Trituració

Morter de porcellana, instrument usat per triturar ingredients a la cuina.

La trituració és un procés de reducció de materials comprès entre les mides d'entrada d'1 metre a 1 centímetre (0,01 m), diferenciant-se en trituració primària (d'1 ma 10 cm) i trituració secundària (de 10 cm a 1 cm). Les forces utilitzades en la reducció de mida són: la compressió, el cisallament, la percussió o impacte i l'atrició o abrasió mecànica. Tots els aparells de trituració han de disposar de mecanismes o tècniques per fer front als problemes que són:

• Un sistema o tècnica antidesgast.
• Un sistema de regulació de la granulometria del producte.
• Un mecanisme anti-intriturables que garanteixi la integritat de la màquina.

Aparells que actuen per compressió

Trituradores de mandíbules de doble efecte o "Blake"

Una de les mandíbules es mou respecte a una altra fixa per triturar la roca, un motor mou un excèntric unit a una biela, que transmet la força a la mandíbula per mitjà de dos teules que són un eficient multiplicador de forces. Per garantir el retrocés de la mandíbula mòbil, està unida al bastidor mitjançant una tija suportat per una molla.

El sistema antidesgast consisteix en unes plaques que recobreixen les mandíbules i que poden ser reversibles per augmentar la seva durada (la part inferior pateix un major desgast).

El sistema antiintriturables consisteix en una teula debilitada, i en el moment en què entri un intriturable (cargols, femelles, peces metàl·liques ...) la teula debilitada es trenca retrocedint la mandíbula mòbil per efecte de la molla esmentat prèviament.

El mecanisme de regulació de la mida de sortida permet moure el suport fix de la segona mandíbula per acostar o allunyar a la fixa. La boca d'entrada és quadrada o rectangular i la sortida és rectangular (ranura), l'angle de la placa mòbil és d'uns 26 º respecte a la vertical.

La regulació és la separació entre mandíbules en la posició més separada i el recorregut és el trajecte que recorre la mandíbula mòbil.

La raó de reducció d'aquestes màquines està entre 4 i 8. Són molt resistents a l'abrasió, no suporta materials enganxosos, ja que es fa una pasta a la sortida impedint la sortida del material.

Trituradores de mandíbules de simple efecte

És una simplificació respecte a les anteriors i és que un sol eix fa al mateix temps d'articulació per al gir de la mandíbula i d'excèntrica, de manera que la mandíbula és alhora biela. La resta de sistemes són iguals a la Blake. Aquesta simplificació abarateix la màquina, però per contra a causa del nou moviment d'el·lipse de l'extrem inferior de la mandíbula mòbil augmenta l'efecte de l'abrasió.

Trituradores giratòries primàries

Es poden considerar en principi com l'adaptació de les picades de simple efecte amb un eix de revolució en el seu esquema. Consten d'una mandíbula fixa amb forma de tronc de con invertit "còncau", a l'interior del qual es mou de forma excèntrica per mitjà d'un eix altre tronc de con que s'anomena "nou" o "cap".

L'eix es mou per mitjà d'un suport excèntric, l'eix i la nou van muntats bojos de manera que en càrrega la nou no gira, sinó que té un simple moviment de capcineig, comprimint la roca contra la mandíbula fixa en punts successius al llarg de circumferències sobre ella. Al mateix temps que es realitza l'aproximació a un punt, en el lloc es realitza la sortida de material. De manera que sent en si discontínua apareix com contínua externament a causa de la simetria de revolució de la màquina, que regularitza el treball del motor i demanant- eliminar els volants d'inèrcia.

El mecanisme de regulació consisteix en essència en pujar o baixar la nou respecte al còncau.

El mecanisme de seguretat consisteix en un element de resistència calculador que es trenca en sobrepassar un cert esforç.

La descàrrega és per gravetat (rampa inclinada) i sensible a la humitat. Aquestes trituradores es designen per la seva obertura de boca que és la distància radial des de la vora del còncau fins a la nou i és una mica menor que la meitat del diàmetre del còncau.

Trituradores giratòries secundàries i cons

Per menjars més fines es poden utilitzar màquines més petites, i pot funcionar amb grans velocitats, encara que amb un descens notable de la capacitat.

Per augmentar la capacitat es van realitzar nous dissenys, i cal variar el perfil del còncau i de la nou que adopten les formes corresponents a un con Symons.

Són molt sensibles a la humitat, ja que la roca no pot sortir sense haver estat triturada com a mínim un cop a la zona paral·lela entre còncau i nou, s'assegura que una de les dimensions del gra és igual o inferior a l'obertura en aquesta posició tancada (regulació). La nou i el còncau van recoberts de camises d'acer al manganès.

El mecanisme de regulació de l'obertura és que còncau va suportat en una peça que està roscada sobre una part de l'estructura suport i es pot variar d'aquesta manera la seva posició relativa respecte a la nou. En una variant, hidrocons, l'eix de la nou va suportat en un pistó hidràulic i la regulació s'efectua mitjançant el moviment d'aquest pistó.

El mecanisme de seguretat en els Symons és que l'estructura que suporta l'còncau està unida a la general per una corona de molles, que quan entra un intriturable poden cedir sota l'esforç permetent la seva evacuació, per després retornar a la seva posició original. En els hidrocons consisteix en una pilota o acumulador de gas situat al circuit hidràulic.

Aquestes màquines permeten bones relacions de reducció que poden ser de 6 a 8 en trituració secundària clàssica o de 2 a 3 en trituracions molt fines o moltes gruixudes i amb una bona cúbica. L'alimentació ha de ser uniforme, garbellada i tenir sempre la càmera plena. Hi ha dos tipus de cons: "Standard" i de "cap curt" i es poden muntar sobre diversos tipus de càmeres: fina, mitjana, gruixuda i Extragruixuts.

Trituradores de cilindres

Cilindres llisos

Els més freqüents són els de la mateixa velocitat en tots dos cilindres. Consisteixen en dos cilindres llisos enfrontats i separats una certa distància que giren en sentits oposats moguts per dos motors independents. Els rodets porten una certa distància, que giren en sentits oposats moguts per dos motors independents. Els rodets porten una camisa d'acer al manganès com a protecció al desgast. Un dels rodets va muntat sobre uns molls que fan de sistema de seguretat, l'altre corró va muntat sobre uns suports o cargols que permeten regular la seva posició respecte a l'anterior.

Els grans que cauen entra els rodets són trencats per compressió. Aquestes màquines es poden alimentar Tragant ple o "en una capa" que produeix molt pocs fins però redueix la producció notablement. La seva relació de reducció normal és de 3 a 4, són molt robustes i senzilles però s'utilitzen molt poc.

Rodets dentats

Rodet únic i placa

En girar el rodet atrapa amb els seus pics la roca i la va esmicolant obligant-la a passar per la separació entre corró i placa. Les dents estan sotmesos a grans esforços i per això només és apta per a roques molt friables i no gaire dures o materials tous.

Dos rodets dentats

És similar però amb un altre corró en comptes de placa, estant les dents o pics situats de manera que s'alteren i poden actuar a més de com piques, com tamís fent passar ràpidament totes les mides inferiors ja produïts.

Trituren per picat (tracció) a actuar els pics i per compressió en el moment d'obligar a passar als trossos entre els rodets. La selecció es fa tenint en compte la mida de gra màxim a triturar, estimant la mida del corró. En tots aquests aparells la potència es calcula per la fórmula de Bond.

Aparells que actuen per impacte o percussió

Per triturar grans trossos l'energia cinètica es produeix en una gran massa metàl·lica giratòria (rotor) que projecta la roca contra una superfície fixa causant el seu trencament. En els aparells per fins es té una sèrie de masses no gaire grans no gaire grans (martells), girant a gran velocitat i que xoquen contra el gra produint la seva ruptura. Són aparells de concepció senzilla, lleugers i barats i amb relacions de reducció altes. A causa de la seva forma d'actuació es produeix un intens fregament i impacte originant un desgast molt alt.

Trituradores de rotors d'eix horitzontal

Se solen utilitzar trituradors d'un o dos rotors, que consisteixen en tambors d'acer recoberts de plaques de desgast reemplaçables. Els rotors giren dins d'una carcassa que porta una sèrie de plaques o barrots la posició pot ser en molts casos, ajustada al valor requerit.

La regulació és la distància mínima entre la part exterior de les barres del rotor i les plaques o barres de xoc. Els trossos de roca que cauen sobre el rotor són assolides per les barres del rotor, que els llancen contra les barres de xoc on es produeix el trencament per impacte i els fragmentats tornen a caure sobre el rotor per tornar a ser llançats. S'obtenen relacions de reducció molt elevades, d'entre 30 i 40, a causa d'això es requereix que l'espai dins de la màquina sigui molt ampli. Aquestes trituradores es poden utilitzar amb descàrrega lliure per gravetat o tancada per una reixeta, en descàrrega lliure l'únic control de la mida de gra es realitza per la variació de la regulació dels cargols. Les plaques o barres de xoc van subjectes a la carcassa per molls que els permeten cedir en el cas que entrin intriturables.

En trituració secundària el control de posició de les barres o plaques ha de ser molt més acurat. Una altra variable que pot aconseguir un control de les mides, és el control de la velocitat del rotor que influeix directament en l'energia cinètica.

El desgast és un dels factors limitants, les barres impulsores s'han dissenyat perquè mantinguin al màxim el seu perfil enfront del desgast i alhora o alternativament també perquè siguin reversibles. Es construeixen normalment d'aliatges amb crom i molibdè (que poden ser més fràgils però intriturables).

Les plaques de recobriment són modulars per permetre un fàcil intercanvi.

Trituradores de rotors d'eix vertical

L'alimentació és per gravetat des de la part superior i l'evacuació del rotor és per força centrífuga per a ser llançats els trossos contra les superfícies de trencament. Els trossos són llançats pel rotor contra les parts metàl·liques de la màquina en el que s'anomena trituració roca-metall. A causa de l'intens frec amb la placa o coberta del disc llançador i els seus guies es produeix una gran abrasió, més patent encara que en els tipus d'eix horitzontal, i pels altres el material produït d'unes característiques similars als d'un altre impactors. Efectuen un cert treball de calibratge directe. La relació de reducció és alta.

La veritable importància dels aparells d'eix vertical és que han donat lloc a un altre tipus de màquines en què la trituració es fa roca contra roca, reduint així enormement el desgast de les part metàl·liques, s'acumula roca en unes lleixes costat de la zona d'impacte i és aquesta roca contra la qual xoca la llançada pel rotor. La velocitat de llançament ha de ser elevada (60–70 m/s) per aconseguir relacions de reducció raonables. Aquestes màquines en trituració consumeixen una gran quantitat d'energia, de manera que se les ha emprat més com correctors de forma dels grans que com trituradores.

Trituradores i molins de martells

Utilitzen el mateix principi que els d'impacte, però estan adaptades per rebre i produir mides més fins sobretot els que s'anomenen molins de martells.

Consten d'un rotor que porta a la seva perifèria una sèrie de massa o martells que estan articulats a la seva base al nucli del rotor. Aquesta disposició permet als martells retrocedir quan impacten sobre un intriturable o un gra massa gran, evitant d'aquesta manera el seu trencament. Aquests aparells toleren molt malament la presència d'abrasius, l'alimentació ha de tenir menys de 4 - 5% de sílice a les trituradores i de 2% en els molins.