CaustificacionMejoramiento del Sistema de Clarificacin de Licor Verde sus Efectos en la Operacin de Caustificacin y Horno de Cal RESUMEN En plantas de celulosa cruda al sulfato, el proceso de caustificacinyhorno de cal cumple con el objetivo de la recuperacin de qumicos para la coccin de la madera. En este proceso es de vital importancia clarificar adecuadamente el licor verde procedente de la caldera recuperadora, el que contiene elementos orgnicos e inorgnicos que se comportan como inertes en el proceso de recaustificacin y, por ende, disminuyen la eficiencia de estas unidades. En Planta Constitucin, y bajo un concepto de Mejoramiento Continuo de sus procesos, se realiz durante octubre del 2002 un trabajo prctico tendiente a mejorar el sistema de clarificacin tradicional de licor verde, el cual bsicamente consista de un estanque homogenizador, un clarificador y un sistema de preparacin batch del polmero floculante, el que se aplicaba en el circuito de alimentacin de licor al clarificador. Con esta operacin se lograron valores alrededor de 100 a150 ppm de slidos en el licor enviado al apagador. Fundamentalmente las innovaciones consistieron en: preparacin continua del floculante e inyeccin contro lada al sistema y cambio del punto de aplicacin del polmero. Los resultados obtenidos fueron apreciables en la calidad de licor verde, logrando en la actualidad valores de slidos entre 20 y 40 ppm. Esta situacin ha permitido aumentar la disponibilidad del filtro presurizado de licor blanco, lo que se traduce en una mayor eficiencia de transferencia de licor verde a blanco. A su vez, en el ciclo de lodos se verific una mayor eficiencia en el filtro lavador que permiti aumentar el seco y disminuir la soda residual, condicin que ha favorecido la operacin del horno.

Ejemplo

Industria del papelPara este sector de aplicacin, CALCINOR suministra productos clcicos de alta pureza, alta blancura y finura ofreciendo a sus clientes mayores rendimientos y mayores cualidades para sus productos acabados. Las aplicaciones de los productos clcicos fabricados por CALCINOR son las siguientes: - En la produccin de la pasta de papel, durante el proceso de caustificacin, el carbonato de sodio (Na 2CO3) se trata con cal viva para regenerar y recuperar la sosa custica. - En el procedimiento al sulfato (SO 4), la cal viva se utiliza para producir un licor de bisulfato clcico que permite la disolucin de los elementos no celulsicos de la madera. - Las cales (vivas e hidratadas) actan como agente blanqueante de la pasta de papel. Se emplean como agente floculante, neutralizante y de clarificacin en el tratamiento de aguas residualesprocedentes

del proceso de fabricacin del papel. - El carbonato de calcio CaCO3 micronizado natural o precipitado (PCC) se utiliza como carga mineral y es cada vez ms apreciado en los papeles de imprenta o escritura.

Recuperacin y energa.

La parte inorgnica y las sales minerales (cenizas), se recuperan despus del proceso de combustin. Los principales compuestos qumicos de las cenizas son el sulfuro de sodio (Na2S) y el carbonato de sodio (Na2CO3). Estas cenizas son disueltas en agua y se forma el denominado Licor Verde. Este Licor Verde es sometido despus al proceso de caustificacin, el cual en esencia consiste en adicionarle cal viva (CaO) y por medio de varias reacciones qumicas y filtros, se producen dos compuestos qumicos: Licor Blanco (Na2S + NaOH) que es almacenado en estanques para ser reutilizado en la fase de coccin y cal apagada o caliza (CaCO3) en forma de lodos, a los cuales se les extrae la humedad y son quemados en hornos especiales, denominados Hornos de Cal, para prod ucir nuevamente la cal viva requerida en este proceso de caustificacin

CATALISISLa catlisis es el proceso por el cual se aumenta o disminuye la velocidad de una reaccin qumica. Los catalizadores pueden actuar de dos maneras, la primera formando un compuesto intermedio y la segunda, absorcin. Por ejemplo, los que reducen la velocidad de la reaccin son denominados catalizadores negativos o inhibidores. A su vez, las sustancias que aumentan la actividad de los catalizadores son denominados catalizadores positivos o promotores, y las que los desactivan son denominados venenos catalticos.

La catlisis consiste en un fenmeno en que una cantidad relativamente pequea de un material extrao a la estequiometra, el catalizador, aumenta o disminuye la velocidad de una reaccin qumica sin ser consumido en el proceso. La gran mayora de los procesos qumicos son procesos catalticos, pudiendo as afirmarse que ms del 80% de los productos de la industria qumica involucran un catalizador en una u otra fase de su produccin. La industria qumica nacional ha venido dando muestras de una concientizacin creciente para la importancia de la catlisis, nominadamente para la necesidad de conocer mejor sus fundamentos y para la ventaja de una correcta caracterizacin de los catalizadores que utiliza y como ellos pueden o no perjudicar el medio ambiente. El desarrollo de la catlisis como ciencia autnoma paso por diversas fases desde que, en 1836, el qumico sueco Jns Jacob Berzelius (1779-1848) invent el trmino catlisis, para describir procesos en que, pequeas cantidades de c iertas sustancias originaban extensas transformaciones qumicas sin ser consumidas. Berzelius, con todo, interpret equivocadamente este hecho, atribuyndolo a una fuerza cataltica. La naturaleza cintica del fenmeno solo sera reconocida al inivio del siglo XX luego de los trabajos del qumico alemn Wilhelm Ostwald (1853-1932), que defini al catalizador como una sustancia capaz de alterar la velocidad de una reaccin qumica sin aparecer en los productos. A partir de 1950, con la aparicin de nuevas tcnicas experimentales, la catlisis conoce un gran desarrollo. Se descubrieron nuevos procesos catalticos, que constituyen la base de la moderna industria qumica y petroqumica. Cuando el catalizador y los reactivos estn dispersos en la misma fase, la catlisis se dice que es homognea. Cuando el catalizador constituye una fase separada, la catlisis es heterognea.

En este caso, la reaccin qumica ocurre en la interfase entre las fases y sy velocidad es proporcional al rea respectiva. En catlisis heterogneas son posibles diversas combinaciones de fases, pero en general, el catalizador es un slido, en cuanto que los reactivos y productos se distribuyen por una o ms fases fluidas. Existe an un tercer tipo de catlisis, la catlisis enzimtica, que posee un carcter intermedio entre la homognea y la heterognea. El catalizador es una macromolcula (enzima) que por un lado se puede considerar dispersa conjuntamente con los reactivos formando una sola fase, pero que ya es suficientemente grande para po derse considerar centros activos en su superficie. Factores que influencian en la rapidez de la reaccin Los factores que influencian en la velocidad de una reaccin son: la temperatura, la superficie de contacto, la concentracin de reactivos, la presencia de un catalizador y la Presin. La cintica qumica es una ciencia que estudia la velocidad de las reacciones qumicas y los factores que la influencian. La velocidad de reaccin recibe generalmente el nombre de tasa de reaccin. La tasa de reaccin est relacionada con las concentraciones de los reactivos, el estado particular de los reactivos (estado fsico, estado naciente de los gases, estado cristalino o amorfo de los slidos, del hecho de si los reactivos estn o no en solucin y en este caso la naturaleza del solvente ir a influir en la velocidad de la reaccin), la temperatura, la electricidad, la luz, la presin, la presencia de catalizadores y de los productos de la reaccin. Su importancia es muy amplia, ya que se relaciona con temas de relevan inters, por te ejemplo, la rapidez con que un medicamento acta en el organismo, o con problemas industriales, tales como el descubrimiento de catalizadores para acelerar la sntesis de algn producto nuevo. Catalizadores Un catalizador es todo aquello que facilita reacciones qumicas sin participar en ellas, como enzimas o sales minerales ionizadas. Un catalizador es una sustancia que afecta la velocidad de una reaccin, mas emerge del proceso inalterada. Un catalizador normalmente cambia la velocidad de reaccin, promoviendo un camino molecular diferente (mecanismo) para la reaccin. Por ejemplo, hidrgeno y oxgeno gaseosos son virtualmente inertes a temperatura ambiente, pero reaccionan rpidamente cuando son expuestos al platino, que por su vez, es el catalizador de la reaccin. Normalmente cuando hablamos al respecto de un catalizador, queremos referirnos a aquel que aumenta la velocidad de reaccin, ms all, que estrictamente hablando, un catalizador puede tanto acelerar como demorar la formacin de una especie de producto en particular. Un catalizador cambia apenas la velocidad de una reaccin; el no afecta el equilibrio. La catlisis homognea se refiere a los procesos en los cuales un catalizador esta en solucin

con por lo menos uno de los reactivos. La catlisis heterognea involucra ms de una fase, normalmente el catalizador es slido y los reactivos y productos estn en forma lquida o gaseosa.

TIPOS DE CATLISIS

HOMOGNEA EN DISOLUCINSon muy numerosas las reacciones qumicas inorgnicas y orgnicas en disolucin en las que se ha comprobado que determinadas especies, tambin disueltas en el mismo sistema homogneo en que ocurre la reaccin, pueden contribuir a incrementar de forma notable su velocidad, a consecuencia de un tpico proceso de catlisis homognea. Los procesos de catlisis homognea en disolucin pueden corresponder a uno de los cuatro tipos caractersticos siguientes. a. Catlisis por transferencia de electrones. En ella los catalizadores son generalmente especies inicas que corresponden a alguno de los diversos grados de oxidacin de un determinado elemento. b. Catlisis especfica cido-base. En ella los catalizadores son propiamente los iones, procedentes de la ionizacin de cidos y bases, sin que los respectivos aniones de estos cidos o los cationes de estas bases presenten capacidad cataltica. c. Catlisis general cido-base. Es la producida por procesos de transferencia de protones entre los catalizadores que se han de considerar como cidos o bases de Brnsted, frente al sustrato que tiene carcter de base o de cido de Brnsted. d. Catlisis electroflica y nucleoflica. Es la producida mediante procesos de formacin de uniones dativas, cuando los catalizadores tienen el carcter de bases o, a veces, de cidos de Lewis, y las molculas del sustrato actan como cidos o bases de Lewis. Dentro de este tipo de catlisis se debe incluir la que producen ciertos iones metlicos con capacidad para formar complejos con las molculas del sus trato, que actan de ligandos, o la catlisis debida a ciertas molculas con defecto o exceso de

electrones, capacitadas tambin para formar enlaces de estos tipos. 24.4. CATLISIS POR TRANSFERENCIA DE ELECTRONES Ya se han comentado las reacciones de transferencia de carga entre iones, debida a los electrones, considerando los posibles tipos de mecanismos que pueden presentarse, segn evolucionen a travs de complejos de esfera interna o externa, en los que juegan importante papel las molculas del disolvente que forman las esferas de solvatacin e incluso otras especies inicas presentes en el sistema. En estas circunstancias, es posible la participacin de especies inicas determinadas, distintas de reactivos o productos, que acten como catalizadores favoreciendo la evolucin de la reaccin. Normalmente se trata de iones de un elemento, que puede presentar distintos grados de oxidacin, algunos de los cuales pueden ser inestables o poco estables en el seno de la disolucin y en las condiciones en que transcurre la reaccin. Tal ocurre con la reaccin redox.que es catalizada por los iones Cu con lo que se ha demostrado que entonces la velocidad de reaccin resulta ser proporcional a las concentraciones de los iones V 3+ y Cu 2+ e independiente de la concentracin de los iones Fe + . Este hecho se explica mediante el mecanismo en dos etapas, )() )() 322 324 II Cu Fe Cu Fe rpida I V Cu V Cu lenta ++++ ++++ ++ + +y es, por tanto, I) el paso determinante de la velocidad de reaccin. La reaccin directa

presenta dificultades para la formacin del complejo de transicin y para la reorganizacin de los solvatos en los iones productos y, por ello, requiere una apreciable activacin. La forma ms inestable del ion Cu + reduce la barrera de potencial y es la razn de este efecto cataltico. 24.5. CATLISIS CIDO-BASE a. Catlisis especfica y general. La catlisis homognea en fase lquida ms importante es la catlisis cido-base. Un nmero considerable de reacciones qumicas estn catalizadas por cidos y bases. Cuando se da esta catlisis en solucin acuosa, los efectos ms importantes son los provocados por los iones hidronio o hidroxilo de la solucin. Si estos son los nicos efectos, es decir, si estos dos tipos de iones son los nicos catalizadores efectivos presentes, la catlisis cido-base se denomina especfica. Si estas reacciones se llevan a cabo en un medio cido fuerte, la concentracin de iones hidroxilo resulta tan insignificante que dejan de ejercer una accin cataltica apreciable, con lo que el nico catalizador efectivo es el in hidronio. As pues, la ecuacin de velocidad en este caso queda: k [H O ][S] H + u=+3 donde + H k es la constante cataltica para estos iones. De forma semejante, en soluciones muy bsicas la nica especie cataltica eficaz son los iones hidroxilo, con lo que en este caso la correspondiente ecuacin de velocidad resultara igual a: k [OH ][S] OH u=donde -

OH k es la constante cataltica para estos iones. El valor de las constantes catalticas se puede determinar midiendo las velocidades en soluciones cidas y/o bsicas a varias concentraciones de iones H3O + y/o OH y de S (sustrato). En el caso general en el que la catlisis puedan efectuarla simultneamente los iones hidronio e hidroxilo, y en que la reaccin pueda ocurrir tambin espontneamente (en ausencia de catalizador alguno), su constante de velocidad de primer orden, /[S] sera [][] [] [] + +-+ =++=++ +-+ HO kk kkk H O k OH k k H O OH W H OH H 3 0303 Una representacin del logaritmo de la constante de velocidad frente al pH de la solucin aparece recogida en la figura 24-2, observndose regiones de catlisis por iones hidronio e hidroxilo, separadas por una regin en la que la proporcin de catlisis es despreciable frente a la reaccin espontnea. A concentraciones cidas suficientemente altas, k = kH

+ [H3O + ], con lo que kk [H ] k pH HH =++=++ loglogloglog As, en una disolucin suficientemente cida la representacin de log k frente al pH es una lnea recta de pendiente -1. De forma anloga, en una disolucin suficientemente bsica, [ ] + k = k - KW H O OH 3 , de donde: k (k K ) [H O ] (k KW ) pH OH W OH =--=-+ + logloglog 3 log con lo que la correspondiente representacin log k frente al pH es una lnea recta de pendiente igual a + 1.La velocidad en la regin intermedia es igual a k0 [S] y k0 se puede determinar directamente a partir de la velocidad en esta zona. Si la velocidad de la reaccin espontnea es suficientemente pequea, la parte horizontal de la curva no aparece y los dos limbos se insertan bruscamente (fig. 24-2 b, curva 1). Si bien kH + okOH son

despreciables, los limbos correspondientes de la curva no aparecen (fig. 24-2 b, curvas II y III). La catlisis cido-base implica la transferencia de un protn a o desde una molcula de sustrato. Por ello, es de esperar que esta catlisis pueda tambin verse afectada por otros cidos y bases distintos de H3O + y OH . Este hecho se ha podido comprobar experimentalmente y entonces la catlisis cido-base se denomina general. Supongamos que en la solucin hay un cido HA, su base conjugada A , los iones hidronio e hidroxilo, la constante de velocidad en este caso general podr tener la forma [][][][] +-k = k + k + H O + k - OH + k HA + k - A o H 3 OH HA A En un caso experimental como este habra que calcular cinco constantes, lo cual puede hacerse variando sistemticamente las concentraciones de las especies. b. Efecto salino secundario. En la catlisis cido-base, se debe tener en cuenta el efecto que la fuerza inica ejerce sobre la disociacin de cidos y bases dbiles, lo que se denomina efecto salino secundario. El grado de disociacin de un cido dbil vara al variar la concentracin de sales en disolucin, y puesto que la velocidad de reaccin depende de la concentracin de in hidrgeno, que a su vez procede de la disociacin del cido, es evidente que la velocidad de reaccin depender de la concentracin de sal. La teora del efecto salino secundario se puede desarrollar con ayuda de la teora de Debye-Hiickel. Supongamos que se tiene un cido HA z en equilibrio con su base conjugada A z-1

+ -1 + zz HA H A Despejando [H+] en funcin de la K de disociacin, de las concentraciones del cido y de su base conjugada y de los coeficientes de actividad, tomando logaritmos y aplicando la ley lmite de Debye-Hiickel a los coeficientes de actividad, resulta: [] [] () 1/ 2 1 logloglog 2A z 1 I A KA HKZ Z =a+-+ El efecto salino secundario puede aumentar o disminuir la constante de velocidad, dependiendo del signo de z. Si z vale cero, que es el caso ms comn, el aumentar I aumenta [H + ] y, por tanto, la velocidad. c. Mecanismos. Los mecanismos de una catlisis cida en soluciones acuosas suponen usualmente dos etapas: la primera en la que tiene lugar una transferencia protnica al sus trato S, y la segunda, una transferencia protnica desde el sustractoprotonado SH + . La transferencia protnica inicial puede partir de un ion hidronio H3O +

o de alguna otra especie cida presente, representada por BH + . En la segunda, la transferencia protnica desde SH + puede ser a una molcula de agua o a alguna especie bsica B presente. La especie a la que SH + transfiere el protn en la segunda etapa es de importancia primordial en cuanto se refiere a las leyes cinticas que se derivan. Si la transferencia es a una molcula de disolvente, es decir, si el proceso es ++ SH + H2O S + H3O se dice que el mecanismo es protoltico. Si por el contrario, la transferencia protnica en la segunda etapa es a una molcula de soluto ++ SH + B S + BHel mecanismo se llama prototrpico. En este ltimo caso se da catlisis general. Sin embargo, en el caso de un mecanismo protoltico, la catlisis puede ser especfica o general, segn las circunstancias. d. Relaciones de Brnsted-Pedersen. En toda reaccin en la que se produce catlisis cida o bsica generales existen dos parmetros susceptibles de determinacin experimental: la constante de velocidad de la reaccin catalizada kc, y la constante de equilibrio KA o KB, correspondientes a la ionizacin del cido o base catalizadores. Comprobada una relacin de proporcionalidad entre kc y [AH] o [B], se pueden deducir los factores catalticos [ ] [B] k k AH k

k c b c a== Brnsted y Pedersen sugirieron que para una determinada reaccin catalizada por una serie de cidos, los factores catalticos estn relacionados con las constantes de equilibrio por las ecuaciones ab aaA b Cb KB k=CKk= o en sus formas logartmicas bbB aaA kCK kCK logloglog logloglog b a =+ =+ en las que los parmetros Ca, a y Cb b permiten estos ajustes lineales que se conocen como relaciones de Brnsted-Pedersen, consecuencia de la existencia de relaciones entre energas de Gibbs y energas de Gibbs de activacin, y de que los factores catalticos engloban constantes de velocidad y de equilibrio. La comprobacin de las relaciones de Brnsted-Pedersen se ha logrado en numerosas reacciones catalizadas por diversos cidos o por diversas bases, segn mecanismos de catlisis cida o bsica generales. La figura 24-3 muestra el ejemplo de la catlisis cida general en la reaccin de deshidratacin del dihidrato del acetaldehdo con disolvente acetona.

OH CH CHCH CHO H O OH 33+2 El cumplimiento de las relaciones de Brnsted-Pedersen es una prueba determinante de la existencia de catlisis cida o bsica generales. e. Funciones de acidez. En disoluciones diluidas de cidos, la mejor medida de la acidez es el pH. Sin embargo, el pH es de poco valor en soluciones ms concentradas, donde los coeficientes de actividad llegan a diferir significativamente de la unidad, por 10 que entonces la fuerza del cido se habr de medir a travs de las funciones de acidez determinable s experimentalmente por medio de medidas espectrofotomtricas de las concentraciones de las dos formas de ciertos indicadores. La funcin de acidez mejor conocida, H0, se basa en el equilibrio ++ B + H BH siendo la correspondiente constante de equilibrio [] [ ][ ] + + + + = BH BH BH BH K gg g donde g son los correspondientes coeficientes de actividad. Si BH +

Y B son las especies que pueden distinguirse espectrofotomtricamente, se podr medir el cociente[BH + ]/[B], y en soluciones ms diluidas tambin puede medirse K. Tomando logaritmos y reorganizando, [] []+ -=-+ + BH B H a B BH K g g logloglog Hammett defini como funcin de acidez H0 + =-+ BH B H Ha g g 0 log El significado de la funcin se desprende de su correlacin con las velocidades de

reaccin en el caso de un proceso en que haya un preequilibrio del mismo tipo de la reaccin [24.19]. Supongamos que una reaccin transcurre segn el mecanismo () XH oductos (lenta) X H XH rpida Pr + + ++ Como la segunda etapa es lenta y la velocidad que determina la del proceso global es proporcional a la concentracin de complejo activado XH + correspondiente a dicha etapa, el coeficiente de velocidad de primer orden /[X], es: + k = k KK a H x xx g g de forma que () =++ g g x xxH log k log k KK log a

77 Las relaciones + BH B g g y g g x deben variar de forma semejante, una a la otra, por lo que si se comparan las ecuaciones [24.21] y [24.24], es de esperar que haya una correlacin entre log k y H0, de modo que al representar uno frente al otro debe salir una lnea recta de pendiente -1. Esta relacin se ha observado en muchas ocasiones y va en apoyo del mecanismo propuesto. Se ha definido otra funcin de acidez, HR, con referencia al equilibrio ROH + H R + H2O ++ en el que se forma una molcula de agua al producirse la ionizacin. La constante de equilibrio es [] [] H ROH HOR ROH H RHO a ROH aR aa aa

K g g + + + + + == 22 y separando las magnitudes determinables experimentalmente de las que no lo son, [] []+ + -=+ HOR H ROH a a ROH R K g g 2 logloglog siendo + + =-

HOR H ROH R a a H g g 2 log Es de esperar una correlacin entre esta funcin de acidez y la constante de velocidad si la reaccin procede por un mecanismo del tipo Z oductos Lenta ZOH H Z H O Rpida Pr 2 ++ + ++ en el que el coeficiente de velocidad de primer orden, igual a /[ZOH] es ahora HO ZOH H zz a a kkKK 2 77 +

= g ges decir () + =+ g g HO H ZOH zz a a kkKK 2 logloglog La comparacin de las ecuaciones [24.27] y [24.30] muestra que cabe esperar la existencia de una correlacin entre log k y HR cuando se d este mecanismo. Una buena correlacin lineal entre el logaritmo de una constante de veloc

PIROLISIS

Inglaterra ue uede tratar todo ti o de residuos. La i rlisis extrema, ue slo deja carbono como residuo, se llama carboni acin. La i rlisis es un caso especial de termlisis. Un ejemplo de pirlisis es la destruccin de neumticos usados. En este contexto, la pirlisis es la degradacin del caucho de la rueda mediante el calor en ausencia de oxgeno

caso, no

oduce ni dioxinas ni furanos. En la actualidad ay una tecnologa muy eficiente en

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Pirlisis anhidraLa pirlisis es normalmente anhidra (sin agua). Este fenmeno ocurre normalmente cuando un compuesto orgnico slido se calienta fuerte en la ausencia de oxgeno, como por ejemplo, al frer o asar. Aunque estos procesos se llevan a cabo en una atmsfera normal, las capas externas del material conservan el interior sin oxgeno. El proceso tambin ocurre cuando se quema un combustible slido compacto, como la madera. De hecho, las llamas de un fuego de madera se deben a la combustin de gases expulsados por la pirlisis, no por la combustin de la madera en s misma. n antiguo uso industrial de la pirlisis anhidra es la produccin de carbn vegetal mediante la!

pirlisis de la madera. Ms recientemente la pirlisis se ha usado a gran escala para convertir el carbn en carbn de coque para la metalurgia, especialmente en la fabricacin de acero. Se piensa que la pirlisis anhidra tiene lugar durante la catagnesis, la conversin de quergeno a combustible fsil. En muchas aplicaciones industriales este proceso es llevado a cabo bajo presin y a temperaturas por encima de los 430C. La pirlisis anhidra tambin se puede usar para producir un combustible lquido similar al gasoil a partir de biomasa slida o plsticos. La tcnica ms comn utiliza unos tiempos de residencia muy bajos (menos de dos segundos) y temperaturas de entre 350 y 500 C. [editar]La

pirlisis y el tratamiento de residuos

La aplicacin de la pirlisis al tratamiento de residuos ha ganado aceptacin en la industria junto con otras tecnologas avanzadas de tratamiento de residuos pero no los elimina sino que los transforma en carbn, agua, residuos lquidos, partculas, metales pesados, cenizas o txicos -en algunos casos-, entre otros, vertiendo al aire desde sustancias relativamente inocuas hasta muy txicas y reduciendo as su volumen. Esta destilacin destructiva obviamente imposibilita el reciclado o la reutilizacin. La pirlisis se puede utilizar tambin como una forma de tratamiento termal para reducir el volumen de los residuos y producir combustibles como subproductos. Tambin ha sido utilizada para producir un combustible sinttico para motores de ciclo disel a partir de residuos plsticos.1

[editar]Pirlisis"

acuosa

El trmino pir lisis se utiliza en ocasiones para denominar tambin la termlisis con presencia de agua, tal como el craqueo por vapor de agua del petrleo o la depolimerizacin trmica de los residuos orgnicos en crudo pesado.

[editar]Pirlisis#

al vaco

En la pir lisis al vaco el material orgnico se calienta en el vaco para reducir el punto de ebullicin y evitar reacciones qumicas adversas

Los productos primarios formados son los siguientes (en diferentes proporciones segn el proceso empleado):y y

y

Gases: Compuestos principalmente de CO, CO2, CH4, C2H6 y pequeas cantidades de hidrocarburos ligeros. Lquidos: Compuesto por una gran mezcla de distintos productos como pueden ser: cetonas, cido acetico, compuestos aromticos, y otras fracciones ms pesadas. Slidos: El producto slido de la pirlisis es un residuo carbonoso (char) que puede ser utilizado como combustible o para la produccin de carbn activo.

Existen diferentes tipos de Pirolisis en funcin de las condiciones fsicas en las que se realice. As, factores como la velocidad de calentamiento,el tiempo de residencia, la presin, etc, tienen una influencia muy grande en la distribucin de productos que se obtienen. Esto puede verse resumido en la siguiente tabla.

La carbonizacin es quiz el proceso de pirolis conocido desde hace ms tiempo de todos los mostrados en el cuadro anterior, y el q ue ms importancia tiene industrialmente para la produccin de carbn vegetal. Esta carbonizacin se puede llevar a cabo en diferentes tipos de instalaciones:

Algunas de las ventajas del proceso de gasificacin son:y

y y

Versatilidad en la valorizacin del residuo, ya que se puede aprovechar la energa que contiene en forma de calor, electricidad o como gas de sntesis para la obtencin de productos qumicos. Buen rendimiento elctrico, en el caso de que esa sea la va ms adecuada para el aprovechamiento del residuo. Menor impacto ambiental.

Actualmente la investigacin sobre la pirlisis se lleva a cabo sobre materias primas variadas, como pueden ser los residuos agrcolas y forestales, los residuos slidos urbanos o los neumticos. EJEMPLO PIROLISISEjemplo: Si coloco un pedazo de madera en un horno y lo caliento, la madera comenzar a descomponerse liberando gases y vapores [antes de que se caliente lo suficiente y se encienda prendindose fuego], a esa etapa previa al incendio, a ese proceso de descomposicin de la madera por accin del calor -en ausencia o con muy poco aire- se lo llama pirlisis de la madera (*).

Los procesos de pirlisis son muy importantes en el fenmeno del incendio al menos por dos razones:

1. Algunas sustancias arden porque primero ha habido un proceso de pirlisisque produjo gases de descomposicin que luego se incendiaron y 2. En un incendio ya declarado una parte muy importante de los gases txicos, corrosivos y venenosos que estn en los humos proviene de la pirlisis de los materiales que an no se han quemado completamente, la otra parte son gases de combustin.

DESHIDRATACIONCLASIFICACIN DE LA DESHIDRATACIN

El tipo de deshidratacin est determinado por la concentracin srica de sodio, que indirectamente refleja la osmolaridad. La deshidratacin puede clasificarse en tres tipos, dependiendo del nivel de sodio srico en pacientes deshidratados. Cada tipo tien e diferentes prdidas de lquidos relativas de los compartimentos extracelular (LEC) e intracelular (LIC).DESHIDRATACIN ISONATRMICA O ISOTNICA

Es la ms comn Se produce cuando en la perdida aguda de lquidos la concentracin de liquido intravascula r (LIC) es proporcional a la concentracin del liquido extracelular (LEC). Los niveles sricos normales de sodio estn entre 130 y 150 mEq por litro. Debido a que no se crean gradientes osmolar entre el LIC y el LEC habr un mnimo desplazamiento de liquid o y por tanto la incidencia baja de shock, a menos que el grado de deshidratacin sea muy importante. En la deshidratacin isonatrmica, la prdida de lquido y electrlitos es a partir del lquido extracelular, que es isotnico. Esto reduce el volumen plasmtico y en consecuencia el volumen sanguneo circulante. Se desarrollan indicaciones para evitar shock hipovolmico, que puede amenazar la vida M nio. El volumen de lquido intracelular se mantiene casi constante. En este caso el dficit estimado de lq uidos puede reemplazarse en las primeras 24 horas de tratamiento.

DESHIDRATACIN HIPONATRMICA O HIPOTNICA Hay perdida de lquidos y electrolitos, como ocurre en las gastroenteritis y tan solo se reemplaza el agua. Los niveles sricos de sodio son inf eriores a 130 mEq por litro.

Tambin aparece cuando las perdidas de sodio son mayores que las de agua, pudindiendose desarrollar tambin en nios con otros tipos de trastornos crnicos perdedores de sal (fibrosis qusticas, sndrome adrenogenital perdedor de sal y enfermedad renal que hay perdida de sal). En la deshidratacin hiponatrmica, adems de la perdida de liquido, el lquido extracelular es hipotnico, produciendo movimiento de lquido osmticamente desde el compartimento extracelular a las clula s. Esto produce un aumento en el lquido intracelular y una deplecin de liquido extracelular. Pueden producirse signos fsicos de shock. En este caso se tratar el shock primero y despus se reemplazar el dficit en las primeras 24 horas de tratamiento.DESHIDRATACIN HIPERNATRMICA O HIPERTNICA Aparece cuando las perdidas de agua corporal superan a las perdidas de sal. Se da mas frecuente en nios con gastroenteritis a las que se administran soluciones orales con alta concentracin de sal.

Los niveles sricos de sodio son mayores de 150 mEq por litro.y

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En la deshidratacin hipernatrmica, la osmolaridad del lquido extracelular est aumentada, produciendo el movimiento de lquido fuera de las clulas. Por eso La hipertnicidad o hiperosmolaridad del LEC da lugar a un movimiento de agua desde el LIC al LE C . Produce un aumento en el lquido extracelular y una deplecin en el lquido intracelular. La consiguiente deshidratacin intracelular produce una textura pastosa tpica de la piel. Puede no aparecer shock pero , la deshidratacin intracelular y la acidosis metablica asociada, puede producir una lesin cerebral como secuela importante.

En los casos graves de esta deshidratacin, La diabetes inspida y la diabetes inspida nefrognica puede presentarse como una d eshidratacin hipertnica. Hay que evitar la rpida correccin de la hipernatrmia. La replecin rpida de lquidos puede forzar una rpida reexpansin de la clulas y producir convulsiones durante la fluidoterpia correctora. Si existe shock habr que tratarlo primero. na vez restaurada la circulacin, comienza la fase de reemplazamiento del dficit; que deber ser reemplazado lentamente, incluso en unas 48 horas o 72 horas. En las primeras 24 horas hay que dar lquidos de mantenimiento mas la mitad de dficit calculado. En este tipo de deshidratacin es frecuente la hipocalcemia que se cree que esta asociada a la perdida de potasio y al dficit total de potasio corporal. Si el calcio srico total es de 7 mg/dl o menor se puede aadir 1 ampolla de Gluconato clcico al 10% a cada 500 ml de liquido de venoclisis. No llevando bicarbonato porque podra precipitar. En estos casos el liquido de venoclisis debe tener una base de lactato. Con un liquido base de bicarbonato, habr que utilizar otra via para el calci o. Para la acidosis grave es necesaria la teraputica con bicarbonato, pudiendo aadir bicarbonato sodico a la teraputica de reemplazamiento. El sodio administrado como como bicarbonato sodico (NaHCO3) debe ser incluido en los clculos de reposicin del s odio.

Deshidratacin Mtodo de conservacin de los alimentos que consiste en reducir a menos del 13% su contenido de agua. Este procedimiento brinda estabilidad microbiolgica a la hortaliza, debido a la reduccin de la actividad del agua, y fisicoqumica, adems aporta otras ventajas derivadas de la reduccin del peso, en relacin con el transporte, manipulacin y almacenamiento. Deshidratacin al aire libre Est limitada a las regiones templadas o clidas donde el viento y la humedad del aire son adecuados. Generalmente se aplica a frutas y semillas, aunque tambin es frecuente para algunas hortalizas como los pimientos y tomates. Deshidratacin por aire

Para que pueda llevarse a cabo de forma directa, es necesario que la presin de vapor de agua en el aire que rodea al producto a deshidratar, sea significativamente inferior que su presin parcial saturada a la temperatura de trabajo. Este mtodo se emplea para productos reducidos a polvo, para productos de pequeo tamao y para hortalizas desecadas. Deshidratacin por roco Se requieren la instalacin de un ventilador de potencia apropiada, as como un sistema de calentamiento de aire, un atomizador, una cmara de desecacin y los medios necesarios para retirar el producto seco. Presenta la ventaja de su gran rapidez. Deshidratacin al vaco Este sistema presenta la ventaja de que la evaporacin del agua es ms fcil con presiones bajas. En los secadores mediante vaco la transferencia de calor se realiza mediante radiacin y conduccin. Deshidratacin por congelacin Consiste en la eliminacin de agua mediante evaporacin directa desde el hielo, y esto se consigue manteniendo la temperatura y la presin por debajo de las condiciones del punto triple Este mtodo presenta las siguientes ventajas: se reduce al mnimo la alteracin fsica de las hortalizas, mejora las caractersticas de reconstitucin y reduce al mnimo las reacciones de oxidacin y del tratamiento trmico. Deshidrocongelacin Es un mtodo compuesto en el que, despus de eliminar aproximadamente la mitad del contenido de agua mediante deshidratacin, el material resultante se congela con rapidez . Las ventajas: reduce en gran medida el tiempo necesario para la deshidratacin y rehidratacin y reduce aproximadamente a la mitad el espacio requerido para el almacenamiento del producto congelado. Sin embargo, el aspecto final del producto, que parece arruga , no es muy agradable para el consumidor. Liofilizacin Proceso que consiste en la deshidratacin de una sustancia por sublimacin al vaco. Consta de tres fases: sobr congelacin, desecacin primaria y desecacin secundaria . Ventajas: conservacin y transporte fcil de los productos, la ausencia de temperaturas altas, la inhibicin del crecimiento de

microorganismos, la recuperacin de las propiedades del alimento al aadirle el volumen de agua que en un principio tena.INFORME TCNICO PARA EVALUAR EL TIPO DE DESHIDRATADOR REQUERIDO: Hay Seis tipos de deshidratadores o sistemas de desecado o deshidratado:

1. Deshidratador por aire forzado con calentamiento de aire, de aspiraci n natural. 2. Deshidratador por aire forzado con calentamiento de aire, a recirculaci n, con periodos de escarchado. 3. Deshidratador Tnel de lecho fluido. 4. Deshidratador Rotativo o de cilindro rotante. 5. Deshidratador de Desecaci n congelante. 6. Sistema Spray Teniendo en cuenta que el criterio tcnico del proceso de deshidratacin de un gnero es producido por que la presin del vapor del producto es mayor que la presin del vapor del aire de los alrededores del mismo ; La rapidez de la perdida de humedad del producto es proporcional a la diferencia entre las presiones del vapor y el rea de superficie expuesta del producto. La diferencia de presin del vapor entre el producto y el aire de secado de los alrededores es principalmente funcin de la humedad relativa y velocidad del aire. En definitiva con baja humedad relativa del aire y alta velocidad ser mayor la prdida de humedad del producto.$ $ $

Estos cinco tipos de hornos difieren en si por su aplicabilidad en el proceso de desecado.

(1) Deshidratador por aire forzado con calentamientoindirecto tipo Tunel * , toma el aire del exterior del horno, lo filtra, lo calienta , a temperatura seleccionada , lo pasa a travs del producto, este arrastra la humedad superficial del gnero y comienza la desecacin, por capilaridad en las fibras del producto. El producto va distribuido en carros portabandejas de 600 mm x 1200 mm.con 20 bandejas por carro, o en carros de 700 mm x 900 mm por 20 bandejas. El aire es centrifugado a velocidades programadas. Equipo ideal para vegetales de cuerpo, morrones, peras, manzanas, tomates, orejones, ciruelas, para productos del mar de pequeo volumen, para pastas secas, etc. * Hay un modelo de horno que giran los carros como en una calesita. (2) Deshidratador por aire forzado con calentamiento de aire, a recirculaci n , con periodos de escarchado. Este horno es similar al anterior pero el ciclo de circulacin del aire es cerrado sin ventilacin o renovaciones del aire, y para bajar la humedad del aire usa periodos de escarche secando el aire con una unidad evaporadora de refri eracin, o sea g eleva la temperatura para posibilitar un DT , y cicla con un escarchado en un evaporador de gas refrigerante para secar el aire, drenando el agua resultante al exterior, y ciclando entre una y otra funcin. El producto va distribuido en carros portabandejas de 600 mm x 1200 mm.con 20 bandejas por carro. El aire es centrifugado en velocidades adecuadas a cada proceso. Este Horno es ideal para secado de crnicos salados, embutidos, quesos.$

(3) Deshidratador Tnel de lecho fluido. Este horno es una cinta de transporte encerrada en un tnel por donde se bombea aire caliente a alta velocidad por debajo de la cinta, produciendo un colchn de aire de gran potencia. El aire es evacuado hacia el exterior . Este horno es ideal para Hierbas aromticas, quesos rallados, pan para rallar, productos de pequeo volumen , cebolla trozada en escamas, etc.

(4) Deshidratador Rotativo o de cilindro rotante. Este tipo de equipo est construido en torno de un cilindro de dimetro y largo especifico, que gira sobre un eje . Este cilindro es calefaccionado en toda su superficie, transmitiendo por contacto el calor, mientras una corriente de aire circula internamente, la velocidad de rotacin es variable , como la temperatura. Este horno sirve para secar sal, minerales, barros, semillas, y productos que resistan movimiento. (5) Deshidratador de Desecaci n congelante, es un equipo que trabaja cerrado donde se deprime por debajo de la presin atmosfrica por medio de una bomba de vaco, y a su vez se calientan las bandejas contenedoras de producto por tubos radiantes, el vaco reduce la tensin superficial producindose la evaporacin del agua, que es capturada por un evaporador, pero esta evaporacin baja la temperatura del gnero a desecar, entonces se aplica calor por radiacin trmica. Este Horno sirve para procesos qumicos, de medicina, tratamiento cientfico, procesos de laboratorio, etc (6) Sistema Spray: Este sistema consiste en un proceso de secado para productos pulverizados o lquidos que colisionan dentro de un ciclon a contracorriente de aire y calor. Sistema apropiado para leche, pulpas de frutas, y todos aquellos productos atomizables, etc. Ventajasdeshidratacion - La concentracin de azcar en la superficie reduce la decoloracin y oscurecimiento de la fruta. - Algunos cidos son eliminados resultando un producto menos fuerte de sabor y ms dulce. - El perodo de deshidratado se reduce Desventajas - La disminucin del nivel de acidez puede resultar una desventaja ya que los hongos tendrn mayor posibilidad de desarrollarse. - Puede mantenerse una delgada capa de azcar que har pegajosa la superficie de la fruta, esto se reduce enjuagndola ligeramente y secndola nuevamente antes de envasarla.%

Durante la esecacin e la ruta resca, su conteni o en agua se reduce, lo ue da lugar a la concentracin de los nutrientes. Se llega a reducir el contenido de humedad en el cuerpo de la misma hasta llegar a un 20% del peso.El alor calrico de las rutas desecadas es elevado desde las 1 caloras cada 100 gramos de las ciruelas secas a las caloras de las uvas pasas) por su abundancia en idratos de carbono simples.( ) 5 & 21 0 & 1 4 3 &

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La maravilla del queso La ms ieja evidencia ue se tiene del ueso son los restos encontrados en una tumba egipcia del ao dos mil ciento y pico, antes de Jesucristo.y

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Uno de los alimentos ms antiguos que se comen actualmente es el queso. Su manufactura no ha variado gran cosa desde la antigedad y hoy se hace casi igual que antes. La ms vieja evidencia que se tiene del queso son los restos encontrados en una tumba egipcia del ao dos mil ciento y pico, antes de esucristo; como quien dice una antigedad de ms de cuatro mil aos. Esa es la evidencia cientfica, pero el queso existe de ms antes. Basado en las ideas de gente inteligente, le en un folleto editado por Kraft el gigante estadounidense fabricante de quesos, un cuentito de cmo naci la gustosa confeccin. En un pas muy lejano, hace muchos, muchos aos, viva un pastor que un da se puso en camino a visitar sus dehesas. Como la jornada sera larga antes de llegar a donde encontrara comida, llen con leche de vaca recin ordeada un odre hecho con el cuarto o verdadero estmago de un becerro que aun mamaba y se puso en camino. Unas horas despus, tuvo sed y se acerc a la boca el odre, pero no sali nada sino un chorrito de un lquido aguado de sabor algo cido. Sacudi el odre, pero fue intil, sigui sin salir la leche. Intrigado por sto, el pastor abri el odre y lo extendi. En el centro de la piel del estmago, apareci una masa blanquecina que el pastor, aguijoneado por el hambre, prob y le supo bien. Hasta aqu el cuento. Tuvieron que pasar milenios para que la ciencia nos explicara lo sucedido. El estmago de la ternera contiene un complejo compuesto llamado cuajo, rico en una enzima, la renina, responsable de coagular, cuajar, a la casena contenida en la leche. Los cientficos califican al cuento, como una interesante ficcin sobre el nacimiento del queso y dicen que corresponde al educatedguess que dice que el hombre tena que inventar algo para aprovechar el exceso de leche que su granja produca y se puso a la tarea. El queso fue, durante milenios, una produccin artesanal, que se convirti en industrial en el siglo XIX, y aunque se fabrican industrialmente buenos quesos, la gran mayora son unos productos hechos a partir de un queso natural que deviene, con la adicin de espesantes vegetales que hacen las veces de la casena de la leche, en el queso procesado . Esto, aunque parezca, no es un fraude desde el punto de vista legal, pero s desde el gastronmico. No es ilegal, segn creo, porque los espesantes que se le adicionan al queso son, despus de todo, protenas. Los cientficos nos dicen que el lodo (es un decir) del lago de Texcoco es un magnfico alimento, porque est lleno de protenas; de todos modos, prefiero mis protenas en un queso en estado de descomposicin.B

En realidad todo alimento que en algn momento est vivo, nos lo comemos en mayor o menor grado de pudricin; incluso, algunos aromas agradables al olfato provienen de molculas que contienen azufre y mediante la accin del calor, su tomo de azufre se une a otros tomos de hidrgeno, produciendo sulfuro de hidrgeno que en pequesimas cantidades es un componente del apetitoso aroma que desprenden algunos alimentos al cocerse. Este compuesto tambin se llama cido sulfhdrico o gas pestilente, como lo ha constatado todo estudiante de qumica cuando en el laboratorio de Qumica Cuantitativa, cincuenta o ms jvenes se ponen a sulfhidrar. El queso es quizs el alimento con ms mala fama en el campo de la putrefaccin y lo mejor que dicen es que no lo comen porque tiene olor a pie. Yo, con toda seriedad, les digo a esas personas: a pesar del mal olor, ese olor es muestra de que el queso es magnfico. El nico olor que me hace rechazar un queso es el de amonaco que me hace saber que el queso ha envejecido, no que se haya aejado. Ese olor de amonaco no es venenoso, sino desagradable. Provecho.

Conclusiones

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La mayora, por no decir todos, de los procesos qumicos se basan el los principios de la termodinmica que de alguna manera son indispensables para la realizacin de los procesos qumicos que en la actualidad son bastante necesarios para el desarrollo de nuestra sociedad en pos del progreso. En toda reaccin qumica hay un porcentaje de error y de rendimiento que nos va a afectar, estos aspectos dependen de las condiciones con que trabajemos, por lo que obviamente se deduce que mientras mejor sean las condiciones con que se trabaje experimentalmente menor ser el porcentaje de error y mayor el de rendimiento. Los cristales azules, de sulfato de cobre pentahidratado, pierden agua cuando se calientan a temperaturas superiores a los 150C y forman un polvo anhdrido blanco. El color vuelve a aparecer si se aade el agua. Las sales hidratadas son compuestos con energa de enlace dbil, ya que, con una pequea cantidad de calor sufre una separacin, por lo que podemos concluir que el agua al formar hidratos con sales tiene una energa de enlace muy dbil por lo que se separa del hidrato, con mucha facilidad, evaporndose formando sulfato de cobre.

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Tambin podemos concluir que Los hidratos no son sustancias ms o menos humedecidas sino compuestos definidos, porque su composicin es constante.