Tamices: equipos críticos para el procesamiento de alimentos

Jun 14, 2023

Paul Van Camp, director de ventas, Great Western Manufacturing | 13 de agosto de 2021

Cuando se trata de la fabricación de productos alimenticios, la calidad es la prioridad número uno de una marca. Lo último que cualquier empresa o especialista en control de calidad quiere escuchar es la palabra con R: retirada.

Hoy en día, los especialistas en control de calidad participan en el establecimiento de los estándares de calidad que deben cumplir los equipos de ingeniería al desarrollar el equipo que mantiene una producción de alta calidad. Uno de estos equipos críticos dentro de la industria de procesamiento de alimentos es el tamiz de producción. En el procesamiento de alimentos, existe una gran cantidad de contaminantes potenciales que pueden llegar a su flujo de productos: desde contaminantes naturales como gorgojos, escarabajos de la harina, sus larvas y huevos, pelo (humano o animal), astillas y astillas de madera, básculas de contenedores. , papel, cuerdas, láminas de metal, pernos y tuercas. La lista puede ir aún más lejos, pero ¿quién quiere realmente algo de eso en su comida?

En cualquier operación, el departamento de control de calidad tiene tres consideraciones principales al comparar tamices de calidad comercial. Estos se clasifican en tipos de tamiz, tipos de criba y facilidad de inspección. Tenga la seguridad de que muchos afirmarán que pueden cumplir con los estándares de volumen, calidad y saneamiento de su empresa, pero hay más que considerar.

El objetivo de este artículo es educarlo y ayudarlo a mejorar sus operaciones con lo que actualmente está disponible en el mercado.

Como especialista en control de calidad, ¿qué tan seguro está de que el tamiz que tiene es el adecuado para el trabajo? El tamiz es vital para eliminar la mayor cantidad posible de contaminantes del proceso del flujo de alimentos. Hoy en día, es posible que tenga varios tamices diferentes en su proceso de fabricación. Repasemos cómo se utiliza cada tipo de tamiz en un proceso de polvo seco, como harina, almidón, azúcar, sal, harina de maíz, etc.

Hoy en día el mercado tiene tres tipos populares de clasificación de tamices:

1. Vibratoria: este tipo de máquina utiliza un movimiento circular o lineal con un componente vertical.2. Centrífugo - Fuerza y ​​movimiento giratorio3. Giratorio: utiliza un movimiento horizontal circular.

Tamices vibratorios

Los tamices vibratorios se consideran tamices económicos. Equipada con uno o dos motores de vibración, masas excéntricas en los extremos inferior y superior del componente generador de movimiento hacen vibrar la máquina alrededor de su centro de gravedad. Estas unidades se utilizan principalmente en operaciones de bajo volumen y de una sola pasada: 50 lb o menos a la vez. Esto hace que el tamiz vibratorio sea una opción económica, que proporciona un punto de entrada de costo relativamente bajo.

La simplicidad de la acción de tamizado vibratorio y el cribado de una sola pasada hacen que los tamizadores vibratorios sean económicos. La componente vertical del movimiento vibratorio hace que el producto pierda contacto con la criba durante un tiempo significativo mientras está dentro de la máquina. Esto reduce la eficiencia de recuperación del producto, la eficiencia de la criba y afecta directamente el rendimiento del proceso por área de criba y por caudal de producto. Las discrepancias en la eficiencia del cribado pueden tener efectos exponenciales a medida que aumentan los caudales de producción y deben controlarse de cerca. Por lo tanto, los tamices vibratorios comúnmente brindan una solución para operaciones pequeñas de un solo paso, pero no son ideales para sistemas de flujo continuo. Si recién está comenzando a tamizar y tiene demandas de baja capacidad, esta puede ser una solución para usted.

Fuerza vibratoria del movimiento.

Tamices centrífugos

Los tamices centrífugos se desarrollaron inicialmente para plantas de tratamiento de aguas residuales para romper (eliminar grumos) los sólidos y empujarlos a través de un tamiz. Hoy en día, los tamices centrífugos son el segundo tipo de tamiz más preferido en la industria alimentaria. Estas máquinas compactas no sólo ahorran espacio, sino que su diseño es fácil de usar, tanto de operación como de mantenimiento.

El tamiz centrífugo está diseñado para romper con fuerza los grumos que se pueden encontrar en ciertos tipos de materiales como harina, azúcar, sal, almidón, etc. Sin embargo, debido a que los sistemas no están diseñados para identificar las diferencias entre un buen producto y un desperdicio, no es necesario la posibilidad de que los contaminantes se rompan en partículas más pequeñas que también pasen a través del tamiz cilíndrico, directamente al producto terminado.

Las Normas 4.1.4.3 de AIB y BISSC establecen específicamente que "los tamices no emplearán acción de fricción para facilitar el flujo del producto". La mayoría de los tamices centrífugos fabricados hoy en día tienen una paleta o mecanismo similar que fuerza el producto a través de un tamiz, en contraste directo con el estándar AIB y BISSC. Para evitar este estándar, la mayoría de las paletas del tamiz centrífugo están ligeramente fuera de la rejilla para no frotar. Sin embargo, las paletas todavía tienden a romper los contaminantes en partículas lo suficientemente pequeñas como para pasar a través de la pantalla, en lugar de separar los contaminantes del flujo principal del producto.

El tamiz centrífugo no es adecuado para procesar materiales frágiles, ya que puede tener más dificultades para mantener la calidad deseada del producto. La vigorosa acción de cribado puede hacer que la paleta destruya los materiales frágiles, creando un cambio inaceptable en la distribución del tamaño de las partículas. Además, las altas velocidades relativas creadas entre el material y la criba provocan que un mayor porcentaje de producto bueno se desvíe hacia el recipiente de relaves.

Una fuerza centrípeta, generada por rotaciones de alta velocidad.

Tamices giratorios

Los tamices giratorios establecen estándares industriales en materia de calidad y saneamiento. Las pruebas de operadores independientes confirman que los tamices giratorios filtran los contaminantes mejor que cualquier otra tecnología de tamizado (vibratorio/centrífugo). La naturaleza del movimiento giratorio, ayudada por las mayores capacidades de separación del tamiz, permite la eliminación de estos contaminantes, manteniendo al mismo tiempo una alta capacidad de volumen de producto. Para operaciones de tamizado comerciales, los tamices giratorios ofrecen un mayor rendimiento y una mejor captura de contaminantes.

El método de tamizado giratorio es el medio preferido para tamizar el producto por parte de los mejores equipos de gestión de control de calidad. El tamiz giratorio proporciona el mayor grado de confiabilidad para encontrar contaminantes antes de ingresar a la etapa del producto final.

Con su movimiento puramente horizontal, un tamiz giratorio puede tener múltiples cribas en la misma máquina con el mismo tamaño de malla de criba, donde el producto realmente fluye en diferentes direcciones. Esto permite un área de pantalla significativamente mayor en el espacio total de una máquina que en cualquier otro tipo de máquina.

Una fuerza de movimiento giratoria.

Los tamices giratorios producen una acción de tamizado giratorio horizontal, ideal para raspar, clasificar o eliminar finos de polvos secos que fluyen libremente. Este movimiento de tamizado retiene el material por más tiempo, tiene una acción de tamizado más lenta y suave y minimiza la agitación vertical. Estos atributos mantienen el material fino en contacto con la pantalla por más tiempo, brindando la máxima oportunidad para que el material pase sin la ayuda de fuerzas extrañas, lo que lleva a separaciones más precisas. Esto se muestra a continuación en el flujo de producto giratorio.

Giratorio: buen recorrido del material del producto.

Giratorio: recorrido de material de gran tamaño

Aunque no se reconoce ampliamente, existen ventajas en la calidad de la criba según el tipo de tamiz que se utilice. Cada usuario debe determinar sus requisitos únicos para el tipo de pantalla, dependiendo de los requisitos necesarios de tolerancia de calidad y eficiencia de detección. La forma más eficaz de determinar el tamaño y el tipo de pantalla según sus requisitos es mediante pruebas de muestras en un laboratorio.

Numerosos fabricantes de tamices ofrecen tecnología de tejidos líder en el mercado en la industria molinera y alimentaria. La gama de materiales disponibles incluye telas sintéticas (nylon o poliéster) y de alambre (malla metálica) para un cribado eficiente en cada etapa de su proceso. Todas las telas para pantallas deben cumplir con las regulaciones vigentes de la FDA y la UE. Algunos tipos de malla comunes se muestran a continuación.

NYTAL PA-GG, NYTAL PA-MF, NYTAL PA-fresado

Comúnmente, los tipos de hilo para tamices giratorios y vibratorios tienen un tamiz de malla de alambre o nailon con aberturas cuadradas que permiten el paso de las partículas. Estos tipos de pantallas se utilizan con más frecuencia que otros, ya que tienden a ser más resistentes y menos costosas. Las rejillas de malla, que se utilizan con menos frecuencia, tienen aberturas que pueden ser redondas, cuadradas o rectangulares, según las necesidades operativas y las expectativas de calidad.

Normalmente, los tamices se apilan con aberturas para partículas de tamaño que disminuye gradualmente a medida que el producto desciende a través del tamiz (como se indica a continuación). El tamizado en seco comienza con un alimento sólido, generalmente polvo, que ingresa a la pila de tamices por la parte superior. Con la ayuda de la gravedad, las partículas sólidas pasan a través de los tamices hasta que finalmente caen sobre un tamiz con aberturas demasiado pequeñas para pasar. Finalmente, se registra el material en cada tamiz y se retiene el material con el rango de tamaño de partícula deseado. Luego se puede reciclar y reprocesar otro material hasta lograr el tamaño de partícula correcto. Esto se muestra a continuación con la ruta de flujo resaltada en violeta.

La trayectoria del flujo en un tamiz centrífugo es similar a la del tamiz giratorio mencionado anteriormente. En un tamiz centrífugo, el material se introduce en una cámara con una rejilla perforada en las paredes exteriores. El producto es empujado mediante rotores hacia la criba exterior. En consecuencia, el material más grande se deja transportar mientras que el material más pequeño pasa a través de la criba como producto terminado.

Los tamices centrífugos generalmente incorporan una criba tipo cuña de alambre con un ancho de 1¼ a 1½ pulgadas. La criba de alambre tipo cuña es una criba soldada diseñada para ser muy duradera y resistente a la obstrucción. Si bien requieren una mayor inversión inicial, normalmente tienen una larga vida útil.

Como se muestra arriba, las cribas de alambre tipo cuña están diseñadas para la separación de alta capacidad de partículas grandes, especialmente aquellas que se encuentran en la separación sólido/líquido. Cuando se trata de pequeños contaminantes, esta no es la pantalla preferida. La capacidad de las partículas pequeñas de pasar dentro de estos 1¼-1½ pulgadas. Las ranuras para cables son el problema número uno con este tipo de pantallas. Cuando se trata de separaciones muy finas, se prefiere la malla tejida al alambre en forma de cuña. Si bien es cierto que tiene una vida útil típica más corta, la malla tejida puede ofrecer separaciones de hasta aproximadamente 0,005 mm frente al mínimo de 0,03 mm del alambre de cuña. En el caso del alambre en forma de cuña, las opciones de fabricación suelen ser limitadas debido a los requisitos de soldadura y al peso. Por el contrario, la malla de alambre tejido proporciona un mayor grado de flexibilidad en la fabricación y aplicación.

El tipo de criba en diferentes tamices depende en gran medida de la aplicación. Los tamices centrífugos generalmente requieren la alta durabilidad de un tamiz de alambre en forma de cuña o de tipo perforado, especialmente considerando que la construcción soldada está disponible más comúnmente en forma cilíndrica. Los tamices vibratorios y giratorios suelen utilizar una criba de malla tejida. Si bien la malla de la criba depende del producto en el flujo, la elección del material de la criba para su durabilidad se ve afectada por el tamaño de la capacidad y la abrasividad del material. Para altas capacidades de materiales más finos, el tamiz giratorio puede tener más de 1200 pies cuadrados de área de cribado. La elección cuidadosa de la malla tejida puede maximizar los resultados a esta capacidad.

Además de la consideración del tipo de pantalla, el material también juega un papel en el proceso de selección.

Las mallas no metálicas son ventajosas para mantener una vida útil más larga y presentan un menor riesgo de contaminación en caso de que la degradación de la malla provoque la pérdida de piezas que se incorporan al flujo del producto. Para fines de garantía de calidad, las mallas sintéticas tejidas pueden presentar un menor riesgo de contaminación del producto que el que presenta la degradación de las mallas metálicas.

Las cribas de malla tejida de acero inoxidable se prefieren para procesar materiales con un mayor contenido de aceite, como el maíz o la avena. Sin embargo, a medida que la pantalla se degrada inevitablemente, las hebras de metal pueden soltarse y contaminar el flujo de producto. Estos trozos de cable son pequeños y difíciles de detectar/atrapar, incluso con el equipo más avanzado. Las cribas metálicas suelen tener una vida útil más corta debido a que el movimiento repetitivo del proceso de cribado deforma plásticamente y provoca gradualmente dislocaciones dentro del metal. Debido a esto, las mallas de alambre requieren un mantenimiento y una nueva revisión más frecuentes.

Debido al flujo en zigzag del material y la posterior acción horizontal y vertical, los tamices vibratorios requieren una inspección frecuente de la tensión del tamiz, ya que una tensión baja puede reducir la capacidad del tamiz. Los limpiadores, utilizados para desalojar partículas de tamaño cercano o polvos más finos y pegajosos de la criba, no son tan efectivos en los tamices vibratorios, debido a la menor cantidad de energía y movimiento vertical que los motores vibratorios pueden impactar sobre ellos. Esto puede hacer que la pantalla sea susceptible de cegarse. Por lo tanto, es necesario comprobarlo durante las inspecciones. Los tamices vibratorios pierden eficacia al tamizar el producto porque no siempre se mantiene en contacto con la criba, debido al movimiento vibratorio de la unidad. El cegamiento frecuente de la pantalla indica que las partículas del producto tienen un tamaño demasiado cercano al de la pantalla seleccionada o que el material es demasiado pegajoso para que los limpiadores mantengan la pantalla limpia de manera efectiva.

El tiempo necesario para inspeccionar un tamiz vibratorio suele ser de menos de seis minutos.

Los tamices centrífugos requieren una inspección de malla significativamente mayor que cualquier otro tipo de tamiz. Debido a que el material es empujado con fuerza a través de las cribas, estos tamices experimentan un aumento significativo en el desgaste de las cribas y eventuales fallas. A su vez, esto crea una mayor dependencia del mantenimiento de las tensiones de la pantalla para garantizar una longevidad adecuada de la pantalla. Con paletas giratorias, si las mallas de alambre fallan, la falla suele ser gravemente catastrófica. Especialmente por esta razón, las inspecciones de las cribas para tamices centrífugos deben realizarse después de cada lote o diariamente para inspeccionar el desgaste de las cribas, daños y cualquier otro elemento de control de calidad establecido por su empresa.

Con inspecciones cada hora o diariamente, la oportunidad de que entren contaminantes al flujo del producto aumenta considerablemente. Pero debido a que el material forzado presenta un riesgo tan elevado de falla de la pantalla, estas inspecciones son una necesidad para sus operaciones. El tiempo necesario para comprobar una pantalla centrífuga suele ser inferior a seis minutos.

Al determinar la frecuencia con la que será necesario realizar las inspecciones, se debe considerar la calidad del tamiz, el material del tamiz, los flujos de material y el grosor del material.

Los tamices giratorios requieren un mantenimiento de criba significativamente menor. Debido a que el material del producto se mueve suavemente a través de las cribas, el tamiz no solo minimiza el desgaste, sino que también maximiza la cantidad de material bueno que se separa de lo que termina en el desbordamiento de relaves.

Como puede ver, existen muchos tipos diferentes de tamices, cada uno de los cuales funciona con propiedades y requisitos únicos. Cada tamiz arrojará resultados diferentes según los requisitos de tamaño del material y las oportunidades de contaminación. La frecuencia con la que se deben inspeccionar los tamices antes de que falle la malla puede depender del flujo/mezcla del producto, la abrasividad, el tipo de tela y el tipo de máquina. Por lo general, su mejor práctica le proporcionará una frecuencia promedio y el tiempo medio hasta la falla. Los registros de mantenimiento de su empresa deben proporcionar una base que los especialistas en control de calidad puedan gestionar. Hoy en día, usted enfrenta riesgos más importantes al considerar el tipo de tamiz, los materiales de la criba y los procesos de control de calidad. Después de todo, ¿quién puede permitirse realmente un retiro del mercado? Paul Van Camp es director de ventas de Great Western Manufacturing (Leavenworth, KS). Para obtener más información, llame al 913-682-2291 o visite www.gwmfg.com.

Más información sobre formatos de texto

Consulte el directorio principal de la industria de polvos y sólidos a granel.