FIOBILIZACION

FIOBILIZACIÓN

La liofilización es un proceso en el que se congela el producto y posteriormente se introduce en una cámara de vacío para realizar la separación del agua por sublimación. De esta manera se elimina el agua desde el estado sólido al gaseoso del ambiente sin pasar por el estado líquido. Para acelerar el proceso se utilizan ciclos de congelación-sublimación con los que se consigue eliminar prácticamente la totalidad del agua libre contenida en el producto original,1 2 pero preservando la estructura molecular de la sustancia liofilizada.

Es utilizado principalmente en la industria alimentaria para conservación de los alimentos y en la farmacéutica para conservar medicamentos, aunque también se puede utilizar para fabricar materiales como el aerogel o para hacer más conveniente el transporte de ciertos productos por reducción del peso. Es una técnica bastante costosa y lenta si se la compara con los métodos tradicionales de secado, pero resulta en productos de una mayor calidad, ya que al no emplear calor, evita en gran medida las pérdidas nutricionales y organolépticas.

Como proceso industrial se desarrolló en los años 50, pero sus principios eran ya conocidos y empleados por los incas. El procedimiento ancestral consistía en dejar por la noche que los alimentos se congelasen por la acción del frío de los Andes y gracias a los primeros rayos de sol de la mañana y la baja presión atmosférica de las elevadas tierras andinas se producía la sublimación del agua que se había congelado. Este proceso es conocido como liofilización natural convirtiendo por ejemplo la papa en chuño y la oca en khaya.

APLICACIONES

Por regla general, la liofilización da lugar a productos alimenticios de más alta calidad que con cualquier método de secado. El factor principal es la rigidez estructural que se preserva en la sustancia congelada cuando se verifica la sublimación. Esto evita el colapso de la estructura porosa después del secado. Al añadir agua posteriormente, el producto re hidratado retiene la mayor parte de su estructura original. La liofilización de materiales biológicos y alimenticios también tiene la ventaja de que conserva su sabor o aroma. Las temperaturas bajas que se emplean reducen al mínimo las reacciones de degradación que casi siempre ocurren en los procesos comunes de secado. Sin embargo, el secado por congelación es una forma de deshidratación de alimentos bastante costosa, debido a la velocidad lenta de secado y a la necesidad de usar vacío. (C. J. Geankoplis1999) La primera aplicación de la liofilización reportada por R. Altman (1890), quien utilizó un sistema similar a la liofilización, fue la preservación de tejidos animales. B. W. Hammer (1911), comprobó la posibilidad de preservar bacterias utilizando el método de Shackell. L. A. Roger (1914), reportó el uso del proceso de liofilización para preparar grandes cantidades de ácido láctico; y en 1958 se aplicó al sector alimentario enfocándose solamente a unos pocos alimentos, como la leche, las sopas, los huevos, la levadura, los zumos de frutas o el café. Oscar Cuper (1965), aplicó la liofilización a diferente salimentos, (carnes, frutos de mar, hortalizas, infusiones). J. Alvarado (1979), aplicó losprincipios de liofilización atmosférica (sin vacío), a diferentes variedades de papa.La mayor aplicación de la liofilización está en el campo farmacéutico (comprimidos, tejidos, plasma, sueros y otros productos biológicos), en la industria química para preparar catalizadores, seguida del secado de materiales orgánicos como madera, flores, preservación de animales (taxidermia), preservación de documentos y libros antiguos y finalmente está el campo de los alimentos, siendo una de las empresas más importantes Nutripac S.A. con sus plantas en Brasil, Argentina y México. Los alimentos liofilizados han tenido un gran auge en proyectos multinacionales con el fin de preparar productos para astronautas, montañistas y comandos militares, pero en la actualidad el mercado se está ampliando al comensal común, gracias a las firma salimentarias que descubrieron los liofilizados por su sabor intenso, su consistencia crocante y su carácter novedoso.

PROCEDIMIENTO

El proceso de liofilización consta de dos etapas: congelación y secado. La congelación debe ser muy rápida con el objeto de obtener un producto con cristales de hielo pequeños y en un estado amorfo. La etapa de secado se realiza a presiones bajas para permitir la sublimación del hielo. En la Figura se presenta un diagrama de fases del agua, mientras que en la siguiente Figura se presentan las etapas del secado por liofilización.

La sublimación sólo puede conseguirse si la temperatura y la presión parcial de vapor del agua (hielo) son inferiores a las del punto triple del agua. En la gráfica se representa la presión de vapor del agua en función de su temperatura, se puede apreciar que el punto triple del agua se sitúa a la presión de 610 Pascal (4.58 Torr = 4.58 mm de Hg). Para una temperatura de 0.01°C.Estos valores corresponden al agua puro pero en los alimentos no existe agua pura sino disoluciones más o menos concentradas de sólidos en agua. En consecuencia el punto triple se desplaza hacia temperaturas más bajas, según la concentración de estos sólidos. El proceso de liofilización se desarrolla en tres fases:

La fase de pre congelación hasta la temperatura en la que el material está completamente sólido, que será inferior a 0°C.

La fase de sublimación propiamente dicha, también llamada "desecación primaria" en la que se elimina alrededor del 90% del agua. Lo que lleva al producto a una humedad del orden del 90%. Se elimina el hielo libre.

La fase de "desorción" o "desecación secundaria", que elimina el 10% de agua ligada restante. Con lo que se puede llegar hasta productos de una humedad del 2%. Esta fase consiste en una vaporización a vacio, a una temperatura positiva de 20 a 60°C.En la gráfica se representa, sobre el diagrama de fases, la comparación de los procesos que tienen lugar en el secado evaporativo y en la liofilización. En el secado evaporativo el agua en el punto A es calentada hasta alcanzar el equilibrio con su presión de vapor en B. En este punto si se suministra la energía correspondiente al calor latente de vaporización, se produce el paso de líquido a vapor. En el secado por liofilización el agua en el punto A se enfría hasta un punto inferior al de congelación D. Cuando el agua está completamente congelada, se reduce la presión, se hace vacío, hasta el punto E consiguiendo una presión absoluta inferior a la presión de vapor del hielo. Por último, con el suministro del calor latente de cristalización y evaporación, el hielo sublima a vapor de agua a temperatura constante. Como los constituyentes del material están congelados, permanecen inmovilizados durante la sublimación. La forma de la sustancia seca es prácticamente la misma que la de la congelada y se reduce o incluso se elimina la migración de sólidos hacia la superficie. Como el secado por liofilización tiene lugar a baja temperatura, se minimizan los daños por calor y se retienen los componentes volátiles. El secado por atomización requiere exposiciones a temperaturas de más de 100°Cdurante periodos de segundos, el secado en homo requiere temperaturas típicas de 60°Cdurante periodos de minutos, y la liofilización expone el material a temperaturas por debajo de 0°C durante periodos de horas. Por otra parte como los cristales sublimados de hielo dejan cavidades, el material seco contiene miles de intersticios por los que el agua puede penetrar produciendo una rápida y completa rehidratación cuando sea necesaria.

http://es.scribd.com/doc/40435065/LIOFILIZACION

http://es.scribd.com/doc/31055971/6/APLICACIONES

http://es.wikipedia.org/wiki/Liofilizaci%C3%B3n

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DESTILACION

DESTILACIÓN

La destilación es un proceso que consiste separar los distintos componentes de una mezcla mediante el calor. Para ello que se calienta esa sustancia, normalmente en estado líquido, para que sus componentes más volátiles pasen a estado gaseoso o de vapor y a continuación volver esos componentes al estado líquido mediante condensación por enfriamiento.

El principal objetivo de la destilación es separar los distintos componentes de una mezcla aprovechando para ello sus distintos grados de volatilidad. Otra función de la destilación es separar los elementos volátiles de los no volátiles de una mezcla.

En otros sistemas similares como la evaporación o el secado, normalmente el objetivo es obtener el componente menos volátil; el componente más volátil, casi siempre agua, se desecha. Sin embargo, la finalidad principal de la destilación es obtener el componente más volátil en forma pura. Por ejemplo, la eliminación del agua de la glicerina evaporando el agua, se llama evaporación, pero la eliminación del agua del alcohol evaporando el alcohol recibe el nombre de destilación, aunque se usan mecanismos similares en ambos casos.

Si la diferencia entre las temperaturas de ebullición o volatilidad de las sustancias es grande, se puede realizar fácilmente la separación completa en una sola destilación. Es el caso de la obtención de agua destilada a partir de agua marina. Esta contiene aproximadamente el 4% de distintas materias sólidas en disolución

En ocasiones, los puntos de ebullición de todos o algunos de los componentes de una mezcla difieren en poco entre sí por lo que no es posible obtener la separación completa en una sola operación de destilación por lo que se suelen realizar dos o más. Así el ejemplo del alcohol etílico y el agua. El primero tiene un punto de ebullición de 78,5 °C y el agua de 100 °C por lo que al hervir esta mezcla se producen unos vapores con ambas sustancias aunque diferentes concentraciones y más ricos en alcohol. Para conseguir alcohol industrial o vodka es preciso realizar varias destilaciones.

Teoría de la destilación

En la mezcla simple de dos líquidos solubles entre sí, la volatilidad de cada uno es perturbada por la presencia del otro. En este caso, el punto de ebullición de una mezcla al 50%, por ejemplo, estaría a mitad de camino entre los puntos de ebullición de las sustancias puras, y el grado de separación producido por una destilación individual dependería solamente de la presión de vapor, o volatilidad de los componentes separados a esa temperatura. Esta sencilla relación fue anunciada por vez primera por el químico francés François Marie Raoult (1830-1901) y se llama ley de Raoult. Esta ley sólo se aplica a mezclas de líquidos muy similares en su estructura química, como el benceno y el tolueno. En la mayoría de los casos se producen amplias desviaciones de esta ley. Si un componente sólo es ligeramente soluble en el otro, su volatilidad aumenta anormalmente. En el ejemplo anterior, la volatilidad del alcohol en disolución acuosa diluida es varias veces mayor que la predicha por la ley de Raoult. En disoluciones de alcohol muy concentradas, la desviación es aún mayor: la destilación dealcohol de 99% produce un vapor de menos de 99% de alcohol. Por esta razón el alcohol no puede ser concentrado por destilación más de un 97%, aunque se realice un número infinito de destilaciones.

Aparato de destilación

Técnicamente el término alambique se aplica al recipiente en el que se hierven los líquidos durante la destilación, pero a veces se aplica al aparato entero, incluyendo la columna fraccionadora, el condensador y el receptor en el que se recoge el destilado. Este término se extiende también a los aparatos de destilación destructiva o craqueo. Los alambiques para trabajar en el laboratorio están hechos normalmente de vidrio, pero los industriales suelen ser de hierro o acero. En los casos en los que el hierro podría contaminar el producto se usa a menudo el cobre. A veces también se usa el término retorta para designar a los alambiques

Tipos de destilación

• Destilación simple

Es el método que se usa para la separación de líquidos con punto de ebullición inferior a 150ºC a presión atmosférica de impurezas no volátiles o de otros líquidos miscibles que presenten un punto de ebullición al menos 25ºC superior al primero de ellos. Es importante que la ebullición de la mezcla sea homogénea y no se produzcan proyecciones. Para evitar estas proyecciones suele introducirse en el interior del aparato de destilación nódulos de materia que no reaccione con los componentes. Normalmente se suelen utilizar pequeñas bolas de vidrio.

• Destilación fraccionada

La destilación fraccionada es un proceso de destilación de mezclas muy complejas y con componentes de similar volatilidad. Consiste en que una parte del destilado vuelve del condensador y gotea por una larga columna a una serie de placas, y que al mismo tiempo el vapor que se dirige al condensador hace burbujear al líquido de esas placas. De esta forma, el vapor y el líquido interaccionan de forma que parte del agua del vapor se condensa y parte del alcohol del líquido se evapora. Así pues, la interacción en cada placa es equivalente a una redestilación, y si se construye una columna con el suficiente número de placas, se puede obtener un producto destilado del altísima pureza, como el alcohol de 96%; en una única destilación. Además, introduciendo gradualmente la disolución original de baja concentración del componente a destilar en un punto en mitad de la columna, se podrá separar prácticamente todo este componente del disolvente mientras desciende hasta la placa inferior, de forma que no se desperdicie nada del componente a destilar.

Este proceso se utiliza mucho en la industria, no sólo para mezclas simples de dos componentes, como alcohol y agua en los productos de fermentación, u oxígeno y nitrógeno en el aire líquido, sino también para mezclas más complejas como las que se encuentran en el alquitrán de hulla y en el petróleo. La columna fraccionadora que se usa con más frecuencia es la llamada torre de burbujeo, en la que las placas están dispuestas horizontalmente, separadas unos centímetros, y los vapores ascendentes suben por unas cápsulas de burbujeo a cada placa, donde burbujean a través del líquido. Las placas están escalonadas de forma que el líquido fluye de izquierda a derecha en una placa, luego cae a la placa de abajo y allí fluye de derecha a izquierda. La interacción entre el líquido y el vapor puede ser incompleta debido a que puede producirse espuma y arrastre de forma que parte del líquido sea transportado por el vapor a la placa superior. En este caso, pueden ser necesarias cinco placas para hacer el trabajo de cuatro placas teóricas, que realizan cuatro destilaciones. Un equivalente barato de la torre de burbujeo es la llamada columna apilada, en la que el líquido fluye hacia abajo sobre una pila de anillos de barro o trocitos de tuberías de vidrio.

La única desventaja de la destilación fraccionada es que una gran parte, aproximadamente el 50%, del destilado condensado debe volver a la parte superior de la torre y eventualmente debe hervirse otra vez, con lo cual hay que suministrar más energía en forma de calor. Por otra parte, el funcionamiento continuo permite grandes ahorros de calor, porque el destilado que sale puede ser utilizado para precalentar la mezcla que entra.

Cuando la mezcla está formada por varios componentes, estos se extraen en distintos puntos a lo largo de la torre. Las torres de destilación industrial para petróleo tienen a menudo 100 placas, con al menos diez fracciones diferentes que son extraídas en los puntos adecuados. Se han utilizado torres de más de 500 placas para separar isótopos por destilación.

Se usa para separar componentes líquidos que difieren de en menos de 25º en su punto de ebullición. Cada uno de los componentes separados se les denomina fracciones. Al calentar la mezcla el vapor se va enriqueciendo en el componente más volátil, conforme asciende en la columna.

• Destilación por vapor

Si dos líquidos insolubles se calientan, ninguno de los dos es afectado por la presencia del otro (mientras se les remueva para que el líquido más ligero no forme una capa impenetrable sobre el más pesado) y se evaporan en un grado determinado solamente por su propia volatilidad. Por lo tanto, dicha mezcla siempre hierve a una temperatura menor que la de cada componente por separado. El porcentaje de cada componente en el vapor sólo depende de su presión de vapor a esa temperatura. Este principio puede aplicarse a sustancias que podrían verse perjudicadas por el exceso de calor si fueran destiladas en la forma habitual.

• Destilación al vacío

Otro método para destilar sustancias a temperaturas por debajo de su punto normal de ebullición es evacuar parcialmente el alambique. Por ejemplo, la anilina puede ser destilada a 100 °C extrayendo el 93% del aire del alambique. Este método es tan efectivo como la destilación por vapor, pero más caro. Cuanto mayor es el grado de vacío, menor es la temperatura de destilación. Si la destilación se efectúa en un vacío prácticamente perfecto, el proceso se llama destilación molecular. Este proceso se usa normalmente en la industria para purificar vitaminas y otros productos inestables. Se coloca la sustancia en una placa dentro de un espacio evacuado y se calienta. El condensador es una placa fría, colocada tan cerca de la primera como sea posible. La mayoría del material pasa por el espacio entre las dos placas, y por lo tanto se pierde muy poco.

Permite destilar líquidos a temperaturas más bajas que en el la destilación fraccionada debido que la presión es menor que la atmosférica con lo que se evita en muchos casos la descomposición térmica de los materiales que se manipulan.

• Destilación molecular centrífuga

Si una columna larga que contiene una mezcla de gases se cierra herméticamente y se coloca en posición vertical, se produce una separación parcial de los gases como resultado de la gravedad. En una centrifugadora de alta velocidad, o en un instrumento llamado vórtice, las fuerzas que separan los componentes más ligeros de los más pesados son miles de veces mayores que las de la gravedad, haciendo la separación más eficaz. Por ejemplo, la separación del hexafluoruro de uranio gaseoso, UF6, en moléculas que contienen dos isótopos diferentes del uranio, uranio 235 y uranio 238, puede ser llevada a cabo por medio de la destilación molecular centrífuga.

• Sublimación

Si se destila una sustancia sólida, pasándola directamente a la fase de vapor y otra vez a la fase sólida sin que se forme un líquido en ningún momento, el proceso se llama sublimación. La sublimación no difiere de la destilación en ningún aspecto importante, excepto en el cuidado especial que se requiere para impedir que el sólido obstruya el aparato utilizado. La rectificación de dichos materiales es imposible. El yodo se purifica por sublimación.

• Destilación destructiva

Cuando se calienta una sustancia a una temperatura elevada, descomponiéndose en varios productos valiosos, y esos productos se separan por fraccionamiento en la misma operación, el proceso se llama destilación destructiva. Las aplicaciones más importantes de este proceso son la destilación destructiva del carbón para el coque, el alquitrán, el gas ciudad y el amoníaco, y la destilación destructiva de la madera para el carbón de leña, el ácido etanoico, la propanona y elmetanol. Este último proceso ha sido ampliamente desplazado por procedimientos sintéticos para fabricar distintos subproductos. El craqueo del petróleo es similar a la destilación destructiva.

aplicacion

Las bebidas alcohólicas que incluyen destilación en su proceso de elaboración son muchas, y se distinguen las siguientes:

• Whisky: Incluye todas sus variedades; Escocés (Scotch), Irlandés, Whiskies Estadounidenses y Canadienses. Incluyen cierto añejamiento según sea su productor. Se elaboran siempre a partir de cereales o malta.

• Vodka: Los de Europa oriental y báltica se elaboran a base de patatas y cereales, y los occidentales a partir decereales solamente.

• Ron: Ron español o Rhum francés. Partiendo todos de la caña de azúcar, se agrupan en tres variantes básicas. (1) los secos y de cuerpo liviano. Producidos en Cuba, Puerto Rico, México, Argentina, Brasil y Paraguay; (2) los de cuerpo intenso producidos principalmente en Jamaica, Barbados y Demerara (Guyana Britanica); (3) los tipo Brandypero aromáticos de Java e Indonesia, Haití y Martinica.

• Brandy o Cognac: A partir de la destilación de vino o fruta y añejado en toneles de madera. Los más conocidos son los que han tenido origen en Francia bajo el término de cognac y es el reconocido como destilación de vino. Los de fruta parten de manzanas, cereza, albaricoque (damasco), ciruela, etc. aunque son bebidas conocidas no comobrandy o cognac si no por las marcas del producto terminado o nombre histórico que se les haya asignado.

• La Slivovitza que derivan su nombre de la ciruela utilizada (Quetsch o Mirabelle). El Barat Palinka que deriva delalbaricoque y añejada en barriles de madera. El Brandy de cereza que es también conocido como Kirsch en Francia yKirschwasser en Alemania y Suiza que no tiene añejamiento alguno y por tanto color transparente.

• Tequila: Obtenido a partir del mezcal o agave, variedades de cactus de México y del desierto del sur de Estados Unidos de Norteamérica. Su añejamiento aumenta su calidad. Se comercializa con graduaciones alcohólicas que van desde los 37º hasta los 50º.

• Oke (Okelehao): Parte de la destilación de melaza de caña de azucar, arroz y jugo de una fruta local con la que también hacen una comida llamada Poi. Es añejada en barriles de roble.

• Ng ka py: Es una variedad de whisky chino de 43º hecho a partir de mijo y hierbas aromáticas y envejecido enmadera.

• Aguardientes aromáticos: Este grupo incluye varias bebidas alcohólicas de alta graduación (mayor a 40º). Aquí se encuentran la ginebra, la Zubrovka y el Akvavit escandinavo, distinta al aquavitae escocess. La ginebra se elabora a partir de cereales aromatizados con bayas de enebro. La Zubrowka (45º) pero aromatizada con ciertas variedades de hierbas aromáticas. El Akvavit escandinavo (46º) que se produce en forma similar a la ginebra pero incluye destilado de patata y se aromatiza con semillas de comino. La variedad Danesa es incolora y se aromatiza con semilla de carvi. Las variedades Noruegas y Suecas tienen tono rojizo, son mas dulces y picantes. La variedad Finlandesa se aromatiza con canela. La cachaça brasileña elabora a partir de caña de azúcar, con la diferencia que no incluye añejamiento en madera y carece de aroma por lo que suele complementarse con azucares y cítricos.

• Licores: Es el grupo quizá de menor graduación alcohólica y que incluye las bebidas más dulces y aromáticas. La cantidad de combinaciones y sabores existente es ilimitada. En muchos casos es estandarizada y en otros es asociado a una marca. Su graduación alcohólica comienza en los 27º y termina con los más fuertes en los 40º.

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EXTRACCION

EXTRACCION

La extracción es la técnica empleada para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción o para aislarlo de sus fuentes naturales. Puede definirse como la separación de un componente de una mezcla por medio de un disolvente.

En la práctica es muy utilizada para separar compuestos orgánicos de las soluciones o suspensiones acuosas en las que se encuentran. El procedimiento consiste en agitarlas con un disolvente orgánico inmiscible con el agua y dejar separar ambas capas. Los distintos solutos presentes se distribuyen entre las fases acuosas y orgánica, de acuerdo con sus solubilidades relativas.

De este modo, las sales inorgánicas, prácticamente insolubles en los disolventes orgánicos más comunes, permanecerán en la fase acuosa, mientras que los compuestos orgánicos que no forman puentes de hidrógeno, insolubles en agua, se encontrarán en la orgánica.

Equipo y procedimiento 

El aparato utilizado en las extracciones es el embudo de separación que se muestra en la figura. El tapón y la llave, que deben estar bien ajustados, se lubrican con una grasa adecuada antes de cada uso.

El embudo de decantación debe manejarse con ambas manos; con una se sujeta el tapón -asegurándolo con el dedo índice- y con la otra se manipula la llave. Se invierte el embudo y se abre la llave para eliminar la presión de su interior; se agita con suavidad durante uno o dos segundos y se abre de nuevo la llave.

Después de separadas ambas fases, se saca el inferior por la llave y la superior por la boca; así se previenen posibles contaminaciones. El número de extracciones necesarias en cada caso particular depende del coeficiente de reparto y de los volúmenes relativos de agua y de disolvente. La posición relativa de las capas acuosa y orgánica depende de sus densidades. En caso de duda puede determinarse la identidad de cada una de ellas ensayando la solubilidad en agua de unas gotas de la misma. Es una medida prudente, en especial cuando se trata de reacciones nuevas, conservar todos los extractos y líquidos residuales hasta comprobar que se obtiene el producto final con el rendimiento esperado; sólo entonces debe procederse a la limpieza.

Emulsiones 

Con frecuencia, sobre todo cuando se trabaja con soluciones alcalinas, se forman emulsiones durante el proceso de extracción. Estas pueden romperse, de ordinario, mediante:

1) un movimiento de giro suave al líquido del embudo de separación, mantenido en su posición normal;

2) agitación vigorosa de la capa emulsionada con una varilla de vidrio;

3) saturación de la capa acuosa con sal común;

4) centrifugación.

El método 3, de saturación con sal, tiene una doble ventaja: hace disminuir la solubilidad en agua de la mayor parte de los solutos y de los disolventes orgánicos. Su nombre es efecto salino.

Extracción con bases 

Con frecuencia se consiguen separaciones muy netas de compuestos orgánicos, utilizando soluciones ácidas o alcalinas capaces de convertir dichas sustancias en sales, solubles en agua e insolubles en éter.

Purificación de ácidos y fenoles 

Una solución de hidróxido sódico al 5-10 % convierte, por ejemplo, los ácidos carboxílicos, R-COOH, en sus sales sódicas, R-COO-, Na+. Los compuestos fenólicos experimentan una transformación semejante con el mismo reactivo. Por esta causa puede utilizarse una solución de hidróxido sódico para extraer un ácido carboxílico o un compuesto fenólico de su solución en un disolvente orgánico o, recíprocamente, liberar estos tipos de compuestos de sus impurezas orgánicas por extracción de sus soluciones alcalinas con un disolvente adecuado.

Separación de ácidos y fenoles 

Las soluciones acuosas de bicarbonato sódico convierten también los ácidos carboxílicos en sus respectivas sales sódicas, pero no son lo suficientemente básicas para formar sales con los compuestos fenólicos. Esta es la base de un elegante método de separación de ácidos carboxílicos y fenoles: el ácido se extrae en primer lugar de su solución en un disolvente orgánico con una solución de bicarbonato sódico y, posteriormente, el fenol con solución de sosa.

Los ácidos inorgánicos se eliminan con facilidad de los disolventes orgánicos por extracción con una solución de hidróxido, carbonato o bicarbonato sódicos.

Extracción con ácidos 

El ácido clorhídrico diluido se emplea con frecuencia para la extracción de sustancias básicas de sus mezclas con otras neutras o ácidas, o bien para eliminar impurezas básicas. El ácido diluido convierte la base, p.ej., amoniaco o una amina orgánica (R3N), en el correspondiente hidrocloruro (R3NH+Cl-), soluble en agua. Por otra parte, las impurezas orgánicas que acompañan a una amina pueden eliminarse por extracción de las mismas con un disolvente orgánico de una solución ácida de aquella.

Las sales sódicas de los ácidos carboxílicos y de los fenoles son fácilmente convertibles en los compuestos de partida por tratamiento de ácido sulfúrico o fosfórico. Los hidrocloruros de las aminas se transforman de nuevo en éstas por adición de una solución de hidróxido sódico.

APLICACIONES

La implantación de la operación de extracción líquido-líquido a gran escala en procesos industriales fue más tardía que el resto de operaciones, destilación y absorción. Sin embargo la importancia del proceso de extracción líquido-líquido ha ido en aumento debido a la creciente demanda de productos sensibles a la temperatura, mayores requerimientos de pureza, equipos más eficientes y la disponibilidad de disolventes más selectivos. 

Por otro lado, se suele preferir la aplicación del proceso de extracción a la destilación en los siguientes casos: 

- si existen sustancias inorgánicas complejas disueltas en soluciones orgánicas o acuosas 

- si es preciso retener un componente que se encuentra en una concentración muy pequeña 

- en la recuperación de sustancias sensibles a la temperatura 

- si la separación se basa más en la naturaleza de las sustancias que en su distinta volatilidad 

- si la mezcla posee puntos de ebullición o de fusión muy próximos 

- si la mezcla presenta azeótropos 

La extracción líquido-líquido presenta una amplia aplicación en la industria del petróleo para separar alimentaciones líquidas en función de su naturaleza química más que por su peso molecular o la diferencia de volatilidad. Como ejemplo se tiene la separación entre hidrocarburos aromáticos, alifáticos y nafténicos. 

Otras aplicaciones se pueden encontrar en: 

la industria bioquímica como la separación de antibióticos y la recuperación de proteínas de sustratos naturales. 

- la extracción de metales como la recuperación del cobre de soluciones amoniacales y separaciones de metales poco usuales y de isótopos radiactivos en elementos combustibles gastados. 

- la industria química inorgánica para recuperar compuestos tales como ácido fosfórico, ácido bórico e hidróxido de sodio de soluciones acuosas. 

- recuperación de compuestos aromáticos como fenol, anilina o compuestos nitrogenados de las aguas de desecho, ya que constituyen una fuente contaminante. 

- recuperación de productos sensibles al calor 

- recuperación de compuestos orgánicos del agua como formaldehido, ácido fórmico y ácido acético. 

AVANCES TEGNOLOGICOS

Recientes avances tecnológicos posibilitan hoy la extracción de mayores cantidades de crudo de viejos yacimientos. Al mismo tiempo, el alza de precios hizo más costeable la búsqueda de reservas difíciles de alcanzar. Así, las predicciones fatalistas sobre el fin de reservas mundiales dan paso a nuevos pronósticos que indican la existencia de más crudo.

Durante la década pasada, los avances tecnológicos posibilitaron la extracción de mayores cantidades de petróleo de los viejos yacimientos y, al mismo tiempo, el alza de precios hizo más costeable para las compañías la búsqueda de reservas difíciles de alcanzar. Al saber que aún hay mucho petróleo en los yacimientos conocidos, las predicciones fatalistas que señalan el fin de las reservas mundiales dan paso a nuevos pronósticos los cuales indican que podremos encontrar más crudo que antes. 

Aún existe una perspectiva minoritaria –apoyada sobre todo por un pequeño grupo de geólogos petroleros jubilados y algunos miembros del Congreso estadounidense–, quienes sostienen que la producción petrolera ya alcanzó su nivel más alto, pero esa teoría se desploma. Igual de polémica es para las compañías petroleras la opinión, cada vez más extendida, de los ambientalistas, quienes rechazan la extracción y el consumo de cantidades cada vez mayores de combustible fósil.

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CONDUCCION

CONDUCCION

La conducción es el fenómeno consistente en la propagación de calor entre dos cuerpos o partes de un mismo cuerpo a diferente temperatura debido a la agitación térmica de las moléculas, no existiendo un desplazamiento real de estas.

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CONVECCIÓN

La convección es la transmisión de calor por movimiento real de las moléculas de una sustancia. Este fenómeno sólo podrá producirse en fluidos en los que por movimiento natural (diferencia de densidades) o circulación forzada (con la ayuda de ventiladores, bombas, etc.) puedan las partículas desplazarse transportando el calor sin interrumpir la continuidad física del cuerpo.

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AISLAMIENTO TERMICO

AISLAMIENTO TERMICO

Es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor por conducción. Se evalúa por la resistencia térmica que tienen. La medida de la resistencia térmica o, lo que es lo mismo, de la capacidad de aislar térmicamente, se expresa, en el Sistema Internacional de Unidades (SI) en m².K/W (metro cuadrado y kelvinpor vatio).

Se considera material aislante térmico cuando su coeficiente de conductividad térmica: λ es inferior a λ<0,10 W/m2K medido a 20 °C (obligatorio) o, en el antiguo Sistema Técnico, 0,085 kcal / m2.°C

La resistencia térmica es inversamente proporcional a la conductividad térmica.

Todos los materiales oponen resistencia, en mayor o menor medida, al paso del calor a través de ellos. Algunos, muy escasa, como los metales, por lo que se dice de ellos que son buenos conductores; los materiales de construcción (yesos, ladrillos, morteros) tienen una resistencia media. Aquellos materiales que ofrecen una resistencia alta, se llamanaislantes térmicos específicos o, más sencillamente, aislantes térmicos.

Ejemplos de estos aislantes térmicos específicos pueden ser las lanas minerales (lana de roca y lana de vidrio), las espumas plásticas (EPS, Poliestireno expandido, Polietileno expandido, PUR, Poliuretano expandido), reciclados como los aislantes celulósicos a partir de papel usado, vegetales (paja, virutas madera, fardos de pasto, etc); entre otros. .

Cuando se produce un "agujero" en el aislamiento, producido por un material muy conductor o un agujero físico, se habla de un puente térmico.

El aislamiento térmico es necesario para garantizar la la seguridad, reducir las pérdidas de energéticas (calor-frio) y para aumentar la sostenibilidad de los procesos. Isover ofrece soluciones a medida para todas las necesidades.

Razones básicas para el aislamiento térmico de equipos y procesos:

Proteción personal. 

Mejorar la seguridad del proceso.

Reducción de las pérdidas de calor y frío, economizando energía.

Reducción del impacto ambiental.

Aumento de la sostenibilidad de los procesos y equipos.

PROTECCIÓN PERSONAL

Para proteger al personal de lesiones producidas por el contacto con las superficies de los equipos y tuberias a altas o bajas temperaturas.

PROCESO DE SEGURIDAD

Para mantener una temperatura óptima en las tuberías o tanques de almacenamiento de productos líquidos o gaseosos que a su vez eviten la corrosión producida por condensaciones ( altos niveles de humedad / punto del rocío).También para evitar la congelación de los equipos que trabajan a muy baja temperatura.

REDUCIR LAS PÉRDIDAS DE CALOR PARA ECONOMIZAR

Para reducir la pérdida o ganancia de calor y por lo tanto reducir la cantidad de energía necesaria para mantener el equilibrio del proceso y por lo tanto ahorrar de costes.

Optimizando el aislamiento se reducen los costes de instalación proporcionando el máximo ahorro de energía durante la vida útil de la instalación.

REDUCIR IMPACTOS EN EL MEDIOAMBIENTE

Optimizando la eficiencia de aislamiento para maximizar el potencial de ahorro de CO2 (reducion de costos de emisión de CO2), así como proporcionar una protección contra futuros costes de la energía.

El uso de materiales y sistemas innovadores de aislamiento, tales como los sistemas de baja emisividad, ayudan a proporcionar el máximo ahorro de energía potencial a la vez que mejoran la protección del medio ambiente en el equipo industrial.

MEJORAR LA SOSTENIBILIDAD A TRAVÉS DE LA MÁXIMA EFICIENCIA ENERGÉTICA

La gama de productos técnicos Isover está diseñada para proporcionar una conductividad térmica óptima para cada aplicación. La conductividad térmica del aislamiento se mide en la escala de temperatura de acuerdo con la norma EN 12667 para los productos planos y EN ISO 8497 para las secciones de la tubería.

El rendimiento térmico de los productos Isover está garantizado por un estricto control de calidad, tanto interno como externo. Para el año 2012, todos los productos técnicos de Industria Isover en Europa tendrán marcado CE de acuerdo con la nueva norma EN 14303 estándar para el aislamiento de lana mineral técnica.

Sea cual sea su necesidad Isover tiene la solución adecuada para usted.

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RADIACION

Radiación

La radiación a la transmisión de calor entre dos cuerpos los cuales, en un instante dado, tienen temperaturas distintas, sin que entre ellos exista contacto ni conexión por otro sólido conductor. Es una forma de emisión de ondas electromagnéticas (asociaciones de campos eléctricos y magnéticos que se propagan a la velocidad de la luz) que emana todo cuerpo que esté a mayor temperatura que el cero absoluto. El ejemplo perfecto de este fenómeno es el planeta Tierra. Los rayos solares atraviesan la atmósfera sin calentarla y se transforman en calor en el momento en que entran en contacto con la tierra.

Radiación térmica:

La radiación térmica tiene básicamente tres propiedades:

• Radiación absorbida. La cantidad de radiación que incide en un cuerpo y queda retenida en él, como energía interna, se denomina radiación absorbida. Aquellos cuerpos que absorben toda la energía incidente de la radiación térmica, se denominan cuerpos negros.
• Radiación reflejada. Es la radiación reflejada por un cuerpo gris.
• Radiación transmitida. La fracción de la energía radiante incidente que atraviesa un cuerpo se llama radiación transmitida

La asociación mutua de los procesos de emisión, absorción, reflexión y transmisión de energía radiante por diferentes sistemas de cuerpos se conoce como intercambio de energía radiante.

El aire, por lo tanto, en los sistemas de transmisión de calor, es un elemento totalmente pasivo, que no ejerce ninguna función fundamental en los resultados térmicos de un local.

Calentar objetos, personas, paredes, suelos, etc. sin calentar el aire fundamentalmente es el proceso térmico que genera una instalación radiante, obteniendo beneficios sustanciales en cuanto a la mejora de confort, modificación de la humedad ambiental y consumo.

Aplicación real en la construcción de la radiación térmica. 

Si queremos aprovechar las características propias de la radiación térmica, estamos obligados a crear nuevos aparatos, a replantear los espacios que emiten calor de una manera diferente, en definitiva, a modificar el concepto convencional que solo se ocupa de incorporar a los locales un elemento capaz de convertir el aire frío en caliente, esté colocado en una u otra parte del local y con más o menos potencia instalada.

Por ello será importante analizar en los siguientes capítulos todas las variantes que puedan influir en una calefacción por radiación para obtener unos resultados óptimos.

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FLOTACIÓN

FLOTACIÓN

La definición tradicional de flotación dice que es una técnica de concentración de minerales en húmedo, en la que se aprovechan las propiedades físico-químicas superficiales de las partículas para efectuar la selección. En otras palabras, se trata de un proceso de separación de materias de distinto origen que se efectúa desde sus pulpas acuosas por medio de burbujas de gas y a base de sus propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas. Según la definición, la flotación contempla la presencia de tres fases: sólida, líquida y gaseosa. La fase sólida está representada por las materias a separar, la fase líquida es el agua y la fase gas es el aire. Los sólidos finos y liberados y el agua, antes de la aplicación del proceso, se preparan en forma de pulpa con porcentaje de sólidos variables pero normalmente no superior a 40% de sólidos. Una vez ingresada la pulpa al proceso, se inyecta el aire para poder formar las burbujas, que son los centros sobre los cuales se adhieren las partículas sólidas. Para lograr una buena concentración se requiere que las especies que constituyen la mena estén separadas o liberadas. Esto se logra en las etapas previas de chancado y molienda. Para la mayoría de los minerales, se logra un adecuado grado de liberación moliendo a tamaños cercanos a los 100 micrones (0,1 mm). Al aumentar el tamaño de la partícula, crecen las posibilidades de mala adherencia a la burbuja; en tanto que las partículas muy finas no tienen el suficiente impulso para producir un encuentro efectivo partícula burbuja.

APLICACIONES

Tratamiento de minerales (Separación diferencial de partículas minerales):

Sulfuros, (Cu, Pb, Zn, Mo, etc.), Oxi-Minerales, (Mn, Nb, Arcillas, etc.), Minerales no metálicos, fosfatos, fluorita, etc., Metales nativos: Au, Ag, Hg, Carbón "metalúrgico", Sales soluble: KCl, NaCl, Yodo, Ácido Bórico.

Beneficio (adecuación) de materias primas (pigmentos, caolín, arcillas para cerámica).

Medio Ambiente (separación sólido/líquido o líquido/líquido).

Tratamiento de compuestos orgánicos (plantas de extracción por solvente), aceites, grasas y colorantes (ágatas).

Tratamiento de efluentes que contienen metales pesados (ver abajo), aniones (CN, CrO4, AsO4, SO4, P04, MoO4, F), complejos y quelatos (galvanoplastia, siderúrgicas, industria minero- metal-mecánica)

Metales pesados "removibles" (recuperables) por flotación: Ag+1, Sn+2, As+3, Cr+3/Cr+6, Au+2/Au+4 Be+2, Cd+2, Co+2, Ga+2, Ge+4, Hg+2, Pb+2, Mn+2, Ni+2, Cu+2, Zn+2, Sb+3, Se+2.

Separación de proteínas, impurezas en la industria del azúcar, separación de aceites, grasas, tensoactivos (detergentes), remoción de olor y residuos sólidos de la industria de alimentos, reciclado de plásticos, pigmentos, colorantes y fibras, Separación tinta-papel, gomas, resinas, pigmentos de los "tonners" de las impresoras a láser, espesamiento de lodos activados, microorganismos (algas, hongos, bacterias), metales en química analítica.

Tratamiento de suelos: remoción de pesticidas, aceites y elementos radioactivos; separación de pigmentos, semillas; tratamiento de aguas de procesos para el control de la corrosión, remoción de detergentes, aguas para uso industrial y doméstico (flocos biológicos). Ejemplos de aplicación de flotación en el tratamiento de aguas y efluentes líquidos tratados son descritos en la Tabla que sigue.

PROCESO

Los principios básicos en que se fundamenta el proceso de la flotación son los siguientes:

La hidrofobicidad del mineral que permite la adherencia de las partículas sólidas a las burbujas de aire.

La formación de una espuma estable sobre la superficie del agua que permite mantener las partículas sobre la superficie.

Para establecer estos principios se requiere la adición de reactivos químicos al sistema. Estos reactivos de flotación son los colectores, depresores, activadores y modificadores, cuyas acciones principales son inducir e inhibir hidrofobicidad de las partículas y darle estabilidad a la espuma formada.

Las partículas minerales hidrofóbicas tienen la capacidad de adherirse a la burbuja, en tanto que las hidrofílicas, como la ganga, no se adhieren. La superficie hidrofóbica presenta afinidad por la fase gaseosa y repele la fase líquida, mientras que la superficie hidrofílica tiene afinidad por la fase líquida.

http://www.ecured.cu/index.php/Flotaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Flotaci%C3%B3n_(proceso)

http://es.scribd.com/doc/17105074/FLOTACION-DE-MINERALES

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LA HIDRAULICA

LA HIDRAULICA

es una rama de la mecánica de fluidos y ampliamente presente en la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los líquidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa y a las condiciones a que esté sometido el fluido, relacionadas con la viscosidad de este.

APLICACIONES

En la actualidad las aplicaciones de la oleohidráulica y neumática son muy variadas, esta amplitud en los usos se debe principalmente al diseño y fabricación de elementos de mayor precisión y con materiales de mejor calidad, acompañado además de estudios mas acabados de las materias y principios que rigen la hidráulica y neumática. Todo lo anterior se ha visto reflejado en equipos que permiten trabajos cada vez con mayor precisión y con mayores niveles de energía, lo que sin duda ha permitido un creciente desarrollo de la industria en general.

Dentro de las aplicaciones se pueden distinguir dos, móviles e industriales:

Aplicaciones Móviles: El empleo de la energía proporcionada por el aire y aceite a presión, puede aplicarse para transportar, excavar, levantar, perforar, manipular materiales, controlar e impulsar vehículos móviles tales como:

Tractores.

Grúas.

Retroexcavadoras.

Camiones recolectores de basura.

Cargadores frontales.

Frenos y suspensiones de camiones.

Vehículos para la construcción y mantención de carreteras.

Aplicaciones Industriales: En la industria, es de primera importancia contar con maquinaria especializada para controlar, impulsar, posicionar y mecanizar elementos o materiales propios de la línea de producción, para estos efectos se utiliza con regularidad la energía proporcionada por fluidos comprimidos. Se tiene entre otros:

Maquinaria para la industria plástica.

Máquinas herramientas.

Maquinaria para la elaboración de alimentos.

Equipamiento para robótica y manipulación automatizada.

Equipo para montaje industrial.

Maquinaria para la minería.

Maquinaria para la industria siderúrgica.

Otras Aplicaciones: Otras aplicaciones se pueden dar en sistemas propios de vehículos automotores, como automóviles, aplicaciones aerospaciales y aplicaciones navales, por otro lado se pueden tener aplicaciones en el campo de la medicina y en general en todas aquellas áreas en que se requiere movimientos muy controlados y de alta precisión, así se tiene:

Aplicación automotriz: suspensión, frenos, dirección, refrigeración, etc.

Aplicación Aeronáutica: timones, alerones, trenes de aterrizaje, frenos, simuladores, equipos de mantenimiento aeronáutico, etc.

Aplicación Naval: timón, mecanismos de transmisión, sistemas de mandos, sistemas especializados de embarcaciones o buques militares

Medicina: Instrumental quirúrgico, mesas de operaciones, camas de hospital, sillas e instrumental odontológico, etc.

La hidráulica y neumática tienen aplicaciones tan variadas, que pueden ser empleadas incluso en controles escénicos (teatro), cinematografía, parques de entretenciones, represas, puentes levadizos, plataformas de perforación submarina, ascensores, mesas de levante de automóviles, etc.

PROCESO

El proceso de la energia hidraulica, es considerado limpio, es decir que no produce ni da lugar a los residuos ni a la emisión de gases o partículas sólidas que pudieran contaminar la atmósfera. Comienza al estudiar la región en la que será instalada una central, se necesitan muchos técnicos, ingenieros industriales, ingenieros hidráulicos, y muchos obreros para su construcción.

De allí que la mano de obra empleada supera ampliamente la de las energías convencionales, además mucho inversión de capital, es en éstos casos que varias son las empresas que se asocian para la concreción del proyecto de la generación de la energía eléctrica.

Dentro de lo que mencionamos el proceso de la energia hidraulica se pueden destacar el embalse, y dentro de él, la represa, y los desagües; las represas que no es más que una barrera interpuesta entre el cauce del río para retener y almacenar el agua, elevando el nivel en forma considerable, y regulando el caudal de salida, los desagües son aperturas dispuestas en la pared principal de la represa a través de las cuales se controla la salida del agua, y dentro d la clasificación de los desaguaderos se encuentran los de superficie o aliviaderos, los de medio fondo y los de fondo, las tuberías de conexión, que son las encargadas de conducir el agua de la represa hasta las tuberías de conexión que se encargan de llevar el agua hacia las turbinas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%A1ulica

http://hidraulica-ingenieria.blogspot.com/2007/08/aplicaciones-de-la-hidrulica.html

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