Tamizado por chorro de aire de materiales a granel

El análisis granulométrico y la distribución granulométrica son criterios relevantes en el control de calidad de los materiales a granel. En un proceso de producción en curso, los resultados del control de calidad han de estar disponibles rápidamente para poder realizar un ajuste inmediato en los parámetros de producción. Según el tamaño de partícula previsto y las cantidades de muestra, hay diferentes métodos y máquinas de tamizado que resultan adecuados en el análisis. El método utilizado en el análisis granulométrico se determina principalmente por la finura del material a tamizar. Los métodos clásicos de tamizado en los productos a granel con tamizadoras por proyección, horizontales o por golpeteo se limitan a tamaños superiores a 40 micras. Cuando se utilizan tamizadoras por proyección para el tamizado en húmedo, es posible ampliar el rango de hasta 20 micras. Sin embargo, este método implica dispersar la muestra en un líquido, filtrarla después del tamizado, secarla y finalmente pesar las fracciones obtenidas.

Principio del tamizado por chorro de aire

En el tamizado en seco de muestras con tamaños de partículas inferiores a 40 micras, el tamizado por chorro de aire es el método de referencia. También puede ser una alternativa más rápida al tamizado por proyección para tamaños de partículas de hasta 200 micras. Todos los métodos que se indican aquí son adecuados para determinar tanto el tamaño de las partículas (fracción de tamiz) como la distribución granulométrica de una muestra. A diferencia de otros métodos, el tamizado por chorro de aire normalmente se realiza con un solo tamiz. Junto con el material de muestra, el tamiz se coloca en la unidad y se cubre con una tapa. Una potente aspiradora industrial genera un fuerte chorro de aire que dispersa las partículas en el tamiz, a través de la boquilla ranurada que gira debajo de la malla del tamiz. De este modo, las partículas se separan en cada rotación y se distribuyen por toda la superficie del tamiz. Ahora se producen dos efectos:

El chorro de aire crea una nueva orientación continua de las partículas en la superficie del tamiz. El aspirador succiona las partículas con tamaños inferiores a las aberturas del tamiz.
Cuando se utilizan tamices de 25 mm de altura, el aire que entra hace que las partículas choquen contra la tapa, lo que ayuda a destruir los aglomerados.

La velocidad de la boquilla que gira debajo del tamiz suele ser fija. Sin embargo, puede ser útil aplicar una variación de la velocidad, como la que ofrece el AS 200 jet de RETSCH. Los materiales de muestra sensibles, por ejemplo, deben tamizarse a baja velocidad para reducir la tensión en el material. Esto se puede minimizar aún más con un tamiz de 50 mm de altura, porque el impacto de la muestra contra la tapa no es tan fuerte. En el caso de las muestras que tienden a aglomerarse, el tamizado de alta velocidad es más efectivo. La frecuencia de impacto de las partículas contra la tapa aumenta notablemente e incluso los aglomerados duros se disuelven tras un tamizado corto.

Reproducibilidad y rendimiento

Los tamices de malla fina son especialmente propensos a recoger partículas atascadas por su tamaño casi igual al de la luz de malla, que obstruyen la malla del tamiz. Esto no solo tiene un efecto negativo en los resultados de tamizado, sino que también desgasta el tamiz de manera prematura. La función de Open Mesh del AS 200 jet ha demostrado ser una prestación muy útil para reducir el tiempo y las tareas de limpieza, así como para mantener el rendimiento del tamiz y, por tanto, la reproducibilidad de los resultados. Esta función permite que la boquilla se mueva siguiendo el principio de "dos pasos hacia adelante y un paso hacia atrás"; esto significa que la boquilla primero se mueve 20° hacia adelante y luego 10° hacia atrás, en lugar de girar de manera uniforme. De este modo, las partículas atascadas por su tamaño casi igual al de la luz de malla se expulsan de la malla con gran eficacia, ya que no queda ningún material sobre la superficie del tamiz que obstruya el chorro de aire.

En la figura se muestra la malla de un tamiz de 45 micras después de haber tamizado arena de cuarzo con y sin la función de Open Mesh. Se puede ver claramente que algunas aberturas del tamiz están obstruidas por las partículas cuando se ha realizado el tamizado sin la función de Open Mesh, mientras que quedan completamente libres cuando se ha activado la función OMF. Al limpiar el tamiz de manera suave, esta prestación especial sirve para mejorar la reproducibilidad del análisis por tamizado, así como la vida útil de los tamices, en comparación con otras tamizadoras por chorro de aire.

Distribuciones granulométricas

A pesar de que en la tamizadora por chorro de aire solo se utiliza un tamiz, con esta unidad es posible determinar las distribuciones granulométricas. Para ello se pueden aplicar dos métodos diferentes:

Método estándar: todo el material a tamizar se coloca en el tamiz con la abertura de malla más fina. Después de tamizar y pesar la fracción, las partículas de mayor tamaño que la abertura de malla se colocan en el siguiente tamiz más grande y se tamizan de nuevo. Este procedimiento se repite hasta que toda la muestra se separa en fracciones.
«Método suizo»: primero, la muestra se divide en las clases de tamaño que se desea determinar y, después, cada parte se tamiza de manera individual con el tamiz correspondiente. Este método solo genera unos resultados fiables si la división de la muestra se realiza de forma representativa para mantener la distribución granulométrica en todas las muestras parciales iguales. Se consiguen mejores resultados al utilizar divisores de muestras rotativos, como el PT100 de RETSCH, que dividen el material original en 6, 8 o 10 muestras parciales idénticas.

Con el método estándar se requiere menos material de muestra, mientras que el punto fuerte del método suizo es la mayor precisión. La evaluación con el software no solo facilita y agiliza el procesamiento de datos, sino que también reduce los errores del usuario durante el cálculo y la transferencia de datos. El software (como el EasySieve® de RETSCH) va guiando al usuario en todo el proceso de tamizado. Controla la tamizadora y lee los datos de pesaje para generar un protocolo que se ajuste a las normas.