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Métodos de tamizado del análisis por tamizado

Una base importante para la caracterización de productos a granel de diferentes formas y tamaños es el conocimiento de sus distribuciones del tamaño de las partículas, es decir, del número de partículas de diferentes tamaños, ya que influye decisivamente en las propiedades físicas y químicas, como la solubilidad, la fluidez y la reacción superficial.

Análisis granulométrico

En muchos sectores, como la industria alimentaria, farmacéutica y química, el análisis por tamizado tradicional se ha convertido en la norma para la producción y el control de la calidad de polvos y gránulos. Entre las ventajas del análisis por tamizado cabe mencionar su fácil manejo, los bajos costes de inversión, la rápida obtención de resultados precisos y reproducibles y la posibilidad de obtener fracciones granulométricas individuales. Como resultado, este método es una alternativa aceptada a los métodos de análisis que utilizan la dispersión de luz láser o el procesamiento de imágenes.

Para poder garantizar un alto nivel de reproducibilidad y fiabilidad, las tamizadoras y sus accesorios deben cumplir los requisitos de las normas nacionales e internacionales. Esto significa que los tamices analíticos, las tamizadoras, así como todos los demás equipos de medición (p. ej. las básculas) que se utilizan para caracterización de la distribución granulométrica deben calibrarse y someterse al control de los equipos de ensayo como parte del sistema de gestión de la calidad. Además, es absolutamente necesario llevar a cabo la preparación de la muestra con sumo cuidado, ya que es la única manera de conseguir un resultado de tamizado que permita la caracterización fiable de un producto.

Métodos de tamizado del análisis por tamizado

En el proceso de tamizado, la muestra se somete a un movimiento vertical (tamizado por proyección) u horizontal (tamizado plano). En el caso de las tamizadoras, ambos movimientos se solapan. Durante este proceso, las partículas se comparan con las aberturas de cada uno de los tamices. La probabilidad de que una partícula atraviese la abertura de malla del tamiz depende de su tamaño en relación con la abertura del tamiz, de su orientación y el número de comparaciones entre la partícula y las aberturas de la malla. La selección del método de tamizado adecuado depende principalmente de la finura del material de la muestra (fig. 1). El tamizado en seco es el método preferido para la gama granulométrica entre 40 µm y 125 mm. Sin embargo, el límite inferior de medición también se ve influido por las propiedades de la muestra, como la tendencia a aglomerarse, la densidad o la carga electrostática.

TAMIZADO POR PROYECCIÓN

En el tamizado por proyección, el material a tamizar es lanzado hacia arriba por las vibraciones del fondo de tamiz y, a continuación, vuelve a caer sobre la malla del tamiz por efecto de la gravedad. La amplitud indica la altura de oscilación vertical del fondo de tamiz. En el proceso de tamizado por proyección de las tamizadoras RETSCH, el material a tamizar se somete a un movimiento tridimensional, es decir, al movimiento de proyección vertical se superpone un movimiento giratorio.

Como resultado, el material de la muestra se distribuye uniformemente por toda la superficie del fondo de tamiz. Las partículas se aceleran en dirección vertical, pueden girar libremente y, de este modo, al volver a caer se comparan con la luz de malla de forma estadísticamente orientada.

TAMIZADO PLANO

En el tamizado plano, los tamices se mueven en un movimiento horizontal y circular en un plano. Las tamizadoras planas se utilizan preferentemente para muestras en forma de aguja, planas, largas o fibrosas. Debido al movimiento de tamizado horizontal, apenas hay partículas que cambien de orientación en el tamiz.

Tamizado por golpeteo

En el tamizado por golpeteo, un movimiento horizontal circular se superpone a un movimiento vertical generado por un impulso de golpeteo. Las tamizadoras analíticas por golpeteo se especifican en diversas normas para el análisis del tamaño de las partículas. El número de comparaciones entre las partículas y las aberturas del tamiz es significativamente menor en las tamizadoras por golpeteo que en las tamizadoras por proyección (2,5 s-1 frente a ~50 s-1), por lo que los tiempos de tamizado son más largos. Por otra parte, las partículas reciben un mayor impulso durante el proceso de golpeo, razón por la cual se consigue una mayor fracción de partículas finas en algunos materiales, como los abrasivos. Sin embargo, en el caso de materiales ligeros, como el talco o la harina, la fracción de partículas finas es menor.

TAMIZADO POR CHORRO DE AIRE

El tamiz de chorro de aire es una máquina de tamizado para un solo tamizado, es decir, para cada proceso de tamizado sólo se utiliza un tamiz. El propio tamiz no se mueve durante el proceso.El material se desplaza sobre el tamiz mediante un chorro de aire giratorio: Un aspirador conectado a la tamizadora genera un vacío en el interior de la cámara de tamizado y aspira aire fresco a través de una boquilla de ranura giratoria. Al pasar por la estrecha rendija de la tobera, el chorro de aire se acelera y sopla contra la malla del tamiz, dispersando las partículas. Por encima de la malla, el chorro de aire se distribuye por toda la superficie del tamiz y es aspirado a baja velocidad a través de la malla del tamiz. De este modo, las partículas más finas son transportadas a través de las aberturas de la malla al aspirador u, opcionalmente, a un ciclón.

ANÁLISIS POR TAMIZADO PARA EL CONTROL DE CALIDAD

El término "calidad" es conocido por todos. Se utiliza con frecuencia para describir el valor elevado de un producto. Sin embargo, la definición exacta de calidad es la siguiente: La calidad es la conformidad de las propiedades definidas con las propiedades detectadas de un producto, determinadas mediante la realización de pruebas.

Esto significa que el producto es de alta calidad si las propiedades deseadas del producto se encuentran dentro de los márgenes de tolerancia especificados en una medición de control posterior. Sin embargo, si los valores medidos se desvían de los valores requeridos, entonces su calidad es menor. Un gran número de materiales, ya sean naturales o artificiales, están presentes en forma dispersa (material que no forma una unidad uniforme, sino que está dividida en elementos que pueden separarse entre sí, por ejemplo, un montón de arena). El tamaño de las partículas y su distribución dentro de una cantidad de material, es decir, las fracciones de partículas de distintos tamaños tienen una influencia crucial en las propiedades físicas y químicas.

Algunos ejemplos de propiedades que pueden verse influidas por la distribución del tamaño de las partículas:

  • la resistencia del hormigón
  • el sabor del chocolate
  • las propiedades de disolución de los comprimidos
  • la capacidad de vertido y la solubilidad de los detergentes en polvo
  • la actividad superficial de los materiales filtrantes

Estos ejemplos muestran claramente lo importante que es el conocimiento de la distribución del tamaño de las partículas, sobre todo en el contexto de la garantía de la calidad de los productos a granel en la producción. Si la distribución del tamaño de las partículas cambia durante el proceso de producción, la calidad del producto también cambia.