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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

The sample is thrown upwards by the vibrations of the sieve bottom and falls back down due to gravitation forces. The amplitude indicates the vertical oscillation height of the sieve bottom.

Due to this combined motion, the sample material is spread uniformly across the whole sieve area. The particles are accelerated in vertical direction, rotate freely and then fall back statistically oriented. In RETSCH sieve shakers, an electromagnetic drive sets a spring/mass system in motion and transfers the oscillations to the sieve stack. The amplitude can be adjusted continuously to a few millimeters.

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.

Tap sieving

In a tap sieve shaker a horizontal, circular movement is superimposed by a vertical motion generated by a tapping impulse. Tap sieve shakers are specified in various standards for particle size analysis.

The number of comparisons between particles and sieve apertures is substantially lower in tap sieve shakers than in vibratory sieve shakers (2.5 s-1 as compared to ~50 s-1) which results in longer sieving times. On the other hand, the tapping motion gives the particles a greater impulse, therefore, with some materials, such as abrasives, the fraction of fine particles is usually higher. With light materials such as talcum or flour however, the fraction of fine particles is lower.

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.

SIEVE ANALYSIS FOR QUALITY CONTROL

We all know the term “quality”. It is widely used to describe a product of particularly high value. However, the exact definition of quality is as follows: Quality is the compliance of defined properties with the detected properties of a product as determined by performing tests. A product can be described as high-quality if a test measurement ascertains that the desired properties lie within a given tolerance. If the measured values deviate too much, the quality is lower. Many materials, whether natural or artificial, occur in dispersed form (material which does not form a consistent unity but is divided into elements which can be separated from each other, e.g. a pile of sand). The particle sizes and their distribution within a material quantity - i.e. the fractions of particles of different sizes – have a crucial influence on physical and chemical properties.

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.