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Descripción de plásticos más comunes Si bien existen muchos tipos de plásticos, los más comunes son sólo seis, y se los identifica con un número dentro de un triángulo para facilitar su clasificación para el reciclado, ya que las características diferentes de los plásticos exigen generalmente un procedimiento de reciclaje distinto.
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01-01-2003
Goma Guar
Por: Editorial QuimiNet /
Fuente: QuimiNet |
Sectores relacionados:
Alimenticia, Bebidas, Cosmética, Farmacéutica, Petróleo y Energía, Textil, Minería |
La Goma Guar se deriva del endospermo molido de la planta de guar, Cyamopsis tetragonolobus, de la familia de las leguminosas. La planta es cultivada comercialmente en India y Pakistán para el consumo humano y animal. También es cultivada en el semiárido sudoeste de los Estados Unidos. El tiempo de cultivo es de aproximadamente 20 a 25 semanas. La planta de guar es una leguminosa que lleva una vaina, fijador del nitrógeno, es robusta y resistente a sequedad y crece con tallos de 1 a 2 m de altura. Las vainas de la semilla tienen aproximadamente 15 cm de largo y contienen seis a nueve semillas de aproximadamente 2 a 3 mm en el diámetro. Aproximadamente 14 a 16% de la semilla son la cáscara, 38 a 45% representan el endospermo y 40 a 46% el germen. Procesamiento En el procesamiento comercial de la goma guar, se utiliza una variedad de métodos para separar eficazmente el endosperma de la cáscara y del germen. La cáscara se elimina remojando en agua y posterior molienda en varias fases y cernido, o calentando y carbonizando la cáscara por tratamiento con fuego. Después se usa una molienda diferencial para separar el germen del endosperma, ya que hay una diferencia en la dureza de cada componente. Se puede usar molinos de roce, de martillo, o de rodillo. El endosperma separado, que contiene 80% galactomano, se muele finalmente a un tamaño de partícula fino y se vende como goma guar. Características físicas La Goma Guar es un polvo blanco a blanco-amarillento, casi sin olor y sin sabor. Las calidades técnicas son ligeramente más oscuras en el color. Los tamaños de la malla fácilmente disponibles son de 40 a 300 milimicrones. Solubilidad La Goma Guar se dispersa e hidrata casi completamente en agua frío o caliente, formando soluciones muy viscosas. Es insoluble en solventes orgánicos. Viscosidad La viscosidad de dispersiones o soluciones de goma guar depende de temperatura, tiempo, concentración, pH, velocidad de agitación y tamaño de la partícula del polvo,. En agua fría la viscosidad máxima se logra en 1 a 4 horas. El polvo más fino de goma guar se hidrata más rápido que los polvos gruesos. Para uso en alimentos la viscosidad de una solución al 1% varía de 2000 a más de 5000 cps. Características químicas Goma Guar, como la goma de algarrobo, es un polisacárido que tiene una cadena recta de D-mannopyranose unidos por B-(1->4) juntas con bifurcaciones laterales de unidades solas de D-galactopyranose y unida las otras unidades de manosa por juntas de (1->6). El peso molecular de este galactomano es 220, +/- un 10%. La goma de algarrobo tiene bifurcaciones únicas de galactosa en cada cuarta unidad del manosa. La bifurcación lateral mayor de las moléculas de goma guar causa su mejor hidratación en agua fría, así como una mayor actividad en la fijación de hidrógeno. En promedio, la goma guar contiene 80% galactomannan, 12% agua, 5% proteína, 2% residuo insoluble en ácidos o fibra cruda, 0,7% ceniza, 0,7% grasa, un rastro de metales pesados, cero arsénico, y cero plomo, aproximadamente. pH El pH de una solución al 1% de goma guar está entre 5,0 y 7,0. Las soluciones de goma guar tienen una acción de buffer y son muy estables a pH de 4 a 10,5. El método preferido para preparar una solución con un pH muy bajo o muy alto es preparar una solución con un pH de 8 y entonces ajustar el pH a tan alto como mayor de pH 11 o a tan bajo como pH 1. La hidratación más rápida ocurre entre el pH 7,5 y 9. Compatibilidad La Goma Guar es un polímero no iónico compatible con la mayoría de otros hidrocoloides vegetales como tragacanto, karaya, arábiga, el agar, alginatos, carragenatos, goma de algarrobo, pectina, metilcellulosa y carboxy-metilcellulosa. La Goma Guar también es compatible con casi todos los almidones químicamente modificados, almidones crudos, celulosas modificadas, polímeros sintéticos, y proteínas solubles en agua. Algunas sales multivalentes y solventes miscibles en agua alteran la hidratación y la viscosidad de soluciones de goma guar y producen geles. El ion del borato inhibirá la hidratación de goma guar. La Formación de GeI El ion del borato actúa como un agente de vinculación cruzada con goma guar hidratada formando geles de estructuras cohesivas. La formación y fuerza de estos geles dependen del pH, temperatura y concentraciones de los reactivos.La transformación de solución en gel es reversible ajustando el pH debajo de 7 o calentando. La nueva solución tendrá la misma viscosidad como la solución original. Preservativos Las soluciones de Goma Guar como la de otros hidrocoloides vegetales están sujeto al ataque bacteriano. Una mezcla de 0,15% metil- y 0,02% propil- parahidroxi-benzoato puede usarse para conservar las soluciones de goma guar. Para las aplicaciones en alimentos, se recomienda especialmente benzoato de sodio y ácido cítrico. El ácido sórbico y/o Sorbato de Potasio también se usa como un preservativo para goma guar en quesos procesados. Usos Goma Guar se usa principalmente para espesar soluciones acuosas y para controlar la movilidad de materiales dispersados o disueltos. Alimentos Alimentos lácteos La característica de goma guar como fijador de agua la hace ideal como agente de hidratación rápida en la formación de soluciones coloidales viscosas. Es versátil como espesante o modificador de viscosidad. La Goma Guar se usa en los estabilizadores de helado, sobre todo a temperatura alta, en procesos de tiempo corto dónde las condiciones requieren 80 º C durante 20 a 30 segundos. Goma Guar también se usa en la estabilización de chupa-chupas y sorbetes. Se usa en una variedad de productos de queso suaves, en quesos crema procesados y pasteurizados y en la producción para aumentar el rendimiento de sólidos de la cuajada. Produce cuajadas suaves, compactas, de textura excelente. Los quesos cremosos se producen mezclando 1 a 2% goma guar con los otros ingredientes del queso, fundiendo, y después enfriando la mezcla homogénea. Productos de panadería Goma Guar, cuando es agregada a diferentes tipos de masas durante el amasado, aumenta el rendimiento, da mayor elasticidad, y produce una textura más suave, vida de estante más larga y mejores propiedades de manejo. En pasteles y masas de bizcocho, goma guar produce un producto más suave que se saca fácilmente de los moldes y se rebana fácilmente sin desmenuzar. Carne Goma Guar actúa como un aglutinante y lubricante en la fabricación de una variedad de productos de carne como salchichas, productos de carne llenados y comida animal enlatada. Goma Guar disminuye la pérdida de peso durante el almacenamiento. Bebidas Goma Guar es útil espesando diferentes bebidas de fruta y bebidas dietéticas sin azúcar. Goma Guar más carragenato se usa para estabilizar jarabes de chocolate y mezclas de chocolate en polvo. Néctares de frutas que consisten de puré de fruta, jugo de fruta, azúcar, ácido ascórbico y ácido cítrico obtienen una textura buena y una viscosidad estable mediante la adición de 0,2 a 0,8% goma guar. Aderezos y salsas La propiedad para espesar de la goma guar se usa para mantener la estabilidad y apariencia de aderezos, salsas de encurtidos, aderezos condimentados y salsas de barbacoa. Goma Guar es compatible con las emulsiones muy agrias y eficaz a porcentajes de 0,2 a 0,8% del peso total. Productos farmacéuticos y Cosméticos Goma Guar se usa como un depresor del apetito y como desintegrador y agente aglutinador en tabletas comprimidas. También se usa para espesar diferentes cosméticos como lociones y cremas. Industrial Industria del papelUno de los mayores usos de la goma guar en este segmento donde se le utiliza como agente retenedor de humedad en los procesos de manufactura de papel confiriéndoles características especiales, se usa también como corrector de irregularidades en las prensas y calandras. Industria minera Goma Guar su usa como floculante en el proceso de separación de líquidos de sólidos por medio de filtración, sedimentación y clarificación. Goma guar acelera la sedimentación de lodos suspendidos y facilita su remoción. También se usa como depresor de talco en operaciones de minería. Industria del tabaco Goma Guar se usa como aglutinante de tabaco fragmentado en la producción de hojas del tabaco reconstituidas. Estas hojas flexibles, con la fuerza tensil y espesor de una hoja de tabaco, retienen las características de sabor y aroma del tabaco y se mezclan con hojas de tabaco. Las hojas son formadas pasando una mezcla húmeda de goma guar, el humectante, y el polvo de tabaco entre rodillos de acero que giran a velocidades periféricas diferentes permitiendo la reincorporación de partículas que originalmente no podían ser utilizadas. Industria textil Los derivados de Goma Guar se usan en los procesos de impresión por rodillo o de silk screen, así como en agentes de acabados. Estos derivados también se usan como espesativo de pastas de impresión. Explosivos Como agente impermeabilizante, la goma guar se ha usado para producir un explosivo de nitrato de amonio resistente al agua. Tratamiento de agua La Goma Guar es aprobada por el Servicio de Salud Pública americano para su uso en el tratamiento de agua potable, junto con otros coagulantes como alumbre (potasio de sulfato aluminio) hierro (III) sulfato, y cal (óxido de calcio). Goma Guar aumenta el tamaño de los floculos formados por el coagulante inicialmente, incrementando la sedimentación de impurezas sólidas, reduciendo el paso de sólidos a los filtros y el tiempo entre retro-lavados. En aguas industriales, goma guar forma flóculos con arcilla, sílice, carbonatos e hidróxidos cuando es usado solo o junto con coagulantes inorgánicos. Perforación petrolera La goma guar se usa a menudo para controlar el flujo de agua y como un coloide protector en lodos de perforación de pozos petroleros. También se usa en la fractura de ácidos para aumentar el flujo de petróleo. |
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01-01-2003
Pirógenos y purificación de agua
Por: Editorial QuimiNet /
Fuente: QuimiNet |
Sectores relacionados:
Farmacéutica |
¿Qué son los pirógenos? El descubrimiento de que la inyección de soluciones acuosas a un paciente podía causar fiebre, data de 1876. Los agentes responsables de este incremento en la temperatura fueron llamados "pirógenos". Más adelante se descubrió que varias sustancias presentes en el agua podían causar efectos pirogénicos. Los pirógenos más comunes son endotoxinas (ET), por ejemplo lipo-poliscáridos (LPS) que provienen de fragmentos de la pared celular de bacterias Gram-negativas.
Se ha observado cierta diversidad de efectos, así como una dependencia de los mismos a la dosis administrada. En general los pirógenos elevan los niveles de citosinas inflamatorias circulantes, seguido de eventos clínicamente relevantes como fiebre, hipotensión, linfopenia, neutrofilia, niveles elevados de cortisol de plasma y proteínas de fase aguda. Bajas dosis de pirógenos inducen reacciones inflamatorias, sin síntomas clínicamente significativos. Dosis moderadas de pirógenos inducen fiebre y cambios significativos en la composición del plasma. La administración de altas dosis de pirógenos puede llevar a choques sépticos, caracterizados por una disfunción cardiovascular, incluyendo la depresión y dilatación del miocardio, la vasodilatación, vasoconstricción, disfunción del endotelio y disfunción de órganos (riñón, hígado, pulmones y cerebro) seguido de la falla de múltiples órganos y muerte. Las células endoteliales juegan un rol muy importante en la regulación de la hemostasis manteniendo una barrera antitrombótica. El daño celular de las células del endotelio debido a endotoxinas es una implicación de la patogénesis de los choques sépticos, dado que estas células cambian como respuesta al estímulo pirogénico y desarrollan propiedades protrombóticas (alterando la regulación de la trombomodulina, la adherencia de leucocitos y la proliferación y reparación de si mismas, entre otras funciones importantes). La información disponible sugiere que los LPS causan daños irreversibles al endotelio. Adicionalmente,
la introducción intravenosa de LPS en humanos
sanos suprimió la respuesta de la citosina en
ciertos experimentos in vitro que confirmaron que la
síntesis reducida de citosina no fue debida a
la tolerancia de la ET, sino a una verdadera reacción
de supresión inmunológica. En vista de que los niveles de pirógenos en agua pueden variar dramáticamente y de que su presencia puede afectar los resultados de experimentos bioquímicos y biológicos (además de los mencionados efectos en pacientes), se han establecido niveles máximos aceptables para contaminantes pirogénicos en agua de laboratorio en estándares ASTM relativos a agua purificada para aplicaciones de laboratorio. En algunos casos, incluso niveles pequeños de pirógenos pueden alterar dramáticamente los resultados de pruebas biológicas. Este impacto negativo de los pirógenos en agua ha sido demostrado en varios experimentos científicos: Ø
Cultivo de células de mamíferos: Ø
Fertilización in vitro: Ø
Electroforesis: Ø
Biología molecular:
Los LPS tienen dos partes principales: una cadena polisacárida hidrofílica con regiones antigénicas, y un grupo lípido hidrofóbico. Dado que la longitud de la cadena polisacárida es variable, el peso molecular de los LPS en sus formas más comunes va de 5,000 a 25,000 daltons. Estas moléculas son muy estables y pueden soportar temperaturas de 120°C por periodos de hasta 3 horas. También son bastante insensibles a cambios de pH, por lo que se requieren altas concentraciones de ácidos o bases para destruiras en un periodo razonable. En
agua, las moléculas de LPS pueden formar agregados
de diferentes tamaños, dependiendo de las condiciones
del medio: Ø En disoluciones que contienen cationes monovalentes o divalentes, los LPS forman micelas de alto peso molecular (mayor de 300,000 Da) con cadenas de polisacárido hidrofílicas en la superficie de cada micela Ø En agua ultrapura, de alta resistividad, se forman incluso agregados mayores, permitiendo la remoción eficiente de los LPS por membranas de ósmosis inversa y ultrafiltración.
En un inicio, la presencia de pirógenos en agua y disoluciones acuosas se probaba inyectando la disolución problema a conejos y esperando para observar si se presentaban signos de fiebre. Desde entonces, se han desarrollado métodos más sensibles, particularmente gracias al descubrimiento de que una fracción de la sangre del cangrejo , llamada lisato de limulus amebocita (conocida como LAL por su nombre en inglés: Limulus amebocyte lysate) reacciona con los LPS como agente coagulante. Hoy en día un método cinético turbidimétrico LAL sensible, ofrece un límite de detección de 0.001 EU/mL.
Dos métodos comunes para producir agua libre de pirógenos son la ósmosis inversa y la ultra filtración (UF). Para la ultra filtración se requiere de una membrana con un límite de peso molecular nominal (NMWL de su nombre en inglés) suficientemente bajo para lograr la remoción eficiente de endotoxinas. Las membranas de polisulfona de fibra hueca son compatibles con valores altos de pH y como resultado, pueden ser sanitizadas con NaOH, el único agente limpiador que destruye eficientemente a los pirógenos a través de una reacción de hidrólisis. Estas membranas tienen un NMWL de 5,000 Da, lo que en condiciones normales permite una remoción eficiente de endotoxinas. Experimentos han demostrado que un cartucho de UF con este tipo de membranas usado adecuadamente puede reducir niveles de 40,00 EU/ml de ET en 100,000 veces.
Cada vez existen más estudios que confirman que los LPS son sumamente heterogéneos y su tamaño varía en función de las condiciones, por lo que el rango completo de su peso molecular está entre <1,000 Da y varios millones de Da. Esta información incrementa la incertidumbre en el desarrollo de métodos efectivos para remover LPS y hace que sea importante hacer las siguientes reflexiones: Entre los LPS, algunos que se encuentran comúnmente tienen un radio de Stokes menor que el de la endotoxina purificada, que es la que se utiliza típicamente para calificar los filtros. En el experimento de introducción intravenosa de LPS en humanos sanos (mencionado anteriormente) la síntesis de citosina en monocitos no regresó a sus niveles normales de control ni siquiera en 24 horas, que fue la duración del experimiento. Esta observación es sumamente interesante dado lo pequeño de la dosis de LPS usada (3 ng/kg, o bien 30 EU/kg de peso corporal), así como el hecho de que el estándar actual de endotoxina para liberación de lotes farmacéuticos parenterales es de 350 EU/dosis. De este y otros estudios se desprende la posibilidad de que farmacéuticos que cumplan con los estándares de pirogenicidad actuales, sean inmunosupresivos. Debe considerarse que aún en ausencia de fiebre, ocurren reacciones inflamatorias, lo que hace incluso más importante monitorear estas reacciones a nivel celular. Una
población muy expuesta a este riesgo es la conformada
por pacientes en terapias de remplazo, por ejemplo hemofílicos
o diabéticos. Otro grupo de pacientes en riesgo
incluye gente en traumas severos, por ejemplo: en choque
séptico. |
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