Tamizadores: equipos críticos para el procesamiento de alimentos

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 R: Recall.

Hoy en día, los especialistas en control de calidad están involucrados en el establecimiento de los estándares de calidad a los que deben adherirse 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 plétora de contaminantes potenciales que pueden llegar a su flujo de productos: desde contaminantes naturales como gorgojos, escarabajos de la harina, sus larvas y huevos, cabello (humano o animal), astillas y virutas de madera, escamas de contenedores , papel, cuerdas, láminas de metal, pernos y tuercas. La lista puede ir aún más lejos, pero ¿quién realmente quiere algo de eso en su comida?

En cualquier operación, el departamento de control de calidad tiene tres consideraciones principales al comparar tamices comerciales. Estos se clasifican en tipos de tamiz, tipos de pantalla 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 está disponible actualmente en el mercado.

Como especialista en control de calidad, ¿qué tan seguro está de que el tamiz que tiene es el correcto para el trabajo? El tamiz es vital para eliminar tantos contaminantes como sea posible de su proceso de flujo de alimentos. Hoy en día, es posible que tenga varios tamices diferentes en su proceso de fabricación. Revisemos 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 una componente vertical.2. Centrífugo - Fuerza y ​​movimiento rotatorio3. Giratorio: utiliza un movimiento circular horizontal

Tamices Vibratorios

Los tamices vibratorios se consideran tamices de bajo costo. Equipado con uno o dos motores de vibración, las 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 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 tamizado de un solo paso hace que los tamices vibratorios sean económicos. El componente vertical del movimiento vibratorio hace que el producto pierda contacto con la pantalla durante un tiempo significativo mientras está dentro de la máquina. Esto reduce la eficiencia de recuperación del producto, la eficiencia de la pantalla y afecta directamente el rendimiento del proceso en un área por pantalla en función del caudal de producto. Las discrepancias en la eficiencia del tamizado pueden tener efectos exponenciales a medida que aumentan las tasas de flujo de producción y deben monitorearse 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 de movimiento

Tamices centrífugos

Los tamices centrífugos se desarrollaron inicialmente para que las plantas de tratamiento de aguas residuales desmenuzen (desgrumen) los sólidos y los empujen a través de una pantalla. Hoy en día, los tamices centrífugos son el segundo tipo de tamiz preferido en la industria alimentaria. Estas máquinas compactas no solo ocupan poco espacio, sino que su diseño es fácil de usar, tanto de operación como de mantenimiento.

El tamiz centrífugo está diseñado para romper a la 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, existe el potencial de que los contaminantes se descompongan en partículas más pequeñas que también pasan a través de la pantalla cilíndrica, directamente al producto terminado.

Los estándares AIB y BISSC 4.1.4.3 establecen específicamente que "los tamices no deben frotar para facilitar el flujo del producto". La mayoría de los tamices centrífugos que se fabrican hoy en día tienen una paleta o un mecanismo similar que fuerza el producto a través de un tamiz, en contraste directo con el estándar AIB y BISSC. Para eludir este estándar, la mayoría de las paletas del tamiz centrífugo están ligeramente fuera de la pantalla para no frotar. Sin embargo, las paletas todavía tienden a descomponer 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 del producto deseado. La vigorosa acción de cribado puede hacer que la paleta deteriore 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 malla provocan que un mayor porcentaje de buen producto se desvíe hacia el recipiente de residuos.

Una fuerza centrípeta, generada por rotaciones de alta velocidad.

Tamices giratorios

Los tamices giratorios establecen los estándares de la industria en cuanto a 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, con la ayuda de las mayores capacidades de separación del tamiz, permite la eliminación de estos contaminantes, al mismo tiempo que mantiene una alta capacidad de volumen de producto. Para las operaciones comerciales de tamizado, los tamices giratorios ofrecen un mayor rendimiento, con 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 brinda el más alto grado de confiabilidad para encontrar contaminantes antes de ingresar a la etapa final del producto.

Con su movimiento puramente horizontal, un tamiz giratorio puede tener múltiples pantallas en la misma máquina con el mismo tamaño de malla de pantalla, donde el producto 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 decapado, clasificación o eliminación de finos de polvos secos de flujo libre. 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 malla 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 representa a continuación en el flujo de producto giratorio.

Giratoria - buena trayectoria del material del producto

Giratoria - ruta de material de gran tamaño

Aunque no se reconoce ampliamente, existen ventajas en la calidad de la pantalla según el tipo de tamiz que esté operando. Cada usuario debe determinar sus requisitos únicos para el tipo de pantalla, según la tolerancia de calidad necesaria y los requisitos de eficiencia de la pantalla. La forma más efectiva de determinar el tamaño y el tipo de pantalla para sus requisitos es a través de pruebas de muestra en un entorno de laboratorio.

Numerosos fabricantes de tamices ofrecen tecnología de tejido líder en el mercado en la industria alimentaria y de molienda. 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 de pantalla deben cumplir con las regulaciones actuales de la FDA y la UE. A continuación se muestran algunos tipos de malla comunes.

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

Por lo general, los tipos de rosca 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 pantalla se usan con más frecuencia que otros, ya que tienden a ser más resistentes y menos costosos. Las rejillas de pantalla, que se usan con menos frecuencia, tienen aberturas que pueden ser redondas, cuadradas o rectangulares, según las necesidades operativas y las expectativas de calidad.

Por lo general, los tamices se apilan con aberturas para partículas cuyo tamaño disminuye gradualmente a medida que el producto desciende a través del tamiz (como se indica a continuación). El tamizado en seco comienza con una alimentación sólida, generalmente polvo, que ingresa a la pila de tamices en el tamiz superior. Con la ayuda de la gravedad, las partículas sólidas pasan a través de los tamices hasta que finalmente caen en una malla de tamiz con aberturas demasiado pequeñas para que pasen. 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 que se logre el tamaño de partícula correcto. Esto se muestra a continuación con la ruta de flujo resaltada en púrpura.

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

Los tamices centrífugos generalmente incorporan una malla tipo cuña con un ancho de 1¼-1½ pulgadas. La pantalla de alambre en cuña es una pantalla soldada diseñada para ser muy duradera y resistente a las obstrucciones. Si bien requieren una inversión inicial más alta, por lo general ven una larga vida útil.

Como se muestra arriba, las pantallas de alambre en cuña están diseñadas para la separación de alta capacidad de partículas grandes, especialmente las que se encuentran en la separación sólido/líquido. Cuando se trata de pequeños contaminantes, esta no es la pantalla de elección. La capacidad de las partículas pequeñas para 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 cuña. Si bien es cierto que tiene una vida útil típica más corta, la pantalla tejida puede ofrecer separaciones de hasta aproximadamente 0,005 mm frente al mínimo de 0,03 mm del alambre de cuña. Para el alambre en cuña, las opciones de fabricación suelen ser limitadas debido a los requisitos de soldadura y el peso. Por el contrario, la malla de alambre tejido proporciona un mayor grado de flexibilidad en la fabricación y aplicación.

El tipo de malla en diferentes tamices depende en gran medida de la aplicación. Los tamices centrífugos generalmente requieren la alta durabilidad de una malla perforada o de alambre en cuña, especialmente si se tiene en cuenta que la construcción soldada suele estar disponible en forma cilíndrica. Los tamices vibratorios y giratorios suelen utilizar una pantalla de malla tejida. Si bien la malla de la pantalla depende del producto en el flujo, la elección del material de la pantalla para la 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 de pantalla 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 incorporación de piezas perdidas al flujo del producto. Para fines de control de calidad, las mallas sintéticas tejidas pueden presentar un riesgo menor de contaminación del producto que el que presenta la degradación de las mallas metálicas.

Las cribas de malla tejida de acero inoxidable son las preferidas 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 del producto. Estos trozos de alambre son pequeños y difíciles de detectar/atrapar, incluso con los equipos más avanzados. Las pantallas de metal normalmente experimentan una vida útil más corta debido al movimiento repetitivo del proceso de cribado que se deforma plásticamente y causa gradualmente dislocaciones dentro del metal. Debido a esto, las pantallas de alambre requieren un mantenimiento y una revisión más frecuentes.

Debido al flujo en zigzag del material y la subsiguiente acción horizontal y vertical, los tamices vibratorios requieren una inspección frecuente de la tensión de la pantalla, ya que una tensión baja puede reducir la capacidad de tamizado. Los limpiadores, utilizados para desalojar partículas de tamaño similar o polvos más finos y pegajosos de la malla, 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 verificar esto durante las inspecciones. Los tamices vibratorios pierden eficacia al tamizar el producto porque no siempre se mantiene en contacto con la malla, debido al movimiento vibratorio de la unidad. El cegamiento frecuente de la pantalla indica que las partículas del producto tienen un tamaño demasiado parecido al de la pantalla seleccionada o que el material es demasiado pegajoso para que los limpiadores mantengan la pantalla despejada de manera efectiva.

El tiempo requerido para inspeccionar un tamiz vibratorio suele ser inferior a seis minutos.

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

Con inspecciones cada hora o diarias, la oportunidad de que los contaminantes entren en el flujo del producto aumenta considerablemente. Pero debido a que el material forzado presenta un mayor riesgo 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 deberán realizarse las inspecciones, debe considerar la calidad del tamiz, el material de la pantalla, los flujos de material y la aspereza del material.

Los tamices giratorios requieren mucho menos mantenimiento de la pantalla. Debido a que el material del producto se mueve suavemente a través de las pantallas, 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, hay muchos tipos diferentes de cribas, cada una de las cuales opera con propiedades y requisitos únicos. Cada tamizador arrojará resultados diferentes según los requisitos de tamaño del material y las oportunidades de contaminación. La frecuencia con la que se inspeccionan los tamices antes de que falle la criba puede basarse en el 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 de tiempo promedio hasta la falla. Los registros de mantenimiento de su empresa deben proporcionar una línea de base que los especialistas en control de calidad puedan administrar. Hoy en día enfrenta mayores riesgos al considerar el tipo de criba, 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.

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