PROPIEDADES FÍSICAS 22-24.

En esta sección se determinaron las propiedades físicas para la nuez de fruto de aceite africana, entre estas tenemos: tamaño, porosidad, densidad aparente y densidad real, además se determinaron las velocidades terminales para nuez y para fibra, componentes obtenidos en la salida del transportador de torta, después de la extracción de aceite. Estas propiedades se determinaron para tres tamaños de nuez con tres variaciones de humedad.

Nota :

Tanto para la fibra como para los tres tipos de nuez, se manipularon tres valores de humedades diferentes; lor por encima y por debajo del valor con

que normalmente trabajan en las plantas a la entrada de la columna de separación.

El tamaño se determinó mediante la medición de sus tres dimensiones y la porosidad se calculó en función de la densidad aparente y la densidad absoluta. Las respectivas velocidades de arrastre se determinaron con un prototipo diseñado como se describirá posteriormente.

La determinación de estas propiedades sirve de parámetro para evaluar los equipos de la sección de palmistería, entre ellos la relación de flujo aire – nuez para evaluar el diseño de las respectivas columnas de separación, el diámetro apropiado de las mallas en el tambor pulidor y en el tambor clasificador de nuez y del estado operacional de los rompedores de nuez.

3.4.1 Propiedades físicas de fibra y nuez.

3.4.1.1 Tamaño y forma de nuez.25,26.

• Los tres tamaños de nuez (TIPO I, TIPO II Y TIPO III) más representativos de la zona central, se clasificaron por medio de unos tamices con mallas de ½”, ¾” y 3/8” respectivamente, tomando una cantidad aproximada de 35 Kg.

Para cada tipo de nuez se tomó una cantidad representativa de 30 nueces, sus tamaños en función del diámetro equivalente (De), se midieron por el método de los tres ejes perpendiculares entre sí, como:

3 _{A B C}

D_e = ∗ ∗

A, B y C son los tres ejes de la nuez perpendiculares entre sí.

La forma se determinó utilizando el criterio de redondez, aplicando la siguiente expresión:

c p A A R= Donde:

Ac : El área del circulo más pequeño que circunscribe el eje de mayor longitud en este caso particular el diámetro A.

Ap : Es el área proyectada y que se determina mediante la siguiente expresión matemática: 4 2 e p D A =π∗ 3.4.1.2 Densidad Aparente (ρa).

Se pesó inicialmente una probeta de 250 ml, seguidamente se depositan las nueces lentamente, seguidamente se peso el conjunto (probeta + muestra) en la balanza para determinar el peso de las nueces. Finalmente la densidad aparente se obtiene mediante la relación existente entre el peso del grano contenido en la probeta y su volumen de lecho ocupado. Se realizaron diez repeticiones para tres contenidos de humedad en cada tipo de nuez.

3.4.1.3 Densidad Real (ρ_r).

Se tomaron 100 gr. para cada tipo de nuez con sus respectivas humedades seleccionadas de una muestra representativa de 1000 gr. Se calibró una probeta de 250 ml hasta un nivel conocido con agua (sistema A), las nueces se depositaron lentamente dentro de la probeta, determinando así la densidad real con la relación existente entre el volumen de agua que desaloja con respecto a la masa utilizada (Principio de Arquímedes). Se realizan diez repeticiones para cada ensayo.

3.4.1.4 Factor de Porosidad.

Esta propiedad se calculo con los resultados obtenidos de densidad aparente y real, para cada tipo de nuez, mediante la siguiente expresión:

100 _ × = r a r ρ ρ ρ η Siendo: ρa = La densidad aparente en gr/cm3 ρr = La densidad real en gr/cm3

ε

3.4.2 Determinación de la velocidad de separación.

En esta fase se determinó la mínima velocidad de arrastre para nuez y fibra en función de su humedad, teniendo en cuenta sus propiedades físicas.

Para calcular la velocidad respectiva de cada componente, se diseño un prototipo que consta de los siguientes elementos: Ventilador con motor marca SIEMENS de 3600 r.p.m. y de 1.5 HP de potencia, una columna en acrílico transparente de 90 cm de altura, con una lamina movible para modificar el área transversal de trabajo y con perforaciones en cada uno de sus extremos para ajustar el manómetro de tubo vertical, con alcohol cuya densidad es de 0.95 gr/cm3_{. En la parte inferior del tubo acrílico posee una} malla en la que se depositan las partículas sólidas. Este dispositivo se complementa con un dispositivo o lamina en la entrada de la succión del soplador con el fin de mantener un rango constante de flujo de aire para cada ensayo. La velocidad de flujo para cada variación se midió con un anemómetro digital, marca OMEGA Engineering.Inc, Modelo HH30A.

Procedimiento.

• Se acondicionó la columna de acrílico con una masa aproximada de nuez, registrando la altura de lecho inicial como Z1, posteriormente, se da paso al fluido (aire), manipulando el damper que sirve como válvula reguladora en la entrada del soplador. El área transversal de la columna se ajusto con un valor de 0.013 m2.

• El damper se ajustó lentamente, estableciendo así una velocidad superficial optima para cada posición de trabajo. Una vez lograda la estabilización del sistema para cada variación de flujo de aire, se reportan los datos de velocidad lo cual nos produjera un determinado comportamiento el lecho. Esta velocidad se midió en la salida de la columna, utilizando un anemómetro, además se midieron y tabularon las caídas de presión registradas por cada manómetro y la altura de lecho con respecto a cada posición.

• Se realizaron cuatro ensayos para cada tamaño de nuez y fibra en función de su humedad, estableciendo así un barrido total de fluidización, partiendo del lecho estático, pasando por la condición mínima de fluidización hasta llegar a la condición final de arrastre.

• Se determinaron las velocidades mínimas de fluidización para cada componente en función de la humedad, aplicando los conceptos y ecuaciones descritas por Ergun y sus resultados matemáticos se compararon con los valores experimentales.

En el análisis de fibra se tomaron 200 gr. de muestra por ensayo, la columna se ajusto para un área transversal de 0.018 m2, La muestra de fibra tomada en este trabajo, tendrá un porcentaje de aceite constante de 7.723 % de AC/SSNA.