de l! #rt,'$l! $ndmentle! de l me&'l+ L #$l%eri&'i(n- #or !$ #rte- im#li' l red$''i(n del tm.o de l! #rt,'$l! $ndmentle! de l! !$!tn'i!+ L moliend e! m$) im#ortnte en l ind$!tri limentri- ) $e 'ilit l e3tr e3tr' ''i 'i(n (n de $n 'on! 'on!ti tit$ t$)e )ent nte e de!e de!ed do o $e $e !e en'$ en'$en entr tre e dent dentrro de l e!tr$' e!t r$'t$r t$r del !(lido- 'omo l o/ten'i(n de rin #rtir de *rno! ) 5r/e #rtir de l '. de &'r+ Adem6!- !e #$eden o/tener #rt,'$l! de tm.o determindo '$m#liendo 'on $n re$erimiento e!#e',"'o del limento- 'omo e5em#lo el &'r #r eldo!- #re#r'i(n de e!#e'ie! ) re"no del 'o'olte+ Tm/ién Tm/ién de/ido l $mento de l rel'i(n !$#er"'ie !$#er"'ie77 %ol$ %o l$me men n in'rementndo l %e l %elo' lo'id idd d de 'lentmiento o de enrimiento- l %elo'idd de e3tr''i(n de $n !ol$to l$to de! e!e edo do-- et' et'+ 8 #or #or ltim timo- !i el tm tm.o de #rt rt,'$ ,'$l! l! de lo! #rod lo! #rod$' $'to to!! me&'lr!e e! omo*éneo ) de tm.o m6! #e$e.o $e el ori*inl- l me&'l !e reli& m6! 6'il ) r6#ido- 'omo !$'ede en l #rod$''i(n de orm$l'ione!- !o#! em#$etd!- me&'l! d$l'e!- entre otro!+ Finlment inlmentee- l red$''i red$''i(n (n de tm.o tm.o 'on!i!te 'on!i!te en $e el tm.o tm.o medio medio de lo! lim limen ento to!! !(li !(lido do!! e! red$' ed$'id ido o #or #or l #li #li' ''i 'i(n (n de $er $er& &!! de im# im#'t 'too'om#re!i(n- 'i&ll 9/r!i(n: );o 'ortdo+ L 'om#re!i(n !e $! #r red$'ir !(lido! d$ro! tm.o! m6! o meno! *rnde!+ El im#'to #rod$'e tm.o! *r$e!o!- medino! ) "no!- l rot'i(n o 'i&ll- #rod$'e #rt,'$l! "n! ) el 'ortdo !e $! #r o/tener tm.o! #re"5do!+
II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA El molino de mrtillo! 'on!i!te en $n di!#o!iti%o rotti%o de e5e ori&ontl o %erti'l !o/re el '$l %n $nido! lo! mrtillo! medinte $n /$5e 9Fi*$r 1:+ Lo! mrtillo! !on $n! /rr! met6li'! $e #$eden ir o no $nid! !olidrimente l /$5e- denomin6ndo!e mrtillo! "5o! o N- F+ 2010: L '6mr de moliend !e en'$entr 'on"nd #or $n mll '$) l$& determin el tm.o m63imo del #rod$'to "nl- ) $e l #rt,'$l no #$ede /ndonr l '6mr de moliend !t $e #o!ee l meno! do! de !$! dimen!ione! ineriore! di' l$&+ 9SE=ASTI>N- F+ 2010: Fi*$r 1+ =$5e ) mrtillo!
F$ente? SE=ASTI>N- F+ 92010: E!te ti#o de molino e! m#limente $!do de/ido $e #re!ent? 7 7 7
Alto rtio de red$''i(n de tm.o de #rt,'$l Fle3i/ilidd en el mteril moler Sim#li'idd en !$ di!e.o
En el molino de mrtillo!- l ''i(n de rot$r del mteril tiene l$*r #rin'i#lmente #or el im#'to de e!te 'ontr lo! mrtillo! en rot'i(n- en donde l ener*, de im#'to e! i*$l l ener*, 'inéti' relti% de l #rt,'$l+ 9SE=ASTI>N- F+ 2010: Si l ener*, de im#'to e! lo !$"'ientemente lt 'omo #r *enerr r$#t$rlo! r*mento! re!$ltnte! #ierden ener*, de deorm'i(n- re!$ltnte del im#'to- #or 'on%er!i(n en tre! ''ione!? 9SE=ASTI>N- F+ 2010: 7 7 7
En ener*, de *ener'i(n de l! n$e%! !$#er"'ie! En d.o! interno! de l #rt,'$l En *ener'i(n de 'lor #rod$'ido #or rel5'i(n del e!tdo de 'om#re!i(n
A$n$e el #rin'i#l im#'to e! el o'!iondo entre el mrtillo ) l #rt,'$le3i!ten otro! im#'to! dentro de l '6mr $e tm/ién *enern r't$r? im#'to #rt,'$l7#rt,'$l e im#'to #rt,'$l7mll+ 9SE=ASTI>N- F+ 2010: Lo! re!$ltdo! o/tenido! 'on l moliend de mrtillo! e!t6n 'ondi'iondo! #or $n !erie de %ri/le!? 1) Variables de diseño
So/re l in<$en'i de l! %ri/le! rel'iond! 'on el di!e.o ) l di!#o!i'i(n de lo! elemento! 'on!tr$'ti%o! !e #$eden de!t'r? a) Eje horizontal o vertical
El e5e 'on el $e *irn !olidrimente lo! mrtillo! #$ede e!tr di!#$e!to ori&ontl o %erti'lmente+ Ni@olo% 92002: mo!tr( $e l
ener*, de im#'to #or $nidd de m! e! menor #r molino! de e5e ori&ontl $e lo! de e5e %erti'l- #rod$'iendo e!to! ltimo! $n m)or 'ntidd de #e$e.! #rt,'$l!- #or lo $e !er,n m6! de'$do! en #li''ione! $e re$ieren de $n m)or red$''i(n *rn$lométri'+ b) Velocidad en punta
L %elo'idd en #$nt e! l %elo'idd del mrtillo en el e3tremo m6! le5do del e5e del molino- Lo! molino! de mrtillo! #$eden 'l!i"'r!e #or l %elo'idd de *iro de e!to! en? molino! de lt 9B+00 r#m: o /5 91+00 r#m: %elo'idd+ El rn*o t,#i'o de l %elo'idd en #$nt en molino! de mrtillo! !e !it entre B ) 11 m;!+ Lo! molino! de lt %elo'idd 'on #e$e.o di6metro de mrtillo! !on #ro#ido! #r #rod$'ir m)or 'ntidd de #rt,'$l! de menor tm.o o #r moler mterile! d$ro!+ L %elo'idd n*$lr de lo! mrtillo! in<$)e en el 6n*$lo de in'iden'i de l #rt,'$l 'ontr l mll+ En molino! de lt! %elo'idde!- el *iro de lo! mrtillo! #ro%o' $n <$5o #r'il rottorio de ire7#rt,'$l! dentro de l '6mr de moliend $e %ore'e $n <$5o relti%mente #rlelo de l! #rt,'$l! l !$#er"'ie de l mll lo '$l #ro%o' $n $mento del 6n*$lo de in'iden'i entre l tr)e'tori de l #rt,'$l ) l norml de l mll+ E!te e'o o'!ion $e l! /ert$r! de e!t !en !olo #r'ilmente ee'ti%! #r l e%'$'i(n de l! #rt,'$l!+ A menore! %elo'idde!- el mteril in'ide en l mll 'on $n menor 6n*$lo in'rementndo l #ro//ilidd de $e l #rt,'$l '/e tr%e!ndo l mll+ 9SE=ASTI>N- F+ 2010:
c) Forma y luz de la malla
L l$& e! el #r6metro $ndmentl en el di!e.o ) !ele''i(n de l mll+ L l$& de l mll "5 el tm.o m63imo de l! #rt,'$l! o/tenid!+ E!te #r6metro tm/ién tiene $n in<$en'i de'i!i% en otro! #r6metro! de o#er'i(n 'omo l '#'idd de moliend- el tiem#o de re!iden'i de l #rt,'$l en l '6mr de moliend o el 'on!$mo e!#e',"'o ener*éti'o de moliend+ 9SE=ASTI>N- F+ 2010: En '!o del $!o de l$'e! de mll #e$e.! 9 l$& H 2mm:- !e #$eden *enerr do! #ro/lem!? M)or #ro//ilidd de o/t$r'i(n de lo! ori"'io! )- #or tnto- $n di!min$'i(n de l !$#er"'ie ee'ti% de l mll $e 'onlle% $n menor '#'idd de moliend+ L /ri''i(n de mll! de l$'e! #e$e.! #$eden limitr el e!#e!or de l mll )- #or tnto- !$ re!i!ten'i me'6ni' nte l! ten!ione! *enerd! en el interior de l '6mr de moliend+ L ele''i(n de $n mteril $e !o#orte di'! ten!ione! e! %itl #r !e*$rr l inte*ridd de l mll ) e%itr rot$r! o *riet! #or l! '$le! #$edn $*r #rt,'$l! de m)or tm.o del de!edo+ o
o
En el di!e.o de l mll !e de/en tener en '$ent otro! elemento! 'on!tr$'ti%o! 'omo? l !$#er"'ie ee'ti%- el #tr(n de lo! ori"'io! ) l *eometr, de lo! *$5ero!- $e normlmente e! 'ir'$lr+ L !$#er"'ie ee'ti% e! el 6re de lo! ori"'io!- tr%é! de l '$l #$eden #!r l! #rt,'$l!- entre el 6re totl de l mll+ El #tr(n de lo! ori"'io! 9Fi*$r 2: tiene $e %er 'on l di!#o!i'i(n de e!to!+ El #tr(n #$ede !er en 'r$'et o en l,ne+ EL ori"'io en 'r$'et 0 e! el m6! e3tendido de/ido l m)or re!i!ten'i $e 'on"ere l mll ) l m#lio rn*o de 6re! de ori"'io $e #ermite+ 9SE=ASTI>N- F+ 2010: Fi*$r 2+ Jtrone! de ori"'io redondo en 'r$'et! ) de ori"'io '$drdo en l,ne
F$ente? SE=ASTI>N- F+ 92010: Jor ltimo- l! mll! !on in!tld! de do! modo! #r molino! de e5e ori&ontl? $n mll 'ir'$ndndo totlmente l '6mr de moliend 9B0:- o $n mll $e e!t6 in!tld en $n 6n*$lo en torno lo! 10 #or de/5o de di' '6mr 9en $n'i(n de l /o' de liment'i(n:+ L #rimer 'on"*$r'i(n red$'e l 'ntidd de mteril rotndo en el interior de l '6mr- de/ido !$ me5or '#'idd de e%'$'i(n- ) #ermite o/tener #rt,'$l! 'on tm.o m6! 'er'no l l$& de l mll+ E!t 'on"*$r'i(n e! #ro#id #r #ro'e!o! de moliend de mterile! d$ro!+ L !e*$nd 'on"*$r'i(n #ermite $n 'm/io m6! !en'illo de l mll 9Ko$e et 6l+ 200: $n$e #re!ent 'omo in'on%eniente l di!min$'i(n del 6re ee'ti% de l mll )- #or tnto!e in'rement el tiem#o de re!iden'i de l #rt,'$l en el interior de l '6mr- lo $e #$ede limitr l '#'idd de moliend+ d) Boca de alimentación
L liment'i(n #$ede ee't$r!e #or dierente! entrd! l molino+ Generlmente !e reli& #or *r%edd #or l #rte !$#erior del mi!mo+ En e!te di!e.o !e #rod$'e $n di!tri/$'i(n m6! $niorme del mteril entre lo! mrtillo!+ Sin em/r*o- l entrd del mteril l '6mr de moliend o/li* re'ortr l #rte !$#erior de l mll )#or tnto- l !$#er"'ie li/re de e!t di!min$)e+
L liment'i(n tm/ién #$ede ee't$r!e #or l #rte rontl del molino+ En e!te '!o !e #rod$'e $n #eor 'ont'to del mteril 'on lo! mrtillo! #ero l !$#er"'ie li/re de mll e! m)or l #oder roder 'om#letmente l '6mr de moliend+ 9SE=ASTI>N- F+ 2010: e) Número y diseño de los martillos
El mrtillo e! el elemento #rin'i#l en l moliend #or im#'to+ S$ orm- di!tri/$'i(n ) nmero in<$)en tnto en lo! 'on!$mo! ener*éti'o! re*i!trdo! 'omo en l! 'r'ter,!ti'! del #rod$'to o/tenido+ El de'$do di!e.o e! $el en el $e !e 'on!i*$e el m63imo 'ont'to 'on el mteril limentdo+ Inde#endientemente del di!e.o del #ro#io mrtillo- !e de/e 'on!iderr l di!tn'i entre l #$nt de lo! mrtillo! ) l mll $e 'ir'$nd l '6mr de moliend+ E!t di!tn'i !e e!tim entre 12 ) 14 mm en moliend de 'erel ) !o/re lo! mm #r mterile! "/ro!o! 9Ko$e et 6l+- 200:+
) Variables de operación
Un %e& de!rrolldo! lo! 'tore! de di!e.o o de di!#o!i'i(n de lo! elemento!- !e detlln lo! 'tore! de o#er'i(n? a) !audal de alimentación o capacidad de molienda
El '$dl de liment'i(n de#ende tnto de l! %ri/le! de o#er'i(n del molino 'omo de l! #ro#iedde! ,!i'! ini'ile! ) "nle! de l mteri #rim+ Todo! e!to! 'tore! 'ondi'ionn el tiem#o de re!iden'i de l #rt,'$l en el interior de l '6mr de moliend+ L! 'ondi'ione! $e $mentn el tiem#o de re!iden'i 9menor l$& de mll- re'$r!o! m6! d$ro! o tm.o! de #rt,'$l m)ore! en l entrd- et'+: #ro%o'n $n re'ir'$l'i(n intern del mteril en l '6mr de moliend+ Ddo $e el molino #$ede !o#ortr $n 'on'entr'i(n m63im de #rt,'$l! en l '6mr de moliend en $n'i(n de lo! 'tore! en$n'ido!- $n $mento del '$dl de re'ir'$l'i(n re#re!ent $n di!min$'i(n del '$dl de liment'i(n de mteril /r$to dmi!i/le+ 9SE=ASTI>N- F+ 2010:
b) "alida del material
L !lid del mteril del molino #$ede ee't$r!e #or *r%edd o #or l de#re!i(n $e !e *ener '$ndo el e$i#o e!t6 'one'tdo $n !i!tem de trn!#orte ne$m6ti'o $e !#ire l! #rt,'$l!+ 9SE=ASTI>N- F+ 2010:
c) #oras de $uncionamiento y vida útil del molino% de los martillos y de la malla
A$n$e e!to! #r6metro! tienen menor in<$en'i en l! 'r'ter,!ti'! "nle! del #rod$'to o en lo! 'on!$mo! ener*éti'o!- !e de/e tener en '$ent en el '6l'$lo de %olmene! de #rod$''i(n ) en l #lni"''i(n de lo! #eriodo! de mntenimiento ) !$!tit$'i(n de lo! elemento! del e$i#o+ 9SE=ASTI>N- F+ 2010:
d) !ontenido en humedad de la biomasa
E3i!te 'iert di%er*en'i en l !e%er'i(n de $n tenden'i *enerl de lo! 'on!$mo! ener*éti'o! de moliend en $n'i(n del 'ontenido de $medd del re'$r!o molido+ L tenden'i m6! 'omn m$e!tr $n $mento del 'on!$mo l in'rementr!e el 'ontenido de $medd del re'$r!o+ En '!o! de re'$r!o! m$) medo! no e! re'omend/le lle%r '/o !$ moliend !on $n !e'do #re%io #$e!to $e el *$ 'ontenid en el mteril reli& $n ''i(n de 'om#'t'i(n del mteril molido 'ontr l mll intern del molino+ E!to 'onlle% l di!min$'i(n de l !$#er"'ie e!#e',"' de l mll- lo '$l !e trd$'e en $n in'remento del tiem#o de re!iden'i de l! #rt,'$l!- $n de!'en!o en el '$dl de liment'i(n dmi!i/le )- #or tnto- $n in'remento en el 'on!$mo ener*éti'o e!#e',"'o de moliend 9'on!$mo #or toneld de mteril- @;t:+ 9SE=ASTI>N- F+ 2010:
Lo! molino! de mrtillo! e!t6n #ro%i!to! de $n rotor l '$l e!t6n d#td! l6min! met6li'! 9mrtillo!:- de tl mner $e #$eden o!'ilr li/remente+ En l Fi*$r B #$eden o/!er%r!e e!$em! de molino! de mrtillo!+ 9SKARAJINN+ 2000: Fi*$r B+ E!$em de molino! de mrtillo!
1+ Entrd de mteri #rim 2+ Mrtillo! B+ F$ente? SKARAJIN- N+ 92000: El tm.o de #rt,'$l del #rod$'to e!t6 en $n'i(n de l /ert$r de l mll d#td l molino+ El mteril $e % !er molido e! trit$rdo 'ontr l! #rede! del molino ) em#$5do tr%é! de l! /ert$r! de l mll+ 9SKARAJIN- N+ 2000:
Fi*$r 4+ Mll #r l !ele''i(n del mteril 'o#ld l molino de mrtillo!
F$ente? SKARAJIN- N+ 92000: III. DESCRIPCIÓN DEL TALLER B+1+ L$*r de e5e'$'i(n? Jlnt Jiloto de Alimento! 9TAJA: en l Uni%er!idd N'ionl A*rri L Molin+ B+2+
Fe' de e5e'$'i(n? mrte! 1 de /ril del 2014+
B+B+
Mterile! ?
7 1 * de tri*o 7 Vernier 7 =ol!! 7 Cint de em/l5e 7 Jl$m(n 7 Re*l B+4+
M6$in o/!er%d? Molino de Mrtillo! Fi*$r + Molino de mrtillo! de l JJA
B++
E!#e'i"''ione! té'ni'! de l m6$in?
7 Cr'ter,!ti'! Té'ni'!? El molino de mrtillo! e!t6 'on!tr$ido de 'ero ino3id/le+ C$ent 'on $n motor de #oten'i + KJ+ Adem6! el e5e #re!ent 14 RJM+ 7 Cr'ter,!ti'! elé'tri'!? L inten!idd de 'orriente elé'tri' e! de 1 A+ S$ re'$en'i e! de 0 K&+ De $n %olt5e de 220 %oltio!+
B++
C6l'$lo!
Rendimiento del prod!to P0-4*;1000* 0+P04 o P0+4 Q+ Den"id#d del t#mi$ 120 *$5ero!;100 'm 2 1+2 *$5ero!;'m2 Di%metro de lo" #&'ero" del t#mi$ Di6metro #rom B+11 mm
V. DESCRIPCIÓN DEL (ECANIS(O DE FUNCIONA(IENTO L mteri #rim moler !e in*re! #or l #rte !$#erior- #or l tol% en'endiendo l %e& el molino $e e!t 'one'tdo l $ente elé'tri'- #r $e el motor en'iend- *ire l 5 $e trn!mite el mo%imiento $n e5e l $e e!t6 'one'tdo lo! mrtillo!+ E!to! *irn *rn %elo'idd 'rendo rot$r! #or im#'to de l mteri #rim in*re!d en l #rte interior del molino+ De/5o de e!to! mrtillo! $e !i*$en *irndo- !e en'$entrn $n! 'ri/! o tmi'e! $e #re!entn *$5ero! 'on !imilre! di6metro! determinndo el tm.o m63imo de l #rt,'$l molid- ) $n %e& molido! 'en !o/re e!t! 'ri/! ) #!n !i #re!entn el di6metro de'$do- !i no !e $edn !iendo *ol#edo! #or lo! mrtillo! !t $e o/ten*n el di6metro ne'e!rio+ Al "nl !e re'e#'ion lo molido #or l #rte inerior 9&on de de!'r*:+ El e$i#o !e #* l$e*o de /er termindo tom l m$e!tr moler- #rimero !e #* en el t/lero ) l$e*o !e de!'one't+ Al "nl !e o/!er% $e no todo lo molino !le del e$i#o- #or ello e! ne'e!rio le%ntr l #rte de l tol% ) 'r'! del molino #r retirr lo! tmi'e! ) #oder lim#irlo! !, 'omo en el interior+ $i&6! 'on el $!o de e!te e$i#o- lo! mrtillo! #$edn '/r!e #o'o #o'o- #or lo $e !e d l o#'i(n en m$'! %e'e! de $!r lo! otro! e3tremo! de lo!
mrtillo! $e e!t6n 'one'tdo! l 'rril+ Jo!terior l em#leo del molino de mrtillo !e de!'one't ) lim#i tnto dentro 'omo $er de e!te+ VI. EVALUACIÓN DE LA (Á)UINA El e$i#o o/!er%do 9molino de mrtillo!: !e en'$entr 't$lmente o#erti%o!in em/r*o- de/ido l e!'!o mntenimiento $e !e le otor*do de!de !$ d$i!i'i(n- e! ne'e!rio 'd %e& $e !e re$iere $tili&r- 'ondi'ionrlo #r red$'ir l #érdid de mteri #rim ) l o#er'i(n mn$l de l meno! do! #er!on! #r trtr de m3imi&r l ee'ti%idd del e$i#o- $e $n !, e! /5+ Adem6! de l! #érdid! de mteri #rim- otr! 'on!e'$en'i! del e!tdo 't$l del e$i#o e! $e *ener !$'iedd ) 'ontmin'i(n del ire- #$diendo e'tr l! #er!on! $e !e en'$entrn o#er6ndolo+ De e!t mner- !e #$do o/!er%r $e !i /ien el e$i#o e!t6 o#erti%o- !$ mne5o e! m$) tedio!o ) no !e #$eden o/tener (#timo! re!$ltdo!+ VII. CONCLUSIONES •
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El molino de mrtillo! o/!er%do !e 'r'teri& #or !er de 'ero ino3id/le- lo '$l *rnti& $e el #rod$'to $e !e o/ten* '$m#l 'on lo! re$i!ito! !nitrio! #r !$ 'on!$mo+ C$ent 'on $n motor de #oten'i + KJ ) $n %elo'idd de $n'ionmiento de 14 RJM- *r'i! lo '$l !e #$do o/tener el #rod$'to r6#idmente+ El rendimiento del e$i#o re!$lt( !er de P0+4Q- lo $e demo!tr( !$ /5 ee'ti%idd- de/ido l *rn #érdid de mteri #rim d$rnte el #ro'e!o+ L den!idd del tmi& $e 1+2 *$5ero!;'m2 ) el di6metro #romedio de lo! *$5ero! del tmi& $e B+11 mm- lo $e e%iden'i( $e el tmi& '$ent 'on $n de'$d '#'idd de red$''i(n del tm.o de l! #rt,'$l!+
VIII. BIBLIOGRAF*A •
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KOUE- M+ =ANU- A+ NAAMURA- 8+ SKIMOISKI- 8+ MURATA- 8+ 200+ E3o*eno$! #roline miti*te! te detrimentl ee't! o !lt !tre!! more tn te /etine /) in're!in* ntio3idnt en&)me 'ti%itie!+ Jlnt J)!iol 14?B71+ NIOLOV- S+ 2002+ A #erormn'e model or im#'t 'r$!er+ Minerl! En*ineerin*- 1?1W21+ SE=ASTI>N- F+ 2010+ Ener*, de l /iom! 9%ol$men I:+ Jrimer edi'i(n+ Editoril Jren!! Uni%er!itri! de Xr*o&+ E!#.+
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SKARAJIN- N+ 2000+ F$ndmento de te'nolo*, de #rod$'to! "toter#é$ti'o!+ Jrimer edi'i(n+ Editoril Con%enio André! =ello+ Colom/i+
