Operaciones Unitarias

1. SEPARACIONES
MECÁNICAS
TAMIZADO
Daniel Alejandro Pérez Castañeda

2. SEPARACIONES MECÁNICAS
 Operaciones de difusión
 Son aquellas que implican cambio de fase o transporte como “Destilación,
Lixiviación, Secado”
 Separaciones mecánicas
 Son útiles para separar partículas sólidas o gotas líquidas como son:
 Tamizado
 Filtración
 Prensado
 Agitación

3. Tamizado
 El tamizado es un método de separación de partículas basado
exclusivamente en el tamaño de las mismas.
 En el tamizado industrial los sólidos se sitúan sobre la superficie del tamiz.
Los de menor tamaño, o finos, pasan a través del tamiz, mientras que los
de mayor tamaño, o colas, no pasan.

4. Material de los Tamices
 Los tamices industriales se construyen de diferentes materiales tales
como:
1. Tela metálica.
2. Tela de seda o plástico.
3. Barras metálicas.
4. Placas metálicas perforadas.
5. Alambres de sección trasversal triangular
 Se utilizan en la industria diferentes metales, siendo el acero al carbono y
el acero inoxidable los mas frecuentes.

5. Material de los Tamices
1 2
3 4

6. Tamaño de los tamices
 Los tamaños de los tamices normalizados está comprendido entre 4
pulgadas y 400 mallas, y se dispone de tamices comerciales de tela
metálica con aberturas tan pequeñas como 1 𝜇𝑚.
 Los tamices más finos, aproximadamente de 150 mallas, no se utilizan
habitualmente debido a que se obtienen partículas muy finas,
generalmente resultan más económicos otros métodos de separación.
 CUADRO DE SERIES DE TAMICES TYLER Y ASTM

8. Equipo de tamizado
 En la mayoría de los tamices las partículas pasan a través de las
aberturas por gravedad. Existen partículas que pasan fácilmente a través
de aberturas grandes en una superficie estacionaria, pero otras precisan
de alguna forma de agitación, tal como sacudidas, giros, vibración
mecánica o eléctrica.

9. Equipo de tamizado

10. Tamices y parrillas estacionarias
 Se utiliza en la alimentación de partículas muy gruesas, como la
procedente de un triturador primario.
 Se deja caer sobre el extremo más elevado de la parrilla.
 En un corte transversal, la parte superior de las barras es más ancha que
el fondo, de forma que se facilita el funcionamiento sin que se
produzcan atascos. La separación entre las barras es de 2 a 8 pulgadas.

11. Tamices y parrillas estacionarias

12. Tamices giratorios
 Constan de varios tamices acoplados uno encima de otro, formando
una caja o carcaza.
 El tamiz más grueso se sitúa en la parte superior y el más fino en la
inferior.
 Tamiz de giro vertical para
servicio pesado.

13. Tamices giratorios
Tamiz de giro horizontal
Dimensiones = 1
1
2
* 4 y 4*5 pies.
Velocidad de giro= 600 a 1800 RPM
Potencia= 1 a 2 CV

14. Tamices vibratorios
 Las vibraciones se pueden generar mecánica o eléctricamente.
 Las vibraciones mecánicas generalmente se transmiten desde
excéntricas de alta velocidad hasta la carcasa de la unidad y desde ésta
hasta los tamices inclinados.
 Las vibraciones eléctricas generadas por grandes solenoides se
transmiten a la carcasa y directamente a los tamices.
 Generalmente no se utilizan más de tres tamices en los sistemas
vibratorios

15. Tamices vibratorios
Vibraciones = 1800 y 3600 V/m
Dimensión tamiz = 12*24 in
Potencia =
1
3
CV
Dimensión tamiz = 48*120 in
Potencia = 4 CV

16. Tamiz centrifugo
 El tamiz consiste en un cilindro horizontal de tela metálica o de material
plástico. Palas helicoidales de alta velocidad dispuestas sobre un eje
central impulsa los sólidos contra la parte interior del tamiz estacionario,
con lo cual las partículas finas pasan a través del tamiz mientras que el
rechazo es transportado hasta el lugar de descarga.

17. Comparación entre tamices reales e ideales
 Un tamiz ideal separaría nítidamente la mezcla de alimentación, de tal
forma que la partícula más pequeña en la corriente superior sería
justamente mayor que la partícula más grande en la corriente inferior.
 Una separación ideal de este tipo define un diámetro de corte, Dpc, que
marca el punto de separación entre las fracciones. Generalmente Dpc,
se considera igual a la abertura de malla del tamiz.

18. Comportamiento de Tamizaje

19. Balances de materia en un tamiz
 A un tamiz pueden aplicarse sencillos balances de materia que resultan
útiles para calcular relaciones de alimentación, cernido y rechazo.
 F = velocidad de flujo másico de la alimentación
 D = velocidad de flujo másico de la corriente de rechazos
 B = velocidad de flujo másico de la corriente de cernidos
 Xf = fracción másica del material A en la alimentación
 Xd = fracción másica del material A en la corriente de rechazos
 Xs= fracción másica del material A en la corriente de cernidos

20. Balances de materia en un tamiz
 Las fracciones másicas del material B en las corrientes de alimentación,
superior (cernidos) e inferior (rechazos) son 1 - Xf, 1 - Xd y 1 - Xb.
𝑅𝐸𝐿𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 𝐸𝑁𝑇𝑅𝐸
𝐵
𝐹
=
𝑋 𝐷 − 𝑋 𝐹
𝑋 𝐷 − 𝑋 𝐵
𝐵𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒 𝐺𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙: 𝐹 = 𝐷 + 𝐵
𝐵𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠 ∶ 𝐹𝑥𝑓 = 𝐷 𝑥𝑑 + 𝐵 𝑥𝑏
𝑅𝐸𝐿𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 𝐸𝑁𝑇𝑅𝐸
𝐷
𝐹
=
𝑋 𝐹 − 𝑋 𝐵
𝑋 𝐷 − 𝑋 𝐵

21. Balances de materia en un tamiz
F
B
D

22. Eficacia de un tamiz
 Si el tamiz funcionase perfectamente, todo el material A estaría en la
corriente superior (rechazo) y todo el material B estaría en la corriente
inferior (cernido). Una medida frecuente de la eficacia de un tamiz es la
relación entre el material A de tamaño superior que realmente se
encuentra en la corriente superior y la cantidad de A que entra con la
alimentación.
𝐸𝐴 =
𝐷 𝑋𝐷
𝐹𝑋𝐹
donde EA es la eficacia del tamiz basada en el tamaño mayor.

23. Eficacia de un tamiz
 Análogamente, una eficacia Es basada en el material de tamaño
inferior viene dada por:
𝐸 𝐵 =
𝐵(1 − 𝑋 𝐵)
𝐹(1 − 𝑋 𝐹)
 Se puede definir una eficacia global combinada como el producto de las
dos relaciones individuales, de forma que si su producto se representa
por E.
 𝐸 = 𝐸𝐴 ∗ 𝐸 𝐵 =
𝐷𝐵 𝑋𝐷(1−𝑋 𝐵)
𝐹2 𝑋 𝐹(1−𝑋 𝐹)

24. Eficacia de un tamiz
 Sustituyendo D/F y B/F de las Ecuaciones anterior tenemos que:
𝐸 =
(𝑋 𝐹 − 𝑋 𝐵)(𝑋 𝐷 − 𝑋 𝐹)𝑋 𝐷(1 − 𝑋 𝐵)
𝑋 𝐷 − 𝑋 𝐵
2(1 − 𝑋 𝐹)𝑥 𝐹

25. EJEMPLO

26. EJEMPLO
 EJEMPLO: Una mezcla de cuarzo que posee el análisis por tamizado
que se muestra en la tabla anterior, se tamiza a través de un tamiz
normalizado de 10 mallas. Los análisis acumulativos por tamizado se
presentan en la tabla anterior. Calcúlese las relaciones másicas entre
las corrientes superior e inferior y la alimentación así como la
eficiencia del tamiz.
 SOLUCION: Los análisis acumulativos de la alimentación, la corriente
y el producto, se representan en la tabla anterior. El diámetro de
corte es el tamaño de malla del tamiz de acuerdo con la tabla
anterior es de 1,651 mm por otra parte, según la tabla para este
tamiz
 Xf=0,47 Xd= 0,85 Xb= 0,195

27. EJEMPLO
 la relación entre la corriente superior y la alimentación es:
 La relación entre la corriente inferior y la alimentación es
𝐵
𝐹
=
0,85 − 0,47
0,85 − 0,195
= 0,58
𝐷
𝐹
=
0,47−0,195
0,85−0,195
= 0,420

28. EJEMPLO
 La eficacia global.
𝐸 =
(0,47 − 0,195)(0,85 − 0,47) (1 − 0,195)(0,85)
0,85 − 0,195 2(1 − 0,47)(0,74)
= 0,669