El uso de bentonitas en la clarificación y estabilización de bebidas

La clarificación y estabilización de bebidas requiere el empleo de aditivos y auxiliares que permitan la obtención de un estado de claridad sin la alteración de las características organolépticas del producto y la conservación de dicha claridad y las cualidades adquiridas. Los agentes que se utilizan para este fin son numerosos. En términos generales se pueden clasificar en: proteínas, polisacáridos, sustancias minerales, macromoléculas sintéticas y otros.

Dentro de las sustancias minerales, se utilizan productos naturales como las bentonitas o derivadas como el gel de sílice. Estos son compuestos que contienen sílice y presentan cargas de superficie tal que les confieren propiedades de débiles cambiadores de cationes.

Su floculación en el medio está determinada por cargas negativas y no tanto por las uniones de hidrógeno.

Las bentonitas son arcillas monmorillonitas en las que la constitución y las propiedades pueden variar según el origen y los tratamientos de purificación. La bentonita está constituida de “hojitas” con tres capas: capa octaédrica, capa tetraédrica y capa octaédrica.

En la capa tetraédrica un cierto número de iones Al+++ son remplazados por un mismo número de iones Mg++ que crean cierto número de cargas negativas en la superficie de la hojita.

En el estado seco las hojitas están apiladas unas sobre otras y los iones sodio (bentonitas sódicas) o calcio (bentonitas cálcica) se unen en la superficie para neutralizar las cargas.

Cuando la bentonita es introducida al agua, el agua se fija en la superficie y las hojitas se desprenden y la bentonita se hincha hasta 10-15 veces su volumen inicial.

Este fenómeno es acelerado por el calor.

La bentonita tiene las propiedades de un cambiador de iones débil que podrá flocular en presencia de cationes Ca++, Mg++ y Fe+++ que son cambiados por el sodio y provocan una deshidratación de las hojitas. Este fenómeno es el que explica que las bentonitas cálcicas se hinchen menos que las sódicas.

Las soluciones concentradas presentan un comportamiento tixotrópico debido al embrollo de las hojitas.

Una vez introducida en la bebida la bentonita hinchada reaccionará con las proteínas cargadas positivamente o con ciertos cationes del medio que desplazaran el sodio y el agua. En competición con los cationes, las proteínas serán fijadas preferentemente por el hecho de sus numerosas cargas.

La bentonita puede ser empleada a dosis elevadas debido a que no queda en suspensión, por lo que es muy eficaz para depósitos muy voluminosos.

La bentonita no es tóxica ni alergénica, por lo menos por contacto y vÍa digestiva.

La bentonita normalmente se encuentra en forma de polvos de color gamuza, blancos o verdosos que se suspenden en el agua desionzada. También se encuentra como gránulos o sémolas obtenidos por humidificación, pasados por un filtro y secados.

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Los Medidores de Agua

Los medidores son un elemento escencial en todo sistema de abastecimiento de agua urbano o rural.

En los sistemas de abastecimiento, los equipos están condicionados a una serie de consideraciones propias del proyecto, que se relacionan con el tipo de sistema adoptado, la capacidad de la planta de tratamiento, las características del agua y de la fuente de abastecimiento, así como las condiciones del terreno en el que se va a instalar el sistema.

En un sistema de tratamiento de agua, los medidores funcionan para determinar caudales, velocidades, pérdidas de carga, expansión de arena, etcétera.

Medidores de caudal

Las aguas superficiales que arrastran gran cantidad de sólidos en su corriente generalmente no pueden medirse con instrumentos convencionales, debido a la fuerte erosión y al rápido atascamiento que sufren sus partes vitales, lo que motiva que estos instrumentos pronto queden inutilizados o fuera de servicio. Para medir con exactitud el caudal se utilizan la canaleta Parshall y la boquilla Kennison.

Canaleta Parshall

Utiliza el principio de Venturi, adaptado para medir con exactitud los caudales que fluyen en canales abiertos. Una sección del canal se construye de igual forma que el tubo de Venturi; es decir, con una reducción gradual de la sección del canal; a continuación de la garganta, hay un ensanchamiento.

Para la indicación y registro de datos de caudal, se emplean instrumentos conectados mecánicamente con un flotador a través de un cable o cinta flexible de acero inoxidable.

Boquillas Kennison.

Estos dispositivos se basan en la descarga de líquidos a través de orificios con chorro libre.

La boquilla Kennison está diseñada en forma tal que conduce la vena líquida hacia el punto de descarga, de manera que no perturbe el flujo del agua en la tubería principal. Estas boquillas se aplican para la medición de gastos de aguas industriales y desagües debido a su propiedad de “autolimpieza”, que impide la acumulación de los sólidos arrastrados por esas aguas.

Asociado a estas boquillas, se instala un sensor de nivel, que consigue accionar los instrumentos necesarios para la indicación, registro, integración, etcétera, tanto local como a distancia.

Medidores de pérdida de carga.

Son instrumentos de control usuales en las plantas de tratamiento mecanizadas o de tecnología importada.

Se utilizan para conocer el estado de funcionamiento de los filtros rápidos. Están diseñados y construidos para detectar con bastante precisión el grado de atascamiento del lecho filtrante y proceder oportunamente a su retrolavado, ya sea en forma automática o simplemente manual. El equipo más usual es el de caja de diafragma y péndulo (sistema BIF).

Medidor de expansión de arena.

Es un sistema que posee una boya que trabaja bajo el principio de empuje hidrostático. Está unido a una polea en cuyo extremo hay un mostrador con un puntero que señala, como un porcentaje, la expansión de arena del filtro durante el lavado.

Los tanques de preparación de la solución son equipos cuya finalidad es diluir los productos químicos utilizados en el tratamiento. Estos mezcladores producen una mezcla violenta del agua cruda con la solución del coagulante aplicada, de tal forma que se distribuyan de manera uniforme en toda la masa de agua para dar inicio al proceso de floculación.

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Los combustibles pesados (gasolina, petróleo, aceite) son mezclas químicas complejas que contienen componentes de alto peso molecular conocidos como asfaltenos.

Los asfaltenos tienen una fuerte tendencia a flocular, lo cual provoca la formación de sedimentos en el combustible; así mismo estos componentes han sido también reconocidos como los causantes del ensuciamiento en diferentes maquinarias tales como los intercambiadores de calor y quemadores, ambos usados comúnmente en las refinerías.

Ahora bien, los combustibles pesados se presentan cada vez más inestables debido a la decreciente calidad de aceites y crudos y también debido a los procesamientos de refinería que cada día son más severos. Entonces, con el propósito de superar los problemas de estabilidad ya mencionados y que se presentan como resultado de la floculación y la sedimentación de los asfaltenos se han usado diferentes aditivos químicos, los cuales han mejorado significativamente la calidad de los combustibles pesados. Por lo tanto es necesario contar con una técnica que pueda medir correctamente la estabilidad de esos combustibles y que también puedan identificar el aditivo más conveniente para superar los problemas de estabilidad. Escogiendo el aditivo y la dosis apropiada, los combustibles que muestran problemas de estabilidad pueden mejorar y entonces se le podría ofrecer una buena calidad de combustible al usuario final.

APLICACIÓN:

Estabilidad del combustible.

•  Métodos Comunes:

Existen diferentes métodos para medir la estabilidad de los combustibles pesados. Entre ellos están las “pruebas de manchas”, una de las técnicas más usadas ya que es muy sencilla de realizar. Sin embargo, esta técnica es muy subjetiva y puede llevar a resultados no precisos.

Otro método disponible es el “Valor-P”, el cual es más objetivo que el de las manchas pero no siempre distingue entre combustible con estabilizadores similares; otro problema que presenta es que llevarlo a cabo consume mucho tiempo.

Podemos notar entonces que los métodos existentes para verificar la estabilidad en este tipo de combustibles son tediosos y poco exactos. Por lo tanto, no son los mejores para optimizar el uso de los aditivos químicos.

•  Método Octel - Turbiscan:

Octel (empresa líder en la producción de aditivos para el petróleo y sus derivados) ha desarrollado un método que es muy rápido y el cual involucra un equipo llamado “Turbiscan”; el cual en tan solo 15 minutos puede medir la estabilidad de los asfaltenos. Los estudios realizados sobre una serie de muestras, han demostrado que este método es más preciso que las técnicas arriba mencionadas (prueba de la mancha, prueba del valor P). El método es simple y puede realizarse en cualquier sitio ya que el instrumento es portátil.

El método Octel-Turbiscan, permite medir de forma fácil y precisa la estabilidad de los combustibles pesados; así mismo permite diferenciar los resultados entre combustibles en los cuales las variaciones en la estabilidad son pequeñas y permite así mismo una correcta dosificación del aditivo; lo cual por supuesto se ve reflejado en la estabilidad del combustible.

Formulaction (empresa líder en el diseño de equipos para caracterizar líquidos) y Octel han conjuntado sus conocimientos para ofrecernos un equipo portátil, robusto, de fácil manejo y sobretodo probado en esta aplicación. Esta tecnología permite con un simple y acertado método, proporcionar a las refinerías una herramienta ideal para medir y optimizar la estabilidad de sus combustibles.

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