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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Control de peso, detección de metales e inspección radiográfica en la comida preparada

Great Kitchens, uno de los mayores fabricantes de marcas blancas de pizzas precocinadas de los Estados Unidos, presta una atención especial a la elaboración de productos de la mayor calidad. Dado que la seguridad alimentaria es una de las principales prioridades de la empresa, decidieron asociarse con METTLER TOLEDO SAFELINE para cubrir sus necesidades de detección de metales.

Rendimiento fiable y permanente Great Kitchens fabrica hasta 50,000 pizzas diarias en cada una de sus cuatro líneas. Para maximizar la flexibilidad de la producción, SAFELINE diseñó los detectores de metales PowerPhasePLUS* para que funcionaran a distintas frecuencias y se adaptaran automáticamente a variaciones en las especificaciones de los productos. Gracias a su diseño de bobina avanzado que mejora la sensibilidad de detección, los detectores de metales PowerPhasePLUS detectan metales de todo tipo, incluso los férricos, así como aceros inoxidables amagnéticos y metales no férricos, como el aluminio, que suelen ser difíciles de detectar.

Máxima versatilidad

Con el aumento de popularidad de las pizzas precocinadas y el éxito de Great Kitchens a la hora de obtener y satisfacer en todo momento importantes cuentas nacionales, la empresa está experimentando un crecimiento de dos dígitos.

En Great Kitchens, el entorno cambia drásticamente ya que se puede pasar de una temperatura de sólo 7 °C (45 °F) durante los turnos de producción a unas condiciones de temperatura y humedad elevadas durante los turnos de limpieza. Los detectores de metales PowerPhasePLUS están diseñados para aguantar esta variación extrema de temperatura, así como los procedimientos de lavado a alta presión. Los detectores SAFELINE superan las especificaciones NEMA 4X

Producción flexible

Dado que dispone de distintas frecuencias, Great Kitchens puede  inspeccionar tanto productos frescos como congelados.

Punto de control crítico

Los detectores de metales son uno de los puntos de control críticos del plan de HACCP de Great Kitchens. Estos detectores ofrecen un nivel de seguridad adicional ya que exigen un código de acceso que evita ajustes no autorizados.

*La gama PowerPhasePLUS de detectores de metales se comercializan con la marca Signature fuera de los Estados Unidos.

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Usos y aplicaciones del caolín en papel, pinturas y plásticos

Caolín es el nombre comercial para las arcillas blancas que están, predominantemente compuestas por caolinita. China fue el primer país en utilizar arcillas blancas en la cerámica, aproximadamente hace 3.000 años atrás. El nombre de caolín se deriva del nombre de la montaña de donde se extraía dicho mineral, Kauling, que significa cerro elevado. El caolín define a una arcilla que consiste principalmente en caolinita pura, o un mineral relacionado con la halloysita, metahalloysita y arcillas con alto contenido de alúmina ó sílice.

La caolinita posee la siguiente fórmula química Al2O3.2Si02.2H2O. Se distingue de otras arcillas principalmente por su blandura, blancura y fácil dispersión en agua y otros líquidos. Estas características son cruciales para sus usos en la manufactura de papel y otras aplicaciones industriales de cargas minerales.

La caolinita en su forma ideal consiste en una estructura plana hexagonal. El promedio de tamaño de partículas se maneja en un rango que va de 0.1 a 100 micrones. Los caolines se caracterizan por su baja dureza o falta de abrasividad. El caolín tiene dureza entre 2 y 2,5 en la escala de Mohs. Esta blandura es importante en muchas aplicaciones al reducir la abrasión de los equipos de procesos.

Los caolines de alta calidad son caracterizados por bajos niveles de impurezas como hierro, titanio y minerales de tierras alcalinas.

Usos del caolín

La aplicación más importante del caolín se da en la industria del papel, donde éste se usa como carga o pigmento de revestimiento. Se estima que esta industria demanda cerca del 45% del total del caolín producido. Este mineral, también encuentra usos en la industria del caucho como carga, abarcando el 4% del consumo mundial; como pigmento extendedor y carga en pinturas, cuyo consumo alcanza aproximadamente al 3% del total demandado; como carga en plásticos, utilizándose en este caso, aproximadamente el 1% del tonelaje mundial consumido mundialmente; y en la industria cerámica donde cubre un extenso espectro de aplicaciones, desde la cerámica tradicional tal como cerámica blanca, productos de arcillas estructurales, refractarios y vidrios.

Aproximadamente el 54% de las ventas se refieren a caolín utilizado como carga en diversos usos.

Dentro de los usos menores del caolín se destaca la manufactura de ceolitas sintéticas (catalizadores); en la agricultura; para la elaboración de productos químicos, farmacéuticos y cosméticos.

Especificaciones Técnicas del Caolín

Especificaciones como carga de papel del caolín

Los análisis típicos de caolines de grado como carga se muestran en la tabla siguiente.

Las especificaciones para el caolín de grado de papel normalmente incluye las distribuciones de partícula y las apreciaciones de brillo, los cuales son medidos en unidades GE (principalmente USA) o en unidades ISO (generalmente 1 o 2 unidades menos que las apreciaciones de GE).

Especificaciones de caolín como carga en papel.

Especificaciones del caolín para revestimiento de papel

El contenido de mineral de papel revestidos y cartones, es más alto que en grados sin revestir, como se muestra en la tabla más abajo. El contenido total de pigmentos puede variar hasta un máximo de 28% en peso para cartones revestidos a aproximadamente 50% en el caso de algún papel libre de madera de doble revestimiento. En la mayoría de los casos, los papeles revestidos comprenden una cierta cantidad de carga en adición a los pigmentos de revestimiento. Parece improbable que los niveles de carga en papeles revestidos se incrementaran significativamente en un futuro previsto dado que esto podría tener un efecto negativo en la resistencia y procesamiento de papeles revestidos.

Especificaciones del papel revestido por caolín

En suma a los requerimientos del producto final, los pigmentos de revestimiento pueden tener propiedades reológicas aceptables para máquinas modernas de alta velocidad de revestimiento de papel. Los caolines se dispersan en agua, aún con altos contenidos de sólidos, fluyen bien y producen el espesor liso requerido en la mínima duración de tiempo. Ellos son particularmente aconsejados para papeles de alto lustre tal como revestido de peso liviano (LWC).

Especificaciones del caolín en cerámica

La industria de la cerámica emplea una extensa variedad de formulaciones: métodos de fabricación, moldeado y prácticas de quemado; por lo tanto no existe una especificación ajustada para el caolín usado en cerámica. Las especificaciones requeridas dependerán del tipo de producto y aún de la planta particular donde se hará, la variable más importante son las diferentes proporciones de caolín, otras arcillas, sílice y fundentes usados en cuerpos cerámicos. Los que manufacturan cerámica actualmente compran sus materias primas en la forma de cuerpos preparados, y la fuente de materias primas y el control de calidad y especificaciones está mayormente en manos de los procesadores.

Los caolines también mejoran la resistencia de cuerpos no quemados y afectan sus características de plasticidad y colado. Las prácticas de colado y quemado en particular en plantas de cerámicas pueden ser modificadas para tener en cuenta las características particulares de los grados disponibles de caolín y otras arcillas.

Una de las principales especificaciones de caolín cerámico concierne la presencia de minerales que puedan afectar el color de quemado del cuerpo cerámico. El principal problema es el óxido de hierro, pero un contenido significante de cobre, cromo y manganeso también es perjudicial. Si tales impurezas están presentes dentro de la red de la arcilla luego el brillo quemado es reducido, pero en la forma particular su presencia es mucho más perjudicial. Ellas producen manchas cuando el cuerpo cerámico es quemado y durante el quemado del bizcocho, el hierro y la cerámica pueden reaccionar para formar un halo alrededor de la mancha si el nivel de oxígeno en el horno cae.

Una combinación de contenido de hierro de 0.6% a 0.7% Fe 2 O 3 puede usualmente ser tolerado en caolines cerámicos pero los niveles más bajos de hierro son requeridos para minimizar la absorción suave en cuerpos de hueso chino donde la transparencia es importante. Los caolines deben contener menos de 0.5% de hierro, el titanio cataliza la reacción del hierro con los cuerpos cerámicos y debe también ser bajo su contenido, los niveles de álcalis tienen un marcado efecto sobre las características de vitrificación para alterar la porosidad de los cuerpos cerámicos. Los caolines usados en porcelana deben contener menos de 1.55 de potasio, mínimo titanio y bajos contenidos de sílice.

La presencia de ciertos minerales es también perjudicial en caolines cerámicos. Naturalmente las arcillas que hinchan tal como las montmorillonitas absorben agua en sus redes; esto afecta la viscosidad y así la velocidad de colado. Los procesos de colado pueden ser seriamente afectados por la presencia de tan solo un 1% de montmorillonita en el cuerpo.

Generalmente se prefiere caolín de partículas de fino tamaño, porque el tamaño de las partículas generalmente determina la plasticidad y la resistencia del cuerpo cerámico no quemado. La elección de la distribución del tamaño de las partículas varía, de todos modos, porque las partículas finas también reducen la velocidad de colado e incrementa la contracción durante el quemado.

Especificaciones de caolín en cerámica.

Especificaciones para el caolín en pintura

El caolín es usado principalmente como pigmento extendedor blanco, reemplazando parcialmente el dióxido de titanio en pinturas. El caolín calcinado es la principal forma de caolín usada, si bien la tendencia hacia la producción de pinturas en base a agua impulsó el uso de caolín lavado en agua. El caolín contribuye dando brillo y opacidad a la pintura y, por lo tanto, los caolines usados en pinturas deben tener buen brillo y bajos niveles de impurezas, especialmente aquellos que deben liderar la formación de constituyentes oscuramente coloreados cuando el film de pintura se encuentra sometida a la intemperie.

Otros requerimientos adicionales para caolines para pintura es que deberían deflocular fácilmente y tener bajos niveles de sales solubles. El brillo entre el 80% y el 90% es generalmente requerido y la distribución del tamaño de las partículas tiende a ser 70% a 80% menor de dos micrones. Los caolines calcinados son utilizados en pinturas porque imparten alto poder de cubrimiento en seco a la pintura y también producen un film de pintura más durable.

Tanto en Estados Unidos como en Europa Occidental se ha impulsado dentro de la industria de la pintura el uso de pinturas en base a agua en lugar de aquellas basadas en solvente, dado que no son tóxicas, son menos caras para manufactura y producen menos polución. En términos de consumo de caolín, este cambio llevó a un crecimiento de la demanda de caolín lavado en agua.

Propiedades físicas importantes de cargas minerales seleccionadas en el uso para plásticos.

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