El esmerilado criogénico, también conocido como esmerilado en frío, es una técnica especializada que consiste en enfriar materiales a temperaturas muy bajas utilizando fluidos criogénicos como el nitrógeno líquido antes de esmerilarlos hasta convertirlos en partículas finas.
Este método es particularmente eficaz para materiales que se vuelven quebradizos a bajas temperaturas, lo que permite una molienda más eficiente y eficaz.
Las principales ventajas de la molienda criogénica son la conservación de aceites y sabores volátiles, un mejor aspecto del producto y una menor decoloración.
Aborda los problemas comunes de la molienda convencional, como la generación de calor, la oxidación y la aglomeración de material, mediante la trituración del material a temperaturas criogénicas, lo que facilita la molienda sin los inconvenientes asociados a la molienda a temperatura ambiente.
Explicación de 7 puntos clave
1. Definición y fundamentos del rectificado criogénico
Definición de rectificado criogénico: El rectificado criogénico es el proceso de enfriar materiales a temperaturas extremadamente bajas utilizando fluidos criogénicos como el nitrógeno líquido (LN2) antes de molerlos en partículas finas.
Origen de la criogenia: El término "criogenia" deriva de las palabras griegas "kryos" (frío o congelación) y "genes" (nacido o producto).
Materiales adecuados para la molienda criogénica: Esta técnica se utiliza en varios campos, incluyendo el acero criogénico, termoplásticos, termoestables, explosivos y especias.
2. Beneficios del molido criogénico
Preservación de aceites volátiles y sabores: En industrias como la de procesamiento de especias, el molido criogénico reduce significativamente la pérdida de aceites volátiles y sabores, que son cruciales para la calidad del producto.
Mejor aspecto del producto: El proceso ayuda a mantener el aspecto original del producto, evitando la decoloración que suele producirse durante el molido convencional.
Reducción del daño térmico: Al controlar la temperatura durante el esmerilado, el esmerilado criogénico minimiza el daño térmico, que es un problema común en los procesos de esmerilado convencionales.
3. Mecanismo del rectificado criogénico
Fragilización de materiales: Casi todos los materiales se vuelven quebradizos cuando se exponen a bajas temperaturas. El rectificado criogénico aprovecha esta propiedad utilizando la energía fría de los fluidos criogénicos para fragilizar el material antes y durante el proceso de rectificado.
Superación de los problemas del rectificado en ambiente: El rectificado tradicional a temperatura ambiente puede hacer que los materiales elásticos se reblandezcan, se adhieran y se aglutinen, lo que provoca atascos y reduce la eficacia. La molienda criogénica aborda estos problemas mediante la fragilización del material, lo que facilita la molienda en partículas finas sin aglomeración.
4. Fluidos criogénicos utilizados
Fluidos criogénicos comunes: El hielo seco y el nitrógeno líquido son los agentes criogénicos más utilizados en la industria de la molienda de especias. El nitrógeno líquido es especialmente eficaz debido a su temperatura extremadamente baja, que puede alcanzar hasta -196°C.
Efecto sobre las propiedades de los materiales: Cuando los materiales se enfrían con nitrógeno líquido, sus propiedades cambian, haciéndolos más quebradizos y más fáciles de moler sin los inconvenientes del calor y la oxidación.
5. Aplicaciones y desarrollo
Industria de procesamiento de especias: La molienda criogénica se utiliza ampliamente en la industria de procesamiento de especias para preservar los compuestos de aroma y sabor presentes en las especias. Ayuda a mantener una temperatura baja continua dentro del molino, conservando así la mayor parte de la fuerza del sabor por unidad de masa de especia.
Desarrollo de sistemas de refrigeración: El desarrollo de molinos de baja temperatura implica el diseño de serpentines de refrigeración (evaporadores) y la selección de refrigerantes y compresores en función de la carga de refrigeración calculada a partir de las dimensiones de la cámara de molienda.
6. Comparación con la molienda convencional
Eficiencia energética: En la molienda convencional, sólo el 1% de la energía total aplicada se utiliza para el proceso de molienda, disipándose el 99% restante en forma de calor. El rectificado criogénico, por el contrario, aprovecha la energía fría de los fluidos criogénicos para hacer más eficiente el proceso de rectificado.
Solución de problemas: El rectificado criogénico supera los problemas comunes del rectificado convencional, como la generación de calor, la introducción de tensiones de tracción, la reducción de la vida útil de la herramienta, el atascamiento y engomado de las muelas y la oxidación.
7. 7. Aplicaciones prácticas
Rectificado fino de materiales viscoelásticos y plásticos: El rectificado criogénico es especialmente útil para el rectificado fino de materiales viscoelásticos y plásticos, cuyo rectificado a temperatura ambiente suele ser costoso y consumir mucha energía. Al enfriar estos materiales con nitrógeno líquido, se vuelven quebradizos y pueden molerse con mayor eficacia.
Plantas de molienda innovadoras: Empresas como el Grupo Messer utilizan innovadoras plantas de molienda con refrigeradores de tornillo de paletas y suministran nitrógeno líquido criogénico o dióxido de carbono para mantener la calidad del producto durante el proceso de molienda.
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