Proceso de Elaboración de Grasas y Aceites

Las grasas y aceites animales y vegetales están formadas, sin excepción, por ésteres glicéricos de los ácidos grasos superiores (con 4 y más átomos de carbono), teniendo importancia tanto los ácidos saturados como los no saturados. Es de importancia mencionar que los aceites y grasas vegetales sólo contienen ácidos grasos con un número par de átomos de carbono. La fórmula estructural de una grasa constituida por ácido palmítico esterificada con glicerina ( tripalmitato de glicerina ) es la siguiente:

En una misma molécula pueden estar esterificados ácidos grasos diferentes. Esto explica la gran multiplicidad de las grasas y aceites vegetales

PROPIEDADES DE LOS CUERPOS GRASOS:

Son cuerpos blancos o amarillentos, untuosos al tacto, inodoros, insípidos, menos densos que el agua. Su densidad varía entre 0.88 y 0.96. - Solubilidad: son insolubles en el agua, poco solubles en alcohol frío y más en caliente. Solubles en éter, cloroformo, sulfuro de carbono, tetracloruro de carbono, tricloruro de etileno, etc. - Consistencia: su consistencia a la temperatura ordinaria, depende de la proporción de la oleína. Si ésta predomina ante la palmitina y estearina, el cuerpo graso será líquido, de lo contrario será sólido o pastoso. - Reactivo: dejan sobre el papel una mancha translúcida que el calor no hace desaparecer, pues no son volátiles. Esta propiedad permite distinguir inmediatamente los verdaderos aceites que son cuerpos grasos, de los aceites minerales ( de petróleo, de alquitranes ) que son carburos de hidrógeno. - Acción del Calor: por la acción de un calor suave las grasa funden; pero si temperatura es levada, los glicéridos se descomponen y la glicerina separada se deshidrata transformándose en propenal de olor repugnante. - Enranciamiento: esta misma sustancia se altera por el abandono de las materias grasas a la intemperie, produciéndose este fenómeno debido a la acción de diastasas hidrolizantes y oxidantes.

OBTENCION DE LAS GRASAS Y ACEITES:

Las grasas y aceites vegetales se encuentran en frutos y semillas de las plantas. Si el producto graso está húmedo se le seca en secadores especiales hasta un grado de humedad del 5 al 10%. Después se le libra de impurezas extrañas por cribado y aventado y finalmente se le tritura. A continuación se le lleva a la prensa, donde se exprime la mayor parte de la grasa. Para facilitar la salida de la grasa se calienta el producto, antes de prensarlo, con vapor de agua. Mediante el prensado no puede obtenerse toda la grasa, incluso en los casos más favorables queda un 5% de grasa en las tortas, que se beneficia por extracción. Las fábricas de aceites comestibles muy a menudo prensan los productos sólo hasta dejarlos con un 10 a un 20% de grasa y recuperan después esta parte por extracción.

EXTRACCION DE LAS GRASAS:

El disolvente más adecuado para la extracción de las grasa en frutos y semillas es la gasolina y precisamente una fracción de la misma que no hierve por encima de los 100°C, pues de no ser así, al evaporar el disolvente, se sobrecalienta la grasa y puede por ello desnaturalizarse. Se realiza la extracción bien discontinuamente en una serie de extractores sucesivos o en extractores especiales continuos. Pero en cualquier caso se trabaja con el principio de la contracorriente, es decir, se hace circular el producto contra la gasolina, de tal manera que ésta queda finalmente con un contenido en aceite del 30 al 35%. ( A la gasolina rica en aceite se le denomina miscella ). Se filtra muy cuidadosamente la miscella a fin de separar de ella todas las impurezas sólidas y se la lleva a una cabeza de una columna de platos calentada por vapor directo. Así la gasolina se evapora por completo, sale por la cabeza de la torre y se recupera por condensación. El aceite puro se recoge en la caldera desde donde se extrae. A continuación las grasa tienen que ser sometidas a un proceso de purificación. Se separan las impurezas orgánicas como los mucilagos y resinas, por agitación con ácido sulfúrico. Es importante la eliminación de los ácidos libres presentes a menudo en las grasa, lo que se consigue por neutralización con lejía de sosa cáustica o de sosa comercial al 90°C y lavado subsiguiente con agua caliente. Esta purificación debe durar solamente unos pocos minutos para que no se saponifique la grasa. El agua de lavado se separa de la grasa y ésta puede secarse aún más al vacío. Las grasas contienen casi siempre componentes colorantes. Para separarlos de aquéllas, se las agita a 80°C con tierras decolorantes o con carbón activado y muchas veces con una mezcla de ambos. Entonces se obtiene por filtrado un aceite incoloro y transparente. Esto es importante en especial, para los aceites alimenticios de calidad. También reviste una gran importancia la desodorización de los aceites alimenticios, que se efectúa calentando el aceite durante algún tiempo a algo más de 200°C y haciendo pasar por él, vapor de agua, bajo vacío, que arrastra consigo las sustancias olorosas, existentes en pequeñas cantidades.

GRASAS ANIMALES:

Las grasas animales son bastante fáciles de beneficiar. El material que se va a emplear se trocea y los fragmentos se funden. Los compuestos proteicos y otras impurezas se separan de la grasa fundida, sedimentan y se les retira. La grasa así obtenida se conserva por tiempo indefinido. También el pescado sirve para la obtención de grasa. Se le cuece con vapor a una pequeña sobrepresión y se pasa inmediatamente a una prensa de husillo de la que escurre el agua y el aceite, que se separan entre sí en una centrífuga. Las tortas de pescado prensado se extraen todavía más. Los residuos triturados van al comercio como harina de pescado y el aceite se purifica como se mencionó anteriormente. Entre los aceites de pescado, el de hígado de bacalao tiene una gran importancia medicinal, puesto que contiene la provitamina D, insustituible fuente de vitamina antirraquítica.

Proceso de Elaboración de Acido Clorhídrico

Tratamiento de las materias primas:

Se emplea un horno para la obtención de sulfato y reactor de cloración. En un tanque se hace la disolución con agitación del cloruro de sodio y agua, la cual pasa a una electrólisis en una celda electrolítica.

El cloro que procede de la electrólisis se refrigera primero y se lava con agua en un lavador. El cloro húmedo se lava a contracorriente en un desecador con ácido sulfúrico concentrado para secarlo (el ácido sulfúrico se refrigera y puede utilizarse de nuevo como desencante). Finalmente se purifica en filtros y se le comprime mediante un compresor.

La purificación del hidrogeno después de refrigerarlo se reduce a su desecación con ácido sulfúrico concentrado en otro desecador. Un compresor lo lleva a la presión necesaria.

Reacción

La unión de cloro e hidrogeno para formar Ácido Clorhídrico transcurre con gran violencia y fuerte desprendimiento de calor. La reacción puede iniciarse por la acción de la luz. Debido al gran peligro de explosión se lleva a cabo con precauciones especiales. Ha dado buen resultado el soplete de cloro e hidrógeno. El retroceso de la mezcla se evita con una tela metálica que existe en el interior del soplete; debido a la intensa corrosión los sopletes se construyen en cuarzo y las paredes del horno de combustión se recubren con ladrillos cerámicos. Los hornos de combustión modernos constan de tubos de grafito y el calor de reacción se elimina continuamente refrigerando con agua.

Condensación y concentración

El Ácido Clorhídrico gaseoso puro es un producto comercial solo en circunstancias aisladas. Cuando se necesita así, el gas se somete a refrigeración y se le comprime en cilindros de acero. El empleo y la manipulación de los cilindros de HCl requiere gran cuidado, por los efectos de inflamabilidad y corrosión.

En el comercio se presenta en disolución acuosa, con la adsorción directa con agua va ligada a un fuerte desprendimiento de calor y la solubilidad decrece con el aumento de la temperatura, se refrigera junto con ácido clorhídrico diluido, en un refrigerante de grafito y se le condensa. El no condensado se lava en la torre de absorción final con agua fresca y se transforma en ácido clorhídrico diluido. Los gases residuales se dejan salir a la atmósfera, aproximadamente con 1% de HCl. El diluido se refrigera y se usa como líquido de absorción para el HCl gaseoso. El HCl que sale del condensador se recoge en tanques de almacenaje de arcilla, vidrio u otros materiales recubiertos de caucho.

Proceso de Elaboración de Acido Nítrico

Uno de los métodos más conocidos es llevado a cabo por medio de la Oxidación de Amoniaco.El proceso consiste en oxidar el amoniaco con aire en presencia de un catalizador que generalmente es de platino, para luego hacer pasar el resultado de esta operación por unas torres de absorción con el fin de hidratar los óxidos de nitrógeno y convertirlos en ácido nítrico.

El aire es presurizado por medio de un compresor impulsado por una turbina de gas y vapor, además es purificado. Se precalienta por medio de un intercambio de calor con los gases del producto. El amoniaco proporcionado como materia prima líquida se evapora y precalienta a la misma temperatura por medio de vapor. Después se mezclan las dos corrientes y se alimentan a un reactor adiabático donde el aire oxida el amoniaco, a NO, que forman gases nitrosos con el aire en exceso; dentro del reactor se encuentra una malla o tela de platino que se usa como catalizador. La relación de alimentación es de 10% de amoniaco y 90 % de oxígeno, por eso se cree que es mas barato y cómodo transportar el amoniaco que el ácido nítrico.

Los gases desprendidos en esta parte del proceso se usan en una caldera para la producción de vapor, el precalentador de aire y un calentador de gas residual, antes de hacerlos pasar por un condensador enfriador, del cual sale a 40°C aproximadamente. De allí pasan a un proceso de absorción, que se puede realizar en una torre que se alimenta con agua o en un sistema de varias torres en las cuales se bombea ácido cada vez más diluido de la torre anterior, hasta agua, intercalando un refrigerante, en contracorriente con los óxidos de nitrógeno que salen del reactor. En la torre se hace circular agua en contracorriente con los óxidos que salen del reactor, esta debe tener un sistema de refrigeración, como por ejemplo, chaquetas de enfriamiento. En el proceso se llega al equilibrio, y entonces el ácido ya producido se descompone y se vuelve a producir NO, por lo cual no es suficiente la absorción ácida, entonces el ácido débil en algunas plantas se somete a una absorción alcalina si se desea aumentar la concentración de este. Este método consiste en pasar el ácido por torres de absorción rociadas con líquidos alcalinos, generalmente este lavado se hace con una suspensión de cal en una disolución de nitrato de calcio, esta solución reacciona con los óxidos de nitrógeno formando nitritos, los cuales se pueden recuperar por inyección de aire en una torre de inversión. Este método de absorción alcalina disminuye en gran cantidad la posible contaminación de los óxidos de nitrógeno (NOx) y también evita que se entorpezcan las reacciones de producción de HNO3, aumentando un poco la concentración, de 50% que sale de la absorción ácida, a 60% después de la alcalina.

Los métodos mas usados de fabricación de ácido alcanzan máximo concentraciones de 60%, aunque en algunos casos con la

preconcentración se llega hasta 68%, por lo cual se deben someter a procesos de concentración, el más usado es la captación del agua con ácido sulfúrico, el cual después se recupera evaporando el agua a 325°C.

QUIMICA DEL PROCESO

La reacción global del proceso, es la siguiente:

1. NH3 (g)+ 2O2 (g) HNO3(aq) + H2O(l)

Durante el proceso se presentan las siguientes reacciones. La que aparece a continuación se lleva a cabo en el reactor adiabático y representa la oxidación del amoniaco.

2. 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(l)

Esta reacción también se presenta en el reactor, y se genera gracias al oxígeno en exceso presente. Es una reacción muy lenta y difícil de manejar, ya que presenta cinética de tercer orden, y si se tratara de optimizar se afectaría la reacción 2.

3. 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)

Esta reacción es muy importante y se lleva a cabo en la torre de absorción, cuando se ponen a circular en contracorriente el H20 y los gases que salen del reactor anteriormente condensados.

4. 3NO2(g) + H2O(l) 2HNO3(l) +NO(g)

Las siguientes reacciones no son fundamentales durante el proceso, pero en diferentes formas afectan la eficiencia de éste. Por lo que se tendrán en cuenta.

5. 4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(g)

6. 4NH3(g) + 6NO(g) 5N2(g) + 6H2O(g)

7. 2NO2(g) N2O4

En la torre de absorción alcalina se presenta la siguiente reacción, que representa la conversión de los óxidos de nitrógeno a nitritos, en este caso de calcio, ya que la solución utilizada es una lechada de cal, pero se pueden utilizar otras soluciones.

8. 4NO2 + 2Ca(OH)2 Ca(NO3)2 + 2H2O

Si se desean recuperar los nitritos producidos en la absorción alcalina, se les oxida a nitratos para que así puedan ser utilizados en la fabricación de otros compuestos, o de las nuevas lechadas a agregar en la torre.

9. 3Ca(NO2)2 + 4HNO3 3Ca(NO3)2 + 2H2O

TERMODINAMICA DEL PROCESO

La reacción 2 es una reacción de cambio cuando es catalizada, que se completa en menos de un milisegundo. Debe, por lo tanto, realizarse como una reacción adiabática. La concentración de amoniaco en el aire alimentado se debe limitar, para que al alcanzar la temperatura máxima no dañe el costoso catalizador.

Las temperaturas a las que se realiza esta reacción son de 800 a 900° C, a presión atmosférica o más elevada. La reacción es exotérmica y produce 216,7 Kcal.

La reacción 3 se produce en fase gaseosa, lenta, con una velocidad que decrece a medida que aumenta la temperatura, por lo cual la conversión completa a NO2 no resulta práctica desde el punto de vista comercial. En la reacción se liberan 26,9 Kcal.

La reacción 4 causa ciertos problemas ya que llega rápidamente al equilibrio, que en este caso no es conveniente, porque significa que a medida que se produzca ácido, también se descompondrá, y es por ello que no se pueden conseguir altas concentraciones con facilidad. La reacción de absorción es complicada ya que todos los óxidos de nitrógeno y el ácido nitroso son absorbidos y reaccionan para producir ácido nítrico, pero una tercera parte de estos gases disueltos son luego expelidos como NO, requiriendo reoxidación y reabsorción hasta que la cantidad de NO sea pequeña. Este es un proceso muy dispendioso. Esta reacción también es exotérmica y produce 32,5 Kcal.

Las reacciones presentadas durante el proceso son altamente exotérmicas, por lo cual los vapores generados se pueden usar como fuentes energéticas, para el funcionamiento de los equipos en el proceso. Siendo muy benéfico, ya que bien utilizados los vapores disminuyen los costos de las operaciones.

Proceso de Elaboración de Acido Sulfúrico

Resulta difícil creer que un producto químico tan reactivo como el ácido sulfúrico es, al mismo tiempo, uno de los productos técnicos que mas se utilizan y uno de los más importantes. Es el agente para la formación de sulfatos y para la sulfonación, pero se emplea con más frecuencia por que es un ácido inorgánico bastante fuerte y barato. Se utiliza en muchas industrias, aunque no es frecuente que aparezca en los productos terminados. Se emplea en la producción de fertilizantes, cueros y hojalata, en la refinación del petróleo y en el teñido de telas.

Método de contacto

Es el mejor método para producir el ácido entre el 75 % y el 80%. El dióxido de azufre se oxida directamente con oxigeno de aire en un catalizador (vanadato de potasio sobre oxido de silicio como soporte) y con desprendimiento de calor:

2SO2 +O2 2SO3 + 45,2 Kcal

La reacción es reversible por que el trióxido se descompone por encima de los 600ºC que es la temperatura mínima de trabajo del catalizador y por lo tanto la que hay que emplear es de por lo menos 400ºC. En la práctica se opera a temperaturas de entre 400 y 550 ºC.

Proceso:Obtención del dióxido de azufre

Se puede obtener de la combustión de azufre en hornos rotatorios con abundante entrada de aire (sí se tiene en abundancia, como es el caso de USA). Si no se tiene disposición de azufre puro, entonces se hace uso de la tostación de minerales sulfurados, en la que se obtiene gran cantidad de SO2, principalmente se emplea pirita (FeS2) como materia prima.

El proceso de tostación se lleva acabo en diferentes tipos de horno. El proceso es altamente exotérmico; por cada tonelada de azufre que se quema se pueden producir 2 toneladas de vapor. La alimentación del horno es continua. También pueden usarse hornos de pisos.

También se puede obtener dióxido de azufre por tostación en lecho fluido, que se hace en una vasija cilíndrica de acero, revestida de material refractario, se pone el material a tostar sobre una parrilla de malla muy fina y en cuanto se enciende la pirita se sopla desde abajo una fuerte corriente de aire que, de una parte, mantiene la combustión y de otra levanta los finos granos de pirita y los mantiene flotando. De esta manera, la pirita queda rodeada de aire por todas partes y se quema rápida y completamente.

Purificación del gas

Es preciso purificar el dióxido de azufre bruto. Una purificación simple se puede hacer en las cámaras de polvo (eliminando el 50%), en la que la corriente de gas se frena súbitamente y las partículas de polvo se depositan en la superficie de la cámara. Un mejor tratamiento lo da el ciclón, posibilitando la eliminación del 80%. Y todavía mejor eliminación de impurezas con el método electrostático (filtro electrostático), así también más complejo y costoso, asegura que no haya venenos que puedan afectar el catalizador que se va a utilizar enseguida. En el método de cámaras solo se necesita una purificación simple, pero en el de contacto es necesario un filtro electrostático.

Oxidación

Tiene lugar en el horno de contacto. Como contacto vanadato de potasio sobre dióxido de silicio como soporte. Los hornos de contacto se construyen de diversos modos. Existen hornos de contactos tubulares, en los que el catalizador se carga en tubos que se disponen concéntricamente en el espacio disponible. El gas de tostación sube lamiendo primero la pared exterior de los tubos y una vez calentado penetra en el interior de ellos y hace contacto con el vanadato de potasio o con el pentóxido de vanadio. Otros hornos tienen parrillas dispuestas en pisos en las que se coloca el catalizador.

El control térmico aquí es fundamental, con presencia de cambiadores de calor adecuados, no debe ser inferior a 400ºC ni superior a 600ºC. en general una instalación dispone de tres hornos de contacto con intercambiadores de calor, este proceso transcurre a 430-500ºC, así se alcanza un rendimiento de casi el 100%. En el primer horno de mantiene una temperatura de 450ºC, en el segundo de 500ºC y en el tercero de 450ºC.

Absorción (la captación de un gas por un liquido).

El gas de reacción que contiene ahora trióxido de azufre se lleva a las columnas de absorción. Aunque el trióxido no se puede hacer reaccionar con el agua, pues esta no lo moja, entonces el agua es absorbida muy bien por el ácido sulfúrico concentrado, en el que se disuelve fácilmente con formación de óleum, con mayor o menor contenido de trióxido de azufre.

Mezclado y destilación

Para producirlo mas diluido, el ácido concentrado se deja fluir sobre la cantidad de agua necesaria, con refrigeración y agitación simultáneas. No se puede verter agua sobre el ácido concentrado por ser una reacción altamente exotérmica y violenta.

El óleum no se debe diluir con agua en ningún caso, pues esto traería una violenta explosión, se diluye entonces mezclándolo con la cantidad de ácido sulfúrico de 80-90% hasta llegar al sulfúrico puro, exento de óleum y después se diluyen con agua en la forma anterior a la concentración deseada.

Por destilación de óleum al 25% se obtiene trióxido de azufre puro. Regulando la temperatura del agua de refrigeración de modo que el trióxido de azufre condense en estado líquido y sea recogido.

Proceso de Elaboración de Acroleina

La acroleína se conoce como acraldehido, acrilaldehido, aldehido acrílico, alíl aldehido, propenal, propilenaldehido, trans-acroleína, acquinita, aqualína, bioseda, crolean, etilenaldehido, magnasida, magnasida H, NSC8819, 2-propenal, prop-2-en-1-al, 2-propen-1-ona y pro-2-enal. Es el aldehido insaturado más simple, incoloro, o amarillento de consistencia líquida y su formula molecular es: CH2=CH-CHO. La acroleína es un importante intermedio para la producción de numerosas sustancias. El principal uso comercial es la producción de D,L-metionina, un aminoácido esencial usado como suplemento alimentario para animales.

Producción de acroleína.

La acroleína se puede obtener de las siguientes maneras:

Por la pirolisis de dialil-eter

(CH3CH=CH2)O CH2=CHCHO + CH3CH=CH2 + H2

La acroleína se puede producir a partir de la deshidratación del glicerol.

Condensación de acetaldehído y formaldehído

CH2O + CH3CHO CH2=CHCHO + H2O

Oxidación directa de propileno

CH2=CHCH3 + O2 CH2=CHCHO + H2O

Hoy en día la ruta más usada para obtener acroleína es mediante la oxidación directa del propileno, menores costos en materia prima, mayor eficiencia, es la más nombrada a nivel industrial y menor formación de productos no deseados.

Propiedades Físicas de la acroleína.

Peso Molecular: 56.06

Gravedad Específica: 0.8410 20/4 y 0.8457 20/20

Densidad :

Densidad Temperatura

862.1 Kg/m3 0 ºC

862.1 Kg/m3 20 °C

807.5 Kg/m3 50 °C

Temperatura de fusión: -87 ° C

Temperatura de ebullición:

Temperatura Presión

52.5° C 1 atm

17.5° C 0.26 atm

2.5° C 0.3 atm

-7.5° C 0.08 atm

Presión de vapor:

Presión Temperatura

0.053 atm 15 ° C

0.08 atm 7.5 ° C

0.3 atm 2.5 ° C

0.26 atm 17.5 ° C

0.28 atm 20 ° C

0.43 atm 30 ° C

0.53 atm 34.5 ° C

1 atm 52.5 ° C

Densidad de vapor: 1.94

Índice de refracción: 1.4017 a 20 ° C 1.4022 a 19 ° C

Viscosidad : 0.35 cp a 20 ° C

Presión crítica estimada: 50 atm

Temperatura crítica estimada: 254 ° C

Tensión superficial del líquido: 24 dinas/cm2 a 20 ° C

Calor latente de vaporización: 501.6 KJ/Kg

Calor de combustión: -29051 KJ/Kg

Calor de vaporización estimado: -117.04 KJ/Kg

Calor de formación (gas 25 ° C): -74.5 KJ/mol

Calor de polimerización: 71 - 80 KJ/mol

Límites de flamabilidad en aire:

superior: 31% en volumen. Inferior: 2.8% en volumen.

Temperatura de auto ignición: 278 ° C

Propiedades químicas.

Solubilidad en agua, etanol al 95%, y en acetona: >= 100 mg/mL a 21°C

Reactividad: La acroleína es altamente reactiva debido a sus compuestos conjugados vinil y carbonilo, esto conlleva a reacciones características de compuestos insaturados y aldehídos. La conjugación entre el enlace doble C=C y el grupo carbonilo incrementa la reactividad de ambos grupos, los cuales pueden reaccionar juntos o separados. Pueden ocurrir polimerización reacciones de polimerización altamente exotérmicas.

Cinética detallada de la reacción de oxidación del propileno sobre catalizadores de molibdatos y antimonatos.

1. Adsorción del propileno.

CH2=CH-CH3 (g) + * CH2=CH-CH3 *

2. Adsorción del oxígeno.

O2 (g) + * O2 *

3. Disociación del oxígeno.

O2 * + * 2O *

4. Abstracción del primer hidrógeno.

CH2 = CH -CH3 * + O * CH2 -CH-CH2* + OH *

5. Inserción del oxígeno.

CH2-CH-CH2 * + O * CH2 =CH-CH2 O* + *

6. Abstracción del segundo hidrogeno.

CH2=CH-CH2O * + OH * CH2=CH-CHO * + H2O *

7. Desorción de la acroleína.

CH2=CH-CHO * CH2=CH-CHO (g) + *

8. Desorción del agua.

H2O * H2O(g) + *

Reacciones.

Principal

R1 CH2=CHCH3 + O2 CH2=CHCHO + H2O

Secundarias

R2 2CH2=CHCH3 + 9 O2 6CO2 + 6H2O

R3 CH2=CHCHO + O2 CH2=CHCOOH

R4 CH2=CHCHO + H2O CH2O + CH3CHO

Temperatura. La reacción predominante a diferentes temperaturas es la formación de acroleína, pero al aumentar la temperatura excesivamente la reacción 2 se favorece produciendo dióxido de carbono y agua. Por ello la temperatura óptima para la reacción es de 500 a 700 K. Teóricamente encontrada en la literatura el reactor opera a una temperatura de 300 a 400 K. Para alcanzar esta temperatura se requiere un precalentamiento (intercambiador de calor).

Catalizador. Por la energía libre de Gibbs todas las reacciones son favorables. Por ello es necesario utilizar un catalizador selectivo para la oxidación de propileno. El óxido de molibdeno es el utilizado con mayor frecuencia en la industria y con él se obtiene una conversión del 95%.

Reacción. La mezcla de sustancias precalentadas llegarán al reactor en el cual se llevará a cabo la oxidación del propileno.

Intercambiador 2 Se debe enfriar la mezcla saliente para evitar reacciones subsecuentes de la acroleína, como la polimerización.

Separación. La mezcla saliente del intercambiador posee una mezcla de compuestos en estado gaseoso; se separarán las primeras sustancia con bajo punto de ebullición: ácido acrílico y compuestos poliméricos, Separador. Los compuestos no condensable, como: propileno, CO, CO2, O2 y N2, son separados utilizando un solvente de lavado para la acroleína, Separador ; Estos compuestos son enviados al primer intercambiador de calor como relleno de gases inertes para favorecer la temperatura de reacción. En el tercer separador se retira el solvente de la acroleína cruda.

Concentración de la acroleína. Por medio de la destilación a la acroleína se le remueve subproductos de bajo punto de ebullición (formaldehído y acetaldehído); se obtiene una acroleína al 96%.

Proceso de Elaboración de Alcaloides

Por razón de que los alcaloides comerciales son en general los ingredientes activos de drogas exóticas conocidas desde tiempos muy antiguos, su fabricación tiene mucho de tradicional. Los procedimientos que se emplean para la practica son empíricos y se fundan en las solubilidades de las bases alcaloides o sus sales.

Los alcaloides medicinales son generalmente productos caros, pero afortunadamente la mayoría de ellos se prescriben en dosis muy pequeñas lo que permite el uso general en la terapéutica. El alto precio que tienen estos productos se debe en gran parte a que se obtienen de sustancias naturales relativamente caras y que dan alto rendimiento, pero la principal razón es el alto costo de los métodos de separación, que a menudo son muy complicados. Como muchos alcaloides son inestables su producción natural es muy limitada, con frecuencia se requieren procedimientos relativamente costosos, como la extracción con grandes cantidades de disolventes, la destilación al vacío y el empleo de aparatos revestidos de vidrio.

A continuación se presentan los principios generales de extracción de alcaloides y algunos procesos concretos. Los métodos de fabricación se han clasificado con respecto a los disolventes que se emplean y el procedimiento de separación y purificación del alcaloide.

EXTRACCION CON SOLVENTES INMISCIBLES EN AGUA

Para extraer directamente los alcaloides es necesario dejar en libertad las bases libres por medio de un tratamiento con álcali, para lo cual se suelen emplear álcalis suaves, como soluciones de Amoniaco y Carbonato Sódico. Se humedece la droga con una solución diluida y se deja secar al aire antes de ser alimentada a la cámara de extracción. Para extraer los alcaloides más estables como los de la quina, se tritura muy bien la droga con cal apagada y solución de sosa cáustica. La extracción con disolventes inmiscibles tiene la ventaja de que es muy selectiva en cuanto a la separación de las bases alcaloides y deja las proteínas y los hidratos de carbono que constituyen la mayor parte de la sustancia vegetal.

Como los disolventes inmiscibles con el agua son también disolventes de las grasas es necesario tomar ciertas precauciones para evitar que el extracto se contamine con grasas. Cuando se sabe que la materia prima contiene gran proporción de grasas, como sucede con las semillas, por regla general se trata esta con éter de petróleo, gasolina u otro disolvente

de las grasas antes de efectuar la liberación de los alcaloides, o si se prefiere se extraen las grasas en un periodo ulterior de la operación lo que es más laborioso. Cuando se ha efectuado la extracción del alcaloide en proceso continuo, por lo común es más fácil quitar la grasa en una operación preliminar.

Extracción con Solventes Seguida de Destilación

Comúnmente se emplean solventes de bajo punto de ebullición, como el éter etílico, el éter isopropilico y el cloruro de metilo, que se prestan particularmente bien a la extracción continua tipo soxhlet.

Completada la extracción se separa el disolvente por destilación y el residuo se disuelve en ácido diluido caliente. El extracto ácido, que contiene las sales de los alcaloides se deja en reposo para que se asienten las resinas y las grasas para luego filtrarse. Entonces se puede tratar la solución ácida con algún disolvente inmiscible que extrae las grasas y las resinas sin disolver las sales alcaloides y después si es suficientemente puro el extracto se concentra para obtener las sales de alcaloides cristalizadas. Por lo general es necesario alcalizar una vez mas la solución de las sales para liberar los alcaloides y transferirlos a un disolvente inmiscible, después de lo cual se separa la base o se disuelve en un líquido ácido para cristalizar la sal.

Esta operación final se puede efectuar agitando el producto con una cantidad proporcional de ácido concentrado o disolviéndolo en ácido diluido y luego haciendo concentración al vacío.

Extracción con Solventes Seguida de Extracción con Ácido

Los disolventes típicos que se utilizan para este proceso son el 1-2 Dicloruroetano, TricloroEtileno, Cloroformo, Benceno y fracciones del Petróleo de alto punto de ebullición. Para tales casos no se necesita el sistema cerrado, sino que se lixivia la droga con el disolvente, que luego se agita con ácido. El disolvente se recupera luego por destilación a vapor, pero esto no suele hacerse hasta después que una partida del disolvente ha servido para varias operaciones.

DISOLVENTES MISCIBLES CON AGUA

Los disolventes hidromiscibles usualmente son alcoholes grasos inferiores y los ácidos diluidos con agua. Con pocas excepciones estos son líquidos de extracción más económicos y de uso más general.

Extracción Con Disolventes Hidromiscibles Seguida De Destilación

Los disolventes más usuales para esta operación son Metanol, Alcohol isopropilico y Alcohol Etílico. Los alcoholes suelen ser buenos disolventes de los alcaloides y sus sales y por lo tanto, es innecesario el tratamiento previo de la droga. Sin embargo, los alcoholes son excelentes

penetrantes e impregnan y lixivian todos los tejidos que contengan humedad; lo que es particularmente ventajoso cuando se emplea materia vegetal medio seca o fresca. Para acrecentar su acción disolvente, se aplica calor, ya empleando alcohol caliente, ya con lixiviadores provistos de camisas de vapor. Después de agotar la droga se concentra el extracto generalmente al vacío. El residuo se disuelve con ácido, se filtra, se trata con un disolvente para extraer algunas impurezas; después se alcaliza el residuo acuoso y los alcaloides se trasladan a un disolvente y se purifican de la misma forma que en la extracción con solventes inmiscibles con agua.

Algunos de los alcaloides más importantes en la industria son la fenobarbitona y el clorhidrato de cocaína. Para la producción de la fenobarbitona se carga un reactor con fenilmalonato de dimetilo y bromuro de etilo; al añadir una solución metanolica de metoxido de sodio a 45º C, se verifica la etilacion y la mezcla de reacción obtenida se neutraliza con ácido sulfúrico. El exceso de bromuro de etilo y de metanol se separa por destilación y se añade agua. Después la mezcla se transfiere a un separador y se diluye con benceno. Se separa la solución acuosa de bromuro de sodio y la solución bencenica del producto se lava con hidróxido de sodio diluido a 5º C, para extraer el fenilmalonato de dimetilo sin reaccionar, y de nuevo se separa la solución acuosa. La acidificación del extracto de hidróxido de sodio produce ácido fenilacetico al calentar. El producto de etilacion se lava con ácido clorhídrico diluido y se destila para obtener etil-fenil-malonato de dimetilo puro. Este se condensa con diciano-diamina y metoxido de sodio en metanol y el producto se hidroliza en ácido sulfúrico a temperatura de reflujo. La fenobarbitona cruda se separa por centrifugación se lava, se seca, se recristaliza con una mezcla de alcohol y agua, se filtra y se seca.

La producción del clorhidrato de cocaína es un proceso típico de extracción con solventes seguida de extracción con ácido.

Proceso de Elaboración de Amoniaco

Los componentes básicos del Amoniaco sonHidrógeno y Nitrógeno.

Sus fuentes de obtención son:

   - El Nitrógeno se obtiene principalmente del Aire.

   - El Hidrógeno se obtiene de Gas Natural, Nafta, Carbón, entre otros.

En la actualidad, la mayor fuente de producción de Amoniaco es el Gas Natural, aunque en algunos países todavía se utiliza la Urea como fuente Importante.

Existen dos procesos básicos para obtener Hidrógeno a partir de Hidrocarburos. Reformado con vapor de agua y por Oxidación parcial.

Etapas Requeridas Para la Producción de Amoniaco a partir de Gas Natural

Cuando la producción de amoniaco se realiza con base en el gas natural, se requieren cinco pasos fundamentales, los cuales son:

Conversión de Gas Natural a Gas de síntesis, CO y H2 (reformado primario y secundario).

Conversión de CO a Hidrógeno y Dióxido de Carbono. Remoción del Dióxido de Carbono. Purificación final. Síntesis de Amoniaco.

Una descripción corta de cada una de las etapas mencionadas anteriormente para la producción de Amoniaco es la siguiente.

Conversión de Gas Natural a Gas de síntesis

La preparación del gas para la síntesis de Amoniaco, por la vía del reformado con vapor de agua, se realiza en dos zonas, una de reformado primario y otra de reformado secundario.

El gas natural pasa primero a través de un lecho absorbente, para remover las ultimas trazas de azufre que actúan reduciendo la vida del catalizador. El Gas Natural precalentado aproximadamente a 900º F se mezcla con vapor sobrecalentado y fluye a través de tubos que contienen catalizador de níquel en el reformador primario, los cuales están colocados en la sección radiante del mismo. El combustible se quema en e horno y suministra el calor (Endotérmico) necesario para el proceso de reformado.

Conversión de CO a Hidrógeno y Dióxido de Carbono

Los gases provenientes de la unidad de reformado se envían a lo que se conoce como el "convertidor Shift"; el CO generado durante la operación de reformado se combina con vapor y se convierte sobre un lecho catalítico en Hidrógeno + CO2.

Remoción del Dióxido de Carbono

Antes de enviar el gas a la unidad de síntesis de Amoniaco, el dióxido de Carbono contenido en este, debe removerse. Hay una serie de procesos para la remoción del dióxido de carbono; todos ellos basados en la limpieza del gas con varios solventes; el solvente puede ser reactivo o no reactivo. El proceso a seguir depende de la cantidad de CO2 que se va a remover.

Existen métodos como el de la MonoEtanolAmina (MEA) que es un solvente que opera a presiones moderadas y presenta el inconveniente de la corrosión y una alta demanda de energía. También se conoce el proceso del carbonato de potasio que elimina los problemas de corrosión, pero al elevar la temperatura se disminuye la solubilidad del CO2.

Existe otro proceso para la síntesis de Urea. Este proceso combina la síntesis del Amoniaco y la de Urea y consiste en lavar el gas de mezcla con el Amoniaco líquido derivado de la síntesis del Amoniaco.

Purificación Final

Para la purificación final, el gas de síntesis debe contener menos de 15 ppm de Óxidos del Carbono. Para garantizar esto se utilizan dos tipos de procesos.

El Copper Liquor que consiste en pasar este gas sobre un lecho de acetato cuproso de amonio o el formato cuproso de amonio o una mezcla de ambos, que cumple las veces de medios de absorción. El CO reacciona con el anión para formar un ión complejo. La presión se disminuye para que la solución deje la torre de absorción y el CO y el CO2 se liberen, el CO remanente se remueve por calentamiento. El CO al ser recuperado se utiliza como combustible o se puede adicionar a la corriente que entra al convertidor. Las desventajas de este proceso radican en altos índices de corrosión y serios problemas de contaminación de aguas.

También se utiliza el proceso de Metanación (síntesis del Metano) que consiste en convertir los óxidos de Carbono a Metano en presencia de un catalizador. El catalizador utilizado es Níquel sobre Alúmina, presentando problemas en cuanto a que las cantidades de óxidos garanticen la conversión a metano y tal que un contenido de metano en el gas de alimentación a la unidad de síntesis de Amoniaco no resulten problemas económicos por la pérdida de este en la purga del sistema.

Síntesis del Amoniaco

En la síntesis del amoniaco intervienen una serie de factores críticos como compresión, catálisis y conversión.

En la Compresión, se garantizan presiones de 100 a 1000 atm, ya que la formación de amoniaco se lleva a cabo por una contracción volumétrica

En la Catálisis se garantiza la primera reacción entre el gas de mezcla y el gas de síntesis, generalmente se utiliza óxido de hierro soportado sobre alúmina.

En la Conversión, en esencia se quiere remover calor y proporcionar un sitio óptimo para que se dé la catálisis

Proceso de Elaboración de Benceno

Fuentes:

Aceite ligero del gas de hornos de coque. La principal fuente de benceno es el gas de hulla, formado al calentar hulla bituminosa en hornos adecuados. En este el gas sale del horno a más de 500 ºC , se enfria, se le priva de alquitran y amoniaco, y se le hace recorrer torres altas en las cuales se lava con "aceite pajizo", el cual se destila; este destilado es llamado "aceite ligero". Y es este la principal fuente industrial de benceno.

Aceite ligero del gas de agua carburado. El benceno es el principal componente del aceite ligero obtenido al lavar el gas de agua carburada y tambien del aceite que se recoge de las tuberias y gasómetros.

El alquitran del gas de agua, obtenido al enfriar el gas carburado antes de lavarlo, contine un pequeño porcentaje de aceite ligero. El Alquitran se destila para expulsar los componentes de bajo punto de ebullición y obtener un aceite ligero que se envía a una planta refinadora.

Alquitrán de Hulla. Se recoge una pequeña cantidad de benceno en la destilación del alquitrán de Hulla. El destilado más volátil es extraído con sosa cáustica para eliminar los ácidos del alquitrán. él aceite extraído es fraccionado por destilación y la fracción bencénica se lava con ácido sulfúrico y se vuelve a destilar para recuperar el benceno.

Fabricación:

Recuperación del aceite ligero del gas de los hornos de coque.

El aceite ligero se obtinen del gas de los hornos de coque lavando los gases de aceite pajizo, este aceite tiene una fracción de 0.83 y 0.875 a 15.5 ºC. Para la destilación se exige un punto inicial de ebullición de unos 285 ºC y 95% de destilado a 350 ºC. El aceite de creosota y el ácido cresílico se utilizan como destiladores del alquitrán.

El lavado se realiza en columnas o torres de acero con rejillas. En la parte inferior de la columna hay una entrada para el gas y salida para el aceite; en la parte superior hay una salida para el gas y entrada para el aceite. Generalmente se ponen dos o más columnas en serie y el gas y el aceite de lavado circulan en contracorriente, alcanzando así el máximo de disolución del aceite ligeros del gas de los hornos en el aceite pajizo. La eficiencia máxima se logra cuando la temperatura del gas del aceite es de 20 ºC.

Cuando las temperaturas son más elevadas es necesario aumentar la circulación de aceite para mantener el rendimiento; aunque existen factores adversos a la recuparación del aceite ligero, entre ellos la

formación de lodo, el cual se deposita en los intercambiadores de calor y se produce por los compuestos alquitranosos contenidos en el gas; para impedir la formación de lodo se emplean antioxidantes, precipitadores electrostáticos, centrífugas, filtros y tanques de sedimentación.

El aceite pajizo benzoliado que sale de la última columna se bombea a través del intercambiador de calor después se hace llegar a una placa superior de la columna de destilación y se deja descender de una placa a otra. El vapor a baja presión por el fondo de la columna y asciende realizando una destilación por arrastre que se lleva el aceite liviano bencénico. Los vapores de aceite y el vapor de agua pasa a un desflemador y por una columna para separar los residuos del crudo y después de condensan juntos y se separa la capa de agua.

El aceite ligero recuperado se bombea a un tanque de almacenamiento; el aceite que sale por la parte inferior de la columna es parcialmente enfriado en el cambiador de calor por el aceite benzolizado procedente de las torres de lavado; después se acaba de enfriar en enfriadores atmosféricos, y entra de nuevo en el sistema de lavado. El aceite ligero de los hornos de coque se somete a un nuevo tratamiento para obtener benceno refinado y otros compuestos aromáticos. La composición del aceite ligero depende de la calidad de la hulla y de la temperatura de coquificación. Cuando ésta es rápida, son más elevadas las temperaturas y el aceite contiene poca o ninguna parafina. a temperaturas bajas tiene un contenido de parafina más elevado.

El rendimiento de aceite ligero por tonelada de hulla varía mucho según la calidad del carbón, la construccción de los hornos, el tiempo empleado en la coquificación y el tipo de instalación de lavado.

El aceite ligero del gas de agua carburado. Contiene un porcentaje más alto de compuestos no saturados que el aceite ligero procedente de los hornos de coque. Estos compuestos son el estireno, metilestireno, indeno y otros. La composición depende del método empleado para la carburación y el aceite de petróleo usado.

Recuperación y refinación del benceno extraido del aceite ligero:

La mayor parte del benceno crudo suele convertirse en cinco grados comerciales:

1. Benceno exento de tiofeno 2. Benceno para nitración 3. Benceno de calidad industrial 4. Benceno industrial 90 5. Benzol para motores.

De la calidad del producto deseado parte el método empleado para el tratamiento de los aceites crudos que contienen benceno. El benceno crudo contiene compuestos cuya temperatura de destilación se aproxima

a la del benceno, por lo que la separación por destilación fraccionada resultaría costosa. El procedimiento empleado para la refinación se compone de dos operaciones: 1. Tratamiento del benceno crudo con ácido sulfúrico concentrado y separación del ácido. 2. Destilación fraccionada del crudo tratado por ácido.

Las operaciones pueden ser continuas o intermitentes según la cantidad de crudo disponible. El lavado con ácido se utiliza antes del fraccionamiento con el fin de eliminar el residuo. El ácido sulfúrico (66 Be) es el producto usual empleado para el lavado por su económia y por la facilidad con que puede manejarse.

Los lavadores se cargan a su máxima capacidad con ácido sulfurico procedente de un tanque medidor, se agita el líquido se deja reposar y el lodo ácido depositado se saca por una pequeña valvula de descarga que hay en el fondo del cono. Este lavado elimina toda el agua del material cargado. Se añade ácido sulfúrico y se agita la masa; posteriormente se deja reposar antes de dar salida al lodo, al llegar a este punto, se ensaya el aceite de lavado para ver si es necesario hacer otro lavado. Si el ensayo muestra que es completo el tratamiento se añade sosa cáustica para neutralizar el ácido residual. Se deja sedimentar el material y se extrae el lodo de sosa; finalmente se lava el aceite por agitación con agua y el aceite ligero lavado y neutralizado se bombea hasta un tanque de almacenamiento.

Para la destilación es necesario un destilador de acero serpentines de vapor columna de separación y un condensador tipo serpentin sumergido.

Al comenzar un ciclo de destilación del benceno, para obtener la cantidad destinada a nitración se colocan las válvulas de modo que el condensao vuelva a la columna, después se carga el destilador con aciete ligero, tan pronto como están cubiertos por la carga se introduce el vapor en los serpentines con el fin de calentar y mantener la vaporización. En este momento se abre la válvula de flujo de modo que una parte del condensado pase por gravedad a los receptores. Después de salir la temperatura será aproximadamente de 80 ºC, entonces se cierra la válvula de paso y se deja acumular en la parte superior de la columna más materias con punto de ebullición bajo, posteriormente se vuelve a abrir la válvula para que lleguen al receptor materias de punto de ebullición bajo.

Se continua el flujo y posteriormente se lleva a un tanque intermedio del que se sacará para volverlo a destilar con una carga posterior; se ensaya el destilado para ver su temperatura de ebullicion y su peso específico, cuando el ensayo del destilado muestra que es benceno para nitración se hace llegar al tanque de almacenamiento del benceno. Cuando el benceno presenta una impurificaión del destilado con tolueno, se reduce el flujo lo cual origina un benceno que no cumple la especificación para la nitración.

Proceso de Elaboración de Brandy

El brandy es una bebida espirituosa, con una graduación alcohólica comprendida entre 36 y 45 %, obtenida a partir de aguardientes de vino, asociados o no a un destilado de vino, destilado a menos de 94,8 % vol. siempre que dicho destilado no exceda el límite máximo del 50 % del producto acabado envejecida en recipientes de roble durante un año por lo menos, con un contenido en sustancias volátiles igual o superior a 125 g/hl de alcohol a 100 % vol., procedentes exclusivamente de la destilación o redestilación de las materias primas empleadas con un contenido máximo en alcohol metílico de 200 g/hl de alcohol 100 % vol

MATERIA PRIMA

La única materia prima autorizada por la Unión Europea es el vino obtenido de mostos, elaborados en blanco, que proceden de uvas blancas o tintas, sin contacto con la piel o pepitas, donde se utilizan uvas Isabella, Pimot Hor y Rubired. Marcando además la diferencia por su noble origen con relación a otras bebidas espirituosas como el whisky, que se obtiene a partir de cereales, la ginebra que se elabora a partir de melazas, subproducto de la elaboración del azúcar, del ron que se obtiene generalmente de las melazas de la caña de azúcar, del vodka etc.

PROCESO DE OBTENCION

Inicialmente las uvas se ESTRUJAN, en una maquina despalilladora (tornillo sin fin que desprende los escobajos, y revienta la uva).

Fermentación

"Esta operación transforma los azucares en alcohol etílico y anhídrido carbónico gracias a la actividad metabólica de las levaduras". Continuo a esto se pasa a un proceso de fermentación, las uvas trituradas se colocan en el tanque de fermentación y se añade la levadura (que en el proceso de vinificación se utiliza Saccharomyces Cerevisiae). La fermentación se completa hasta que ha desaparecido todo el azúcar. El vino resultante debe ser blanco sano y con poca acidez. La graduación alcohólica de 10° a 13° alcoholímetros. No se debe envejecer sino más bien llevarse a destilación, para obtener un aguardiente de 70 Gl aprox.

Filtración.

El vino se trasiega para separarlo de las heces o madres que contienen las levaduras muertas, se puede utilizar un filtro de placas o una tierra filtrante.

Destilación

Con la destilación de vinos no se pretende una simple extracción de alcohol, sino más bien una extracción fina y selectiva de los componentes aromáticos contenidos en los orujos, mediante la concentración del alcohol casi 20 veces, con el adecuado manejo de cabezas y colas. Se utiliza esta operación porque por medio de ella uno o más componentes de un liquido se separan, se elimina gran parte del agua y se concentra principalmente el alcohol etílico y los aromas. El proceso de destilación se desarrolla en dos fases la primer es la vaporización de los elementos volátiles del mosto; la segunda es la condensación de los vapores producidos. En esta fase de condensación pueden distinguirse tres fracciones, que aparecen en el destilado en este orden: cabezas (con graduación alcohólica superior al 70% vol.), corazones (entre el 70% y el 45% vol.) y colas (menor de 45% vol.). Esta fragmentación es arbitraria. Las colas se desechan, porque estas se suelen mezclarse con el mosto que va a ser introducido a la torre para una nueva destilación, por lo general se trabaja con los corazones de la destilación. La destilación se puede hacer de tres tipos: de fuego directo: alquitara y alambique, y otro por arrastre de vapor. Cada método es trabajado, según el país de procedencia del brandy, en España se prefiere la Alquitara y en Francia el Alambique.

Las Alquitaras: Este sistema es sin duda el más lento y el de menor rendimiento, pero es frecuentemente utilizado. Consiste en una caldera en la que se deposita el vino al que se le aplica calor. Al elevar su temperatura el vino entra en ebullición pasando al estado gaseoso. Estos vapores ascienden por el retrógrado que tiene la misión de evitar el paso rápido de estos gases. Esta función la ejercen por su diseño, que provoca la condensación de una parte de los gases que regresa en forma líquida a la caldera. Los vapores son conducidos hasta el serpentín refrigerado con agua fría donde son condensados de nuevo dando lugar a los aguardientes destilados del vino. Por el camino estos gases han cedido una parte de su temperatura al vino, que se encuentra en espera. Al comienzo de la destilación se separan las denominada cabezas, que contienen los productos más volátiles y al final cuando comienza a descender al grado alcohólico del aguardiente se desechan las colas que contienen los productos más pesados. La fracción central o corazón es la que origina el aguardiente.

El alambique: es el sistema de destilación más usado. Da mejores rendimientos técnicos que la alquitara, con calidades no inferiores y a veces superiores. Es una considerable mejora técnica sobre la alquitara, al separar las fases de vaporización y condensación, lo que permite un mayor control del proceso. El equipo consta de: un soporte de pota basculante, que facilita las operaciones de carga, descarga y limpieza; una pota o vaso de cobre, bañado interiormente de estaño, de capacidad variable (en general 200 a 300 litros); un capacete condensador prolongado en un cuello de cisne; un condensador refrigerante cilíndrico provisto en su interior de un serpentín de cobre, conectable al cuello de cisne y con salida para el destilado en su parte inferior y una base para el

condensador refrigerante. Al igual que en la alquitara, el condensador refrigerante lleva dos orificios de entrada y salida de agua, que se mueve a contracorriente de los vapores en el serpentín. En el orificio de salida del destilado hay normalmente un dispositivo para colocar el alcohómetro, para permitir controlar la graduación de salida y separar las distintas fracciones del destilado. La pota o vaso suele llevar en el fondo una base metálica de cobre, perforada, para evitar el contacto intenso entre el fuego y el mosto.

El arrastre de vapor: También llamado sistema "portugués", requiere instalaciones fijas, presentando características de tipo industrial. La mejora en la eficacia con relación a los sistemas tradicionales es importante. Su defecto es su elevado precio, sin embargo sus ventajas pueden resumirse en mayor aprovechamiento del contenido alcohólico de los orujos, mejores rendimientos de trabajo, facilidad de manejo y menor consumo de combustible. Como ventaja adicional este sistema permite el aprovechamiento de los vapores de cola para reforzar la graduación alcohólica del siguiente destilado.

El Envejecimiento

Esta operación se realiza para aportarle al aguardiente aromas y tanino propios de la madera, aumentando la concentración eliminando las partes de alcohol metílico en una especie de rectificación en frío. Es el proceso que consiste en dejar que se desarrollen en recipientes adecuados características organolépticas que no tenían anteriormente los aguardientes. En el caso del brandy como se recoge en su propia definición han de ser de roble. El buen brandy se añeja siempre en toneles de roble en que se añejaron otras partidas del mismo licor, los toneles nuevos solo sirven para guardar por tiempo breve el brandy recién destilado, que después se seca y se vuelve a destilar. Luego se reduce con agua a 44° alcoholímetros, añadiéndoles poco almíbar y devolviendolos a las bodegas de maduración. Durante este tiempo que permanecen en las vasijas los principales cambios que se aprecian (por oxidación del seno del líquido) tienen que ver el primer lugar con el color, pasando de ser transparente a tomar tonos dorados. Pero también cambia el olor y el sabor, apareciendo aromas que tienen que ver con la naturaleza de las vasijas. Notas de vainilla, de frutos secos, etc.

Criaderas y Soleras:

El procedimiento español de soleras consiste en rebajar con agua el líquido recién destilado en recipientes de madera de roble en forma de escalas graduadas, de tal manera que los más antiguos queden ubicados en las primeras escalas y los más recientes en las últimas. En el momento de la venta se dispone de los más antiguos, pasando a ocupar el lugar de ellos los siguientes y así sucesivamente. Este sistema permite la aireación del liquido, y por tanto la oxidación de sus constituyentes. Esta operación se realiza de forma periódica, es decir a intervalos de tiempo

preestablecidos, dando lugar como se sobreentiende a una mezcla compleja de brandy procedente de diferentes niveles de envejecimiento.

Nota: se debe tener cuidado con el tiempo de envejecimiento porque en cada año , se suele perder un grado alcohólico. Finalmente el producto es envasado cuando cumple con su etapa de maduración, por lo general se empaca en vidrio.

Proceso de Elaboración de Carbonato de Calcio

Para el carbonato de calcio encontramos diversos procesos los cuales serán descritos a continuación. Estos dependerán del proceso para el cuál se necesiten posteriormente.

1. Carbonato de Calcio Natural.

Carbonato de calcio molido y purificado.

En este proceso se remueve el hierro y el sílice presentes en la caliza con el objeto de minimizar la degradación de los plásticos o de los recubrimientos en los cuales se utilice; posteriormente se pulveriza hasta un tamaño muy fino lo cual mejora la propiedades y el bajo costo. El proceso es en sí:

    · Molienda: En un molino giratorio o de mandíbulas hasta que la partícula pase a una malla con orificios de 3 pulgadas.

    · Desintegración: En un molino rotatorio de martillos o en molino de bolas hasta que pase por malla 100.

    · Flotación: Para remover las impurezas que contiene nuestra materia.

    · Pulverización: Se puede realizar en seco o en húmedo y se realiza en un molino de bolas.

    · Clasificación controlada: Es la operación en la cual separo los sólidos que no cumplan la condición de diámetro medio final de 1 a 10 micras.

Carbonato de calcio grueso procesado en seco.

Para algunas aplicaciones con la espuma de vinilo que se usa como base para tapetes, alfombras y pisos oscuros, se utiliza un carbonato de calcio sin purificar y con tamaños de partículas relativamente grandes. El proceso utilizado en este caso solo requiere de una molienda, desintegración luego el material pasa a una centrífuga donde se realiza la separación de las partículas más grandes. El menor tamaño de partícula que se obtiene es de 12 micras y el color varía según el tipo de alimentación.

2. Carbonato de calcio recubierto.

En general el carbonato de calcio recubierto con ácido esteárico o con estearato de calcio, mejora las propiedades reológicas y no modifica las propiedades físicas. Para el recubrimiento de carbonato de calcio se utiliza de un 0.8 a 1% de ácido esteárico que se mezcla en un mezclador Henschel por debajo de la temperatura de fusión de ácido esteárico. Este

tipo de carbonato de calcio se utiliza en su mayoría para plastisoles y en compuestos rígidos y plastificados de vinilo.

3. Carbonato de calcio precipitado.

La denominación de carbonato de calcio precipitado se aplica correctamente al carbonato de calcio producido por procedimientos químicos. Sirve para distinguirlo de los materiales producidos por el tratamiento mecánico aplicado a las variedades naturales del carbonato de calcio.

El carbonato de calcio precipitado es un polvo blanco, fino y puede ser floculento o correr con relativa facilidad. No debe ser perceptible, amarillento ni gris, ni mostrar motas negras cuando se asienta por golpeteo para obtener una superficie lisa. No debe producir sensación de arenilla entre los dientes ni tener sabor alguno. Se distingue de otros materiales de aspecto semejante por su insolubilidad en el agua y por su rápida efervescencia cuando se añade ácido a la suspención. Todos los métodos para la producción de carbonato de calcio precipitado se basan en la unión de iones de calcio Ca++, e iones carbonato CO3-2 en condiciones controladas seguidas de la separación, el secado y la desintegración o pulverización de carbonato así producido. El carbonato de calcio precipitado se obtiene como producto principal o como subproducto en una reacción. Comercialmente el más importante es el que se obtiene como producto principal debido a que se encuentra en mayor volumen y menos contaminado que aquel que se obtiene como subproducto.

Producto principal: Cal carbonatada.

Un sistema típico para fabricar este carbonato de calcio se sigue con el proceso fundamental*. El hidróxido de calcio en suspención en agua la que se llama comúnmente lechada de cal, puede convertirse por entero en carbonato de calcio haciendo pasar por la suspención el gas carbónico y manteniendo el gas y el líquido en contacto efectivo hasta que se alcanza el estado neutro. El producto obtenido es el tipo carbonato de calcio precipitado llamado cal carbonatada. El agua se retira por filtración y pasa la masa posteriormente por un secador. Después de la etapa de secado se pulveriza y se empaca.

Las reacciones químicas que se efectúan son las siguientes :

CaO + H2O Ca(OH)2

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

Este sistema de fabricación permite una amplitud considerable en el control de la temperatura, la concentración de los reactantes y la rapidez de la reacción, factores todos que influyen en la distribución del tamaño

de partícula en el producto y en las propiedades que dependen de la misma.

A partir de deshechos industriales.

En la producción de acetileno a partir del carburo de calcio, se obtiene una lechada de cal como deshecho. La reacción es la siguiente:

CaC2 + 2 H2O Ca(OH)2 + C2H2

La lechada de cal se puede purificar retirando las impurezas, luego se hace una suspención de hidróxido de calcio a la cual se burbujea dióxido de carbono:

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

Tipo cloruro de calcio.

Los métodos que producen esta variedad utilizan el cloruro de calcio obtenido como subproducto de la fabricación de sosa por el proceso del amoníaco con las ecuaciones:

CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl

Proceso de Elaboración de Caucho

MATERIAS PRIMAS

Para la producción de caucho debe tener en cuenta diversas condiciones climáticas y del terreno. También es de gran importancia el control sanitario, la fertilización, las podas, entre otros aspectos, del control adecuado de estos se obtendrá un látex de mejor calidad. Para obtener el látex del cultivo se debe realizar una sangría, puesto que el látex se encuentra en una red de tubos capilares que están distribuidos principalmente en las ramas, raíces y tronco, para comenzar con este proceso el árbol debe tener por lo menos 45 cm de circunferencia por lo menos un mes antes de realizar la puesta en, la sangría consiste en remover 1 mm de corteza seccionando los vasos laticíferos y provocando escurrimiento del látex. Los primeros sangrados son viscosos, amarillentos y bajos en productividad solo después de unos días el látex fluye con facilidad, la recolección de este se realiza mediante un canalete que es colocado en la incisión puede ser de hierro galvanizado o zinc, tiene una inclinación de 30° y conducirá el látex al recipiente que se coloque (bolsas, recipientes plásticos o de barro).

TRATAMIENTO PREVIO AL LATEX

El látex es una dispersión de caucho en un suero diluido,(líquido blanco, opaco, parecido a la leche cuando está fresco) el cual contiene varias sustancias orgánicas y minerales en suspensión. Como el látex tiene una composición variada (caucho, prótidos, glúcidos, lípidos y sales minerales) es sometido a un tratamiento:

Purificación: Se eliminan los compuestos que no sean caucho conservandolas propiedades de este. Se realiza mediante varios procesos como son:

   - Diálisis: Elimina los constituyentes solubles en agua (sales minerales).

   - Centrifugación: Se eliminan las sustancias que retienen el suero (hojas, flores, corteza    etc.).

Coagulación del latex: Es la aglomeración de las partículas de caucho dispersas, presentándose la separación de las dos fases que forman el látex.

   - Coagulación por adición de ácidos: Se le añade al látex un pacido para formar un    coágulo más     uniforme; los ácidos empleados en este proceso son el fórmico y el acético.

   - Coagulación espontánea: El látex fresco al contacto con el aire se coagula. Al examinar    el pH del látex fresco, se observa que este va disminuyendo hasta que se da la coagulación, este tipo de coagulación se lleva a cabo cuando el pH del látex llega a 6,7.

   - Coagulación por agitación mecánica: Una agitación fuerte y prolongada del látex    conduce a la coagulación.

Procesamiento del latex:Luego de la coagulación el látex se diferencia por la clase de producto terminado que se requiere y la cantidad de material a procesar.

   - Laminadoras manuales: la coagulación se realiza con ácido fórmico al 2%, luego se lava el coagulo, y luego mediante dos rodillos (lisos o estriados) se obtiene la lámina.

   - Caucho Granulado: la coagulación es espontánea luego se deja en remojo para después     homogeneizarlo mediante el molino de martillos, luego se lamina y se realiza el secado (80°C -90°C).El látex puede ir en varias presentaciones variando la forma de coagulación,

PRODUCCION DEL CAUCHO SECO EN LA INDUSTRIA.

Recolección y Transpote: Esta parte es importante porque del buen desarrollo de esta operación dependen las cualidades del producto. Una

vez obtenidos los coágulos se llevan a la planta de procesamiento, donde es depositado en canecas (2-35 lt aprox.), gracias a la consistencia del látex se evitan pérdidas del mismo desde la zona de recolección hasta la planta.

Recibo: Al llegar a la planta son filtrados en unas placas perforadas para retirar material particulado grueso, posteriormente se lleva a una especie de tamiz (rejillas de barras) de 2 mm o malla 30-40 de inclinación de 20°- 50° para manejar los materiales pesados y gruesos.

Premolienda: Se busca la limpieza y homogeneización de los coágulos para facilitar el laminado y granulado. Antes de entrar al molino son remojados, ablandados y limpiados mediante remojo, luego mediante un elevador de cangilones de descarga centrífuga (el espacio entre cangilones es considerable para evitar la interferencia en la carga y descarga) pasa al molino de martillos, el cual se utiliza para el tratamiento de látex acidificado y coágulos naturales, facilitando el retiro de impurezas durante el rompimiento de los coágulos, es posible manejar el equipo adicionando agua a la alimentación para facilitar la molienda.

Crepado: Tiene como funciones principales homogeneizar los gránulos de caucho provenientes de la premolienda, retirar la mayor cantidad de agua que contiene el material y posteriormente presentar los gránulos en forma de hojas o láminas. Se utiliza una crepadora el cual aplasta los gránulos de caucho y permite obtener una buena limpieza del material.

Molienda: para la segunda molienda se utiliza el molino de martillos cuyas ventajas fueron descritas anteriormente, y es empleado en el acabado final del caucho.

Secado: Es el proceso más importante porque es allí donde se obtienen las características finales del caucho, principalmente en lo que respecta al contenido de humedad. Para tal fin se utiliza un secador de túneles semicontínuo de carretillas puesto que tiene menor consumo de energía, y el mantenimiento es sencillo. El secado comprende dos fases, una de evaporación del agua superficial y otra del retiro del agua interna. El secado depende de la estructura del caucho, temperatura, contenido de humedad. Láminas se secan entre 50 -70 °C y los gránulos entre 90 - 100 °C. El secador de túneles hace que la materia permanezca 3 horas en secado a una temperatura entre 80°C - 90°C.

Pesado: A partir de este proceso comienza la etapa de empacado, las balas de producto obtenido pesan alrededor de 34 kg.

Prensado: En el prensado se forman balas, las cuales permiten una manipulación sencilla del caucho. Para esto se utiliza una prensa hidráulica la cual asegura un compactado del caucho eficiente ejerciendo una presión determinada.

Empacado: Para proteger la bala de caucho se emplea una bolsa de polietileno con un espesor determinado.

Proceso de Elaboración de Cerámicas

Disponibilidad de materias primas.

Para la preparación de los esmaltes y vidriados cerámicos se utilizan una gran cantidad de materias primas. Pueden ser rocas o minerales tales como: cuarzo, feldespato, caolín, caliza, etc., finalmente molidos; también pueden ser materiales preparados por precipitación y otros procesos químicos, en especial, bórax y nitratos o carbonatos de sodio y potasio, que se suministran en forma cristalina o pulverizados.

Una buena clasificación de las materias primas se observa en la siguiente tabla:

REFRACTARIAS FUNDENTES OPACIFICANTES

Cuarzo, feldespato, mica blanca, arcillas.

Caliza, dolomita, barita, bórax, ácido bórico, fluorita, oxido de plomo, oxido de zinc, nitrato de potasio, nitrato de sodio.

Oxido de estaño, de antimonio, de titanio, de arsénico, de circonio.Fluoruros, cenizas de hueso, fosfatos.

 

Descripción del proceso.

Los vidriados se obtienen por dos procesos generales, crudo y filtrado. Se efectúan las operaciones de alimentación de materias primas (inspección), trituración, molienda, tamizado, pesado, fusión (obtención de fritas cerámicas), molienda de la frita y aditivos (obtención de vidriados), empaque de vidriados y almacenamiento de producto terminado.

El proceso de obtención de vidriados cerámicos se inicia con la selección de las materias primas básicas citadas anteriormente, teniendo en cuenta la función que desempeñan, los óxidos aportados por cada una de ellas y la proporción en que deben adicionarse para la elaboración del vidriado, cumpliendo con las propiedades físicas y químicas esperadas en el producto vidriado.

Inicialmente se traen los materiales de la mina y se trabajan por separado; con frecuencia el tamaño de la muestra primaria es tan grande, que se requiere un muestreo secundario para obtener una muestra de tamaño apropiado para el análisis en el laboratorio.

La trituración proporciona una distribución mas uniforme de tamaños de la alimentación al muestreador secundario y muestras más confiables. El feldespato, cuarzo, fluorita, caliza y dolomita son alimentados a las

trituradoras de quijadas cuya descarga pasa a clarificadores de zaranda; los finos producidos se pasan por un separador magnético con el fin de retirar el hierro y los minerales magnéticos; los gruesos se devuelven para ser mezclados son la carga de la trituradora, obteniéndose un producto que pasa por la malla 4.

Los productos pasan a la selección de molinos. La molienda se realiza en seco utilizando un molino de bolas, obteniendo un producto fino que en un 99.8% tiene un tamaño de partícula malla 325 (0.044 mm). Los gruesos se recirculan. Esta etapa del proceso se aplica a cada material independientemente; luego los productos se pesan y se alimentan a un mezclador de volteo hasta completar una carga definida que pasa al horno de fusión, donde se obtiene la frita.

La frita, la arcilla plástica, los colorantes y las demás adiciones al molino, se alimentan a un molino de bolas obteniéndose el vidriado.

Selección de cada equipo.

Para las condiciones del proceso, que se inicia tratando materiales en bruto, las trituradoras son los equipos mas indicados; estas son maquinas de baja velocidad para la reducción tosca de grandes cantidades de sólidos. Teniendo en cuenta que los materiales a tratar son semiduros, conviene utilizar trituradora de mandíbulas y giratorias, siendo el triturador de mandíbulas menos dado a taponarse; el tipo más común de trituradoras de mandíbula es la Blake, que respecto a otras trituradoras tiende menos a bloquearse y además opera con materiales pegajosos.

La carga del material al molino esta determinado por las condiciones de operación. En general se utiliza un canal de alimentación para moliendas en seco, que consiste en un canal inclinado por el que se desliza el material directamente al molino. Para efectuar la molienda se selecciona un molino de bolas cónico. Este molino da un mayor grado de finura, un consumo menor de energía y unos costos de mantenimiento bajo. Este molino trabaja a baja velocidad, muele materiales duros, abrasivos y desmenuzables; además casi no contamina y tiene un fácil control y operación.

La operación de molienda de la frita y los demás constituyentes del vidriado (caolín, pigmentos y aditivos), se efectúa en un molino cónico de bolas de características similares. La molienda se hace en seco, y se obtiene como producto el vidriado listo para su empaque.

El material molido pasa a la etapa de clasificación de tamaño. Los principales medios de clasificación son: tamizado, clasificación húmeda por densidad y separación por aire. Es más aconsejable el tamizado por las características de grano. Las partes esenciales de los tamices son la malla y dispositivos de carga y descarga. El diámetro, el método de tejido el tamaño y la tolerancia de las aberturas se establecen en la norma E-

1137 de la ASTM. Teniendo en cuenta que el material a clasificar es seco, se pueden utilizar varios juegos de tamaño de la malla conveniente, provistos de una tapa y un fondo colector.

Los equipos para la mezcla de sólidos están sujetos a diversas condiciones de funcionamiento como la uniformidad de la mezcla, el tiempo de mezclado, la carga y la descarga, la potencia y la limpieza. Se selecciona para esta operación un mezclador de volteo. Este tipo de recipientes son simples y fáciles de manejar; son adecuados para el mezclado suave, pueden manejar amplios volúmenes y son adecuados para materiales abrasivos y polvos secos.

En la unidad de fusión se lleva acabo la operación de filtrado en la cual se calienta una mezcla de materiales pulverizados hasta que funde, desprendiéndose diversos gases y convirtiéndose en un liquido homogéneo. Dicho liquido se vierte en un deposito de agua, donde la caída brusca de temperatura hace que se separe en gránulos vítreos.

El filtrado se suele efectuar intermitentemente en hornos de hogar estacionario o rotatorios. En los casos en que se requieren continuamente grandes cantidades de la misma frita puede utilizarse un proceso continuo; se ha demostrado que este procedimiento corroe menos el revestimiento refractario, conduciendo así la frita más pura.

Un horno es un espacio cerrado en el que se produce calor mediante la oxidación química de un combustible. La combustión esta dada por el quemador que produce la llama, la ignición del combustible, la estabilidad de la llama, la velocidad de la llama que si no se controla adecuadamente, se produciría un retroceso en la línea de alimentación del combustible, y finalmente, la resistencia al choque térmico. Se seleccionan ladrillos refractarios con alto contenido de alúmina, que soportan condiciones de carga y temperatura severas. El piso del horno soporta las condiciones mas criticas de temperatura y además debe tener la menor porosidad posible, y por ello es recomendable utilizar revestimientos fundidos eléctricamente, como la alúmina.

Para el control de la temperatura del horno, se considera la instalación de una termocúpula que puede ser utilizada en atmósferas oxidantes hasta una temperatura de 2600 ºC.

Proceso de Elaboración de la Cerveza

Manejo de las materias primas

Después de la elaboración de la malta, se recomienda que esta sea almacenada un tiempo aproximado de 4 semanas antes de elaborar la cerveza. Esto para conseguir uniformidad en la humedad y estabilización de los cambios que se han sucedido en el grano durante el malteaje. La malta llega en camiones acondicionados especialmente, de donde se recibe empleando un elevador de cangilones que lleva la malta hasta los silos de almacenamiento o hasta un tornillo sin fin que simultáneamente puede llevar la malta hasta el edificio de cocinas (es la parte donde comienza a tratarse la malta para luego bajar hasta la olla de mezcla), donde pasa por la limpiadora en la que retiene impureza que se encuentran mezclados (piedras, espigas, metales, etc.).

Adecuación de las materias primas

Una vez que las materias primas se han sometido a los tratamientos adecuados, en el molino se desprende la película del grano de malta y se tritura el cuerpo principal del almidón al grado necesario para poderlo someter a proceso. A la salida de cada rodillo, se encuentra una zaranda o tamiz el cual por medio de un sistema vibratorio selecciona las partículas de acuerdo al tamaño de la zaranda. La harina que pasa por las zarandas van directamente a una tolva de harinas de malta.

Obtención del mosto

En esta etapa se consideran los pasos a seguir en la sala de cocimientos, desde la olla para crudos hasta el tanque de sedimentación. El objetivo de los procesos en la sala de cocimientos es dar un tratamiento adecuado a las materias primas empleadas en la fabricación de la cerveza, teniendo como producto final un mosto hervido y lupulado. En las cocinas se fija el tipo de cerveza que se elaborará

En la olla de crudos se vierte la totalidad del grits, más un 15% de malta con relación al grits, acondicionando un volumen de agua adecuado hasta obtener una masa uniforme por medio de agitación constante, esta masa se hace hervir por espacio de unos minutos con el fin; de encrudecer el almidón para facilitar el ataque de las enzimas. Al mismo tiempo que se hierve la masa de crudos, el resto de harinas de malta, con una cantidad también adecuada de agua en la olla de mezclas y a una temperatura de 50 a 55ºC, se debe estar solubilizando en el agua los componentes valiosos de las materias primas (maceración). Al final obtenemos de la olla de crudos, una masa hervida y apta para ser atacada por las enzimas y en la olla de mezclas una masa de malta cuyas enzimas están listas para actuar sobre el material crudo. Los crudos a una temperatura de 98 ºC son bombeados a la olla de masas, con agitación constante, obteniéndose una temperatura de 70 a 72 ºC. Luego la solución

completa se somete a una temperatura de unos 76 ºC, temperatura a la cual, la acción enzimática es sumamente rápida. Por medio de la prueba del yodo, se debe probar esta masa hasta no conseguir una coloración azul, lo que indicaría la transformación total del almidón. Este fenómeno es llamado de sacarificación; en este momento, todo el almidón de cereal crudo y de malta se ha transformado en azúcar fermentable gracias a la acción de las enzimas. El medio fermentable que obtenemos tiene muchas partículas en suspensión lo cual nos obliga a filtrarlo.

De la olla de Mezcla, pasa la masa la olla de filtración, de la cual se obtiene, por medio del lecho filtrante un líquido claro y azucarado llamado mosto; la masa que recibe en esta olla, se deja sedimentar durante unos quince minutos, con el fin de que los afrechos (cáscaras o películas) formen sobre el falso fondo de la olla un lecho filtrante. Cuando el mosto posea una claridad suficiente, se abre la comunicación del canal colector a la olla de mosto; de esta forma se obtiene todo el mosto líquido de la olla de filtración, terminando así lo que llamamos primera filtración.

Los afrechos que constituyen el lecho filtrante, quedan libres de mosto, pero se encuentran saturados de sustancias solubles aún valiosas; por este motivo vertemos sobre la olla de filtración agua a una temperatura de unos 75ºC, comenzando la segunda filtración. Este mosto segundo, se reúne con el mosto de la primera filtración cuando el lavado se ha terminado; de esta forma tenemos en la olla de mosto al mosto total. El mosto pasa a la olla de cocción, donde durante un período largo de ebullición, con el objeto de lograr una destrucción de microorganismos. Durante el proceso de cocción, se le agrega el lúpulo con el propósito de suministrar las sustancias amargas y aromáticas que le dan el sabor característico a la cerveza; a más de esto, el proceso busca la inactivación de enzimas para evitar degradaciones y la coagulación de ciertas sustancias nitrogenadas que pueden causar turbidez si no se toman en cuenta.

Obtención de la cerveza

El mosto saliente de la olla de cocción se envía al tanque, el mosto entra aproximadamente a 1/3 de la altura del tanque en forma tangencial lo cual forma un remolino y al terminar el bombeo la velocidad del remolino disminuye y el rompimiento se deposita en el fondo del tanque junto con los afrechos del lúpulo, formando un cúmulo compacto; como la salida del mosto está cerca de la periferia del tanque, el mosto saldrá claro y al final quedará el sedimento en el centro del tanque. La temperatura de iniciación de la fermentación, se consigue rápidamente empleando un equipo de refrigeración que baje la temperatura entre 5 y 10 ºC que es la adecuada para la fermentación alcohólica. Luego se procede a airear el mosto antes de agregar la levadura pero sin dejar subir la temperatura para impedir el desarrollo de agentes contaminantes. El mosto frío y aireado se recibe en los Uni-Tank (que realizan el proceso de fermentación y de maduración), donde se les inyecta la levadura por medio de una bomba dosificadora. En estos tanques se tiene en si la

transformación del mosto en cerveza, ya que las enzimas contenidas en la levadura actúan sobre algunos de los compuestos presentes en el mosto. En el tiempo de fermentación de 5 a 7 días, de acuerdo a la temperatura de proceso, se realiza la transformación fundamental de azúcar en alcohol y gas carbónico. Después de este proceso se obtiene la llamada cerveza verde, la cual es una bebida alcohólica con algo de gas carbónico; a esta cerveza le falta el afinamiento del sabor que se obtiene con la maduración. Una vez terminados los días de fermentación se baja la temperatura de la cerveza, por medio de un serpentín interno del Uni-Tank, donde permanece por periodo de 3 a 4 semanas a una temperatura lo más cerca a O ºC. Luego se pasa la cerveza, al filtro que consiste en panes de celulosa (masa filtrante), eliminando hasta el máximo las materias insolubles, como levadura o proteínas coaguladas que puedan contener la cerveza. Una vez filtrada la cerveza, viene el proceso de carbonatación que consiste en una inyección de gas carbónico cuyo contenido es el necesario, para que la cerveza, produzca el burbujeo indispensable para una buena formación de espuma. La cerveza saliente de los filtros y carbonatada, se recibe en los tanques de contrapresión, los cuales son herméticos; estos tanques, poseen entradas de cerveza controladas por medio de presión, con el fin de evitar que exista desprendimiento de gas, debido a la turbulencia en el seno de la cerveza.

Terminación y envase

De aquí pasa a la llenadora de botellas, donde se busca envasar la cerveza a nivel fijo dentro de las botellas en las mejores condiciones asépticas posibles, con la menor agitación para eliminar la perdida de gas carbónico, sin aumento de temperatura y sin inyección de aire. A pesar de que las botellas de envase han sido previamente esterilizadas, y todo su recorrido ha sido perfectamente controlados contra las infecciones la cerveza se debe pasteurizar, para garantizar su conservación durante periodos largos, la pasteurización consiste en calentar la cerveza a 60 ºC durante un corto tiempo, con el objeto de eliminar residuos de levadura que pueden pasar en la filtración

Materias Primas

Malta

Está constituida por granos de cebada, germinados primero, durante un periodo limitado de tiempo, y luego desecados. El malteador, por tanto, acumula una cebada adecuada; la almacena hasta que necesite utilizarla; remoja los granos; les permite que germinen y, en el momento que considera adecuado, detiene la germinación, desecando el grano en una corriente de aire caliente. El grano malteado representa para el cervecero una mercancía que debe mantenerse estable durante meses, o incluso años. Durante la germinación la reserva de nutrientes o endospermo, del grano es parcialmente degradada por las enzimas que atacan a las paredes celulares a los granos de almidón y la matriz proteica.En términos generales el proceso de malteado con la cebada una vez limpiada y adecuada se puede dividir en a) remojo, b) germinación, c) tostado

Lúpulo

Cuyo nombre botánico es HUMULUS LUPULUS, es de formación cónica, compuesta por los racimos de flores de la planta femenina del lúpulo. El lúpulo es un ingrediente insustituible en la elaboración de la cerveza y no tiene ningún sucedáneo. El lúpulo pertenece a la familia de las urticáceas. Las flores del lúpulo son unisexuales y las plantas dioicas, es decir, que las flores masculinas y femeninas están en pies separados. El lúpulo para el fabricante de cerveza está constituido exclusivamente por las cabezuelas maduras de las flores femeninas llamadas comúnmente conos.El lúpulo es indispensable para la elaboraci6n de la cerveza, su sabor amargo agradable y su aroma suave característico, contribuye además, a su mejor conservación y a dar más permanencia a la espuma. Todos estos efectos deben atribuirse a elementos específicos del lúpulo contenidos principalmente en la lupulina.En la apreciación del valor del lúpulo se da mucha importancia al olor aromático, naturalmente el lúpulo no debe tener mal olor, que seria indicio de que era malo o estaba averiado.

Grits

Debido a la alta fuerza diastásica de la malta es necesario agregar cereales no malteados a la cerveza para que su estabilidad sea buena. El uso de adjuntos produce cervezas de un color más claro con un sabor más agradable con mayor luminosidad y mejores cualidades de aceptación de enfriamiento.Se obtiene a partir de cereales corno el arroz o el maíz; estos cereales se someten a los siguientes procesos: a) Limpieza, b) Remojo, c) Desgerminación, d) Secamiento y enfriamiento, e) Separación del grits, f) Almacenamiento.

Agua

Las características del agua de fabricación influyen sobremanera en la calidad de la cerveza, hasta el punto que en la mayoría de los tipos más conocidos de estas, la Pilsen, la Munich, la Pale Ale, etc, han estado desde siempre muy ligados a la naturaleza especial del agua. En la fabricación de cerveza se utiliza agua potable. Debe estar exenta de turbidez, color y olor objetables; además, debe ser agradable al paladar, es decir, las características organoléptícas deben ser completamente normales. Debe estar libre de bacterias, materia orgánica de descomposición, hierro, etc. Requiere además determinadas características en cuanto a grado de acidez, alcalinidad y sales de calcio, las cuales son acondicionadas de acuerdo con el análisis químico a fin de garantizar una calidad uniforme y lograr por consiguiente uniformidad en el curso del proceso de fabricación y una calidad en el proceso propiamente dicho; se debe efectuar análisis de las características del agua frecuentemente con el objeto de acondicionarla debidamente.

Proceso de Elaboración de Concentrado para Animales

Fuentes de Materia Prima

El sector agropecuario constituye el principal proveedor de materias primas para la agroindustria productora de concentrados para animales; y determina, en un alto porcentaje las características de la industria de concentrados en cuanto a abastecimiento y precios. En Colombia la producción agropecuaria se ha constituido en la actividad económica fundamental y presenta una gran gama de productos y subproductos, como se puede apreciar en la siguiente tabla, que son usualmente subutilizados o desperdiciados, siendo una gran alternativa para la alimentación de las especies animales.

       Tabla:Principales Residuos de cosecha de la agroindustria

CosechaProducción

Primaria Residuos Agroindustriales

Arroz Soya Paja Cascarilla

Algodón Algodón Tallo Torta

Banano Fruta Tallo Torta

Café Café - -

Cacao Grano Azúcar Cáscara -

Caña de azúcar alcohol Cogollo Melaza- bagazo

Caña de azúcar Grano Tallo -

Frijol Grano Tallo -

Maíz Grano Caña Tusa

Naranja Fruta Cáscara Pulpa

Piña Fruta - Pulpa-salvado- bagazo

Trigo Grano Mogolla Salvado

Sorgo Grano Tallo -

Yuca Raíz Cogollo Desecho

Soya Grano Tallo Torta

        Fuente: ICA

Proceso para la Fabricación

El proceso consta básicamente de 3 etapas: Molienda, Mezcla, y Peletizado. Lo único que hace variar el proceso, son los tratamientos que se pueden hacer a los cereales por vía húmeda o seca. Las etapas fundamentales del proceso no varían con el tamaño de las empresas que producen concentrados para animales. Se debe tener en cuenta que se realizan controles de calidad al inicio del proceso y al final, teniendo en cuenta los requerimientos alimenticios para animales.

        Tabla : Operaciones unitarias y equipos Etapa Función Equipo Tipo de Equipo

Recepció y Almacenamiento

Granel o sacos Silos o Bodegas Elevadores de Cangilones

Molienda Reducir Molinos Cilíndricos, de martillos o quijada

Mezclado Homogenizar Mezcladoras Horizontales o verticales

Peletizado Aglomerar Peletizadoras Prensas con enfriadores y

ventiladores

Ensancado y Almacenamiento

Empacar Tolvas De acuerdo a la producción

                        Tabla : Otros Equipos Equipo Tipo de Equipo

De Transporte Elevador de cangilones

Caldera Depende de la producción

Tanque de Combustible De acuerdo a la caldera

Tanque de MelazaDe acuerdo al volumen de

almacenamiento

Básculas De acuerdo al pesaje del producto

Se debe tener en cuenta que para el dimensionamiento de los equipos, se hace con base en los balances de materia y energía. También se aclara que en las etapas de elaboración la más fundamental es la de mezclado por que en ella se homogeniza el producto.

Variaciones de la Tecnología Empleada

Se debe tener en cuenta lo siguiente:

* Dimensionamiento de los equipos.

* Altos rendimientos. * Equipo más funcional.

* Fácil manejo y montaje.

* Fácil mantenimiento y adquisición de repuestos.

* Recomendaciones de Empresas productoras de alimentos concentrados.

* Cotizaciones y catálogos.

* Capacidad económica.

Proceso de Elaboración de Detergentes

DEFINICIÓN

Los detergentes pueden reaccionar con los iones del agua dura, dando productos resultantes solubles o que permanecen dispersos en forma coloidal en el agua. Las moléculas de detergente se pueden agregar en agua en racimos sintéticos llamados micelas. La parte no polar o de hidrocarburo de las moléculas se reúnen en el interior de la micela y el grupo polar en el exterior. Los detergentes sintéticos se pueden resumir en las siguientes reacciones :

Alquilbenceno + óleum     Alquilbencensulfonato

Alcohol graso de ebo + óleum      sulfato de alcohol graso

Sulfonato+sulfato+NaOH      sales sódicas

Sales sódicas (pasta surfactante) + aditivos      Detergente

MATERIAS PRIMAS

SURFACTANTES. Comprenden cualquier compuesto que afecta la tensión superficial al disolverse en agua o en soluciones acuosas realizando la principal limpieza y espumación de la acción lavadora. Su producción se resume en las siguientes reacciones :

Alquilbenceno + óleum       Alquilbencensulfonato

Alcohol graso de sebo + óleum     sulfato de alcohol graso

Sulfonato+sulfato+NaOH       sales sódicas ( pasta surfactante)

En general las dos siguientes materias primas más el óleum y la solución de NaOH se conocen como materiales surfactantes. Un gran volumen de compuestos orgánicos activos, o surfactantes , para detergentes y jabones se fabrican en su forma final por las compañías de jabones y detergentes. Ejemplo de ellos son el alquilbencensulfonato y sulfatos de alcoholes grasos.

ALQUILBENCENOS DE CADENA LINEAL. Los detergentes biodegradables son fabricados principalmente con n-alcanos fenil sustituidos de 11 a 14 carbonos. Las parafinas u olefinas de cadena lineal necesarias se obtienen a partir de petróleo. Los n-alcanos se separan del queroseno por adsorción o por medio de una reacción con urea. Las oleofinas lineales se preparan por la deshidrogenación de parafinas, o también por polimerización de etileno a olefina.

ALCOHOLES GRASOS. Los alcoholes grasos de número de átomos de carbono se obtienen a partir de olefinas y metil ésteres por el procedimiento catalizador de Ziegler.

REGULADORES DE ESPUMA. Son necesarios para que los surfactantes realicen una limpieza eficiente en la máquina lavadora. Esto se logra por la combinación de los diferentes tipos, aniónicos con no iónicos, o , aniónicos con jabón. Otros agentes son las amidas de ácidos grasos mayores, los ésteres de ácidos carboxílicos alifáticos que contengan más de 18 átomos de carbono en una cadena o en ambas, tanto el ácido como el alcohol, y las n-alquil aminotriazinas.

MEJORADORES. Aumentan el poder detergente. Los fosfatos complejos como tripolifosfato de sodio se han usado satisfactoriamente, pues evitan que la suciedad disuelta en el agua de lavado se deposite nuevamente en la ropa. Los citratos, carbonatos y silicatos son otros mejoradores. Uno de los sustitutos de fosfatos son las zeolitas.

ADITIVOS. Inhibidores de Corrosión: silicato de sodio, Antidepositantes : carboximetil celulosa, Antiempañantes : benzotriazol, Blanqueadores : añiles, Agentes Antimicrobianos : carbonilidas, salicilanilidas y cationes.

FABRICACION DE DETERGENTES.

SULFONACIÓN : El alquilbenceno se introduce continuamente al sulfonador con la cantidad necesaria de óleum para controlar el calor en la conversión por sulfonación y mantener la temperatura a 55 ° C aprox. La conversión por sulfonación es extremadamente rápida, por lo cual se necesita tener un control del calor que se desprende, empleando intercambiadores de calor circulantes tanto para conversiones químicas como para neutralizaciones. El óleum es utilizado para reducir el contenido de sulfato de sodio del producto final. Sin embargo se debe tener un mayor control para prevenir un exceso en la sulfonación. En general la sulfonación de alquilbenceno es irreversible y produce una conversión de aproximadamente del 96 % sí se realiza a 55°C con un exceso de SO3 en el óleum de 1 a 4%, la agitación se lleva a cabo por una bomba centrífuga en la cual se introduce el óleum. La reacción se representa de la siguiente manera :

Alquilbenceno + óleum       sulfonato de alquilbenceno+ácido sulfúrico.

H = -420 kj/kg.

SULFATACIÓN : En la mezcla sulfonada se alimenta el alcohol graso y una cantidad adicional de óleum, esta nueva mezcla se alimenta a través del sulfatador, para mantener la temperatura entre 50 y 55 ° C lo que conduce a la formación de una mezcla de surfactantes. En este tipo de reacción también se necesitan los baños dominantes para controlar el

calor desprendido. Esta reacción se lleva a cabo en el sulfatador y se agita con la bomba centrífuga.

NEUTRALIZACION : El producto sulfonado-sulfatado se neutraliza con una solución de NaOH a temperatura controlada para mantener la fluidez de la pasta sulfactante; después ésta se conduce al sitio de almacenamiento. Hasta esta parte del proceso se lleva a cabo la producción de surfactantes y se realiza por lo general dentro de la misma planta de fabricación de jabón, de aquí en adelante se realiza la obtención de detergente.

TRITURACIÓN : La pasta sulfactante, el tripolifosfato de sodio, el silicato de sodio y la mayor parte de los aditivos se introducen al triturador, para incorporar todos las materias primas. Se elimina una cantidad considerable de agua y la pasta se adelgaza por la reacción de hidratación del tripolifosfato:

Na5P3O10+6H2O     Na5P3O10.6H2O

Tripolifosfato de sodio tripolifosfato de sodio hexahidratado.

ASPERSIÓN : La mezcla se bombea a una torre de aspersión donde se rocía a alta presión contra una corriente de aire caliente que sale de la estufa. Así se forma gránulos secos de forma y tamaño aceptable y de una densidad adecuada.

TERMINADO : Los gránulos secos se transportan por medio de una corriente de aire que además tiene por objeto disminuir su temperatura anterior de 115 °C y estabilizarlos; se separan en un ciclón , se tamizan , perfuman y empacan.

BIODEGRADABILIDAD

En vista de la atención que se le ha dado a la disminución y control de la contaminación del agua, los químicos e ingenieros químicos, han percibido que los surfactantes que se desarrollan para uso doméstico y los detergentes industriales que pasan a través de alcantarillas hacia el sistema de albañales, deben descomponerse fácilmente. Ciertos surfactantes se degradan lentamente dejando un residuo persistente. La facilidad con la que un surfactante se descompone por acción microbiana define su biodegradabilidad. Los materiales que solo pueden ser degradados parcialmente en procesos para tratamientos ineficientes, se pueden descomponer por completo mediante sistemas de tratamiento biológicos perfeccionados. Se han desarrollado métodos de prueba de surfactantes de tipo aniónico, catiónico y no iónico, para determinar la velocidad de biodegradación en partes por miles de millón en aguas

naturales y también para determinar si existen concentraciones umbrales en las cuales no se observe degradación.

Proceso de Elaboración de Esencias

En general los métodos de extracción se basan en métodos físicos y químicos, actualmente se han empleado varios métodos por medio de los cuales se han podido aislar sustancias que transfieren características sensoriales a las frutas.

A fin de seleccionar el método se busca el que ofrezca las mejores condiciones y brinde las ventajas más atractivas en cuanto a tecnología, economía y rendimientos.

Métodos sin Cambio de Fase

Son procedimientos generales en los cuales se vale de medios físicos para lograr separar los componentes del sabor.

La principal aplicación de este método se encuentra en la ósmosis inversa. En términos generales este tipo de procesos se clasifican dentro de las tecnologías de ultrafiltración.

Estos métodos consisten en una filtración molecular continua a través de una membrana filtrante a la cual se le aplica una presión hidráulica para acelerar el proceso de separación.

Las membranas deben permitir el paso de ciertos componentes y retener otros. Para este caso especial el jugo es la solución concentrada de la cual se necesita retirar el solvente agua.

Hay varios polímeros y otros materiales usados para la manufactura de las membranas, pero el mas conocido y utilizado en el campo de Alimentos es el acetato de celulosa; que ofrece altos flujos de permeado, alta retención de sales, un pH de trabajo entre 3 y 6, una Temperatura máxima de 55 ºC. Pero tiene las desventajas que a un pH bajo se hidroliza y a un pH alto se desacetiliza, es Biodegradable, lo que la hace susceptible al ataque microbiológico y una mala resistencia al Cloro.

Por este método se separa solo un porcentaje de agua de los jugos, por lo que no es posible obtener altos niveles de concentración.

Métodos con Cambio de Fase

La extracción con Solventes tiene la característica que hay 2 o 3 fases involucradas en el proceso. Las esencias volátiles de las frutas son aisladas bajo solventes particulares, los cuales tienen la habilidad de disolver los componentes volátiles, mientras que rechazan los componentes no deseables de la fruta, como agua, carbohidratos, ácidos, sales, entre otros.

Este proceso de extracción presenta las siguientes ventajas:

Las esencias son aisladas en su forma pura en partículas libres de agua y alcohol, que son las mayores impurezas de las esencias.

Los productos extraídos, tienen esencialmente el mismo sabor que el producto natural de los cuales ellos son extraídos.

Las esencias a obtener no están sometidas a elevadas temperaturas.

Entre los solventes empleados encontramos el TetraFluorometano, HexaFluoroEtano, DiFloroCicloButano, OctaFluoroCicloButano y entre cuyas características están:

No deben ser inflamables ni explosivos, lo cual simplifica la extracción y remoción del solvente.

Inodoros, para que no interfiera con los productos extraídos. Y su punto de ebullición no debe ser muy bajo, ya que se

requerirían altas presiones de operación y representan un costo extra por la exigencia del equipo a utilizar.

Para eliminar alguna posibilidad de daño por calor y eliminar perdidas por evaporación de los componentes volátiles, la extracción se lleva a cabo a menos de 22 ºC. Preferiblemente la extracción se realiza a temperaturas justo por encima del punto de congelación del jugo, siendo extraído entre temperaturas de -5 y 10 ºC, lo cual reduce perdidas o deterioro en los aromas.

El liquido preparado se pone en contacto con el solvente y para aumentar la eficiencia de la extracción este proceso se lleva a cabo en contracorriente.

Después que la extracción ha sido llevada a cabo, la fase soluble (contiene en solución los principales compuestos volátiles), es separada del liquido residual y luego es llevada a una etapa de destilación donde se separa el solvente de los componentes volátiles.

Evaporación y Destilación

El proceso básicamente consiste en la remoción de sabores volátiles de un jugo por vaporización de una parte del jugo; los sabores volátiles en el vapor son luego concentrados por destilación fraccionada.

El proceso involucra vaporizar una porción suficiente del jugo que contiene sustancialmente todos los volátiles y cierta cantidad de gases no condensables, así como vapor de agua, los cuales son separados del jugo no vaporizado. se procede luego a una destilación fracciona, separando la esencia en forma de vapor, condensando luego este vapor (excepto los gases no condensables y los aromas volátiles asociados en ellos), para luego recuperar estos volátiles de los gases no condensables.

La recuperación de sabores es realizado generalmente por intimo contacto de los gases no condensables y las esencias asociadas con un

liquido, preferiblemente la misma esencia condensada, así por un lavado salen los sabores volátiles de los gases no condensables.

Proceso de Elaboración de Espumas

Las espumas comunes son de poliestireno o poliuretano, pero cualquier termoplástico puede ser espumado. Se pueden preparar espumas flexibles, semirígidas y rígidas en densidades que van desde 1.6 hasta 960 Kg/m3. Los principales usos para las espumas flexibles, con densidades menores de 100 Kg/m3, son colchones, muebles y aplicaciones automotrices. Las espumas rígidas se utilizan generalmente como aislantes. Estos se pueden aplicar haciendo la espuma en el lugar donde se usarán, o empleando planchas de material ya espumado. Se forman espumas estructurales de servicio pesado fusionando recubrimientos sólidos de plástico con un centro de espuma rígida.

FORMACION DE ESPUMAS FLEXIBLES DE POLIURETANO

Para producir espumas de poliuretano existen varias técnicas, entre las cuales se encuentra el proceso de una etapa (ONE SHOT). Esta técnica emplea la dosificación y bombeo simultáneo de las materias primas, las cuales se preparan en un número de componentes líquidos o caudales que van al cabezal de mezcla y posteriormente son descargadas como un líquido viscoso que se esparce sobre una banda transportadora, en donde se da comienzo al crecimiento de la espuma hasta su altura final.

Las maquinarias espumadoras operan los siguientes principios básicos:

- Bombeo exacto de los componentes que van al mezclador

- Mezclado eficiente de los componentes en el cabezal  mezclador

- Descarga de la mezcla sobre la banda transportadora  que debe estar forrada por los tres lados con papel,  llevando la espuma en crecimiento por un plano inclinado  y dentro de un túnel bien ventilado.

Generalmente se trabaja con una máquina espumadora de alta presión, en la que los componentes se inyectan en el cabezal mezclador, con una presión que varía entre 21 a 250 Kg/cm2, en un rango de 2000 a 6000 rpm, para asegurar la mezcla adecuada de los componentes que se bombean en forma continua.

DOSIFICACION Y MEZCLADO

Los ingredientes se dosifican y se mezclan en cantidades y proporciones adecuadas; generalmente, se arranca con la corriente de Poliol. Seguida del Agente de Expansión, la silicona y los catalizadores y por último el Isocianato.

Durante el mezclado se generan pequeñas burbujas de aire en la mezcla líquida que actúan como agentes iniciadores de la espumación.

CREMADO Y CRECIMIENTO

Después de un corto periodo de inducción los gases de expansión (CO2 y/o cloruro de metileno), empiezan a expandirse dentro de las pequeñas burbujas de aire, agarrándolas y dándole a la mezcla de espuma una apariencia "cremosa". El tiempo que transcurre desde que se empieza la mezcla hasta que aparece la crema y empieza a crecer, se conoce con el nombre de "tiempo de crema", que suele fluctuar entre 6 a 15 segundos.

A medida que se van generando más gases de expansión, la espuma sigue creciendo y simultáneamente se hace más viscosa con la polimerización en la fase líquida. El número total de burbujas permanece razonablemente constante mientras la espuma crece.

La reducción de la tensión superficial, producida por el surfactante de silicona, hace que la mezcla de componentes sea más homogénea y evita que las burbujas coalescan.

Pasados unos 100 a 200 segundos después de empezada la mezcla, la reacción de expansión cesa, mientras que la de gelificación continúa. El tiempo transcurrido desde el inicio hasta que la espuma sube completamente, se denomina "tiempo de crecimiento".

GELIFICACION Y CURADO

La reacción de gelificación y polimerización continúa hasta el punto conocido como tiempo de gel, que es el transcurrido desde la descarga de los ingredientes en el cabezal mezclador, hasta el momento en el que la espuma se sostiene por sí misma, por lo general 20 a 120 segundos después del tiempo de crecimiento.

Los bloques de espuma se llevan luego al área de curado donde deben permanecer por lo menos 24 horas, para asegurar una reacción de polimerización total.

MANIPULACIN DE LOS BLOQUES DE ESPUMAS

Deberán utilizarse dos áreas separadas para almacenar los bloques de espuma:

- Area de curado de bloques frescos

- Area para almacenamiento prolongado.

CURADO DE BLOQUES FRESCOS

El calor de la reacción alcanza su punto máximo usualmente entre los 30 a 60 minutos después del proceso de producción. En el área de curado los bloques de espuma recién hechos deben colocarse separadamente uno del otro durante por lo menos 24 horas.

Durante esta etapa, el calor generado basta para que se vaporicen las aminas y parte del isocianato no reaccionado, es por esto que se debe tener en cuenta el encogimiento del bloque después del enfriamiento.

El área de almacenamiento debe tener:

- Buena ventilación, que incluya sistema eficiente de  extracción

- Un sistema de rociado de agua de gran potencia

- Distribución adecuada para que el personal pueda  evacuarse fácilmente en caso de fuego.

ALMACENAMIENTO PROLONGADO

Aunque el diseño de esta área es menos crítico, se necesita de un lugar amplio, con buena ventilación y suficiente para evitar incendios.

Proceso de Elaboración de Explosivos

NITRURO DE PLOMO

Las materias primas para la fabricación del Nitruro de Plomo-Pb(N3)2 : La azidia de sodio (NaN3) y el nitrato de plomo Pb(NO 3)2 , se disuelve por separado en agua hasta una concentración de cercana al 3 y 10% que permite un manejo seguro de estas sustancias. A la solución de Nitrato de Plomo se agrega una solución de dextrina (actúa como amortiguador) para formar una solución que contenga aproximadamente un 0.5% en peso de dextrina. La preparación de estas soluciones se hace en tanques agitados y con camisa de calentamiento a una temperatura de 50ºC.

Una vez preparadas las soluciones anteriores se envían a los tanques de homogenización y almacenamiento, donde mediante agitación y calentamiento se homogeniza cada solución a 50ºC.

ESTIFNATO DE PLOMO

Para la elaboración del Estifnato de Plomo, la Trinitrorresorcina se disuelve en agua y se transforma en Trinitrorresorcinato de Magnesio simultáneamente se disuelve el Nitrato de Plomo, en agua. Las dos soluciones: la del Trinitrorresorcinato de Magnesio y la de Nitrato de Plomo, se almacenan en tanques para su homogenización, antes de ser utilizadas en la etapa siguiente.

- Precipitación

En cada caso, las materias primas disueltas y homogenizadas se agregan al cristalizador donde reaccionan y cristalizan en el producto requerido. El cristalizador se llena previamente con agua destilada para obtener una temperatura de 36 ± 1ºC ó 25ºC que actúa como fluido homogenizador de la temperatura en el aparato, manteniendo una temperatura de cristalización controlada, ya que un cambio de esta, ocasiona la precipitación irregular de los cristales. En el cono superior del aparato se agregan las materias primas preparadas a una rata regulada, donde reacciona. Pasado cierto tiempo comienza la formación de los cristales, lo que hace necesario una regulación de la velocidad de la corriente en la parte media y fondo del catalizador con el fin de controlar el tamaño del producto. Además de esta regulación de velocidad se necesita agitación, lo que se logra con aire en contracorriente al flujo de las soluciones, para que de esta manera crezcan los cristales sin agregaciones, mientras están libremente suspendidas en la solución. Así los cristales, y la solución circulan por la longitud restante del cristalizador, hasta que una vez alcanzado el tamaño adecuado, el producto se retira continuamente en las corrientes de las aguas madres.

- Filtración

En el filtro de vacío se recibe la masa gomosa que sale del cristalizador. Estos filtros se componen de un recipiente herméticamente forrado, que posee un dispositivo de operación de vacío para separar las aguas madres de los cristales. Seguidamente otro dispositivo permanente de lavado permite limpiar los cristales. Mientras se realizan estas operaciones en un filtro, el otro recibe el producto de cristalización. Las operaciones de filtrado y lavado se realizan sucesivamente dentro del mismo filtro, reduciendo así la manipulación y por tanto, los riesgos de explosión.

- Lavado

Se realiza con agua fría y es una acción puramente mecánica que tiene como finalidad quitarle impurezas a los cristales. Aunque el cristal en sí es prácticamente puro, retiene algo de las aguas madres e impurezas. Si las aguas madres adheridas no se eliminan y se secan sobre la superficie del cristal, este se contamina. Una vez lavados los cristales, se llevan en una corriente de agua, donde la concentración de estos en ella es aproximadamente el 30% en peso hacia la unidad de secado.

- Secado

Esta operación se realiza con el aire caliente (60-70 ºC hasta una humedad del 1% para el Nitruro de Plomo y el Estifnato de Plomo) en un secador de bandejas. El material se coloca en bandejas de aluminio sobre las cuales se coloca toallas previamente humedecidas y disminuir así al máximo los riesgos de explosión. Terminada la operación de secado, se introduce aire atmosferico por corto tiempo para que el producto adquiera la temperatura ambiente. De aquí en adelante, debe evitarse cualquier frotamiento o manejo brusco al material.

- Tamizado

En un tamiz con superficie clasificadora en gaza de seda se clasifica el tamaño de los cristales, protegiendo el material con una plancha delgada del caucho cuya superficie es más grande que la del tamiz. Se evita así cualquier choque en seco del producto. Esta operación también se controla desde el exterior del taller donde se realiza.

- Almacenamiento

El producto seco tiene una gran sensibilidad de ahí que su almacenamiento se haga en cajas recubiertas con caucho y en pequeñas cantidades (max. 1.0kg).

- Destrucción de aguas madres y aguas de lavado

Una vez se ha terminado un turno de operación, el cristalizador, los filtros y demás equipos se limpian cuidadosamente con agua. Para la limpieza del cristalizador se llena con agua, se agrega ácido nitrico y nitrito de

sodio y se abre la agitación con aire con un cuarto de hora. Luego el contenido del cristalizador se descarga y se enjuaga con suficiente agua para remover el ácido. Las aguas madres y las aguas de lavado pueden contener trazas del producto. En el caso de la azida de plomo, las aguas madres, aguas de lavado y el producto rechazado del tamizado, se tratan con un 15% de ácido nitrico y 8% de nitrito de sodio (porcentaje sobre las cantidades de materiales a tratar, o sea peso de cristales a destruir) o con una solución fría al 10% de solución de hidróxido de sodio por 16 horas.

Para las aguas madres, de lavado y producto rechazado de tamiz del estifnato de plomo, se disuelve el material explosivo con una solución de Hidróxido de sodio y se descomponen con ácido nítrico o de ácido sulfúrico concentrado.

Proceso de Elaboración de Formol

El método comercial más antiguo de preparar el formaldehído está siendo aún empleado; consiste en la oxidación y deshidrogenación de metanol con aire sobre una gasa metálica como catalizador; es un método fácil, con pocas complicaciones de productos secundarios.

Descripción del proceso:

Este procedimiento da formaldehído esencialmente puro, con algo de metanol, e indicios de ácido fórmico.

Las materias primas empleadas son: Metanol sintético químicamente puro, aire y agua.

El metanol se vaporiza mezclándose con aire atmosférico, previamente purificado, y vapor de agua, pasando al reactor donde el catalizador se encuentra, bien formando un lecho de cristales de plata, o dispuesto en varias capas de mallas. En este momento solo hay una caída de presión muy ligera de 0.1 a 0.2 mmHg causada por la resistencia del catalizador

El proceso transcurre a presión próxima a la atmosférica y de 600 ºC a 650ºC, verificándose dos reacciones simultáneas:

CH3OH + ½ O2 CH2O + H2O + 37.3 Kcal/mol

CH3OH CH2O + H2 - 20.3 Kcal/mol

Algo más del 50 % del formaldehído formado se obtiene a partir de la primera reacción con una sola pasada de la mezcla del gas a través del catalizador, por lo que el proceso global resulta exotérmico. Otras reacciones secundarias conducen a la formación de ácido fórmico, formiato de metilo, monóxido y dióxido de carbono.

La mezcla gaseosa que abandona al reactor se enfría y se lleva a una columna donde el formaldehído y el metanol no transformado se absorben con agua. Finalmente, la mezcla agua - formaldehído - metanol se destila, obteniéndose por cabeza metanol que se recicla al vaporizarse, mientras que la disolución acuosa de formaldehído, procedente del fondo de la columna de destilación, se trata en una unidad de intercambio iónico (aniónica) donde se reduce el contenido de ácido fórmico a los niveles de especificación.

Es necesaria una mezcla completa durante el ajuste final de la concentración del producto. Cerca de una hora se requiere para el mezclado especificado, y media hora adicional se permite, antes de sacar las muestras para determinar la concentración final.

La mayor porción de producto despachado en una solución al 37 % de formaldehído (formol), conteniendo menos del 1 % de metanol en peso.

Los gases residuales de cabeza del absorbedor contiene un 20 % molar de hidrógeno, resultando energéticamente rentable su aprovechamiento. Además, mediante su combustión, se eliminan emisiones de diversos compuestos orgánicos, entre ellos, trazas de formaldehído.

Existen algunas variantes de este proceso que tienden a aumentar la conversión de metanol con objeto de reducir, e incluso eliminar, la destilación final, lo que conlleva a un importante ahorro energético y de inversión; así, se han propuesto alternativas en las que se completa la oxidación de metanol utilizando dos etapas de reacción; en otra se recicla al reactor el gas de cabeza del absorbedor lo que permite disminuir el porcentaje inicial de metanol en la alimentación y alcanzar una conversión prácticamente total.

En cuanto a los materiales preferidos para la fabricación de formaldehído tenemos el acero inoxidable que sirve para almacenar y manejar el metanol. Para los lavadores puede emplearse el aluminio y para el almacenamiento del formol se recomienda acero inoxidable 18 -8, vidrio, gres, esmaltes resistentes a los ácidos, caucho o aluminio.

Proceso de Elaboración de Hidróxido de Sodio

PROPIEDADES

El hidróxido de sodio es una base fuerte de formula química NaOH. Se conoce como sosa cáustica al hidróxido de sodio en estado sólido en forma de trozos, escamas, hojuelas, granos o barras. Es una sustancia blancuzca, altamente higroscópica, y se disuelve en agua con desprendimiento de calor.

Lejía de sosa o licor cáustico, es el termino que se ha utilizado para llamar a la disolución acuosa, es un liquido incoloro. En cualquier forma el NaOH ataca la piel.

OBTENCIÓN

El NaOH se ha obtenido por dos procesos, la caustificación de carbonato sódico, que es también conocido como método Solvay, y la electrólisis de sal común con producción simultanea de Cloro, Hidrogeno y el mismo Sodio. En la actualidad el método más usado es la electrólisis por lo tanto será el proceso ha explicar. La utilización de este método ha creado un estrecho vinculo entre el cloro y el NaOH, ya que el aumento del consumo de uno implica la sobreproducción del otro.

ELECTROLISIS DE SALMUERA

Se han diseñado muchas celdas para llevar a cabo la descomposición de la sal en solución acuosa. Pero las unidades que han tenido éxito son de dos tipos; las celdas de diafragma (método de diafragma) y las de mercurio (método de la amalgama). En todas las celdas se acostumbra purificar la solución de sal y usarla tan concentrada como sea posible, esto es, casi saturada lo que corresponde a una concentración del 25%.

Esta Purificación consiste en pasar la sal de los carros a una tolva que alimenta un alimentador, que envía la sal al tanque de dilución. Este tanque se mantiene lleno bombeando en si agua caliente por la base y permitiendo que se derrame por la parte superior, durante su paso por el lecho de sal, el agua se satura, la salmuera se recolecta en un tanque donde se añaden carbonato de sodio e hidróxido de sodio, en cantidades suficientes para precipitar las sales de calcio y magnesio. Después de dejar sedimentar para eliminar las partículas suspendidas más gruesas, la salmuera se hace pasar por filtros de arena y de tierras diatomaceas, después de este proceso la solución salina se alimenta a las celdas.

La fabricación de NaOH por el Método de Diafragma se basa, en pocas palabras, en la preparación y purificación de una solución saturada de sal; la electrólisis de esta solución en la celda, con lo cual la mitad de la sal se convierte en lejía de sosa aproximadamente; la concentración de esta solución mezclada con separación de sal a medida que aumenta la

concentración y finalmente, la evaporación para obtener la sosa cáustica sólida y casi pura. Los métodos para concentrar la lejía serán explicados más adelante.

Por el Método de Amalgama el procedimiento es casi el mismo a excepción de que la lejía de sosa sale completamente libre de sal, esto nos proporciona economía en el proceso ya que no requiere de concentración.

La eficiencia de descomposición de las celdas varia entre 50 y 60%, esta está dada por la relación entre la sal descompuesta y la sal total. El voltaje de descomposición se encuentra entre 3.5 y 5, aunque este varia con la densidad de corriente deseada (Intensidad). La temperatura de la celda se mantiene entre 80 y 90 ºC. La caída de potencial debido a la energía eléctrica que se convierte en calorífica es de 5 V aproximadamente.

CELDAS DE DIAFRAGMA

Todas las celdas de diafragma se basan en el principio de encerrar el compartimiento anódico con un diafragma, estas celdas pueden variar bastante entre sí. Una de las diferencias fundamentales en el diseño de celdas, es la presencia o ausencia de lejía en el compartimiento del cátodo. La celda Hooker puede considerarse típica de celdas de diafragma que tienen lejía en el compartimiento catódico. La celda de Nelson utiliza vapor de agua que se alimenta al espacio catódico para mantener la temperatura, esta produce cloro muy puro. La celda de Allen-Moore usa el compartimiento catódico vacío. El diafragma esta formado frecuentemente de varias capas de asbesto. Se emplean como ánodos electrodos de grafito que son placas de este material fijadas sobre una base de plomo recubierta de alquitrán y como cátodos parrillas de hierro o acero. Unas 50 a 100 celdas forman una batería. La salmuera entra precalentada a 60 ºC por la parte superior, la corriente penetra por el ánodo y sale por el cátodo (los electrones entran por el cátodo y salen por el ánodo), después de aplicar la corriente, los iones cloruro ceden su carga negativa y se transforman en cloro gaseoso amarillo, que sale por la parte superior en una tubería de cerámica, los iones hidrógeno adquieren un electrón cada uno en el cátodo y forman la molécula de hidrogeno que sale por la parte superior de la cámara del cátodo a través de una tubería de hierro aislada. En cualquier momento existen más iones Na+ que iones H+, pero el potencial individual de hidrogeno es menor que el del sodio. A medida que se depositan los iones hidrogeno presentes, la ionización de las moléculas de agua forma mas hidrógeno, proceso que se verifica a una velocidad cercana a la luz. Por lo tanto los iones Na+ permanecen sin alterarse durante la acción de la corriente en la salmuera. Los iones OH- se forman de manera constante por la ionización del agua, se acumulan a una velocidad que es igual a la de la carga de ion cloruro, de tal manera que los iones de sodio son iguales en numero a los iones OH- nuevos que se forman. La reacción puede describirse así:

Na(+) + Cl(-) + H(+) + OH(-) Na(+) + 1/2Cl2 + 1/2H2 + OH(-)

Como el NaOH se acumula cerca del cátodo; para evitar que se difunda hacia el ánodo, se coloca el diafragma que es una pared porosa que forma dos compartimentos, permitiendo el paso lento de la solución y un paso libre de los iones de sodio. El NaOH escurre hacia afuera por la parte inferior de la cámara del cátodo, a través de una salida ajustable, de tal manera que se pueda controlar el nivel de sosa en la cámara (para celdas con lejía en la cámara). Las celdas de diafragma están conectadas en serie, de tal manera que la corriente que sale por el cátodo de una de ellas entra en el ánodo de la siguiente.

CELDAS DE MERCURIO

Estas celdas son algo inclinadas, el cátodo es de mercurio y el ánodo es de grafito, no tiene diafragma, la corriente que se imprime debe ser algo mayor a las de diafragma. La sal de la solución se descompone, formado cloro en forma de gas amarillo, la diferencia con la de diafragma consiste en que no hay deposito de hidrogeno en el cátodo de mercurio, puesto que el mercurio no puede aceptarlos, en este caso los iones Na+ funcionan adquiriendo un electrón y disolviéndose en el mercurio en forma de sodio metálico. Al pasar a una segunda cámara (que contiene agua), la amalgama previamente formada se desprende de su sodio, que reacciona con el agua y vuelve a formar iones Na+, liberando hidrógeno, que ha su vez produce un numero equivalente de iones OH- para formar la lejía, por medio de la siguiente ecuación:

2Na + 2H2O 2NaOH +H2

El mercurio puro se recoge en el fondo de la cámara de separación y se bombea de nuevo a la celda de electrólisis, como se ve en la figura 2 numeral 7. Una celda típica es la de Olin Mathieson.

Se podría pensar entonces que son mejores las celdas de mercurio porque forma soluciones cáusticas que contienen NaOH muy puro y además libre de sal, pero las ventajas no son muy evidentes y suelen ser contrarrestadas por sus desventajas, sin embargo, es obvio que son superiores para la fabricación de sosa con bajo contenido de cloruros.

Las celdas de mercurio requieren sal sólida para restaurar la salmuera de recirculación que se ha consumido, en contraste con las celdas de diafragma que por lo general operan con salmueras naturales purificadas. Esta es una desventaja, ya que la sal seca cuesta de 4 a 8 veces más que las salmueras. Además requieren de 15 a 20% más energía por tonelada de celda que las de diafragma, aunque se compensa con el hecho de que no requiere vapor para concentrar la lejía al 50% en las celdas de diafragma.

CONCENTRACIÓN

La solución que sale de las celdas de diafragma contiene de 10 a 12% de NaOH y de 14 a 16% de NaCl, esta solución se puede concentrar con evaporadores hasta un 50%, quedando únicamente un 1% de sal. En algunas plantas el licor cáustico se concentra hasta un 73% en evaporadores que funcionan al vacío con vapor de alta presión. A esta concentración el NaOH no requiere cuidado especial en su almacenamiento y transporte. La sosa líquida se de esta concentración se solidifica al enfriarse, esta es una masa que se le puede dar diferentes formas con tamices u otras herramientas. Para concentrar aun más la sosa, es decir, hasta el 98% se pone en un crisol gigante que esta destapado a la atmósfera sobre carbón en combustión, obteniéndose escamas.

Proceso de Elaboración de Jabón

La definición básica de la que se puede hablar para el jabón, comprende las sales de sodio o potasio de varios ácidos grasos, principalmente Oleico, Esteárico, Palmítico, Láurico y Mirístico.

La ASTM (American Society for Testing Materials), lo considera como el producto formado por la saponificación o neutralización de grasas, ceras, resinas o sus ácidos con bases orgánicas o inorgánicas. La reacciones fundamentales en la fabricación del jabón son las siguientes:

C3(RCOO)3 + 3NaOH 3NaCOOR + C3H5(OH)3

                                   TRIGLICÉRIDO       SODA CÁUSTICA         JABÓN SÓDICO         GLICEROL

RCOOH + NaOH RCOONa + H2O

                                               ACIDO GRASO                            JABON SODICO

La reacción de un triglicérido o un ácido graso con un álcali se conoce con el nombre de saponificación.

Existen dos categorías de jabones: Jabón Duro (se fabrica generalmente con hidróxido o carbonato sódico y constituye la mayor parte de los jabones comunes), y Jabón Blando (Se fabrica con hidróxido o carbonato potásico, es viscoso y suele tener color verde, pardo o amarillo claro)

PASOS NECESARIOS PARA LA FABRICACIÓN DEL JABON

La obtención de sales alcalinas de ácidos grasos superiores, se lleva a cabo, bien por tratamiento en frío o en caliente en grasa de diversos tipos con solución hidróxido sódico o potásico (saponificación), bien por neutralización con sosa de los ácidos grasos.

Las operaciones requeridas para el proceso de fabricación del jabón terminado o de semiebullición son las siguientes:

· Reacción de una grasa con un álcali

· Cortar o granear el jabón en la solución con sal en fases para recuperar el glicerol.

· Ebullición del jabón con un exceso de álcali.

· Separación de la masa en jabón puro y graso.

Durante la reacción de saponificación, la grasa y el álcali se mantienen hirviendo, utilizando vapor directo u otro medio de calentamiento según el equipo a utilizar (calderas o mezcladores). La velocidad de reacción es lenta inicialmente, dependiendo de la magnitud de la interfase entre los dos líquidos. Posteriormente transcurrido el tiempo, la reacción se acelera debido a la formación de una solución homogénea entre la grasa y el álcali. Una vez saponificada la grasa, se emplea NaCl para salar el jabón. Posteriormente se puede proceder al lavado del jabón con agua.

PROCESOS DE OBTENCIÓN

A continuación se hace referencia a los procesos de fabricación de jabón en su forma más sencilla, en la cual se obliga a reaccionar la grasa, con una cantidad de álcali concentrado, muy próxima a la justamente necesaria para su saponificación total y dejándose solidificar toda la masa, sin la separación de glicerol libre, ni fases "pura" y "graso". Estos procesos tienen la ventaja de necesitar instalaciones sencillas y mucho menos cuidada por parte del especialista, produciendose jabón con determinado porcentaje de jabón anhidro.

Los procesos mencionados se emplean generalmente, en la fabricación de jabones a partir de aceites marinos y de coco, en la producción de jabón relativamente baratos obtenidos en instalaciones mas pequeñas y también se preparan frecuentemente a partir de ácidos grasos con cierto contenido de grasa neutra.

- Jabones de Semiebullición:

Estos jabones se pueden preparar bien en calderas ordinarias o por tratamiento de pequeñas cantidades, en máquinas turbomezcladoras. En cualquier caso se calienta la carga con la cantidad necesaria de soda cáustica concentrada y se añade silicato de sodio u otro agente reforzante no jabonoso, luego de que la saponificación ha terminado. Si la operación se efectúa en una caldera, la carga puede hervirse realmente; pero si se lleva a cabo en un mezclador la temperatura debe mantenerse un poco por debajo del punto de ebullición al tiempo que se mezcla intensamente la masa por medio de una agitación mecánica.

- Jabones fabricados en Frío:

El proceso para la fabricación de este jabón difiere muy poco del anterior, salvo lo que respecta a la temperatura; en cuanto al proceso de semiebullición, se lleva acabo en un mezclador. La mezcla se realiza a temperatura ambiente, por lo que en el mezclador, solo se persigue algo mas que una emulsión total. Se emplean lejías mas concentradas. La saponificación se da por terminada después de verter el jabón en moldes y mantenerlo varios días a una temperatura ambiente relativamente cálida.

PARÁMETROS IMPORTANTES DEL PROCESO

Los aspectos más importantes a tener en cuenta durante la fabricación del jabón, provienen de la necesidad de establecer una seria de características constantes de operación, así por ejemplo los parámetros que son de importancia en el proceso son:

Temperatura de operación

Tiempo de agitación y

r.p.m. Concentración del electrolito (NaCl)

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DEL JABÓN

En una caldera se funde la grasa que se someterá a saponificación, seguidamente se agrega poco a poco la cantidad necesaria de lejía de sosa en solución aproximadamente 10% . La lejía y la grasa forman una emulsión que debe agitarse continuamente, incluso al final de la saponificación debe existir un pequeño exceso de lejía, se sigue calentando hasta que ese pequeño exceso permanezca constante. En ese momento la masa jabonoso fluye en hilos cuando se deja caer desde una espátula. En el proceso descrito se forma una masa gelatinosa, que contiene sal sódica de los ácidos grasos. Esta se separa por saladura del jabón. Para ello se añade a la masa jabonosa una cantidad de NaCl. El cloruro sódico actúa como electrolito determinando que el jabón se insolubilice y se separe en la superficie de la lejía en forma sólida granulada. La lejía contiene un exceso de sosa, sal común, y sobre todo glicerina. Esta lejía se recoge para obtener de ella la glicerina por separación de impurezas mediante filtración y destilación de la glicerina al vacío.

El jabón obtenido, contiene aún demasiada humedad y esta flojamente unido, por ello se le seca hasta que no contiene más de un 5% en agua, esto puede hacerse de dos formas: Se desmenuza el jabón, frío y solidificado en pequeños fragmentos que se secan o se lleva el jabón a un fluido (separado de la lejía) haciéndolo pasar a un rodillo refrigerado, en el que se divide en láminas delgadas que luego se llevan a un secador. En éste el jabón se seca hasta el grado deseado de humedad. El jabón seco y troceado se lleva a una máquina mezcladora, en la que se le agregan colorantes, productos químicos y sustancias de relleno, de allí pasa a una máquina que por medio de una serie de rodillos de acero lo homogeniza, lo hace más denso y lo conduce a una prensa de husillo en la que adquiere la forma deseada y se le imprime la marca. El jabón obtenido se conoce con el nombre de jabón de grano.

El jabón en polvo puro, parte del jabón de grano, lo más duro posible este jabón se empieza a cepillar por virutas, las cuales pasan a una cinta de un secador en el que se obtiene una consistencia necesaria para ser molidas.

Proceso de Elaboración de Lacas

MATERIAS PRIMAS:

Una laca se compone de tres elementos: Vehículo, pigmento y aditivos.

Vehículo: Es la parte líquida de la laca, está generalmente conformado por una parte volátil y otra no volátil.

El vehículo no volátil, es denominado ligante y es el agente responsable de la formación de la película en una laca; es determinante en el caso de un barniz. Algunos ligantes de uso actual son:

- Aceites secantes y seminsecantes, están siendo  reemplazados por resinas sintéticas, son     aceites  vegetales o animales químicamente son triglicéridos de  ácidos grasos. Su   carácter secante depende de la insaturación de la molécula. (Secan por oxidación).

- Los ligantes oleoresinosos o ligantes grasos, son  combinaciones de aceites con resinas   sintéticas como las  fenólicas, maléicas o de petróleo.

- Ligantes celulósicos, que son derivados de la celulosa,  El más empleado es la   nitrocelulosa. Este seca por  simple evaporación dando lugar a la formación de lacas.

- Resinas alquídicas, son ésteres de poliácidos con  polioles. El más característico es la   glicerina y el  anhídrico ftálico, que da origen a las resinas  gleceroftálicas.

- Resinas acrílicas, son ésteres del ácido acrílico o  metacrílico. Son polímeros, incoloros,   transparentes y  muy resistentes a la oxidación, al amarillamiento por la  luz y a muchos   productos químicos.

- Resinas fenólicas, derivadas del fenol. Secan al horno y  son resistentes al agua y a   productos químicos.

- Resinas epóxicas, se obtienen por condensación de  apiclorhidrina y bisfeno. Pueden secar   en horno o al aire,  cuando son debidamente catalizadas.

- Resinas vinílicas, son polímeros o copolímeros de  cloruro de vinilo, acetato de vinilo   butiral.

- Caucho clorado, es un ligante derivado del caucho, seca  rápidamente y posee gran   resistencia química. Secan por  evaporación.

- Emulsiones de PVA, son polímeros del acetato de vinilo  emulsinados en agua, secan al   aire.

El vehículo volátil, corresponde a compuestos que actúan como modificadores de la viscosidad y permiten que la laca pueda manipularse y aplicarse; no quedan formando parte de la película cuando endurece, pero tienen influencia sobre el brillo, adherencia y resistencia química. Se clasifican en: disolventes, que son líquidos que modifican la viscosidad mediante una verdadera solución del formador de película o ligante; ó diluyente incapaz de disolver el ligante, si no se combinan con los disolventes. Según la composición química se pueden clasificar en:

- Hidrocarburos: Alifáticos (varsoles, hexano) o  aromáticos (xilol, toluol).

- Disolventes oxigenados: Alcoholes, ésteres (acetato de  etilo, de butilo) y cetonas   (acetona, metil-etil-cetona,  metil-isobutil-cetona).

- Terpenos: como el aceite de pino y el dipenteno.

- Misceláneos: Nitroparafinas, compuestos halogenados,  derivados del naftaleno,etc.

Pigmentos: Los pigmentos son sólidos finamente divididos que dispersos homogéneamente en el ligante, confieren a las pinturas importantes propiedades. Pueden ser naturales o sintéticos. Existen una serie de pigmentos que representan funciones dentro de la formulación de una laca; como es el caso del oxido cuproso dentro de las pinturas antincrustantes, evitando la proliferación de macro y micro flora y fauna.

Aditivos: Según los requerimentos de la fórmula, se puede adicionar: secantes, agente antinata, agente tixotrópicos, agentes tensoactivos, agentes fungicidas, bactericidas,odoríferos; además, absorbedores de rayos ultravioleta y dispersantes.

TIPOS DE LACAS

Lacas al aceite: Poseen como disolventes el aceite de trementina, aceite de pino y principalmente las fracciones de bencina. Las resinas empleadas son la copales (la colofina y el ámbar).

Lacas al asfalto: Se pueden clasificar el lacas que secan al aire y en lacas que secan al horno. Las primeras deben mantenerse generalmente magras y las otras más grasas.

Lacas alcohólicas: Son soluciones de resina en alcohol.

Lacas de celulosa: son las lacas de nitrocelulosa o de acetilcelulosa, por la gran velocidad de evaporación del disolvente las lacas secan en muy corto tiempo sin necesidad de calor.

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

Para iniciar el proceso se requiere una ficha de formulación, la cual posee información de los kilogramos de los componentes, instrucciones de fabricación y características del producto.

1. Se realiza el pesaje de las materias primas, luego son mezcladas por medio de un equipo      de agitación.

2. La pasta obtenida en la operación de mezclado, es llevada a los molinos donde por medio      de una bomba es transportada a la cuba y por agitación (con perlas de vidrio como medio    de molienda), el pigmento es dispersado en el vehículo.

3. La pasta resultante de la anterior operación, posee las características de molienda,    viscosidad, densidad, tonalidad, pH y otras propiedades de cada producto; ésta es diluida    con el solvente que aun no ha sido incorporado a la mezcla.

4. Terminado el proceso de fabricación, el producto es empacado, etiquetado y almacenado    o distribuido.

Proceso de Elaboración de Magnesio

La Obtención del magnesio puede darse de varias formas, por: electrólisis de Cloruro de Magnesio Anhídrido fundido, y por reducción térmica de compuestos oxidados de magnesio, principalmente.

MATERIAS PRIMAS

El Magnesio no se presenta en la naturaleza como metal puro, pero, en forma de compuestos se encuentra sobre toda la superficie de la Tierra, (octavo en abundancia) y las fuentes principales son: Agua de Mar, Pozos salinos, aguas madres de las salmueras marinas y cuando está combinado con otra sustancia lo encontramos así:

Compuesto % Magnesio en forma de

Silicatos Magnesita: 35 al 28 %

Carbonatos Dolomita: 12 a 13%

Hidróxido Brucita: 37 a 40%

Sulfatos Kiescrita: (MgSo4 . H2O) 17%

Cloruros

-  Bischofita(MgCl2.6H2O) 11 a 11.5%-  SalesDobles:*Carnalita:(KCl.MgCl2.12H2O)     7 a 8 -  Salmueras Naturales: 0,5 a 5 %

PROCESO

Se explicará la Electrólisis en Fusión del Cloruro de Magnesio; teniendo como fuente el Agua de Mar (Un kilómetro cúbico de agua de mar contiene 1,3x10ˆ6 ton de magnesio, lo que hace que el mar sea una fuente de 1,7x10ˆ24 que es una cantidad muy elevada). Los pasos a seguir se describen a continuación .

1. Tratamiento del agua de mar:

Se hace pasar el agua a través de cribas móviles para separar peces y residuos de tamaño relativamente grande, se bombea luego el agua a través de unos filtros con el fin de retirar residuos pequeños, luego de lo cual se añade Cloro y Acido Sulfúrico para separar el bromo e impedir la formación de Plantas Marinas, se bombea ahora el agua a una torre empacada donde se separa el bromo y de aquí va a tanques floculadores para ser tratada con Lechada de Cal y Soda Cáustica. Esta lechada de cal se puede reemplazar por conchas de ostras para la cal que se requiere, (Las conchas son Carbonato de Calcio casi puro, se calcinan hasta obtener cal que se mezcla con el agua de mar, haciendo precipitar el Hidróxido de Magnesio).

Esto último se hace con el fin de convertir el Cloruro Magnésico, soluble en agua de mar en Hidróxido de magnesio relativamente exento de Boro. Se debe tener en cuenta que es necesaria una fuerte agitación del agua

durante la adición de la lechada de cal, con lo cual se mejora notablemente la sedimentación y filtrabilidad del Hidróxido de Magnesio.

2. Separación del hidróxido de magnesio:

Una vez obtenido el Hidróxido en los Floculadores (Los cuales poseen unos rastrillos que se mueven lentamente y en donde la velocidad decrece permitiendo que el Mg(OH)2 sedimente), se lleva el agua a un decantador en donde se hace rebosar el agua de mar gastada, mientras que la lechada de Hidróxido de magnesio se va depositando hacia el centro del decantador y por medio de una tubería sale para ser bombeada a un tanque de almacenamiento. En este punto la lechada de Magnesio debe contener un 12% aproximadamente de Mg(OH)2. El Tanque de Almacenamiento, alimenta al filtro de tambor rotatorio donde se separa aproximadamente el 50% del agua y materias solubles que se encuentran en la lechada de Magnesio. La Torta obtenida en el filtro contiene además del hidróxido algo de Carbonato de Calcio.

3. Neutralización:

Para iniciar este proceso se disuelve la torta que contienen aproximadamente un 25% de Mg(OH)2 en peso en homogenizadores. Esta dilución se hace con solución de Cloruro Magnésico y buena agitación. De esta manera se hace bombeable la lechada, adquiriendo consistencia de crema para ser bombeada a los neutralizadores, que también poseen agitación. Cada neutralizador consta de dos tanques, en el primero de los cuales se agrega a la suspensión de Hidróxido de magnesio, el 75% del ácido necesario, completándose el proceso de Neutralización en el segundo tanque, en el cual el pH tiene que ser de 6,5 (con esta regulación se hace un control al proceso). En la neutralización se descomponen los carbonatos con desprendimiento de Dióxido de Carbono. Se obtiene así una solución de Cloruro de Magnesio al 15%, de la cual una parte va a convertir la torta de los filtros en crema y otra parte va a tanques para pasar a la siguiente etapa.

4. Evaporación y secado:

Con esto se pretende reducir la solubilidad del Cloruro de Sodio. Se elimina entonces, el 60% del agua (ó más) y se obtiene una solución a 49 ºC que contiene un 35% de Cloruro de Magnesio y un mínimo de Cloruro de Sodio (Se puede utilizar evaporadores de convección natural de tubos verticales, puesto que la solución no es corrosiva y no forma gran cantidad de espumas).

Como la solución contiene Calcio, se la trata con Sulfato de Magnesio y se precipita Sulfato de Calcio, que ha de ser sedimentado por 24 horas. La solución es nuevamente filtrada (Filtro de tambor rotatorio), donde se separa el Cloruro de Sodio y Sulfato de calcio. El filtrado pasa de nuevo a evaporadores ( Estos pueden ser del tipo de circulación natural, puesto que la solución no es corrosiva). La solución así obtenida tiene un 50-55%

de MgCl2. La solución del 50% pasa a secadores de anaqueles en los cuales circula aire caliente y ácido Clorhídrico gaseoso para impedir la transformación del Cloruro en Oxido de Magnesio. Se obtiene entonces un sólido granular cuya composición es MgCl, ½ H2O.

5. Electólisis del cloruro de magnesio:

El Cloruro de Magnesio (sólido granular) se introduce por la parte superior de una celda Down en forma continua. Esta permanece llena de una mezcla de sales fundidas, que consta de 25% de Cloruro de Magnesio , 15% de Cloruro de Calcio y 60% de Cloruro de Sodio (Reduce Punto de Fusión y mejora la conductividad) a unos 680-750ºC ( Pto de Fusión del Magnesio de 651ºC), manteniéndose ésta temperatura por medio del calor externo obtenido de los hornos calentados por gas. El agua residual se evapora al fundirse el material en el baño y se puede agregar material hasta con un 10 a 20% de agua que se evapora inmediatamente. Estas adiciones de material deben hacerse constantemente y lentamente. El control de baño se hace mediante regulación de la composición de los Cloruros de Calcio y Sodio. En la Electrólisis se producen Magnesio y Cloro Gaseoso. El Magnesio sube a la superficie del Electrolito y es llevado a pozos colectores, de donde se extrae para vaciarlo en moldes y producir lingotes. El metal sale con una pureza de 99,5-99,8%. La mayor parte del cloro se vende y un mínimo porcentaje se recircula al proceso mismo.

Proceso de Elaboración de la Margarina

Antes de describir el proceso de la margarina, es importante que conocer su definición, ya que se tiende confundir con una mantequilla.

La margarina es una emulsión liquida o plástica, usualmente del tipo agua- aceite, obtenida principalmente a partir de grasas y aceites que no proceden de la leche. La mayoría de las materias primas se obtienen de mataderos (grasas animales) y de las semillas oleaginosas.

Descripción del proceso

Primero se empieza con una transformación de las materias primas. Para tal propósito se somete a una refinación física o química, debido a que las materias primas poseen elevados defectos como son: elevada acidez, olores desagradables, coloración excesiva, etc.

La refinación empieza con un pretratamiento donde la palma cruda es desgomada y preblanqueada para terminar con una desodorización. Luego se hace un fraccionamiento en donde se da como resultados dos productos: la estearina y la oleína, materias primas esenciales para la producción de la margarina. La refinación química trabaja con diferentes materias primas: sebo, ajonjolí, soya y palmiste. Todas estas materias primas deben pasar por diferentes etapas: neutralización, blanqueo y desodorización. Una vez refinada la materia prima, se lleva a un proceso de hidrogenación, donde se obtiene un producto de mejor calidad ya que se elimina el olor, el color y el sabor, aumentando la conservación de dicho producto. En general son cinco procesos básicos en la producción de margarina: pretratamiento, refinación física o química, fraccionamiento e hidrogenación.

Proceso de PretratamientoLa palma cruda llega caliente (serpentines) al desgomador - neutralizador y se inicia el calentamiento, luego se adiciona ácido cítrico y fosfórico, lo que permite que el aceite se clarifique por sedimentación. Luego se realiza una adsorción con tierra diátomaceas y luego se filtra.

Refinación FísicaE el proceso se realiza en una torre de desodorización, al vacío con arrastre de vapor de agua, de tal forma que se arrastran los componentes volátiles causantes del mal olor y sabor. En la torre el aceite se somete a un proceso de destilación de los ácidos grasos, promovida por la presión de vacío, la temperatura, tiempo de permanencia en la torre y por la inyección directa del vapor. Luego el aceite se prepara para el siguiente proceso y los ácidos grasos son vendidos para la producción de jabón.

Refinación QuímicaEste proceso elimina las impurezas y productos volátiles a los aceites y las grasas. Esta se identifica como la refinación alcalina.

Neutralización: allí se eliminan los ácidos grasos añadiendo los ácidos grasos con soda cáustica y sal por agitación

Blanqueo: primero se adiciona calor para evaporar el agua presente. Luego se adiciona tierra de diátomaceas por agitación y se aumenta la temperatura. Al final se realiza una filtración.

Desodorización: aquí se destila por arrastre de vapor, las sustancias odoríferas y sustancias causantes de mal olor.

FraccionamientoSe realiza en seco o en fase aceite (sin solventes). El aceite se lleva a un madurador en donde el aceite alcanza las condiciones optimas de cristalización bajo el control de la agitación y la disminución de temperatura. El aceite cristalizado (20-25 ºC) se bombea a unos filtros prensa donde se separa la fracción liquida (estearina) de la fracción sólida (oleína).

Proceso de Hidrogenación Esta se aplica a las grasas y aceites refinados, con el fin de subir el punto de fusión y mejorar la conservación (sabor, olor y calor), por la conversión de varios radicales no saturados de gliceridos grasos en gliceridos de mayor saturación. El aceite caliente se lleva a un reactor que contiene un catalizador de Níquel pulverizado. Cuando la temperatura empieza a aumentar (150-160 ºC), se inyecta hidrogeno con una presione de 15 psi (valor óptimo para obtener un mayor punto de fusión), luego se filtra para separar el aceite del catalizador.

Producción de Margarina Aquí se mezclan las sustancias grasas (estearina, palma refinada, palma hidrogenada, palmiste, sebo y ajonjolí), obtenidos en los procesos anteriores con una solución acuosa compuesta por: agua, leche, sal, edulcolorantes alimenticios (sacarosa, fructuosa) y emulcificantes. La margarina debe contener + 84% de las sustancias grasas y + el 15 % de la solución acuosa. Después del mezclado, el producto se bombea a un intercambiador con el fin de darle la consistencia optima de solidificación. Luego pasa a las unidades de enfriamiento y texturización para lograr el tamaño adecuado del cristal. Luego se recoge el producto en cubas y pasa a la maquina empacadora para su almacenamiento.

La mayoría de los equipos utilizados en el proceso son de acero inoxidable ya que este metal combinado con las lecitinas y proteínas, favorecen la solubilizacion de los glóbulos grasos.

Proceso de Elaboración de Mármoles

LA TRITURACION Y CLASIFICACION

Es la acción manual o mecánica mediante la cual el rajón es triturado directamente o mediante una previa pretrituración. Cuando se pretitura se obtienen agregados con apariencia redondeada, cuando se tritura directamente el rajón se obtienen granos con apariencia exfoliada y lajada.

El material en grano es transportado mediante una banda, la cual lo lleva al proceso siguiente que es la zaranda clasificadora. Esta clasificación de los granos se obtiene mecánicamente mediante la zaranda cernidora a la cual se colocan tamices o mallas según la granulometría requerida para cada tipo de baldosa.

Esta clasificación o selección se debe llevar a cabo bajo las normas 174 del Incontec o 40-39 de la American Standard Technical Materials (ASTM).

Después del proceso de clasificación obtenemos un grano de rechazo y un grano o marmolina en forma residual de ahí lo pasamos al proceso siguiente.

MOLINO

Básicamente mediante unos martillos de bolas o de platinas le damos una finura determinada y aceptable para un proceso que más adelante se explica, el de mezclas.

DEPOSITO DE AGREGADOS

Los diferentes tipos de agregados o granos una vez clasificados son transportados manualmente en carretillas o por intermedio de carros especiales a los diferentes cubos, los cuales por norma general, deben estar dispuestos de tal manera y separados que no permitan la revoltura de los agregados ya sea por su tamaño o por su color, aunque también deben estar protegidos para evitar una contaminación con partículas de otras rocas de diferente tipo.

LAVADO DEL GRANO

El grano agregado grueso antes de ser mezclado debe ser transportado en cubos de deposito desde el área de Trituración hasta los diferentes cubos ubicados en área de mezclas. Es de trascendental importancia el lavado de los agregados pues estos deben ser mezclados lo más limpio posibles no pueden poseer polvos contaminantes, residuos de fango o arcilla y demás impurezas que puedan disminuir la calidad del concreto que se elabora con estos agregados. No sobra recalcar que el agua utilizada debe ser preferiblemente potable.

PESOS Y MEDIDAS

Del control adecuado que se haga de este manejo podemos establecer con gran certeza en cuanto a la calidad del producto desde el punto de vista de la uniformidad tanto de los concretos como de los morteros que ellos elaboran.

MEZCLAS

En la baldosa de grano de mármol o de terrazo podemos definir que en esta es una pieza prefabricada basándose en mortero portland y de un concreto portland y para cuya elaboración se recomienda sean seguidos requisitos inherentes a una normalización preestablecida para efectos de mantener y obtener una buena calidad.

EL MORTERO (MEZCLAS)

Llámese mortero a una mezcla de agregado fino, cemento y agua. Este material tiene propiedades adhesivas e hidráulicas. Los morteros portland son aquellos que son elaborados con cementos del mismo nombre y cuya proporción minuciosa permite lograr un perfecto equilibrio de resistencia a la compresión, hidraulicidad y trabajabilidad, de acuerdo a su grado de plasticidad y de fraguado.

Al preparar una mezcla de mortero deberá prepararse solamente la cantidad que va a ser utilizada durante un periodo de 90 minutos.

Para la parte inferior de la baldosa se emplea un mortero portland de una parte de cemento por tres a tres y partes de arena de peña. Esta proporción está dada por la calidad de la arena y se obtiene mediante la dosificación mecánica de una mezcladora de mortero.

Cualidades del mortero: Dadas las proporciones antes mencionadas de dicho mortero puede obtenerse una resistencia a la compresión de 1800 a 1925 psi es decir de 126 a 135 Kgs/cm2.

CONCRETO (MEZCLA)

Se denomina concreto a una mezcla en la cual se adiciona a una pasta de agua cemento, materiales o agregados formando un conglomerante que endurece conforme progresa la acción química del agua sobre el cemento.

Para la parte superior de la baldosa o cara buena se emplea una mezcla de concreto que soporta una compresión de 2500 psi o 176 Kgs/cm2 en la cual los agregados son granos de mármol obtenidos mediante la trituración y clasificación antes mencionados y como agregado fino, la marmolina, obtenida mediante el molino de martillos que produce un polvo o talco casi impalpable. Estos granos son adheridos mediante la acción del cemento portland y cuya relación agua-cemento no debe

sobrepasar de 5 galones por cada saco de 50 kilos de cemento ya sea blanco o gris y de tipo portland que cumple con las especificaciones de la normas 121 y 321 del Incontec (Colombia) respectivamente.

Dicho concreto se elabora en las mezcladoras automáticas y cuya velocidad angular en las cuchillas no debe sobrepasar de 200 R.P.M. y durante un espacio de tiempo que oscila entre uno a cinco minutos.

De ahí en adelante ambas mezclas (el mortero y el concreto) se van a unir en el proceso siguiente del prensado.

PRENSADO

El proceso de prensado se lleva a cabo mediante una combinación manual- mecánica, que tiene por objeto la dosificación de la mezcla del mortero y la mezcla del concreto.

La manual corresponde a la dosificación del concreto que la realiza el operario, para lo cual dispone de un recipiente con capacidad de aproximadamente un 50% del volumen total de la baldosa. La mecánica es llevada a cabo por la acción del sostrato de la máquina y que es aproximadamente el otro 50% del volumen total de la baldosa.

El tiempo del prensado varía de acuerdo a las presiones de la máquina, a la referencia del proceso y al tamaño de la baldosa.

Colocación de la baldosa: Una vez prensada la baldosa es extraída mediante la acción sincronizada de la pala, la cual recibe la baldosa y la extrae. Acto seguido es sacada por el operario y conducida a los contenedores en donde es colocada de filo y careándola. La careada de la baldosa se debe a que es una forma profiláctica de evitar que durante el proceso de fraguado las baldosas se arqueen dando una forma de convexividad o concavidad que haría que el porcentaje de rotura durante el pulimento se incrementara ostensiblemente.

El manipuleo de la baldosa por parte del operario debe ser los más cuidadoso posible por cuanto, debido al estado de plasticidad de la baldosa en ese momento fácilmente está, se puede fisurar y más tarde romperse.

TRANSPORTE

Cargados los contenedores y debidamente aseguradas las cajas, estas son conducidas por un montacargas hasta el patio de fraguado. Este traslado debe realizarlo un conductor hábil ampliamente entrenado y enterado de los altos riesgos que no debe correr para evitar que las baldosas se fisuren, maltraten o se rompan.

Cabe anotar que la velocidad del traslado no debe sobrepasar nunca los 5 kilómetros por hora, contando con un pavimento en perfectas

condiciones, carente de huecos, hundimientos o de pendientes demasiado inclinadas.

FRAGUADO

El fraguado consiste en la interacción del agua con los minerales presentes en el cemento provocando una reacción consistente en la disolución, recristalización y precipitación de una estructura silicia mediante la formación de silicatos los cuales se agrupan a través de enlaces hidráulicos o adhesión hidráulica.

Teniendo en cuenta las características de los cementos portland, el periodo de fraguado de la baldosa puede tomarse entre 3 a 8 días, dependiendo de la relación agua cemento que halla sido empleada en la elaboración de la mezcla. Como sabe, la resistencia de los concretos y morteros portland se determina a las edades de 3 - 8 y 28 días respectivamente, en los cuales se obtienen el 40%, el 80% y el 95% al 98% de su resistencia total.

PULIMENTO

Durante la fase de pulimento, la baldosa, después de haber cumplido su periodo de fraguado normalizado es sometida mecánica e hidráulicamente al proceso de pulimento el cual se lleva a cabo para nuestro caso en dos etapas; a saber:

- Desbaste: Se realiza para destapar la baldosa, lo cual se emplean muelas de carburo de silicio, del orden de 24 a 36 suspendidos en aglomerados en forma conjunta con piedra pomex, en aglutinante de fraguado super acelerado como es el cemento aluminoso o en le caso de resinas de poliéster insaturado.

- Brillado: Una vez destapada uniformemente la baldosa es sometida al brillado, para los cual se utilizan muelas de carburo de silicio del orden de 180 a 220, suspendido en cementos fundidos o con resinas insaturadas de poliéster. Para efectos del proceso de pulimento se emplean también materiales como cuarzo y muelas de diamante para el caso de la máquina de pulimento lineal.

Finalizado el proceso de pulimento, se hace una clasificación, dependiendo del estado de la cara buena. Las baldosas que se encuentran en buen estado pasan al patio de despacho y las que ofrezcan demasiada porosidad son separadas por el operario para un último proceso; el retape.

RETAPE

El proceso de retape se lleva a cabo en una forma manual o mecánica, en la cual se utiliza una mezcla de marmolina y el cemento correspondiente a

una relación de una parte de cemento por dos partes de marmolina. La anterior mezcla se hace en dos formas: Una semiplástica y la otra seca.

La primera se aplica sobre toda la baldosa y se esparce sobre la misma, acto seguido con movimientos circulares, se introduce la segunda mezcla, dando así una baldosa completamente uniforme.

PROCESO Y FABRICACION DEL MARMOL

A continuación se describe el proceso para la obtención de una pieza determinada.

RECIBO

Para la obtención de las planchuelas de mármol se utilizan respectivamente rajones o bloques de mármol propiamente dichos. Estos son cortados con la siguiente máquina:

CORTADORA:

Es una máquina provista de sierras diamantadas, las cuales son programadas para dejar láminas de un calibre especifico. Cabe recalcar que el agua que sirve para enfriar las sierras es reciclada para otros procesos. Estas láminas no salen con la arista bien definida, lo cual hace que las láminas sean llevadas a una siguiente máquina llamada descabezadora.

DESCABEZADORA

Esta máquina crea una paralela a escuadra para el proceso siguiente de pulimento.

PULIMENTO

Es una pulidora lineal se introduce la lámina o plancha de mármol, la cual es sometida a unas cabezas pulidoras (en este caso 8) que son a base de carburo 100 - 250 - 300 - 360 - 400 - 600- 800 y finalmente el ácido oxsálico y el neutralizador.

CUADREADORA

Dependiendo exclusivamente de las exigencias del cliente, de acuerdo al pedido, la cuadreadora es la que nos va a determinar el despiece de mármol, es decir que en está máquina vamos a sacar por ejemplo una pieza de 33 x 33 cm, 16 x 16cm, 30 x 15cm o alguna medida especial que este sujeta a las limitaciones técnicas de cada una de las máquinas.

PROCESO DE ANTICADO

La arquitectura actual, con la tendencia a la simplificación, y sinceridad con su gusto por la utilización de los materiales en su estado natural, halla en el mármol un material noble por excelencia, que satisface todas las exigencias técnicas y estéticas, que requieren los nuevos sistemas constructivos.

Para efecto de satisfacer dicho mercado, se ha puesto el mármol anticado, que básicamente quiere decir envejecido o mostrado en su aspecto natural. Con dicho anticado utilizamos residuos dejados por el despiece, el cual lo sometemos a un proceso químico que hace que la baldosa tenga un aspecto rústico. Estas baldosas se utilizan en la creación de diferentes diseños los cuales varían de acuerdo al gusto del cliente.

SPACATADORA

Otro subproducto que se obtiene por los residuos de los bloques es el spacato, el spacato son de tres piezas de 3 x 15 cms o 3 x 10 cms en variado número de colores. Este material se obtiene por un golpe seco mediante unas mandíbulas movibles en la máquina llamada spacatadora.

EMPAQUE

Cuando hay suficiente cantidad de piezas de un mismo pedido se procede a empacarlas en forma manual. Este empaquetado consiste en envolver el producto primero con una tira de cartón y luego cinta superflex la cual se enrolla para dar mayor firmeza al empacado.

Proceso de Elaboración de Nitrato de Calcio

El Nitrato de Calcio es un fertilizante líquido que combina nitrógeno líquido y calcio soluble en forma ideal para suministrar a los cultivos (flores, frutas, hortalizas, algodón, frijol) por el sistema de fertilización, inyección y aspersión directa durante la producción.

La disolución del nitrato de calcio se obtiene por neutralización del ácido nítrico diluido con caliza en piedra o finamente molida. La caliza tiene que ser lo más rica posible en carbonato cálcico. La disolución se repite varias veces haciéndola circular mediante bombas.

Las torres de disolución deben construirse con metal antiácido, siendo preferidos los aceros al cromoníquel; las parrillas de estas torres son giratorias con el fin de extraer fácilmente los restos insolubles. De la torre se retira un disolución de nitrato cálcico que contiene de 1 a 25% de ácido nítrico libre. La neutralización se concluye con carbonato de cal en polvo en unas calderas provistas de un sistema de agitación.

En la producción de nitrofosfatos, en los cuales la roca fosfórica es disuelta por acción del ácido nítrico, se forma lateralmente el nitrato de calcio que se solubiliza y no es posible retirar por filtración, siendo la formación de este la principal desventaja en la elaboración de nitrofosfatos. Los métodos de obtención difieren en la forma como se elimine el nitrato, siendo este el factor que mas influye en la eficiencia del proceso.

USOS

El Nitrato de Calcio se usa en forma liquida o sólida para aumentar la productividad en la agricultura, e igualmente se utiliza a nivel industrial. El Nitrato de Calcio se aplica en los cultivos de flores, frutales y tubérculos como también para corrección de deficiencias del suelo, como por ejemplo para neutralizar el efecto tóxico del aluminio en el suelo.

A nivel industrial el Nitrato de Calcio de utiliza para la fabricación de los juegos pirotécnicos, explosivos, cerillos, capuchones para lámparas de gas, manufactura de tubos electrónicos, inhibidores de corrosión, en combustible Diesel y como coagulante del hule en forma de látex entre otros.

El uso de Nitrato de Calcio, mediante aplicación directa a los frutos, reduce la atención de pudriciones en mango, melón patilla y pepino.

El suministro de nitrógeno en forma totalmente nítrica, favorece la respuesta de absorción y así el nitrógeno puede ser almacenado en la planta, mientras que aplicado en forma amoniacal puede ser tóxico a mayores concentraciones.

En explotaciones intensivas bajo invernadero (cultivos en tierra, hidropónicos y semihidropónicos) el nitrato de calcio es favorable aplicado con el agua de riego, inclusive en mezcla con otros nutrientes, fungicidas e insecticidas de uso frecuente.

El Nitrato de Calcio suministra nitrógeno de la forma más asimilable para las plantas (nitrógeno nítrico) y calcio necesario para dar rigidez y consistencia a las paredes y membranas celulares. El Nitrato de Calcio no produce acidez residual, mejora la actividad microbiana y la estructura del suelo.

El calcio es indispensable para el normal desarrollo de los tejidos jóvenes (tallos, hojas, yemas y raíces) y por su baja movilidad en la planta, es necesario un suministro adecuado, lográndose así dar resistencia contra insectos chupadores y enfermedades.

El Nitrato de Calcio es un fertilizante que no volatiliza y por lo tanto es muy eficaz en condiciones secas y alcalinas, da una respuesta rápida y eficaz en el uso del nitrógeno.

CARACTERÍSTICAS

Además de suministrar nitrógeno nítrico de alta asimilación por las plantas, contiene una alta concentración de calcio soluble de repuesta inmediata en todo tipo de cultivos.

El calcio presente en el sistema radicular unido al nitrógeno nítrico fortalecen las paredes celulares de la raíz, neutralizan el efecto tóxico del aluminio en los suelos ácidos (pH menores a 5.5) condición que facilita a las plantas la mejor absorción de nutrientes y agua. Además equilibra el balance iónico de las bases como magnesio y potasio, aumentando la resistencia a las enfermedades.

Puede ser aplicado mediante inyección a todo tipo de cultivos eliminando de esta manera la poca movilidad del calcio en el suelo que se encuentra justamente en contacto con el sistema radicular. Puede ser usado en fertirrigacion a razón de 1 lt por 100 lts de agua.

PROPIEDADES FISICOQUIMICAS

Equipo Tipo de Equipo

FORMULA QUIMICA Ca (NO3)2

NOMBRE TECNICO Ca (NO3)2 Nitrato de Calcio

COMPOSICION

Nitrógeno Total 125 g / l

Nitrógeno Nítrico 125 g / l

Calcio (CaO) 250 g / l

COLOR Cristalino

pH DE LA SOLUCION 7.0

ACIDEZ DE LA SOLUCION 0

RESIDUO INSOLUBLE 0

GRAVEDAD ESPECIFICA A 15.56ºC

1.500

GRADO DE SOLUBILIDAD

121.2 gr. en 100 cc de agua a 18ºC

367 gr. en 100 cc de agua a 100ºC

SOLUBILIDAD EN OTROSSOLVENTES

Metanol

Acetona

Eter

INSOLUBILIDAD Acido Nítrico Concentrado

Proceso de Elaboración de Pasta

La pasta es como el pan uno de los alimentos mas viejos y con mayor consumo a nivel mundial; y es raro encontrar un país donde ella no constituya un plato típico.

Su origen se lo atribuyen un gran numero de países; Chinos, Italianos, Japoneses, Coreanos, Sardos y Armenios. Cada uno con una receta diferente. En cuanto a su forma los podemos encontrar en: Fideos, Macarrones, Tallarines, Estrellas, Laminas, Bollos, Números, Letras y hasta animales prehistóricos, entre otros, los hay para gusto de niños, adultos y ancianos.

La pasta puede ser preparada en infinidad de formas y con ella combinan desde las albóndigas hasta las mas raras especies Japonesas. Para 100gr de pasta se necesitan 72gr de sémola, 22gr de agua y los restantes constituyen los ingredientes menores, entre los cuales se encuentran: leche, huevo, mantequilla, levadura, sal, azúcar, aceite, especies, colorantes, y preservantes principalmente.

La sémola puede ser de Avena, Cebada, Trigo, y guisantes secos (alverjas), por lo generar se utiliza una mezcla de ellas donde predomina el Trigo.

El color natural de la pasta es el amarillo claro el cual procede de trigo, y dependiendo de la sémola este puede tener pequeñas variaciones. Cuando se desea obtener una pasta con un color mas intenso se requiere añadirla algún colorante, los mas utilizados son: de la infusión de espinaca procede la coloración verde, el rojo se obtiene del tinte de azafrán o por la tropeolina, el color amarillo fuerte procede del curcumana, y si se desea una pasta blanca se utiliza peróxido de benzoilo.

El preservativo utilizado con mayor frecuencia es el Nipagin Sódico hidrosoluble, para 100Kg de pasta, se utilizan 60gr disueltos en 2 ó 3 litros de agua.

METODO GENERAL PARA LA PRODUCCION DE LA PASTA

MATERIAS PRIMAS:

Sémola: Se conoce como sémola los granos de trigo, avena, cebada y guisantes secos que son descascarados, y molidos para formar harina. La descascaración se realiza por medio de dos cilindros los cuales estan graduados para el diámetro del cereal que se esta tratando, el cereal pasa atravez de ellos y pierde su cascara, una vez descascarados pasan a un molino el cual fracciona el grano en harina, esta es cernida en tamices vibratorios para el control del diámetro. La harina resultante se denomina sémola.

Agua: El agua utilizada debe cumplir las condiciones de potabilidad y ser desmineralizada y desionizada. Esta es calentada por medio de una caldera hasta los 100 °C3.

Elementos menores: Los elementos menores que son comprados para su utilización en el proceso, de ellos los mas importantes son: los huevos y la levadura. Los primeros nos ayudan a obtener una pasta trabajable y fibrosa. y la levadura al crecimiento de la misma.

PROCEDIMIENTO:

Primera fase: Amasado. La Sémola se coloca en una amasadora-mezcladora y por medio de regaderas se la añade el agua caliente. En este momento también se agregan los elementos menores, se deja amasando hasta conseguir una buena homogeneidad. La pasta es descargada en un juego de rodillos, en la que se le realiza una laminada preliminar y de allí se colocan sobre carros ó bandas transportadoras.

Segunda fase: Formado. La pasta es depositada en una tolva la cual alimenta a una estrusora de embolo, este empuja la pasta atravez de un molde que contiene agujeros del diámetro de la pasta, los hilos resultantes son cortados cada 3 ó 4mts, y colgados sobre andamios para su transporte.

Para la realización de laminas la pasta pasa por un par se rodillos, y es cortada por medio de cuchillas al tamaño deseado. Para realizar figura como estrellas, letras, animales, conchas y similares, en el final de la estrusora se coloca un cilindro, el cual tiene grabado la forma deseada, la pasta entra en el molde, y al girar el rodillo por medio de cuchillas es retirado el sobrante, en el otro extremo es inyectado una fina corriente de aire para que las figuras caigan sobre una bandeja, y así sucesivamente se realiza el proceso.

Tercera fase: Secado. El secado se puede realizar al medio ambiente el cual tiene una duración de 24 a 36hr aproximadamente y dependiendo del clima de la zona. A nivel industrial se utilizan secadores los cuales trabajan a una temperatura de 60 grados, en los cuales el proceso tarda de 60 a 80 mim.

Cuarta fase: Empaque. Los fideos largos y secos son colocados sobre mesas donde son cortado por medio de sierras al tamaño deseado (30 a 40cm), y la pasta ya seca y lista es llevada a la zona de empaque el cual se realiza mecánicamente. Es empacado en plástico, y en al mismo tiempo es pesado según la cantidad de la presentación. Es almacenado para su posterior distribución.

A continuación se muestran algunas recetas típicas de pasta.

Pasta al huevo: 100Kg.

Sémola 82Kg Agua 18lts Yemas de huevo fresco 80un Nipagin Sódico hidrosoluble 60gr Colorante 4gr

Pasta de primera o fina4:

Sémola de grano duro (segunda calidad). 24Kg Sémola de grano tierno 216Kg Agua 80lts Colorante 15gr Nipagin Sódico hidrosoluble 180gr

Formula Italiana:

Sémola 82Kg Agua 18lts

Proceso de Elaboración de Rayon

USOS

El hilo de viscosa o rayón de alta resistencia se utiliza principalmente en cuerdas para neumáticos, medias para mujer y bandas y el rayón es también utilizado para ropa de mujer, cortinajes, y tapicería combinado con lana, en alfombras y tapetes.. La diferente resistencia entre la viscosa común y de alta tenacidad depende de la cantidad de orientación impartida a las moléculas de la fibra durante su fabricación. Los grupos hidroxilos en la molécula de celulosa permiten que la fibra absorba agua reduciendo la resistencia húmeda. Los grupos hidróxilo sirven también como sitios para ligaduras e hidrógeno y así, cuando están secas, sirven para unir las moléculas a un bajo dobleces intensos que da por resultado fibras que tienden a mantener su resistencia seca a temperaturas elevadas.

MATERIAS PRIMAS

El proceso de la viscosa o rayón se basa en pulpa de madera tipo sulfito y algo de sulfato. Se consumen grandes cantidades de ácido sulfúrico, sosa cáustica y bisulfuro de carbono en la fabricación de viscosa para rayón. Se añade dióxido de titanio para restarle lustre al hilo.

El proceso de la viscosa produce celulosa regenerada, y generalmente presenta el siguiente procedimiento:

· Disolución de la celulosa mediante una reacción química.

· Añejamiento o maduración de la solución.

· Filtración y eliminación de aire.

· Hilado de la fibra.

· Combinación de los filamentos para formar hilos.

· Purificación de los hilos

· Acabado (blanqueo, lavado, lubricación y secado).

REACCIONES

(C6H9O4.OH)x + xNaOH (C6H9O4.ONa)x + xH2O

                          Celulosa                                Alcali de celulosa

(C6H9O4.ONa)x (C6H9O4-O-CSNa =S)

                                         Xantato de celulosa

3(C6H9O4-O-CSNa=S ) + 2xH2O C18H27O12(OH)2 O-CSNa =S +2xCS2 +2xNaOH

                                  Xantato añejado

(C18H27O12(OH)2-O- CSNa=S + x/2(H2SO4 ) (C6H9O4.OH)3x + xCS2 + x/2 Na2SO4)

                                                       Rayón de viscosa

Proceso de Elaboración de Saborizantes

MATERIAS PRIMAS

Aceites esenciales

Los saborizantes son obtenidos de los aceites esenciales de origen natural o sintéticos. Los aceites esenciales son de consistencia oleosa generalmente líquidos a temperatura y presión ordinarias, volátiles e insolubles en agua. Se derivan de fuentes orgánicas, en particular de los vegetales. Se caracterizan por un olor pronunciado y penetrante generalmente agradable, que recuerda a aquel de la materia prima de la cual proviene. De acuerdo con su origen se clasifican en naturales, artificiales y sintéticos. Son naturales los productos de composición compleja obtenidos de la transformación de materia prima aromatizante natural. Entre estos los aromas de frutas, bálsamos, extractos y destilados. Los artificiales se obtienen por la transformación de determinados compuestos contenidos en las esencias naturales. Los sintéticos se preparan por síntesis de diversos compuestos químicos, que reproducen con mayor o menor participación al gusto y a cierto olor o sabor natural. Los aceites esenciales están formados por hidrocarburos de la serie polimérica del grupo de los terpenos, al lado de los cuales existen compuestos oxigenados (alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos, ésteres, óxidos) que son los que transmiten a las esencias el aroma que las caracteriza.

Sabores sintéticos en polvo

Los sabores corresponden a una mezcla de aceites esenciales del tipo sintético al igual que componentes aislados de los naturales que poseen propiedades odoríferas y saboríferas, capaces de conferir o intensificar el aroma y el sabor de los alimentos.

El sabor en polvo se obtiene al retirar por medio de un método de secado, la mayor cantidad de humedad de la suspensión líquida, formada por una mezcla a la que se llamará esencia en conjunto con un elemento portador y un vehículo en un medio acuoso, generalmente agua. La esencia así formada por alcoholes, aldehídos, cetonas, ésteres, éteres, fenoles, etc. Hace de esta una mezcla compleja caracterizada por gran volatilidad. El elemento portador es un polímero inerte comestible del tipo de la goma arábiga o de productos a base de almidón que actúa encapsulando las sustancias volátiles, sirviendo así de soporte y protegiendo el material del saborizante; la inclusión es lenta y frágil. El método de encapsulación previene la degradación por oxidación, difusión o volatilización durante la operación de secado, y preserva el potencial saborizante del polvo obtenido para su posterior utilización. Igualmente se requiere de una base sobre la cual el portador se propague: estas bases son silicatos o ciclodextrinas.

PROCESO DE ELABORACIÓN

En la etapa inicial del proceso se emulsifica la mezcla del portador y la base con el sabor líquido, en disolución acuosa, donde el 60% corresponde a agua, el 15% a mezcla de aceites esenciales, el 15% a maltodextrina y el 10% restante a capsul (parte sólida), en una marmita enchaquetada con agitación, por un tiempo de 15 minutos aproximadamente. La materia prima entra a temperatura ambiente (19°C) y se calienta hasta 38 °C hasta obtener una emulsión homogénea exenta de aglomerados que afecten la etapa de atomización.

La emulsión es conducida mediante una bomba sanitaria con válvula regulable desde la marmita a temperatura de 38 °C, hasta el disco atomizador rotatorio que se encarga de dispersar en pequeñas gotas la emulsión dentro de la cámara. Paralelamente pasa aire a 300 °C con una humedad absoluta de 0.0106 Kg agua/ Kg aire.

El secado de las pequeñas gotas se realiza en forma casi instantánea. Luego, las partículas sólidas se deslizan dentro de la cámara, hacia la parte inferior donde son recolectadas por medio de un rodillo ranurado, a bidones de cartón recubiertos en su interior de bolsas de propileno. El tiempo de secado corresponde por lote a 2 horas aprox.

Las partículas más pequeñas (finos), en el aire de salida presentan una humedad del 0.35% y una temperatura de 138 °C, son recolectados en un ciclón que los separa y conduce hacia el primer producto recolectado, dando así lugar al producto terminado.

Equipos para cada fase del proceso

El proceso de elaboración de un sabor sintético en polvo con un secador atomizador consta de las siguientes fases:

Mezclado y adecuación inicial: Para el proceso, la elección se centra en una marmita y un mezclador. Por no tener un elevado manejo de caudal un mezclador convencional resultaría demasiado costoso, por lo que la marmita es la mejor opción. La marmita deberá tener un sistema de agitación, para lograr una buena homogeneización del producto.

Alimentación de la emulsión: El alimento va desde la marmita donde está el líquido hasta el disco atomizador, ubicado en la parte superior de la cámara de secado. Se usa una bomba sanitaria de acuerdo a la norma de manejo de alimentos.

Atomización de la emulsión: Tiene como propósito la dispersión de la fase líquida en la fase gaseosa e implica la generación dinámica de gotas cuyo tamaño es ampliamente variable desde fracciones de micras hasta varios cientos de micras de diámetro. En este proceso se usa la boquilla de disco rotatorio centrífugo por manejo de sustancias de diferente viscosidad, baja posibilidad de taponamiento por sus grandes orificios, que asegura continuidad en la atomización y por trabajar con altas ratas de alimento.

Secado de la emulsión: La cámara de secado es el recinto donde se efectúa la mezcla del líquido que se atomiza y el medio secante. Su diseño se determina según la trayectoria de las partículas o gotas del líquido atomizado. Para un atomizador de disco giratorio se requiere una cámara de mayor diámetro y menor altura, la cual puede ser una cámara de cuerpo cilíndrico con fondo cónico, en la entrada de la cámara se ubica un dispositivo dispersor de aire, que tiene como función controlar la trayectoria de las gotas para remover la humedad de la forma más rápida.

Recolección del sabor en polvo: Para recoger el producto se usa un rodillo ranurado, por tener un costo bajo, el cual rota por medio de un motor y tiene unas ranuras longitudinales donde se deposita el polvo. Para la recolección de finos se elige un ciclón por su alta eficiencia y su amplio rango de manejo de presiones y temperaturas.

Posibles variaciones en la tecnología del proceso

Siendo el secado la operación que prima en la elaboración de sabores sintéticos en polvo, la variación de la tecnología del proceso depende del secador; los demás elementos que constituyen el proceso se encuentran en función de éste.

Al realizar la selección del secador se deben estudiar los más adecuados de acuerdo con el material a manejar y el producto final. Por ello para la elaboración de sabores en polvo se debe recurrir a una operación de secado, que maneje las características de la alimentación líquida (emulsión), y que genere un producto sólido con las propiedades físicas deseadas (color, sabor, tamaño de partícula, etc.).

Proceso de Elaboración de Silica Gel

Almacenamiento de materias primas:

Esta etapa trata sobre la preparación de las materias primas para la reacción, llevándose acabo en dos tanques, donde se obtienen las densidades y cantidades de materia prima para la reacción. Las materias primas se cargan en los tanques de almacenamiento respectivos. La dilución se hace con agua corriente hasta obtener la densidad deseada. Las soluciones fluyen por gravedad, ya que, los tanques de dilución se encuentran por encima del reactor. El flujo del primer tanque alimenta al reactor por la parte superior y el del segundo alimenta al reactor por la parte inferior. Esta disposición ahorra espacio, dinero (energía) ya que evita el uso de bombas.

Reacción

Esta etapa se lleva a cabo en un reactor provisto de un agitador el cual opera desde el momento en que inicia la adición de solución de ácido sulfúrico, a la solución de silicato de sodio previamente cargada en el reactor.

Se escogió un agitador de paletas facilitando un mejor contacto entre las materias primas y, por ende, una mejor reacción.

La marmita o reactor se operó a temperatura ambiente (17 ºC) y presión atmosférica, agitándose constantemente para homogeneizar la masa. La solución de silicato de sodio tiene una densidad de 1.18 gr/cm3. Mientras que el ácido sulfúrico tiene una densidad de 1.35 gr/ cm3.

H2SO4 + Na2SiO3      Na2SO4 + H2SiO3

La adición de ácido es lenta (11.0 Kg/min), logrando así una mejor reacción y evitando la formación de grumos grandes. Cuando se está realizando la adición del ácido, hay aumento brusco de la viscosidad hasta tal punto que se forma una gelatina que pierde consistencia y se licúa al continuar la adición de ácido.

El proceso descrito se realiza durante 1.5 hr. El tiempo medido inicia desde que se comienza la agitación hasta que el gel es vertido en el tanque (Tanque de lavado). El hidrogel es retirado y depositado en el tanque para su posterior lavado.

Lavado

Consiste en lavar toda la masa que se produce con la reacción, se lava con agua para retirar el gel de las sustancias no deseadas (sulfato de sodio, ácido sulfúrico y/o silicato de sodio residual) y su volumen es 2.5 veces más que el volumen del hidrogel.

El agua entra a tanque de lavado por la parte inferior y se retira por la parte superior; esta salida está ubicada 10 cm por encima del nivel de hidrogel precipitado.

En cada lavado, desde el momento en que el agua entra a tanque se agita (por medios manuales pej. Con ayuda de una pala) con el fin de facilitar la eliminación de la sustancia no deseada. Al cabo de 30 minutos el hidrogel precipita y se separa de la parte acuosa la cual queda lista para ser retirada dando paso para un nuevo lavado. Se recomienda como mínimo hacer 5 lavados con agua corriente, la cual, se toma directamente del acueducto.

Secado

Esta operación es una de las más importantes ya que de ella dependen las características del tipo de sílica gel a obtener.

El secado se realiza en un secador estándar de bandejas. El tiempo de duración del secado al igual que la reacción, puede ser variable dependiendo del espesor de la capa de hidrogel a secar en la bandeja y el número de bandejas. En esta caso se determinó un tiempo de secado de 12 horas para una capa de hidrogel con espesor de 1 cm y con un área de la bandeja de 0.76 metros cuadrados.

La temperatura se manipula en dos etapas; en la primera inicialmente, el secador opera de 17 ºC hasta 60 ºC durante 8 horas contínuas con incrementos de temperatura pequeños, y en la segunda el secado se prolonga 4 horas más con aumento de temperatura en forma lenta hasta 110 ºC. El motivo por el cual el secado se hace en forma lenta y progresiva, es debido a que se desea extraer el agua interna y externa del hidrogel evitando que este explote o colapse por la salida brusca del agua y así formas microporos en un esqueleto rígido mas o menos compacto .

Las bandejas del secador son de aluminio, material que es resistente a la corrosión, liviano y de fácil mantenimiento. El hidrogel después de ser lavado (mínimo 5 veces) en el tanque de lavadose retira y se deposita en las bandejas.

Cada 27 horas se secan 280 Kilos de hidrogel operando el Secador al 70% de su capacidad, 12 horas para secar una cochada de 140 Kilos, 3 horas de limpieza y llenado de bandejas para seguir con el secado de una segunda cochada, y así sucesivamente hasta terminar con todo el hidrogel.

Todos los equipos después de realizar un lote o cochada, deben ser lavados y limpiados para evitar futuros taponamientos en ductos y mantener la calidad del producto.

Proceso de Elaboración de Siliconas

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

En un reactor, que puede estar construido para trabajar con lecho fluido o con un agitador, se hace enfriar CH3Cl, que pasa a través de una mezcla de silicio y coque a 400°C. Se repone el silicio que se gasta añadiendo polvo nuevo de silicio. Los productos de reacción CH3SiCl3, (CH3)2SiCl2, (CH3)3SiCl, SiCl4, se conducen a una columna de destilación para refraccionarlos rigurosamente, con lo que se llega sobre todo a obtener un dimetilclorosilano puro. La separación es dificultosa, porque los puntos de ebullición de estos compuestos son muy próximos. Por ello se precisan columnas de destilación de gran poder de separación y, por otra parte, se emplean además métodos químicos para completar la separación de los demás componentes.

El dimetilclorosilano puro se lleva entonces a un recipiente de hidrólisis, fabricado con hierro pero revestido interiormente de vidrio, en el cual el diclorosilano se hidroliza con agua a una temperatura de 45 a 70 °C.

Se forma en primer lugar el silanol monómero, que ya en la hidrólisis se transforma parcialmente en siloxanos de bajo peso molecualr, con separación de agua. Se deja que la hidrólisis termine por completo y que el ácido clorhídrico acuoso se decante de los siloxanos. Se extrae el ácido clorhídrico por debajo del recipiente y se llevan los siloxanos a un depósito de neutralización, en el que se neutralizan añadiendo sosa y agitando bien, para separar los últimos restos de ácido clorhídrico. En la neutralización se forma cloruro sódico sólido, que se separa de los siloxanos en un filtro prensa. Los siloxanos son un producto puro, puesto que por una parte se forman cuerpos de diversa magnitud molecualr en la hidrólisis y por otra también los siloxanos con cadenas laterales que hay que separar. Esto se hace por fraccionamiento en la columna, por cuya cabeza salen las moléculas lineales pequeñas, mientras que los siloxanos con cadenas laterales se retiran por el fondo de la columna.

El destilado llega entonces al reactor, de acero inoxidable. En él que se polimeriza el siloxano a temperaturas entre los 100 y 200°C en presencia de un catalizador; este proceso dura varias horas y se controla constantemente. Además se añaden cantidades medidas de siloxanos reticulares, para formar en un cierto grado cadenas laterales, y también cantidades cuidadosamente medidas de trimetilsiloxano que, al no poderse combinar más por un lado, produce la detención del crecimiento de la cadena. La relación de la cantidad de trimetilsiloxano a la del producto principal determina la longitud de las cadenas del polimerizado terminado. Como catalizadores pueden emplearse las más diversas sustancias; se utilizan compuestos ácidos, alcalinos y neutros, tanto orgánicos como inorgánicos, llamados ácido, bases, ésteres, etc. El polimerizado terminado se lleva a la caldera, en el que se estabiliza por adición de un estabilizador. Este se recoge según el catalizador utilizado,

al que debe inactivar por neutralización o por otra reacción química. El producto estabilizado puede ya venderse a los consumidores, que lo elaboran, o bien se hace esta elaboración en la propia fábrica a fin de obtener el caucho de silicona. El polimerizado aislado no es utilizable como producto de partida para la fabricación del caucho. Está formado por largas cadenas altamente polimerizadas, pero que pueden separarse entre sí, de manera que el producto final resultaría demasiado fácilmente deformable.

Las cadenas deben enlazarse en algunos puntos mediante uniones transversales; esto se logra calentando el polimerizado con peróxido de benzoilo, que provoca nuevas reacciones en cadena, con formaciones de radicales, a una temperatura de 120 °C y baja presión, si bien estas reacciones son de extensión limitada y producen las uniones transversales sólo en algunos lugares entre las cadenas.

Esta vulcanización puede también realizarse después de haber añadido materias de relleno (por ejemplo ácido silícico activo). La masa se trabaja entonces entre rodillos a fin de transformarla en un producto terminado. Por lo demás sirven como relleno las mismas sustancias que para la obtención de las variedades de caucho puramente orgánicas. Las distintas clases de caucho de silicona tienen pesos moleculares comprendidos entre 300000 y 500000.

DIMETILDICLOROSILANO

Es una silicona polimérica que se obtiene por dos métodos principalmente el de Grignard y el método directo. A continuación describiré estos dos métodos:

Método de Grignard:

Las materias primas son: arena, coque, cloro y metano o metanos, desarrollándose los siguientes procesos, iniciando con la producción de tetracloruro de silicio.

SiO2 + 2C     Si + 2CO, Si + 2Cl2     SiCl4

El cloruro de metilo se puede obtener por medio de:

CH3OH + Cl     CH3Cl + H2O ó

CH4 + Cl2     CH3Cl + HCl

La obtención del magnesio metálico puede ser a partir del cloruro o del óxido de magnesio.

MgCl2     Mg + Cl2 , MgO + R (Agente reductor) Mg + RO

Finalmente, se tiene las reacciones:

CH3Cl + Mg      CH3MgCl

2CH3MgCL + SiCl4      (CH3)2SiCl2 + 2MgCl2

Método de síntesis directa:

Comprende la reducción de la sílice a silicio, la preparación de cloruro de metilo con el silicio y la hidrólisis de los metilclorosilanos.

Por el método del metano se obtiene el cloruro de metilo y se tienen en general las siguientes reacciones:

SiO2 +2C     Si+2CO

CH3OH+ HCl     CH 3Cl + H2O2

CH3Cl + Si     (CH3)2SiCl2

Este proceso es más sencillo que el de Grignard e implica menor número de operaciones químicas; puesto que el silicio no requiere clorarse, no se emplea para nada el cloro libre. En este proceso no existe tampoco ningún ciclo del magnesio. La síntesis directa al igual que otros métodos, distintos de obtención de compuestos organosilísicos, origina una mezcla de metilclorosilanos y no el compuesto único que especifica la última de las reacciones planteadas anteriormente. En efecto la mezcla contiene ordinariamente tetracloruro de silicio y triclorosilano, metilclorosilano e incluso silicio tetrametilo junto al dimetildiclorosilano. En condiciones adecuadas este es el compuesto principal.

Obtención de las materias primas:

El silicio se presenta difundido en las arcillas, variedad de silicatos, y en la arenisca. Las arenas de mar y muchas de las arenas de los desiertos están formadas por sílice (SiO3), compuesto que ocasionalmente se presenta en forma de cristales de cuarzo a, que cuando es puro constituye una piedra semipreciosa denominada cristal de roca. El Cloruro de Metilo se obtiene de dos formas reaccionando CH3OH con HCl y CH4 con Cl2; reacciones anteriormente mencionadas. El Cloro se obtiene en la actualidad por electrólisis de las disoluciones de cloruro sódico. El Magnesio puede obtenerse en forma metálica por la acción reductora del carbón, ya sea en hornos altos o en hornos eléctricos de arco. La obtención del magnesio metálico se enunció anteriormente. El Ácido Silícico activo se obtiene acidificando disoluciones de silicatos como ejemplo se tiene la siguiente reacción:

SiO4 + 4H3O      H4SiO4 + 4H2O

El Coque se obtiene por la combustión del carbón en ausencia de aire.

Proceso de Elaboración de Vino

PROCESO GENERAL

Los vinos se clasifican como: natural (7 a 14 por 100 de alcohol), generoso (de 14 a 30 por 100 de alcohol), dulce o seco, destilado o espumoso. Los vinos generosos llevan agregado alcohol o coñac. En los vinos dulces queda algo de azúcar sin fermentar.

Para la fabricación del vino tinto seco se necesitan uvas rojas o negras. Las uvas se vierten a través de una trituradora que las estruja, pero no tritura las semillas, eliminando también parte de los tallos. La pulpa resultante o mosto se bombea a tanques de 10 a 40 m3 , donde se agrega ácido sulfuroso para evitar el crecimiento de levaduras salvajes. Se agrega un cultivo activo de levadura seleccionada y cultivada, igual al 3-4 por 100 del volumen de zumo. Durante la fermentación sube la temperatura, por lo que se necesitan serpentines de refrigeración para mantener la temperatura a 300º. El C02 desprendido arrastra los tallos y semillas hasta la superficie, lo que se evita parcialmente mediante una rejilla flotante en la cuba, que permite la extracción del color y tanino de los hollejos y semillas. Cuando la fermentación se hace más lenta, se bombea el zumo por el fondo de la cuba, vertiéndolo de nuevo sobre la superficie. El vino se vierte finalmente a cubas cerradas situadas en la bodega, donde durante un período de dos a tres semanas la levadura fermenta el resto del azúcar.

El vino recibe un tratamiento en la bodega para clarificarlo, mejorar el gusto y disminuir el tiempo de envejecimiento. Durante este tratamiento, se deja primero en reposo el vino durante seis semanas para eliminar parte de la materia en suspensión, y después se trasiega para la clarificación. Puede utilizarse para clarificarlo la bentonita u otra tierra de diatomáceas, agitando de 1 a 8 kg. en cada 4.000 litros de vino. Se forma también un precipitado insoluble con el tanino. Puede agregarse tanino extra, trasegar el vino, filtrarlo a través de tierra de diatomáceas o de asbesto o pulpa de papel.

El vino se corrige con arreglo a las normas comerciales mediante la incorporación de otros vinos y la adición de azúcar, taninos o ácidos. Es un procedimiento corriente enfriar los vinos para eliminar las heces que contienen tartrato potásico ácido bruto, el cual se recupera y constituye la fuente industrial de ácido tartárico y sus compuestos. Este tratamiento da también un vino acabado más estable. Por métodos de envejecimiento rápidos es posible conseguir un vino de buen sabor en cuatro meses. Entre estos métodos figuran la pasteurización, refrigeración, irradiación con luz solar o luz ultravioleta, tratamiento con ozono, agitación y aireación.

El vino puede mantenerse en estado de casi congelación durante un período de tres semanas a un mes y hacer borbotear por él una pequeña

cantidad de gas oxígeno. Después se trasiega el vino, se clarifica y se vuelve a filtrar de la manera usual.