VAGLIATURA: IN COSA CONSISTE, METODI, APPLICAZIONI ED ESEMPI - CHIMICA - 2025

La vagliatura è un processo fisico meccanico mediante il quale particelle solide di diverse dimensioni separano le stesse facendole passare attraverso un setaccio. Un setaccio è uno strumento che ha pori generalmente di uguale dimensione su tutta la sua superficie.

Le particelle con una dimensione maggiore del poro o del foro dello schermo rimangono in esso; mentre le più piccole, con diametri inferiori ai pori, penetrano liberamente nella superficie.

Fonte: Ruben Alexander tramite Flickr

Oltre a un setaccio, questo dispositivo o strumento è anche noto come colino, setaccio, setaccio o filtro. In effetti, la parola "colino" deriva dal latino "colum", che significa setaccio.

Il setaccio può essere realizzato in metallo, plastica, silicone, ceramica; e può essere uno schermo, una rete o una rete tessuta. La dimensione dei pori dello schermo è variabile e dipenderà dalla natura e dalla dimensione delle particelle da separare.

Ci sono setacci, colini o semplici utensili domestici di diverse dimensioni che vengono utilizzati per separare o aerare la farina di grano.

Con setacci o filtri che funzionano da setaccio, i prodotti solidi contenuti nei liquidi vengono separati. Come ad esempio nella preparazione del caffè, o quando si frulla e si cola un succo di guava per eliminare i semi.

Nell'industria alimentare, farmaceutica e chimica la setacciatura è una parte fondamentale della produzione e del controllo di qualità dei prodotti in polvere e dei cereali.

Nell'area di costruzione, la setacciatura viene utilizzata per separare la sabbia rimuovendo le particelle di grandi dimensioni. Viene anche utilizzato nello studio della struttura dei terreni, determinando la dimensione delle particelle che lo compongono.

Cos'è la setacciatura?

Processi

La setacciatura è un metodo fisico-meccanico mediante il quale è possibile separare particelle solide presenti in miscele eterogenee.

Mediante un procedimento semplice o lineare, le particelle più grandi della miscela vengono trattenute sulla superficie del setaccio. Solo le particelle il cui diametro è più piccolo dei fori o dei fori nel setaccio passeranno attraverso questo strumento.

Affinché il processo di setacciatura avvenga, deve esserci un certo movimento tra la miscela da separare e la superficie del setaccio. Pertanto, vengono stabilite coincidenze tra i pori o fori del setaccio con le particelle che possono attraversarli.

Lo scopo della setacciatura è quello di separare le particelle solide in base alla loro dimensione. Applicando un unico processo di setacciatura, la miscela verrà separata in due frazioni più omogenee.

C'è la frazione di particelle trattenuta sulla superficie del setaccio nota come frazione grossolana o di scarto; e la frazione che passa attraverso i suoi fori, chiamata frazione fine o setacciatura.

Efficienza e aspetti solidi

Una vagliatura può essere considerata efficiente purché consenta di ottenere la massima separazione della miscela.

Per effettuare il processo di setacciatura è importante considerare la natura della miscela da setacciare. La selezione della superficie di setacciatura, l'inclinazione del setaccio, il suo movimento, il tempo di setacciatura, tra gli altri aspetti.

La forma delle particelle solide da separare può essere sferica, aciculare o fibrosa. Le particelle sferiche in generale tendono a mostrare una migliore separazione o setacciatura rispetto a quelle che sono fibrose.

Ci sono particelle che tendono a formare aggregati o grumi, che vengono trattate come particelle più grandi: come nel caso della farina.

Durante la setacciatura della farina, per attrito tra le particelle, gli aggregati o grumi che possono esistere nella miscela vengono sciolti. I componenti più grandi della farina, come la crusca, rimangono nel colino durante il processo di setacciatura.

Considerazioni sul processo

L'opportunità o la probabilità di vagliatura può essere aumentata nel processo di screening tenendo conto di diverse variabili. L'inclinazione della superficie del vaglio è importante: c'è un'inclinazione ottimale in base alle dimensioni e alla superficie delle particelle.

In generale, la setacciatura avviene per gravità. Piccole particelle passano liberamente attraverso la superficie del setaccio. La setacciatura aumenta se la superficie del setaccio è soggetta a qualche tipo di movimento, tra gli altri fattori.

A livello industriale esistono processi che tengono conto di questi aspetti e fanno passare le particelle attraverso il setaccio. Molto spesso utilizzano apparecchiature di vagliatura con movimento sulla superficie del vaglio per ottimizzare il risultato.

Tipi di separazione

La classificazione della setacciatura viene effettuata in base all'umidità della miscela da separare; Può essere setacciato asciutto o bagnato.

Vagliatura a secco

Viene effettuato per quelle miscele di particelle che per natura hanno poca o nessuna umidità. Si riferisce anche alla setacciatura di sostanze o miscele di particelle precedentemente sottoposte a processi di essiccazione.

Questo tipo di setacciatura è più frequente, viene utilizzato nei prodotti che vengono venduti in polvere secca.

Setacciatura a umido

In questo tipo di setacciatura alla miscela vengono aggiunti acqua o altri fluidi. Questo viene fatto per facilitare il trascinamento o il passaggio delle particelle più fini attraverso il setaccio.

Lo screening effettuato con questo metodo o percorso è più efficiente; ma in generale è il meno utilizzato. Quando questo tipo di setacciatura viene utilizzato in prodotti la cui presentazione finale è asciutta, devono essere essiccati dopo la setacciatura.

Tipi di superfici utilizzate

È importante considerare l'apertura, la campata o il diametro dei pori della superficie del setaccio. Sono disponibili schermi in metallo che offrono aperture fino a 1 micron (1µ) di lunghezza. La dimensione e la forma dei pori dipenderanno dalla trama o dall'ordito del tessuto, delle barre o delle lastre del setaccio.

I tipi di superfici con cui sono costruiti i setacci possono includere tessuti metallici, di seta o di plastica. Possono essere realizzati con piastre metalliche perforate, griglie di barre metalliche, filo, plastica e persino bambù.

Tra i metalli più comunemente usati ci sono gli acciai inossidabili.

Tipi di attrezzature utilizzate in questa tecnica

Le attrezzature con le quali viene eseguita la procedura di screening sono molteplici; Includono griglie, tamburi, vagli agitati, vibranti e oscillanti.

Strumenti, macchine o apparecchiature possono essere classificati a seconda che la superficie del setaccio mostri o meno movimento. In base a questo criterio, l'apparecchiatura può essere fissa o mobile.

Tra i fissi ci sono le apparecchiature la cui superficie di vagliatura è ferma, statica. Tra questi ci sono setacci con griglie inclinate, barre fisse e quelli formati da tessuti metallici generalmente fissi, tra gli altri.

Tra quelli classificati come mobili ci sono i setacci che hanno movimenti avanti e indietro, movimenti oscillatori, rotatori e vibratori.

La vagliatura può essere singola, doppia o multipla. Esistono diversi sistemi di schermatura: parallela o in linea, in serie o in cascata.

Quella che segue è una breve descrizione di alcune delle apparecchiature o macchine di vagliatura o vagliatura utilizzate di frequente.

griglie

Formata da barre di acciaio con spazi predeterminati tra di loro, utilizzate per setacciare rocce o minerali prima di essere frantumate.

Le griglie possono essere fisse, cioè rimangono ferme e non necessitano di alcun meccanismo per farle muovere; o vibratori, che eseguono il processo di schermatura con un movimento in avanti e indietro o circolare, e quindi richiedono una forza meccanica.

batteria

Formati da una cornice cilindrica aperta alle estremità, circondano una tela di filo o piastre con fori di un certo diametro. Esistono fusti per uso manuale, altri che possono essere ruotati a livello industriale.

Setacci con agitazione meccanica

Generalmente formato da un telaio rettangolare che sostiene un telo, rete metallica o lamiera forata. Questo setaccio è leggermente inclinato, con un supporto di molle flessibili che ne consentono l'agitazione.

Vagli vibranti

Stampano il processo di setacciatura più velocemente e offrono maggiori prestazioni nella selezione delle particelle in base alla dimensione. Ci sono setacci con vibrazione meccanica e altri con vibrazione elettrica.

Esiste un'ampia varietà di setacci: rotazione orizzontale o verticale, setacci a movimento oscillante, vibrazioni elettromagnetiche, setacci centrifughi, tra gli altri.

applicazioni

Fonte: Pixabay

-Nell'area di costruzione, la setacciatura viene utilizzata per separare la sabbia, in particolare nell'industria del cemento. Questo processo è essenziale per valutare la distribuzione granulometrica di un materiale granulare. Questa procedura si chiama classificazione ed è molto utile nell'ingegneria civile.

-Nei laboratori di studio del suolo vengono utilizzati setacci con dimensione dei pori graduata. Questi setacci permettono di separare e studiare i diversi componenti del terreno in base alle dimensioni dei loro componenti.

-Vi è una grande diversità nei sistemi di filtrazione che funzionano con il principio della setacciatura per separare le particelle solide dai mezzi liquidi.

-A livello industriale sono presenti filtri duplex o doppi filtri inseriti lungo i tubi dell'acqua, del carburante o dell'olio. Questi doppi filtri, o doppio cestello, consentono di eliminare le particelle inquinanti dal sistema di questi fluidi mediante doppia vagliatura.

-Nell'industria alimentare, il processo di setacciatura fa parte del controllo di qualità che consentirà la commercializzazione del prodotto. La setacciatura viene utilizzata per ottenere consistenze morbide durante la preparazione di cibi come salse, zuppe e creme.

-Inoltre, la setacciatura viene utilizzata per decorare i dessert, cospargendo ad esempio zucchero a velo, cacao in polvere, tra gli altri.

Esempi

-Uno degli esempi di setacciatura viene applicato alla separazione della farina di frumento prima di fare una torta. La farina di grano tenero viene passata attraverso un colino artigianale per trattenere i grumi o alcune particelle estranee.

-Ci sono diversi prodotti alimentari che vengono setacciati a livello industriale, come semola, farina di mais, cereali, tra gli altri.

-Nei laboratori dove si effettua lo studio della struttura dei suoli si utilizza la setacciatura in granulometria. Con questa tecnica vengono elaborate curve granulometriche che permettono di conoscere la dimensione delle particelle che compongono il terreno.

-Colli o ciotole forate si usano anche per setacciare o filtrare pasta, verdure o riso. I cocktail vengono setacciati tramite colini per rimuovere il ghiaccio dalle bevande.

-Viene utilizzata una vagliatura doppia o anche multipla a livello di trattamento dell'acqua, separando i solidi presenti nelle acque reflue. In primo luogo, viene eseguita una setacciatura per gli elementi grossolani e successivamente per le particelle più fini.

Riferimenti

1. Ufficio europeo dei brevetti. (2018). B07B. . Estratto da: cooperativepatentclassification.org
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