¿Cómo obtener agua de alta pureza?

La calidad de agua que se emplea en laboratorios de análisis es determinante en la calidad de sus resultados.

Los laboratorios de investigación y desarrollo tecnológico en centros de investigación o en universidades, requieren de agua de óptima calidad para eliminar variables ocultas en los resultados de sus análisis.

Así mismo, los equipos e instrumentos como cromatógrafos de gases y de líquidos, espectrómetros de absorción y emisión atómica, deben operar con agua con la cual se tenga la absoluta certeza de la ausencia de contaminantes y componentes que puedan interferir con los resultados del análisis.

También en análisis clínicos, en trabajos con cultivos celulares o con fluidos bioquímicas es indispensable el uso de agua de la mejor calidad y pureza.

¿Qué componentes se deben remover del agua?

Las aguas potables que provienen de la red de suministro en las diferentes ciudades, contienen sólidos disueltos y sólidos suspendidos.

Los sólidos suspendidos son partículas sólidas que pueden estar presentes en el agua, aunque siempre en cantidades mínimas, pero que deben removerse para obtener agua de alta pureza. Para este fin se emplean filtros que por tamizado mecánico retienen las partículas suspendidas y dejan pasar el agua clarificada.

Los sólidos disueltos no pueden removerse por medios mecánicos simples y deben emplearse tecnologías tales como; osmosis inversa, desmineralización en lechos mixtos de resina cationaica y aniónica o electrodeionización.

En la práctica para obtener agua de alta pureza se emplean combinaciones de uno o más de estos procesos, como pueden ser la osmosis inversa seguido de la deionización en lechos de resina mixta.

La esterilización del agua también es importante para evitar la presencia de esporas y para controlar el crecimiento microbiano, sobre todo cuando el agua está en almacenamiento en un depósito para ser empleada cuando sea necesario.

Para este fin se debe disponer de un sistema de recirculación que haga fluir el agua a través de un esterilizador ultravioleta y un filtro de 1.0 micras o menos con la finalidad de remover esporas y desinfectar continuamente el agua con irradiación UV de 254 nm de intensidad.

Los accesorios y componentes de un equipo de producción de agua ultrapura y algunas de las sustancias presentes en el agua causan que esta agua contenga trazas de materia orgánica que es irrelevante cuando se determinan metales o el agua se emplea para preparación de soluciones para uso del laboratorio pero que son indeseables en análisis por cromatografía de gases o de líquidos, o en cultivo y desarrollo de tejidos celulares y por esto es necesario su remoción.

Para esto se emplea una lámpara UV que emite principalmente la banda UV de 185 nm que reacciona fotoquímicamente con los componentes químicos residuales de la materia orgánica y los convierte a CO2 y H2O.

En forma conjunta con este tratamiento, se emplea un filtro de carbón activado, el cual tiene la propiedad de adsorber compuestos orgánicos presentes en al agua.

Un resumen de los componentes que deben removerse de las aguas naturales, así como su origen y técnicas de remoción es la que se presenta en la siguiente tabla:

Componentes y técnicas de remoción para producción de agua ultrapura

Proveedores de sistemas para obtención de agua ultra pura

A continuación le presentamos a Festa-Hidrogel, proveedor de sistemas para obtención de agua ultra pura:

Festa-Hidrogel es una empresa cuyo giro principal es en el tratamiento y acondicionamiento de aguas potables y residuales. Dentro de sus principales divisiones se encuentra el de sistemas para obtención de agua ultra pura, que es necesario cuando se demanda agua con un mínimo de sales y compuestos similares que disminuyen su grado de pureza.

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El Carbonato de Calcio en los alimentos

Los minerales son sustancias sólidas presentes en la naturaleza, por lo tanto lo que conocemos como roca es simplemente un agregado de distintas clases de minerales.

En los seres humanos, los minerales desempeñan un importante papel en el buen funcionamiento tanto físico como mental del organismo. Las necesidades diarias de minerales son muy pequeñas, sin embargo, su deficiencia puede ser el principio de un sinfín de enfermedades.

El calcio, es el mineral más abundante en el organismo, dado que es un componente fundamental de los huesos. Es el cuarto componente del cuerpo, después del agua, las proteínas y las grasas. Se concentra casi en un 90% en huesos y en dientes.

En la naturaleza, las formaciones de rocas calizas están constituidas por carbonato de calcio; uno de los minerales mas corrientes y difundidos en la superficie terrestre. El carbonato es un compuesto químico que contiene los elementos carbono (C) y oxigeno (O) en forma del grupo CO3, con un átomo de carbono y tres átomos de oxigeno; de los carbonatos, el más importante en abundancia y uso es el CaCO3, carbonato de calcio.

Aparece en enormes y extensas masas de rocas sedimentarias y metamórficas; por lo tanto, constituye una importante riqueza minera y tiene numerosas aplicaciones en la industria.

Comercialmente el carbonato de calcio (CaCO3) se presenta en dos formas:

· Carbonato de calcio precipitado

· Carbonato de calcio micronizado

Químicamente se trata del mismo producto, pero difieren en la tecnología aplicada al proceso de obtención y en las características del producto final.

La principal diferencia con el carbonato molido es que el precipitado tiene menos impurezas y el rendimiento es generalmente de 1:1, o sea que para la producción de 1 tonelada de producto terminado, se requiere 1.05 toneladas de roca, se considera una pequeña merma por piedras que están fuera de especificación y se retiran en la etapa de selección.

El carbonato de calcio tiene mercados muy favorables, sin embargo el proceso de fabricación del carbonato precipitado necesita para su obtención plantas y equipos con tecnología de punta; por lo que su inversión es mayor que las requeridas por el carbonato de calcio micronizado. Para la obtención de cualquier carbonato de calcio, el comerciante debe asegurarse que el yacimiento de piedra caliza proporcione un carbonato con los requerimientos de color y pureza que demanda el mercado.

¿Qué usos tiene el carbonato de calcio en los alimentos?

Al leer la etiqueta de los alimentos que consumimos a diario, nos llama la atención que un mismo ingrediente aparezca reiteradamente en distintos productos. El carbonato de calcio, es una sal inorgánica e insoluble, con un alto contenido de calcio (40%) y se lo utiliza en los alimentos como un aditivo, porque se lo agrega intencionalmente con el objeto de provocar un cambio tecnológico. Un mismo aditivo puede cumplir varias funciones y el carbonato de calcio puede emplearse como:

EL CARBONATO DE CALCIO COMO NEUTRALIZANTE: para corregir el exceso de acidez natural o del proceso, su uso tiene como fin mejorar el color y sabor.

En la industria lechera, interviene en varios procesos. Cuando la crema es separada de la leche, frecuentemente se añade carbonato de calcio para neutralizar o reducir la acidez, antes de la pasteurización, este mejora la eficacia del batido en la producción de mantequilla.

También, se lo agrega en la alimentación de los novillos a corral (feedlot), para reducir la acidez y cubrir las deficiencias de calcio.

EL CARBONATO DE CALCIO COMO ENDURECEDOR: imparte firmeza o mejora la textura. Antes del enlatado o la congelación de frutas o verduras tales como tomates, frutillas, papas congeladas, etc., se endurecen mediante la adició n de una o más sales cálcicas; debido a que mantienen la estabilidad e integridad de los tejidos vegetales.

EL CARBONATO DE CALCIO COMO ANTIAGLUTINANTE / ANTIHUMECTANTE: en productos vegetales deshidratados (sal, cebolla, ajo) y en muchos ingredientes y mezclas que se encuentran molidos.

También se lo puede usar como COLORANTE de superficie, como es el caso de la fabricación de chicles.

En la industria panificadora se lo aplica en la preparación de polvo para hornear. En la elaboración del pan, mejora la fermentación e incrementa el volumen. En harinas débiles, las sales cálcicas forman enlaces cruzados con las proteínas del gluten y aumentan la rigidez de la masa.

En la actualidad existe la posibilidad de consumir alimentos comunes fortificados con calcio, como un valor agregado al producto; tal es el caso de las bebidas como el agua mineral (carbonato de calcio 300 mg/l), leche de soja (porción de 250 ml., posee 1.200 mg/l de carbonato de calcio), en las leches en polvo, yogurts, cereales, quesos. Esta creciente demanda lleva a los proveedores de sales cálcicas a ofrecer un producto de calidad con diferentes granulados según las necesidades industriales de aplicación.

Además, el carbonato de calcio es utilizado como ingrediente para la fabricación de productos balanceados destinados a la nutrición animal, por ejemplo se emplea en la alimentación de gallinas para mantener el sistema óseo y la calidad de la cáscara del huevo.

En las etiquetas de los productos alimentarios puede aparecer por su nombre completo carbonato de calcio y/o su número de INS 170i (Sistema Internacional de Numeración, Codex Alimentarius FAO/OMS), según Res. 19/93, el Grupo del Mercado Común da a conocer una extensa Lista General Armonizada de Aditivos Mercosur.

Antes de emplear un aditivo este debe cumplir con las exigencias establecidas por las normas locales, y responder a las exigencias de pureza establecidas por la FAO-OMS, o por el FOOD CHEMICAL CODEX.

Usos y aplicaciones del carbonato de calcio

El carbonato cálcico o carbonato de calcio es el producto obtenido por molienda fina o micronización de calizas extremadamente puras, por lo general con más del 98.5% de contenido en CaCO3.

La Asociación de Productores de Caliza Pulverizada de Estados Unidos (PLA), lo define como un producto procedente de la molienda de caliza o dolomía con una pureza mínima del 97% y un tamaño de grano inferior a 45 mm. En idioma inglés se le conoce por GCC (ground calcium carbonate), en contraposición con el carbonato cálcico artificial, o PCC (precipitated calcium carbonate).

En Europa no se considera como tal el producto procedente de las dolomías, por lo que las materias primas para la fabricación de carbonato cálcico son calizas, mármol o cretas.

Las aplicaciones industriales del Carbonato de Calcio son incontables.

En términos generales se utiliza como carga para papel (en sustitución del caolín) y plásticos (mejora la velocidad de extrusión y las propiedades mecánicas del plástico), en la industria química básica, en la de pinturas y adhesivos, en la del vidrio, cerámica, para cosmética y en la industria farmacéutica. En las industrias agropecuarias se utiliza para alimentación animal y para el refino de azúcar.

El carbonato cálcico compite ventajosamente con otros minerales utilizados para cargas, por su precio mucho más bajo que la sílice micronizada, el talco, el caolín, la mica y la wollastonita. Constantemente se le abren nuevos campos de aplicación.

Los productos industriales del carbonato de calcio son casi tan variados como sus aplicaciones. El tamaño de grano es determinante en el precio. Para cargas se exige, en general, una elevada blancura y tamaño de grano comprendido entre 40-20 mm (masillas, brea de calafatear, sellantes, adhesivos) y 10-0.7 mm (papel, pinturas, plásticos, caucho).

También hay especificaciones referentes a la absorción de aceite, superficie específica y peso específico aparente.

Para fabricar vidrio las especificaciones se refieren, sobre todo, a la composición química y al control de los elementos. En el refino de azúcar, a la pureza y ausencia de sílice. En farmacia, la ausencia de As, Pb, Hg, y bajo contenido en Fe y otros metales pesados son los factores determinantes.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN HULES y PLÁSTICOS

En general, el carbonato de calcio es el mineral más importante para la industria del plástico.

El carbonato de calcio se caracteriza por las siguientes propiedades:

•  Alta pureza, lo que deja de lado cualquier efecto catalítico adverso en el envejecimiento de los polímeros

•  Alto grado de blancura

•  Bajo índice de refracción, permitiendo tonos pastel y blancos

•  Baja abrasividad, mejorando el tiempo de vida de las máquinas y equipos

•  Buena dispersabilidad (particularmente en los grados recubiertos)

•  Bajo costo

Las aplicaciones más importantes se dan en:

•  PVC plastificado

•  Plastisoles de PVC

•  PVC rígido

•  Polipropileno

•  Polietileno

•  Resinas de poliéster no saturadas

El carbonato de calcio es utilizado extensivamente en hules y plásticos, especialmente en PVC plastificado, rígido y poliolefinas. El tratamiento superficial del carbonato de calcio brinda las ventajas de baja absorción de plastificante y mejor dispersión.

El carbonato de calcio es un producto de alta blancura, baja absorción de aceite y buenas características de dispersión, que lo hacen una excelente carga mineral general. Este producto es utilizado en plásticos, hule, recubrimientos y selladores donde un producto uniforme sin partículas grandes es importante.

Su uso en compuestos de poliéster no saturado (SMC, VMC, TMC) brinda a las partes terminadas excelentes propiedades físicas y de superficie. Es utilizado extensivamente en pinturas donde se busca balancear las propiedades ofrecidas por cargas más finas y más gruesas.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN LA INDUSTRIA DE JABONES Y DETERGENTES

El Carbonato de Calcio se usan como relleno mineral para lograr una alta retención de humedad, mejorar la consistencia y secado de la masa final, mejorar el aspecto de los jabones y controlar el peso final del producto. Además, no altera las propiedades físicas y químicas de los productos jabonosos, ni la viscosidad de la mezcla.

El carbonato de calcio mejora la acción de limpieza de jabones y detergentes debido a un adecuado grado de abrasividad. No es retenidos por la fibras textiles ni daña la ropa, puesto que no contienen silica en estado libre.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN LA INDUSTRIA DEL CAUCHO

El Carbonato de Calcio se usa en la producción de cauchos naturales y sintéticos, manteniendo la flexibilidad, aumentando la resistencia a la torsión y a la tracción, mejorando las características mecánicas y eléctricas del caucho reduciendo costos.

Los Carbonatos disminuyen el envejecimiento del caucho, la fatiga del material, no cambian su aspecto, no lo calientan y le evitan rupturas. Su consistencia y alta pureza química le permiten a los rellenos minerales poder ser usados independientemente o mezclados, dependiendo de la formulación de resina y de las necesidades del usuario. Los Carbonatos tienen la ventaja de reducir el costo de las resinas.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN LA INDUSTRIA DE PINTURAS

El Carbonato de Calcio proporciona mayor poder de cobertura, aumentando así el rendimiento en pinturas de alta calidad, sintéticas de aceite y en otros revestimientos. Los Carbonatos son de gran blancura y al no interferir en el color de la pintura, contribuyen a su opacidad y a que la pintura cubra, sin chorrear, las superficies.

También son utilizados en sistemas de recubrimientos y pinturas ofreciendo un excelente brillo, buenos valores de Hegman, con alta velocidad de incorporación y buenas propiedades de superficie en sistemas a base solvente y agua.

El carbonato de calcio ofrece a las pinturas un tratamiento superficial que hace que sus partículas sean hidrofóbicas, de forma que incrementen su compatibilidad en un medio orgánico facilitando su dispersión.

El carbonato de calcio tiene gran aplicación como extendedores o cargas en pinturas a base de agua y de solvente. Se utilzan en la producción de fibra de vidrio, hules, poliuretanos y plastisoles, adhesivos, acabados texturizados y selladores.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN NUTRICION ANIMAL

El Carbonato de Calcio se utiliza para mejorar los rendimientos de todo tipo de alimento para animales. La integridad de la cáscara del huevo de las gallinas ponedoras y la fortaleza ósea de todos los animales, es clave para la producción de carne y huevos de calidad. Carbonatos con alto contenido de calcio, esto es, que contengan como mínimo un 38% de calcio elemental (Ca), son la fuente primaria de calcio en los alimentos para animales.

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