Calibración del proceso de molienda de maíz bajo el enfoque de modelado por elementos discretos

Abstract

En el presente trabajo se realizó la calibración del proceso de molienda de granos individuales de maíz bajo el enfoquede modelado por elementos discretos (DEM), utilizando el modelo de rotura de Tavares, disponible en el software RockyDEM. Para ello, se realizaron 60 ensayos de compresión controlada sobre granos individuales, empleado un texturómetro(TA instruments). Se registró una cantidad de dos fragmentos generados por rotura, y una energía y potencia de roturapromedio de 0,1013 J y 2,1963 W, respectivamente. Por su parte, la energía y potencia específicas de rotura resultaronen 156,92 J/kg y 3332,66 W/kg, para un grano de maíz cuya forma se aproximó a un paralelepípedo rectangular, de masapromedio de 0,664 g. Estos ensayos fueron replicados en Rocky DEM, implementando el experimento virtual sobre unapartícula de forma paralelepípeda generada con la misma masa y forma, previa calibración de los parámetros de roturacorrespondientes al modelo. Se logró simular adecuadamente el proceso en DEM, obteniendo los mismos resultadoscualitativos de rotura y valores cuantitativos dentro del rango de la distribución de valores experimentales. Los resultadosde este trabajo constituyen la base para la posterior implementación del proceso de molienda de maíz en DEM.

In the present work, the calibration of individual corn kernels breakage under the discrete element modeling (DEM) approach with the Tavares Breakage model available in Rocky DEM was developed. In order to gather the required experimental information, 60 controlled compression tests were carried out on individual grains, using a texturometer (TA instruments). Two fragments generated by breakage were observed, and an average breakage energy and power of 0.1013 J and 2.1963 W were recorded, respectively. The specific breakage energy and power resulted in 156.92 J/kg and 3332.66 W/kg, for a corn kernel approximated to a rectangular parallelepiped with an average mass of 0.664 g. These tests were replicated in Rocky DEM, implementing the virtual experiment on a particle of parallelepiped shape generated with the same mass and shape, after fitting the corresponding breakage model parameters. The process was adequately simulated in DEM, obtaining the same qualitative breakage results and quantitative values within the range of the distribution of experimental values. The results of this work constitute the base for the subsequent implementation of the corn milling process in DEM.