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El fresado criogénico, también conocido como esmerilado criogénico, es un proceso especializado que consiste en enfriar materiales a temperaturas extremadamente bajas (normalmente por debajo de -30 °C) para hacerlos más quebradizos y fáciles de esmerilar.Este método es especialmente útil para materiales sensibles al calor, elásticos o propensos a la oxidación o adherencia a temperatura ambiente.El proceso suele implicar el uso de fluidos criogénicos, como nitrógeno líquido o argón líquido, para enfriar el material y el equipo de molienda.A continuación, el material enfriado se muele en partículas finas con maquinaria especializada, como molinos attritor o transportadores de tornillo helicoidal.El resultado es un producto de alta calidad con una distribución uniforme del tamaño de las partículas, nutrientes retenidos y una degradación térmica minimizada.La molienda criogénica se utiliza ampliamente en industrias como la farmacéutica, la alimentaria y la ciencia de materiales.

Explicación de los puntos clave:

1. Finalidad de la molienda criogénica:

   • El fresado criogénico está diseñado para tratar materiales difíciles de moler a temperatura ambiente debido a sus propiedades elásticas o termosensibles.
   • Al enfriar el material a temperaturas criogénicas, aumenta su fragilidad, lo que facilita su descomposición en partículas más pequeñas.

2. Mecanismo de enfriamiento:

   • El proceso utiliza fluidos criogénicos, como nitrógeno líquido (LN2) o argón líquido para enfriar el material y la cámara de fresado.
   • Estos fluidos se pulverizan en el sistema de fresado, garantizando que el material permanezca a una temperatura inferior a -30 °C durante todo el proceso.

3. Equipo utilizado:

   • Molinos trituradores:Se suelen utilizar para la molienda criogénica, en la que el material se muele en un baño de fluido criogénico.Por ejemplo, el molino attritor 01-HD de Union Process funciona a temperaturas criogénicas.
   • Transportadores de tornillo helicoidal:En algunos sistemas, el material pasa por un transportador donde se pulveriza nitrógeno líquido, y el tiempo de permanencia se controla ajustando la velocidad del transportador.
   • Jarras y bolas de molienda:En la criomolienda, los polvos metálicos o las muestras sensibles a la temperatura se muelen utilizando tarros de molienda que realizan oscilaciones radiales, con bolas de molienda que pulverizan el material.

4. Etapas del proceso:

   • Preparación del material:El material se limpia y se introduce en una tolva o cámara de molienda.
   • Enfriamiento:Se introduce nitrógeno líquido o argón para enfriar el material y el equipo de molienda.
   • Molienda:El material se tritura o se muele utilizando espárragos, conos o bolas de molienda, según el equipo.
   • Recogida de partículas:El material triturado pasa por un tamiz opcional y se recoge en un contenedor.
   • Reciclaje de nitrógeno:El nitrógeno vaporizado suele reciclarse mediante un soplador centrífugo para minimizar los residuos.

5. Ventajas de la molienda criogénica:

   • Degradación térmica reducida:Las bajas temperaturas evitan que los materiales sensibles al calor pierdan sus propiedades.
   • Tamaño uniforme de las partículas:El proceso produce partículas finas con una distribución homogénea de tamaños.
   • Retención de nutrientes y sabor:En el procesado de alimentos, la molienda criogénica preserva los perfiles nutricionales y de sabor del material.
   • Eficiencia energética:Reduce el consumo de potencia y energía en comparación con los métodos de molienda tradicionales.

6. Aplicaciones:

   • Productos farmacéuticos:Se utiliza para moler medicamentos sensibles al calor e ingredientes farmacéuticos activos (API) sin comprometer su eficacia.
   • Procesado de alimentos:Ideal para moler especias, hierbas y otros productos alimenticios para conservar su aroma y valor nutritivo.
   • Ciencia de los materiales:Se utiliza para producir polvos nanoestructurados y otros materiales avanzados con propiedades únicas.

7. Retos y consideraciones:

   • Coste de los fluidos criogénicos:El nitrógeno líquido y el argón pueden ser caros, lo que repercute en el coste global del proceso.
   • Mantenimiento del equipo:La maquinaria debe estar diseñada para soportar temperaturas extremas y evitar problemas como la obstrucción o la oxidación.
   • Precauciones de seguridad:La manipulación de fluidos criogénicos requiere estrictas medidas de seguridad para evitar riesgos como la congelación o la asfixia.

8. Comparación con la molienda tradicional:

   • El fresado criogénico evita problemas como el reblandecimiento del material, la adherencia y la obstrucción, habituales en el fresado a temperatura ambiente.
   • Es especialmente eficaz para materiales elásticos o propensos a fundirse a temperaturas más altas.

Aprovechando la molienda criogénica, las industrias pueden conseguir productos de alta calidad y finamente molidos superando las limitaciones de los métodos de molienda tradicionales.

Tabla resumen:

Aspecto	Detalles
Propósito	Triturar eficazmente materiales sensibles al calor, elásticos o propensos a la oxidación.
Mecanismo de enfriamiento	Utiliza nitrógeno líquido o argón para enfriar los materiales por debajo de -30°C.
Equipos	molinos Attritor, transportadores de tornillo helicoidal, tarros de molienda y bolas.
Etapas del proceso	Preparación del material, enfriamiento, trituración, recogida de partículas, reciclado.
Ventajas	Degradación térmica reducida, partículas uniformes, nutrientes retenidos, eficiencia energética.
Aplicaciones	Farmacéutica, procesamiento de alimentos, ciencia de los materiales.
Retos	Alto coste de los fluidos criogénicos, mantenimiento de los equipos, precauciones de seguridad.

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