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13-02-2006 ¿Qué es la silica gel? usos y aplicaciones Fuente: QuimiNet | Sectores relacionados: Empaque, Envase y Embalaje, Farmacéutica | El gel de sílice es una forma granular y porosa de dióxido de silicio hecho a partir de silicato sódico. A pesar de su nombre es un gel sólido y duro. Su gran porosidad de alrededor de 800 m²/g, le convierte en un absorbente de agua, por este motivo se utiliza para reducir la humedad en espacios cerrados; normalmente hasta un cuarenta porciento. Es un producto que se puede regenerar una vez saturado, si se somete a una temperatura de entre 120-180 Cº. Calentándolo desprenderá la humedad que haya absorbido por lo que puede reutilizarse una y otra vez sin que ello afecte a la capacidad de absorción, ésta solo se verá afectada por los contaminantes que posea el fluido absorbido. Este gel no es tóxico , inflamable ni químicamente reactivo . Sin embargo, las bolsitas de bolitas de gel, llevan un aviso sobre su toxicidad en caso de ingestión. Se debe a que el cloruro de cobalto que se suele añadir para indicar la humedad del gel, sí es tóxico. El cloruro de cobalto reacciona con la humedad, cuando está seco es de color azul y se vuelve rosa al absorber humedad. El gel de sílice, también conocido como Silicagel, es un producto absorbente, catalogado como el de mayor capacidad de absorción de los que se conocen actualmente. Es una sustancia química de aspecto cristalino, porosa, inerte, no tóxica e inodora, de fórmula química molecular SiO2 nH2 O, insoluble en agua ni en cualquier otro solvente, químicamente estable, sólo reacciona con el ácido fluorhídrico y el álcali. Bajo diferentes métodos de fabricación, se consiguen diferentes tipos de gel de sílice con diversas estructuras del poro, pudiendo llegar algunos a absorber hasta un 40% de su propio peso en agua. Gracias a su composición química única y a su estructura física, el gel de sílice posee unas características incomparables con otros materiales similares, por ejemplo la alta absorción, funcionamiento termal estable, característica física estable, fuerza mecánica relativamente alta, etc... Según el diámetro del poro se categoriza el gel de sílice como de poro fino o macro poroso, cada uno de ellos con una capacidad diferente de absorción en función de la humedad relativa, por lo que la elección del tipo debe ajustarse según las condiciones de utilización. El gel de sílice también puede diferenciar la adsorción de diferentes moléculas actuando como un absorbente selectivo. Principales aplicaciones:   Sequedad estática - Embalajes a prueba de humedad (materiales electrónicos y fotosensibles) - Aplicaciones de instrumental de precisión y eléctrico - Comestibles - Medicinas - Armas - Zapatos y ropa - Productos de cuero - Deshumidificación de armarios o espacios cerrados - Instrumentos musicales Sequedad dinámica - Aire seco en almacenes, laboratorios farmacéuticos, fabricas de instrumentos de precisión y electrónicos - Aire comprimido - Deshidratación - Fabricación de gases industriales - Control de humedad en el medio ambiente Deshidratación de líquidos - Deshidratación de solventes orgánicos - Deshidratación de metanol, etanol, benceno, tolueno, gasolina - Deshidratación de refrigerantes (amoniaco, freón, diclorometano) - Deshidratación de aceite Absorción y separación de sustancias - Separación de impurezas en la industria petroquímica - Industria química sintética - Estaciones de energía eléctrica - Refinamiento de productos químicos orgánicos Catalizador - Portador del catalizador o catalizador en industria petroquímica, químicos orgánicos y sintéticos Análisis y pruebas químicas - Análisis y separación de materias orgánicas naturales y sintéticas - Análisis cuantitativos y cualitativos de componentes o impurezas contenidas en medicinas - Pesticidas - Materiales de medicina herbal - Cereales - Comestibles y productos químicos orgánicos - Separación o refinado de algunas sustancias   SI DESEA CONTACTAR CON PROVEEDORES DE SILICA GEL HAGA CLICK AQUÍ   25-04-2006 Los procesos de enfriamiento del agua Por: Químicos Calidad Total / Fuente: QuimiNet | Sectores relacionados: Maquinaria y Equipo | Productos y Servicios relacionados: Mantenimiento industrial, Maquinaria y equipo industrial, Tratamiento de agua Los procesos de enfriamiento del agua Los procesos de enfriamiento del agua se cuentas entre lo más antiguos que haya desarrollado el hombre. Por lo común el agua se enfría exponiendo la superficie al aire. Algunos de estos procesos son lentos, como el enfriamiento del agua en la superficie de un estanque, otros son comparativamente rápidos, por ejemplo, el rociado de agua hacia el aire, todos estos procesos implican la exposición de la superficie del agua al aire en diferentes grados. IMPUREZAS MAS COMUNES EN EL AGUA Como se había mencionado anteriormente el agua en estado puro no existe y dependiendo de la fuente de donde provenga contiene un sin numero de impurezas, a continuación enlistaremos solo las que nos afectan en el tratamiento interno de los sistemas de enfriamiento. Constituyente Fórmula Química Dificultad que causa DUREZA Sales de Ca y Mg Fuente Principal de incrustaciones en tuberías ACIDEZ MINERAL H2S04 LIBRE HCl Corrosión BIÓXIDO DE CARBONO CO2 Corrosión en las Líneas de agua SULFATOS SO 4 Aumenta el contenido de sólidos en el agua. Se combina con calcio para formar sales incrustante de sulfato de calcio. CLORUROS Cl (como NaCl) Aumenta el contenido de sólidos e incrementa el carácter corrosivo del agua. SÍLICE SiO2 Incrustación en sistemas de agua de enfriamiento. IMPUREZAS MAS COMUNES EN EL AGUA FIERRO Fe + 2 Ferroso Fe + 3 Ferrico Fuente de depósitos en las tuberías. OXIGENO 02 Oxidación en tuberías (hierro y Acero). SULFURO DE HIDRÓGENO H2S Corrosión SÓLIDOS DISUELTOS     Elevadas concentraciones de sólidos son indeseables debido a que originan formación de lodos. SÓLIDOS SUSPENDIDOS     Originan depósitos en equipos intercambiadores de calor y tuberías ocasionan formación de lodos o incrustación. MICROORGANISMOS Algas, limo y hongos. Formación de adherencias suciedad biológica, corrosión, olores desagradables.   SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO La refrigeración mecánica es el proceso mediante el cual se reduce la temperatura de una sustancia por debajo de la que prevalece en su ambiente. La industria de procesos químicos es uno de los usuarios mas importante de las instalaciones de refrigeración. Los grandes usuarios típicos de la refrigeración es este campo realizan procesos como la elaboración de hule sintético y textiles, refrigerantes, cloro, plásticos, fluoruro de hidrógeno, intermedios de nafteno, tinturas, tereftalato de dimetilo, acrilonitrilo y caprolactama. La refrigeración se emplea para suprimir calor de reacciones químicas, licuar gases de procesos, separar gases por destilación y condensación y purificar productos mediante la congelación de separación selectiva de un componente de una mezcla. La refrigeración se usa también en forma amplia en el acondicionamiento de aire de zonas de plantas industriales, con fines de confort y en aplicaciones asociadas a procesos y al aprovechamiento térmico ambiental. El acondicionamiento de aire es el proceso que consiste en tratar el aire de tal modo que se controlen simultáneamente su temperatura, su humedad, limpieza y distribución para satisfacer los requisitos del espacio acondicionado. El desarrollo y la ampliación de procesos a bajas temperaturas de ha ampliado de una manera impresionante en la ultima década. La utilización el oxigeno y el nitrógeno líquido en el desarrollo de cohetes y naves espaciales ha generado un aumento increíble en la capacidad de licuefacción y separación del aire. CLASIFICACIÓN DE TORRES POR TIPO Y FUNCIONES •  CLASIFICACIÓN POR PROCESO . Existen dos forma de enfriar un fluido: ENFRIAMIENTO DIRECTO : En el cual el fluido de enfriamiento, en este caso el agua fría, va directamente al proceso y regresa como agua caliente a la parte superior (charolas), de la torre de enfriamiento. ENFRIAMIENTO INDIRECTO : En este caso el agua fría intercambia calor con un equipo (intercambiador de calor) y regresa como agua caliente a la parte superior (charolas), de la torre de enfriamiento. ENFRIAMIENTO INDIRECTO : en este caso el agua fría intercambia calor con un equipo (intercambiador de calor) y regresa como agua caliente a la parte superior de la torre, en el intercambiador de calor el fluido frío pasa por el proceso intercambia calor y regresa al intercambiador como fluido caliente.   •  CLASIFICACIÓN DE TORRES POR TIPO DE TIRO : TORRES DE TIRO MECÁNICO : En la actualidad se emplean dos tipos de torre de tiro mecánico, el de TIRO Inducido. En la Torre de tipo forzado el ventilador se monta en la base y se hace entrar aire en la base de la misma y se descarga con baja velocidad por la parte superior. Esta Disposición tiene la ventaja de ubicar el ventilador y el motor propulsor fuera de la torre, sitio muy conveniente para la inspección, el mantenimiento y la reparación de los mismos. Puesto que el equipo queda fuera de la parte superior caliente y húmeda de la torre, el ventilador no esta sometido a condiciones corrosivas, sin embargo, dada la escasa velocidad del aire de salida, la torre de tiro forzado esta sujeta a una recirculación excesiva de los vapores húmedos de salida que retornan a las entradas de aire. Puesto que la temperatura del aire de salida es mucho mayor que la del aire circulante, existen una reducción en el buen desempeño, lo cual se evidencia mediante un incremento en la temperatura del agua fría (saliente). La torre de tiro inducido es la que se usa con mayor frecuencia. A su vez esta clase general se subdivide en diseños de CONTRAFLUJO o FLUJO TRANSVERSAL, dependiendo de las direcciones relativas de flujo del agua y el aire. TORRES ATMOSFÉRICAS: de enfriamiento: La torre atmosférica de enfriamiento es aquella en que la perdida de calor se logra primordialmente gracias al movimiento natural del aire a través de la estructura. TORRES DE TIRO NATURAL : Las torres de tiro natural o de tiro hiperbólico son apropiadas para cantidades muy grandes de enfriamiento y las estructuras de concreto reforzado que acostumbra usar llegan a tener diámetros del orden de 80.5 metros y alturas de340 pies. La conveniencia de diseño obtenida gracias al flujo constante del aire de las torres de tiro mecánico no se logra en un diseño de tiro natural. El flujo de aire a través de la torre de tiro natural se debe en su mayor parte a la diferencia de densidad entre el aire fresco de la entrada y el aire tibio de la salida. El aire expulsado por la columna es mas ligero que el ambiente y el tiro se crea por el efecto de chimenea, eliminando con ello la necesidad de ventiladores mecánicos.   •  CLASIFICACIÓN POR CIRCUITO . SISTEMA DE RECIRCULACIÓN CERRADO : El agua circula dentro del sistema y no hay contacto con la atmósfera, en este tipo de sistema no hay perdidas por evaporación, ni por purgado. SISTEMA DE RECIRCULACIÓN ABIERTO: En este tipo de sistema existe contacto con la atmósfera, por lo que existe perdidas por evaporación y por purgado. •  CLASIFICACIÓN POR FUNCIONAMIENTO: Dependiendo del funcionamiento existen cuatro tipos básicos de sistemas de enfriamiento de aguas: - Aire acondicionado -Chiller (Enfriamiento rápido) - Refrigeración - Torres de enfriamiento /Condensador   SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DIRECTO (DIAGRAMA 1) T-1 TORRE DE ENFRIAMIENTO B-1 BOMBA DE AGUA FRÍA En este tipo de sistema el agua enfriada es bombeada directamente al proceso. En dicho proceso se lleva a cabo el intercambio de calor y el agua caliente es retornada a la TORRES DE ENFRIAMIENTO.   SISTEMA DE ENFRIAMIENTO INDIRECTO (DIAGRAMA 2) •  LIQUIDO A ENFRIAR (ACEITE, AGUA O SALMUERA) T-1 TORRE DE ENFRIAMIENTO B-1 BOMBA DE AGUA FRÍA IC-1 INTERCAMBIADOR DE CALOR B-2 BOMBA DE LIQUIDO DE ENFRIAMIENTO En este tipo de sistema el agua enfriada se bombea a un intercambiador de calor y este se retorna nuevamente a la TORRE DE ENFRIAMIENTO. En el INTERCAMBIADOR DE CALOR se lleva a cabo a la transferencia de calor entre el agua enfriada y un liquido que podría ser un aceite o alguna salmuera, este líquido es bombeado al proceso y retornado al INTERCAMBIADOR DE CALOR.   DIAGRAMA 3 En este tipo de sistema se emplean uno o más ventiladores para remover grandes cantidades de aire a través de la unidad. El tiro de aire forzado es enviado horizontalmente a través de las bandejas y contra las gotitas de agua. Las gotas que son arrastradas hacia arriba son detenidas por los deflectores ubicados en la parte alta de la torre.   DIAGRAMA 4 Una corriente de aire inducido sube por la torre a contracorriente de las gotas de agua que caen a través de las bandejas. El agua de mayor temperatura esta en contacto con el grueso de aire húmedo y el agua. La recirculación de aire caliente es despreciable debido a que los ventiladores envían este aire caliente bastante lejos. DIAGRAMA 5 Esa torre provee de un flujo horizontal de aire, mientras el agua cae en cascada en pequeñas gotas que son cruzadas por la corriente de aire. La perdida de presión estática es pequeña debido a que existe menor resistencia al paso del aire. Los deflectores modifican la dirección del aire en el sentido del ventilador. TORRE DE ENFRIAMIENTO ATMOSFÉRICO (DIAGRAMA 6) El agua es pulverizada por las bandejas lo que incrementa la eficiencia de enfriamiento al presentar una mayor superficie húmeda. Las aberturas laterales permiten el paso del aire a través de la torre en toda su altura. TORRE DE ENFRIAMIENTO DE TIRO NATURAL (DIAGRAMA 7) El flujo de aire a través de la TORRE DE ENFRIAMIENTO NATURAL, se debe a la diferencia de densidad entre el aire fresco de la entrada y el aire tibio de la salida. El aire expulsado por la columna es más ligero que el del ambiente y el tiro se crea por el efecto de chimenea, eliminando con ello necesidad de ventiladores.   DIAGRAMA 8 TE-1 TORRE DE ENFRIAMIENTO V-1 VÁLVULA DE PURGA B-1 BOMBA SISTEMA DE TORRE/ CONDENSADOR C-1 CONDENSADOR E-1 ENFRIADOR B-2 BOMBA SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO CO-1 COMPRESOR DE FREON A-1 SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO En este sistema se muestra un sistema combinado de TORRES DE ENFRIAMIENTO /CONDENSADOR, UN SISTEMA CERRADO DE AIRE ACONDICIONADO, UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN (COMPRENSIÓN A Freón) y un SISTEMA DE CHILLER (válvula de expansión). DIAGRAMA 8 Como se puede ver existen diversos tipos de sistemas de enfiramiento y cada uno tiene sus propias características.   Si usted desea más información de productos para mantenimiento de sistemas de enfriamiento lo invitamos a que nos contacte. En Químicos Calidad Total somos expertos en productos químicos para sistemas de enfiramiento y todo proceso relacionado. Haga click aquí para contactarnos Haga click aquí para conocer nuestros productos   01-01-2003 Conservación de alimentos a bajas temperaturas Por: Editorial QuimiNet / Fuente: QuimiNet | Sectores relacionados: Alimenticia, Bebidas | CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS A BAJAS TEMPERATURAS El frío constituye una técnica de conservación ampliamente difundida en la industria de los alimentos. A diferencia de otras técnicas de conservación, las bajas temperaturas permiten obtener productos con características similares a las del producto original, lo que resulta de especial importancia para su consumo de manera directa. Asimismo, constituye un adecuado medio de conservación para las materias primas y los productos derivados de la industria alimentaria. Producción de frío Fundamentos termodinámicos de la refrigeración La refrigeración puede definirse como el calor añadido al sistema para mantener la temperatura deseada de la sustancia que debe ser enfriada. Esta temperatura es más baja que la del medio ambiente inmediato o alrededores. Para ello, la sustancia de trabajo, denominada refrigerante, absorbe calor a una temperatura baja, mientras que rechaza calor a una temperatura más elevada que la de los alrededores. Las características generales de los sistemas de refrigeración son: · Proceso continuo: La baja temperatura del foco frío debe ser alcanzada y mantenida · Proceso no espontáneo: se absorbe calor a un a temperatura baja y se rechaza a una temperatura alta, requiriéndose el suministro de energía · Proceso cíclico: la sustancia de trabajo debe ser retornada a las condiciones iniciales para que pueda ser nuevamente utilizada. · Proceso inverso: el calor rechazado es mayor que el calor absorbido El ciclo de Carnot operado a la inversa constituye el fundamento del ciclo de refrigeración, ya que mediante él se consigue el efecto inverso de la máquina térmica, pues se transporta energía desde el foco frío hasta el foco caliente. Este proceso consiste de dos procesos isotérmicos y dos procesos adiabáticos. Todos estos procesos son termodinámicamente reversibles. Ciclo de refrigeración por compresión de vapor Los intercambios de calor a temperatura constante pueden lograrse cuando se emplea un vapor como refrigerante, de manera que la absorción de calor desde el foco frío produzca su vaporización, mientras que el rechazo de calor al foco caliente de lugar a su condensación, lográndose de esta manera que estos procesos se efectúen a temperatura constante. Este ciclo queda enmarcado entre las líneas de líquido y vapor saturados, tanto en diagramas temperatura-entropía como presión-entalpía. La compresión del refrigerante de manera posterior a la absorción de calor eleva su temperatura lo que permite que ceda calor en el foco caliente condensándose. Para llevar al refrigerante a las condiciones requeridas para la absorción de calor en el foco frío, este es expandido La capacidad de refrigeración de un sistema de refrigeración indica la cantidad de calor que este es capaz de extraer del foco frío en una unidad de tiempo. Los cálculos que se realizan en estos sistemas están encaminados a determinar el flujo de refrigerante que circula por el sistema, el consumo de energía, el coeficiente de funcionamiento y la capacidad de refrigeración, entre otros. El cálculo del ahorro de energía que se produce cuando un alimento puede almacenarse a una temperatura superior a otra resulta de especial importancia. El grado de compresión queda determinado por las presiones de ebullición y condensación del refrigerante. Un aumento del grado de compresión provoca en el compresor de una etapa la reducción de su capacidad, la cual puede llegar a ser nula. Esto significa que no se puede lograr cualquier temperatura de ebullición manteniendo constante la temperatura de condensación. Asimismo, al aumentar la temperatura de condensación la temperatura de ebullición más baja que puede alcanzarse se hace también mayor. Al disminuir la temperatura de ebullición y aumentar la temperatura de condensación se eleva la temperatura a la salida del proceso de compresión. Con el aumento de esta temperatura el coeficiente de funcionamiento disminuye debido al incremento en el trabajo de compresión. Una temperatura elevada en el cilindro del compresor empeora las condiciones de lubricación pues los aceites pierden sus propiedades lubricantes, lo que acelera el desgaste de los equipos. Además, al aumentar la diferencia entre las temperaturas del evaporador y el condensador las pérdidas en la expansión estrangulada se incrementan. Las causas señaladas limitan los regímenes de trabajo del ciclo estándar antes señalado. Para razones de compresión (pcond / pebull) entre 7 y 10 resulta ventajoso la utilización de ciclos con más de una etapa de compresión los que se denominan ciclos de presiones múltiples. En estos sistemas se introducen dos operaciones que son las de separación de vapor y enfriamiento intermedio de vapor. La primera está encaminada a separar el vapor que se produce durante la expansión, cuya cantidad puede resultar significativa si la razón de compresión es grande. Este vapor formado durante esta operación no realiza ningún efecto útil en el evaporador contribuyendo solo a incrementar las pérdidas de energía en el sistema. El enfriamiento intermedio del vapor entre las dos etapas de compresión origina una disminución en el trabajo de compresión. Este enfriamiento del vapor puede llevarse a cabo a expensas del líquido depositado en el tanque separador. Para ello el refrigerante en estado de vapor, proveniente del compresor de la etapa de baja, se hace burbujear en el refrigerante en estado líquido depositado en el tanque separador. Los cálculos que se realizan en estos ciclos son similares a los desarrollados en los ciclos estándares, a los que se adicionan los correspondientes a los flujos de refrigerantes que circulan por los ramales del sistema. Estos ciclos con presiones múltiples son empleados en los casos en que se requieran bajas temperaturas de conservación. El almacenamiento de helados y la congelación de carnes constituyen ejemplos donde se aplican estos sistemas. Refrigerantes Se denomina refrigerante a la sustancia mediante la cual se efectúa el transporte de calor desde el cuerpo a enfriar o foco frío, hasta los alrededores o foco caliente. Entre los refrigerantes se tienen los hidrocarburos halogenados, las mezclas azeotrópicas, los hidrocarburos, los compuestos inorgánicos y los compuestos orgánicos no saturados. Los hidrocarburos halogenados son obtenidos mediante la sustitución de uno o más átomos de hidrógeno en las moléculas de hidrocarburos por átomos de fluor y cloro. Entre estos se encuentran los conocidos freones, de los cuales el freón 12 constituye el de mayor riesgo para el medio ambiente por los daños que ocasiona sobre la capa de ozono. Sobre la base del Protocolo de Montreal se ha establecido un plazo para su sustitución definitiva, existiendo también un cronograma para la sustitución paulatina de otros refrigerantes halogenados. Entre los compuestos inorgánicos el amoníaco resulta el más empleado en la actualidad. A pesar de que son muchas las sustancias que pudieran ser utilizadas como refrigerantes, solo un determinado número de ellas pueden emplearse como tales. Estas sustancias deben reunir toda una serie de requisitos, por lo que la elección de un refrigerante debe tomar en consideración diversos criterios como son: · Criterios térmicos: presión a las temperaturas de ebullición y condensación, temperatura crítica, razón de compresión, calor absorbido en el evaporador por unidad de volumen del vapor aspirado por el compresor, temperatura de congelación, calor latente de vaporización y calor específico del líquido y del vapor. · Criterios técnicos: Acción sobre los metales y sus aleaciones, acción sobre los lubricantes, efecto sobre el medio a enfriar, comportamiento en presencia de agua, coeficientes de transferencia de calor del líquido y del vapor, tendencia a las fugas y su detección y viscosidad. · Criterios de seguridad: toxicidad, inflamabilidad y no formar mezclas explosivas con aire. · Criterios medio-ambientales: acción sobre la capa de ozono No existe un refrigerante que cumpla con todos los requisitos señalados, por lo que su elección debe realizarse tomando en cuenta las particularidades de la aplicación. En la actualidad los requisitos ambientales se consideran una limitante para la elección. La transferencia de calor entre el cuerpo enfriado y el refrigerante se puede efectuar de manera directa o indirecta. La forma directa es aquella en la que se produce el intercambio entre el refrigerante y el medio enfriado (aire en una cámara refrigerada, por ejemplo). En tales casos el refrigerante se denomina primario. En la forma indirecta se emplea un refrigerante auxiliar, de manera que el calor se trasmite de este refrigerante auxiliar y de este a un refrigerante primario en el evaporador. Este refrigerante auxiliar constituye un refrigerante secundario. Los refrigerantes secundarios también deben responder a una serie de requerimientos. En el caso de requerirse temperaturas de congelación son empleadas las soluciones salinas denominadas salmueras. Un aspecto de interés práctico lo constituye la selección de la salmuera así como su composición.