Preinformes Practica produccion de mayonesa y torres empacadas

Universidad Industrial de Santander Escuela de Ingeniería Química 27542-Laboratorio de Procesos I Grupo B1- subgrupo 4

Torres Empacadas y Producción de Mayonesa

PRE- INFORME PRÁCTICAS 5 Y 6

TORRES EMPACADAS Y PRODUCCIÓN DE MAYONESA

Largo Parra Tania Marcela1, Martínez Ortegón Helmuth Smith2, Martínez Vera Yenifher

Yegleysa3, Morales Toscano Andrea Carolina4, Moreno Jalk Laura Lucia5, Torres Vargas

Lina María6, Velandia Duarte Brayan Steev7.

1Cod. 2104016 2Cod. 2104695

3Cod. 2083110

4Cod. 2080177

5Cod. 2083372

6Cod. 2103321

7Cod. 2092299

11 Agosto del 2015

Resumen

El universo es una mezcla y nuestro objetivo al emplear las operaciones unitarias se centra

en extraer de esta los componentes de interés o en su defecto lograr homogenizar aquellas

mezclan que parecen inmiscibles.

En las prácticas de la laboratorio a realizar podremos observar dos ejemplos claros de cómo

podemos lograr en primer lugar separar a partir de dos diferentes fases: gas-líquido los

componentes líquidos de un gas húmedo a través de la absorción de gases empleando

columnas de lecho empacado. También podremos ver como se mezclan dos líquidos

inmiscibles de manera más o menos homogénea, como una emulsión de aceite-agua donde

las gotas de aceite dispersas en agua generan un sistema coloidal en el que las dos fases

constitutivas indican una relación entre la fase dispersa u oleosa (O) y la fase dispersante o

acuosa (A) y viceversa tomando la mayonesa como una evidencia de esto de las emulsiones

O/A resultantes.



TORRES EMPACADAS

1. INTRODUCCIÓN

Una torre empacada consiste en una estructura

vertical cilíndrica que permite un contacto íntimo

entre fases debido a que contiene un relleno

formado por dispositivos con alta superficie de

contacto y químicamente inertes.

Estas torres son usadas para la absorción de gases

a partir de una mezcla en fase líquida que logra

absorber componentes solubles de la mezcla en

fase gaseosa, y que se implementa para retirar

componentes indeseados o de interés en un

proceso. Cuando se realiza la absorción

empleando estas unidades se pueden alcanzar

eficiencias de remoción y velocidades de flujo

altas así como consumo de agua relativamente

bajo.

Sin embargo, emplear una torre empacada puede

implicar ensuciamiento y costos de

mantenimiento elevados relacionados con el

material del empaque, su disposición y la

inserción realizada en el lecho así como la

variación de caída de presión en el sistema. Para

predecir la caída de presión en las columnas se

emplea la ecuación formulada por Blake-Kozeny

a partir del diámetro de la partícula, la longitud y

porosidad del lecho empacado, la viscosidad del

fluido y la velocidad flujo. Con esta estimación se

puede tener un indicio del buen diseño de una

torre.

2. MARCO TEÓRICO

Las torres empacadas constituyen una unidad

fundamental en la industria al ser empleadas en

trasferencia de masa, de calor o ambas

simultáneamente; aplicada a campos diversos

tales como el endulzamiento de gas natural,

depuradores de gases ácidos en gases

inorgánicos, depuradores en húmedo para

controlar la contaminación de aire,

fraccionamiento de gas natural, entre otros [1].

Su aplicación a la industria se da con el fin de

lograr llevar a cabo la separación física de

componentes de una mezcla sometiendo el fluido

a condiciones de presión y temperatura

adecuadas a lo largo de la columna de manera tal

que se tenga fases diferentes para que se dé un

buen intercambio entre ambas fases.

En las columnas empacadas se tienen dos flujos

en fases diferentes: gas y líquido. El líquido se

distribuye sobre los empaques y el gas se

burbujea a través de estos, el empacamiento

genera un flujo turbulento, una mayor área de

contacto entre los fluidos y a su vez un aumento

en el tiempo de contacto entre las dos fases que

favorece la absorción.

2.1 ABSORCIÓN

La absorción es un proceso físico en el cual los

líquidos contenidos en un gas son removidos al

exponer el gas al contacto con un solvente

líquido. El gas que queda libre del componente

se denomina gas limpio o gas agotado.

En este proceso se tienen tres factores

importantes: El gas portador, que será limpiado;

el solvente, que permite disolver las impurezas y

el componente gaseoso a separar. Según la

naturaleza del componente gaseoso a separar

será necesario el empleo de un solvente que lo

disuelva selectivamente. Sin embargo, cuando el

gas no se disuelve en el solvente sino que



reacciona con él generando un nuevo compuesto

la absorción ya no es física sino química.

En una absorción sencilla no existe vaporización

del solvente y el gas solo contiene un

componente soluble mientras que en la

absorción compleja se pueden absorber muchos

componentes y vaporizarse parte del solvente.

La etapa de absorción generalmente va seguida

de una etapa de desorción con el fin de separar

los componentes gaseosos del disolvente.

2.1.1 TORRES DE ABSORCIÓN

Para llevar a cabo un proceso de absorción

manteniendo un buen intercambio entre la fase

líquida y la fase gaseosa se pueden emplear:

torres empacadas, torres de platos o columnas de

banda rotatoria.

En la torre de platos (Figura 1), los platos se

disponen de forma horizontal y cada uno cuenta

con una ranura que permite el flujo de líquido de

forma zigzagueante a través del tope de la torre

hasta el fondo donde el líquido es retenido hasta

llegar a un tope en el plato mientras que el gas es

burbujeado a través de pequeños orificios en los

platos desde el fondo hasta el tope de la torre

forzando el contacto entre fases [2].

Figura 1. Torre de platos

La columna de banda rotatoria (Figura 2) emplea

la fuerza centrífuga para que se dé el contacto

entre vapor y líquido mientras la banda gira a

alrededor de 1500 rpm forzando a la fase gaseosa

a una alta retención mientras logra llegar al tope

de la torre.

Figura 2. Torre de columna con banda giratoria

La torre empacada (Figura 3) contiene pequeños

elementos en materiales inertes al proceso que

permiten un contacto íntimo entre el líquido que

desciende y el gas que se suministra.



Figura 3. Torre empacada

2.1.2 CRITERIOS DE SELECCIÓN TORRES DE

ABSORCIÓN

Sin embargo, la selección del tipo de torre a

emplear depende de factores que a su vez

dependen del sistema, el modo de operación y la

naturaleza física de la columna.

Las torres empacadas son primordiales cuando se

tienen fluidos con tendencia espumante o

corrosiva, de viscosidad alta, termolábiles o con

puntos de ebullición cercanos. También se

emplean si la operación es intermitente, si la

transferencia de masa es controlada por el gas y

no se desea retención de líquido y si se busca una

baja caída de presión.

2.2 TORRES EMPACADAS

Una torre empacada consiste en una estructura

vertical cilíndrica que permite un contacto íntimo

entre fases debido a que contiene un relleno

formado por dispositivos con alta superficie de

contacto y químicamente inertes.

En este tipo de columna el líquido es

suministrado por la parte superior de la columna

descendiendo por el relleno; el líquido es

absorbente y tiene una baja volatilidad mientras

que el gas contiene uno o varios componentes

solubles que entrarán en contacto con la fase

líquida a través de su paso por el lecho

empacado. En la torre se tienen dos entradas, dos

espacios de distribución tanto en el tope como en

el fondo de la torre, para la distribución de líquido

y gas respectivamente, salidas para el líquido en

el fondo y para el gas en el tope de la torre y justo

al final de cada espacio un soporte que permite

contener el relleno de la torre.

Figura 4. Estructura torre empacada y empaques usados

El material usado en la torre tanto

estructuralmente como para sus empaques

depende de la posible corrosión que pueda

presentarse en el proceso. El cuerpo de la torre

puede ser elaborado en madera, metal, vidrio y

en ocasiones ser recubiertos con polímeros [3].

El material que soporte el lecho empacado

también debe ser capaz de soportar el peso de

estos junto con el del fluido contenido sin

restringir el flujo de las fases mientras se da la

absorción y a su vez se debe contar con un fijador

del empaque que evite que la expansión o



arrastre del lecho empacado llegando a causar

obstrucción.

El distribuidor de líquido permite que este sea

esparcido uniformemente al igual que

proporciona espacio para el flujo de gas. Para

este fin se pueden usar atomizadores, orificios o

que el líquido fluya por gravedad o a presión.

Figura 5. Distribuidor de líquido con atomizadores

El empaque empleado en la torre funciona como

contactor entre las fases gas-líquido que poseen

una gran superficie que facilita dicho contacto.

2.2.1 EMPAQUES

La finalidad de emplear empaques en la torre se

da por la necesidad de maximizar la eficiencia del

proceso por esta razón se aumenta el área por

unidad de volumen y de esta manera el contacto

entre fases. Los empaques deben ofrecer un área

de contacto entre los 50 y 1000 m2/m3 .

Cuando se tiene una disposición de empaques al

azar la eficiencia aumenta al disminuir el tamaño

de partícula pero causa una mayor caída de

presión. Si se tiene una distribución ordenada la

eficiencia aumenta a medida que el espacio entre

capas disminuye este brinda una caída de presión

baja pero los costos de instalación pueden ser

altos.

Para los procesos se deben usar materiales que

garanticen que los empaques son inertes frente a

los fluidos empleados, que tienen resistencia

mecánica ya que deben soportar el peso del

lecho, que favorecen una porosidad de lecho que

permita el flujo de ambas fases si retener alguna

y que su geometría y material no conlleve a

costos por corrosión, erosión y migración a través

de los soportes [4].

2.2.2 CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE

EMPAQUES

Las columnas empacadas se usan para destilar

materiales corrosivos o productos viscosos,

mezclas termolábiles y casos de baja caídad de

presión. Por esta razón, el empaque seleccionado

debe cumplir con factores como la flexibilidad,

eficiencia, capacidad, caída de presión

característica y costos razonables. Además, se

deben usar columnas de poco diámetro para

evitar la instalación de redistribuidores cada

cierta altura de empaque.

La selección del empaque debe garantizar que

estos proporcionen un área de contacto grande,

un flujo uniforme de líquido sobre la superficie y

un flujo uniforme de gas a través de la sección

transversal de la columna. Otros factores que se

deben tener en cuenta son:

Costos: Los empaques cerámicos son los más

costosos seguidos de los metálicos y por último

los plásticos (USD/ft3).

Baja caída de presión: Los materiales largos

tienen menor caída de presión. Esta es una

función del espacio que existe entre el material

empacante de la torre.



Resistencia a la corrosión: Se cumple para los

empaques en material cerámico y porcelanas.

Estos son empleados en medios corrosivos.

Área específica: Se desean grandes áreas de

empacamiento por volumen (ft2/ft3).

Resistencia mecánica: Los empaques deben ser

resistentes durante la instalación,

mantenimiento, manejo físico y fluctuaciones

térmicas. El soporte también debe resistir el peso

del lecho.

2.2.3 DISTRIBUCIÓN

Los empaques distribuídos al azar son los más

comunes comercialmente. Los empaques usados

en esta distribución son, entre otros: anillos

Rashing, anillos Lessing y estribos de Berl (entre

1907 y los 50’s).

Figura 6. Anillo Rashing, Anillo Lessing, Estribo de Berl.

Posteriormente, se emplearon los anillos Pall y

los estribos Intalox como evolución de los Rashing

y los Berl (entre los 50’s y 70’s).

Figura 7. Anillo Pall, Estribo Intalox.

Y actualmente empaques con geometrías

desarrolladas a partir de los anillos Pall y los

estribos Intalox.

Los empaques de distribución ordenada se hacen

en capas de alambre que se ubican dentro de la

columna.

2.2.4 MATERIALES

Los empaques metálicos generalmente son

elaborados en acero al carbono para fluidos no

corrosivos. Tienen alta resistividad a la

compresión y en caso de fluidos corrosivos se

pueden emplear los de acero inoxidable.

Los empaques cerámicos no están disponibles en

muchas geometrías y pueden quebrarse

fácilmente. Sin embargo, son útiles en

operaciones que estén expuestas ataque

químicos y a altas temperaturas.

Los empaques plásticos son económicos y se usan

para operaciones que no excedan los 250 °F.

2.2.5 TAMAÑO

El tamaño del empaque depende del diámetro de

la torre.

Diámetro de la columna

Tamaño del empaque

< 0.3 m (1 ft)

< 25mm (1 in)

0.3 a 0.9 m (1 a 3 ft)

15 a 38 mm (1 a 1.5 in)

>0.9 m (3 ft) 50 a 75 mm (2 a 3 in)

Tabla 1. Tamaño de empaques respecto al diámetro de la

columna



2.3 CAÍDA DE PRESIÓN

La predicción de la caída de presión en las torres

empacadas es fundamental en el diseño de estas.

Para estimar la caída de presión se usa la

ecuación de Blake-Kozeny:

∆𝑃 =1500 ∗ 𝑉 ∗ 𝐿 ∗ 𝜇 ∗ (1 − 𝜀)2

𝑑𝑝2 ∗ 𝜀2

Donde:

∆𝑃: Caída de presión 𝑉: Velocidad de flujo 𝐿: Longitud del lecho empacado 𝜇: Viscosidad del fluido 𝑑𝑝: Diámetro de la partícula del lecho

𝜀: Porosidad del lecho Se puede considerar que 𝜇, 𝑑𝑝, 𝜀 y 𝐿 son

constantes por tanto la ecuación depende estrictamente de la velocidad de flujo [5].

2.4 GRADIENTES DE CONCENTRACIÓN

Cuando hay transferencia de masa de una fase a

otra, a través de la interfase que las separa, la

resistencia a la transferencia de masa de una fase

a otra genera un gradiente de concentraciones.

Como las concentraciones del material que se

difunden desde el gas hacia el líquido son

diferentes se supone una relación de equilibrio

termodinámico que se alcanza casi

inmediatamente entren en contacto [6].

La transferencia de masa puede ser expresada

como:

𝑁𝐴 = 𝑘𝐺′ (𝑝 − 𝑝𝑖) = 𝑘𝐿

′ (𝑐𝑖 − 𝑐)

Donde:

𝑁𝐴: Velocidad de transferencia de masa 𝑘𝐺

′ : Coeficiente de trasferencia de masa en la fase gaseosa 𝑘𝐿

′ : Coeficiente de trasferencia de masa en la fase líquida 𝑝: Presión parcial del soluto en el gas 𝑝𝑖: Presión parcial del soluto en la interfase 𝑐: Concentración del soluto en el líquido 𝑐𝑖: Concentración del soluto en el líquido de la interfase

La velocidad de trasferencia de masa es

proporcional a diferencia entre la concentración

global y la concentración en la interfase. Otra

expresión válida es:

𝑁𝐴 = 𝑘𝐺(𝑦 − 𝑦𝑖) = 𝑘𝐿(𝑥𝑖 − 𝑥)

Involucrando la fracción mol de soluto en la fase

gaseosa y en la fase líquida así como en las

respectivas interfases.

Los coeficientes de transferencia de masas se

relacionan de la siguiente manera:

𝑘𝐺 = 𝑘𝐺′ 𝑝𝑇

𝑘𝐿 = 𝑘𝐿′ 𝜌𝑇

Involucrando la presión total del sistema y lbaa

densidad molar promedio de la fase líquida.

2.5 BALANCES DE MASA

Asumiendo una torre empacada en la que existe

contacto a contracorriente entre el líquido y el

gas. Tenemos que:

𝑌 =𝑦

1 − 𝑦=

𝑝

𝑝𝑇 − 𝑝



𝐺𝑆 = 𝐺(1 − 𝑦) =𝐺

1 + 𝑌

Donde:

𝑌: Relación molar 𝑦: Fracción molar 𝑝: Presión parcial del gas 𝑝𝑇: Presión total 𝐺𝑆: Gas insoluble 𝐺: Flujo de gas

Para la corriente líquida tenemos que:

𝑋 =𝑥

1 − 𝑥

𝐿𝑆 = 𝐿(1 − 𝑦) =𝐿

1 + 𝑋

Donde:

𝑋: Relación molar 𝑥: Fracción molar 𝐿𝑆: Solvente no volátil 𝐿: Flujo de líquido

Estas ecuaciones se pueden expresar como:

𝐺𝑠(𝑌1 − 𝑌) = 𝐿𝑠(𝑋1 − 𝑋)

3. BIBLIOGRAFÍA

1. Hoja de datos - Tecnología de Control de

Contaminación de aire. [En línea] Available:

http://www.epa.gov/ttncatc1/dir2/fpackeds.pdf

[Último acceso: 09 agosto 2015].

2. Balance de materia y energía. [En línea]

Available:

http://galeon.com/jackzavaleta/balw1.pdf

[Último acceso: 08 agosto 2015]

3. Salazar, Araceli. Estudio y selección de material

empaque estructurado: metálico, polimérico o

cerámico, para operar eficientemente una

columna de absorción de gases contaminantes

provenientes de hornos tabiqueros. 2012. 18-20.

4. Calderón, Ketty; Luna, David. Diseño y

problemas operacionales de torres empacadas

en plantas deshidratadoras de gas con glicol.

2007. 24. 40-55. 66-80.

5. Tesis Capítulo 4. [En línea] Available:

http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/9251/Ca

pitulo4.pdf [Último acceso: 10 agosto 2015]

6. Capítulo 4. [En línea] Available:

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/l

eip/serrano_r_a/capitulo4.pdf [Último acceso: 09

agosto 2015]

7. Treybal, Robert E. Operaciones de transferencia de

masa. 1967.121.

http://galeon.com/jackzavaleta/balw1.pdf

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/leip/serrano_r_a/capitulo4.pdf

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/leip/serrano_r_a/capitulo4.pdf



PRODUCCIÓN DE MAYONESA

1. INTRODUCCIÓN

Las emulsiones se identifican como dispersiones

que generalmente tienden a ser inestables, es

decir, si se mantienen mucho tiempo en reposo,

las gotas de la fase dispersa tienden a asociarse,

formando una mono capa, que puede migrar

hacia el fondo o hacia la superficie, según la

diferencia de densidades entre las partes,

básicamente se conforman por una fase dispersa

y una fase continua o dispersante. Gran parte de

las emulsiones se sintetizan a partir del agua y el

aceite, u otras grasas de uso común, como es el

caso de la mayonesa, la leche y su crema, la

mantequilla y la margarina, etc.

En esta práctica se tomará la mayonesa como un

ejemplo representativo de una emulsión, con el

fin de identificar la viscosidad, los efectos

fisicoquímicos entre las fases, la importancia de

los emulsificantes y las características propias de

una emulsión.

2. MARCO TEÓRICO

La producción de mayonesa es un proceso que se da a gran escala a nivel mundial como cualquier producto que se trabaja en la industria. La mayonesa es una emulsión, una dispersión del aceite en el agua. Esta agua la aporta la yema del huevo y eventualmente, el vinagre, mostaza o zumo de limón que se añaden para prepararla, su proceso tiene bases físicas y químicas, por eso se habla de manera específica de las emulsiones.

Técnicamente la mayonesa se trata de una emulsión de materias grasas con proteínas, en la que el 80% de su composición en volumen es aceite, la familia de este tipo de salsas se le denomina salsas emulsionadas.

En los procesos industriales se le añade emulsificantes denominados también surfactantes. Durante su elaboración, la fase inicial debe ir haciéndose lentamente, y progresivamente ir batiendo con más fuerza a medida que se va añadiendo aceite. El aceite debe irse añadiendo poco a poco durante el batido. Si se añaden ingredientes complementarios a una mayonesa se puede obtener una gama alta de variadas salsas derivadas: andaluza, italiana, tártara, verde, cambridge, india, etcétera. En algunas ocasiones se añade nata montada para modificar la textura final. En otros casos, se emplea edulcorantes con el objeto de modificar su sabor, por regla general azúcar. La industria alimentaria emplea a menudo como saborizante glutamato monosódico. [1]

EMULSIONES

La emulsión es una dispersión

termodinámicamente inestable de dos o más

líquidos inmiscibles o parcialmente miscibles. [2]

Uno de los líquidos se hallará formando la fase,

que se conoce como fase dispersa, se encontrará

constituida por el líquido que será dispersado

dentro del otro líquido que conforma la mezcla,

el cual será el formador de la fase conocida como,

fase continua, o también, dispersante. [3]

Imagen 1. Representación de una emulsión y sus dos fases



Tipos de emulsiones:

1. Según la aglomeración:

-Floculación: Es la aglomeración de partículas

desestabilizadas en micro lóculos y después

en los flóculos más grandes que tienden a

depositarse en el fondo de los recipientes

construidos para este fin. Básicamente,

consiste en una emulsión inestable donde las

partículas se unen formando una masa. [3]

-Cremación: emulsión inestable donde las

partículas tienden a concentrarse en mayor

medida en la superficie de la mezcla que se

forma, aunque manteniéndose separados

(también pueden acumularse en el fondo de

la mezcla).

-Coalescencia: es el tipo de emulsión

inestable, donde las partículas que la

constituyen, se funden pasando a formar una

capa líquida. Consiste en la fusión de gotas

para crear unas gotas más grandes con la

eliminación de parte de la interfase

líquido/líquido.

A pesar de que el proceso de inestabilidad

debido a la coalescencia no se comprende en

su totalidad, se cree que está relacionado con

la curvatura preferida y con la rigidez de la

capa de tensoactivo que estabiliza la

emulsión.[2]

2. Según la naturaleza de la fase dispersa

-Oleoacuosas: el aceite es la fase dispersa

en el agua (fase interna). Ejemplo la goma

arábiga, la goma tragacanto, la pectina, la

gelatina, la yema de huevo.

-Hidrooleosa: el agua está dispersa en el aceite (fase externa). Ejemplo mantequilla y algunos caldos.

-Dual: no está claramente definido, pues la

fase interna y externa, en lugar de ser

homogénea, contiene porciones de la fase

contraria.

3. Emulsiones directas e inversas (también

llamadas sencillas y múltiples).

-Directas: son aquellas en las que la fase dispersa es una substancia lipofílica (grasa o aceite) y la fase continua es hidrofílica (normalmente agua). Estas emulsiones suelen denominarse L/H o O/W Ejemplo: emulsiones bituminosas, la leche, la mayonesa, algunos tipos de pinturas, y muchos productos alimentarios y fitosanitarios. -Inversas: son en las que la fase dispersa es una substancia hidrofílica y la fase continua es lipofílica. Estas emulsiones suelen denominarse con la abreviatura H/L o W/O. Ejemplo margarinas, fluidos hidráulicos y la mayoría de las cremas cosméticas) -Múltiples: son las que como fase dispersa contiene una emulsión inversa y la fase continua es un líquido acuoso. Estas emulsiones se conocen como H/L/H o W/O/W (Imagen 2). Son utilizadas básicamente en farmacia, al permitir obtener una liberación retardada de los medicamentos.



Imagen 2. Emulsión inversa y múltiple.

Características de las emulsiones

Los principales componentes de las emulsiones son: medio dispersante (fase continua), glóbulos dispersos (fases discontinuas), emulsionante.

Color de una emulsión: El color básico de las emulsiones es el blanco. Si la emulsión es diluida, el efecto Tyndall esparce la luz y distorsiona el color a azul [2]. Si es concentrado, el color se distorsiona hacia el amarillo. Este fenómeno se puede ver fácilmente al comparar la leche desnatada (sin o con poca grasa) con la crema (con altas concentraciones de grasa láctea).

Dispersabilidad o solubilidad: La solubilidad de una emulsión es determinada por la fase continua; si la fase continua es hidrosoluble, la emulsión puede ser diluida con agua, si la fase continua es oleosoluble, la emulsión se puede disolver en aceite. La facilidad con que se puede disolver una emulsión se puede aumentar si se reduce la viscosidad de la emulsión.

Estabilidad: La estabilidad de una emulsión es la propiedad más importante y el sistema no será clasificado como emulsión sino cumple con un mínimo de estabilidad. Se mide la estabilidad por la velocidad con la cual las gotas de la fase dispersa se agrupan para formar una masa de líquido cada

vez mayor que se separa por gravedad. Para las emulsiones industriales se busca generalmente una buena estabilidad en condiciones normales de almacenaje. Existen sustancias, denominadas emulsionantes, que al añadirlas a una emulsión consiguen estabilizarla. La estabilización de las emulsiones se genera de tres mecanismos: Formación de una capa o película fuerte de

emulgente alrededor de las gotas individuales del líquido suspendido.

Existencia o formación de una capa electrostáticamente cargada en la superficie de las gotas individuales.

Incremento en la viscosidad del medio de dispersión. Al aumentar la viscosidad del dispersante, el movimiento browniano se hace más lento, las posibilidades de las partículas para aglomerarse son menores y por tanto se reduce la probabilidad de sedimentación de las partículas o formación de la crema o nata por flotación [3].

EMULSIFICANTE

El emulsificante tiene como función impedir o retardar los fenómenos de separación en la emulsión, estabiliza los límites de las fases [4].

Una vez formada la emulsión es necesario mantener el estado de gotas de fase dispersa. Para ello el emulsificante se sitúa en la zona de interfase proporcionando una película molecular y semirrígida alrededor de los glóbulos impidiendo el fenómeno de coalescencia. Gracias al carácter dipolar, la molécula del emulsificante puede orientarse de dos formas diferentes en la zona de interfase, dando lugar a los dos tipos de emulsiones A/O, O/A. [Imagen 3].

http://es.wikipedia.org/wiki/Blanco_(color)

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Tyndall

http://es.wikipedia.org/wiki/Azul

http://es.wikipedia.org/wiki/Amarillo

http://es.wikipedia.org/wiki/Leche_desnatada

http://es.wikipedia.org/wiki/Crema



Imagen 3. Emulsión A/O, O/A

TIPOS DE EMULSIFICANTES

-Tensoactivo: se define como las sustancias

capaces de variar la tensión superficial.

-Coloides hidrofílicos: son disoluciones que

contienen moléculas muy grandes, un ejemplo

de proteína coloide es la gelatina, donde las

macromoléculas son atraídas por las moléculas

de agua mediante las fuerzas de London y enlace

de puentes de hidrogeno.

-partículas sólidas: son disoluciones que se

encuentran en la capa de adsorción que se halla

en la parte interna.

Imagen 4. Tipos de emulsificantes

PRODUCCION DE MAYONESA

La mayonesa es una emulsión aceite en agua,

constituida básicamente por aceites vegetales

comestibles, huevo o yema de huevo, vinagre y

zumo de limón; puede contener ingredientes

facultativos, como clara de huevo de gallina,

productos de huevo de gallina, azúcares, sal de

calidad alimentaria, condimentos, especias,

hierbas aromáticas, frutas y hortalizas, con

inclusión de jugos de frutas y hortalizas, mostaza,

productos lácteos y agua). La emulsión es

formada mezclando lentamente el aceite con una

pre-mezcla consistente de huevo, vinagre y

mostaza, porque el mezclar el aceite de una sola

vez con la fase acuosa resultaría la formación de

una emulsión agua-en-aceite. [5]

La mayonesa tiende a ser más inestable que

muchas otras emulsiones alimentarias debido a la

gran cantidad de aceite emulsificado en relación

a una cantidad de agua relativamente pequeña.

El elevado contenido de aceite hace que el

número de gotas emulsionadas sea muy elevado

y que estén relativamente cerca una de otras. La

distancia de separación entre las gotas depende

de las fuerzas de atracción de Van der Waals y

fuerzas de repulsión tanto electrostáticas como

estéricas. El compacto empaquetamiento de las

gotas de aceite justifica su consistencia,

usualmente la composición utilizada para la

elaboración de esta emulsión se desea un mínimo

de 70% de aceite vegetal y 5% de yema de huevo.

PROCESO DE ELABORACIÓN

Hay diferentes maneras de elaborar la mayonesa,

pero todas básicamente siguen el mismo

proceso, ya sea para producirla a gran escala o

no.

Producción manual: Cascamos los huevos y

echamos las yemas en el recipiente,

añadimos un poco de vinagre y sal y batimos

bien. Cuando van cogiendo cuerpo, añadimos



el aceite a chorro muy fino, para que se vaya

produciendo la emulsión. Una vez elaborada,

la ponemos a punto de sal, la tapamos y la

guardamos siempre en la nevera.

Elaboración con la batidora eléctrica: Para hacer la mayonesa mecánicamente, se echa en un recipiente estrecho, el huevo, el vinagre y el aceite, procurando no romper las yemas. Al mover la batidora, primero batimos las yemas poco a poco hasta que emulsione la mezcla. Por último ponemos a punto de sal (si hace falta). [6]

Producción industrial: La fabricación industrial de mayonesa, se basa en los mismos principios utilizados en la producción casera, pero hay que agregarle un producto para la conservación. Entre ellos encontramos conservantes como el ácido etilendiaminotetraacético, así como gases estériles como lo es el CO2, que proporciona mayor durabilidad al producto. Además de esto hay que agregar otras sustancias como lo son:

-Estabilizantes (como goma Xantan): tiene como función Conferir y mantener la consistencia y la textura deseada .Evitan la separación de ingredientes que naturalmente no se unirían, como la grasa y el agua.

-Conservantes (Sorbato de potasio): su función es Impedir o retardar la descomposición de los alimentos causado por la presencia de diferentes tipos de microorganismos. -Acidulante: Evitar la oxidación de los alimentos (aunque no de forma definitiva -Antioxidante.

-Secuestrantes (EDTA).

CARACTERÍSTICAS DE LA MAYONESA La norma de calidad que rige la producción de mayonesa en Colombia es NTC 1756. INDUSTRIAS ALIMENTARIAS. MAYONESA. Son muchos los aspectos a la hora de producir mayonesa, la norma los especifica uno por uno. Las características más importantes tomando en cuenta varios enfoques desde los que se puede evaluar la calidad de la mayonesa son: Contenido de yema de huevo equivalente a 3.5g, la temperatura a la que debe ser sometida es de 20°C, con un pH de 4.2, además de esto hay que agregarle un porcentaje muy exacto de partes por millo de conservantes, en este caso si el conservante a usar es Benzoato de sodio es 1000ppm y si es sorbato de potasio es 1000ppm.

TIPOS DE FLUIDOS

Los fluidos, como todos los materiales, tienen

propiedades físicas que permiten caracterizar y

cuantificar su comportamiento así como

distinguirlos de otros. Algunas de estas

propiedades son exclusivas de los fluidos y otras

son típicas de todas las sustancias. Propiedades

como la viscosidad, tensión superficial y presión

de vapor solo se pueden definir en los líquidos y

gases. Sin embargo la masa específica, el peso

específico y la densidad son atributos de

cualquier materia. [8]

Propiedades de los fluidos:

Estabilidad: se dice que el flujo es estable

cuando sus partículas siguen una trayectoria

uniforme, es decir, nunca se cruza entre sí. La

velocidad en cualquier punto se mantiene

constante el tiempo.



Turbulencia: debido a la rapidez en que se

desplaza las moléculas el fluido se vuelve

turbulento; un flujo irregular es caracterizado

por pequeñas regiones similares a torbellinos.

Viscosidad: es una propiedad de los fluidos

que se refiera el grado de fricción interna; se

asocia con la resistencia que presentan dos

capas adyacentes moviéndose dentro del

fluido. Debido a esta propiedad parte de la

energía cinética del fluido se convierte en

energía interna.

Densidad: es la relación entre la masa y el

volumen que ocupa, es decir la masa de

unidad de volumen.

Volumen específico: es el volumen que ocupa

un fluido por unidad de peso.

Peso específico: corresponde a la fuerza con

que la tierra atrae a una unidad de volumen.

Gravedad específica: indica la densidad de un

fluido respecto a la densidad del agua a

temperatura estándar. Esta propiedad es

dimensional.

Tensión superficial: En física se denomina

tensión superficial de un líquido a la cantidad

de energía necesaria para disminuir su

superficie por unidad de área.

Fluido newtoniano

Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad

puede considerarse constante en el tiempo. La

curva que muestra la relación entre el esfuerzo o

cizalla contra su tasa de deformación es lineal y

pasa por el origen. El mejor ejemplo de este tipo

de fluidos es el agua en contraposición al

pegamento, la miel o los geles que son ejemplos

de fluido no newtoniano. Un buen número de

fluidos comunes se comportan como fluidos

newtonianos bajo condiciones normales de

presión y temperatura: el aire, el agua, la

gasolina, el vino y algunos aceites minerales. [8]

Fluidos no newtonianos

Desde el punto de vista de la reología, los fluidos

más sencillos son los newtonianos, llamados así

porque su comportamiento sigue la ley de

Newton: “El esfuerzo de corte es proporcional al

gradiente de velocidad o velocidad de corte”

𝜏𝑟𝑧 = −𝜇 𝜕𝑉𝑧

𝜕𝑟= 𝜇γ (1)

La constante de proporcionalidad se denomina

viscosidad y se mide en (Pa.s) para el sistema

internacional, en la práctica se utiliza

comúnmente el centipoise (cp). Por definición,

todos aquellos fluidos que no siguen la ecuación

(1) se denominan “no newtonianos”. [9]

Gráfica1. Representación de esfuerzo de corte vs.

Velocidad de corte para distintos fluidos.

Se conocen varios modelos reológicos para

representar estos fluidos, entre ellos:



Modelos de Ostwald de Waele o Ley de la

Potencia:

𝜏𝑟𝑧 = 𝐾γ𝑛 = 𝐾 (−𝑑𝑣𝑧

𝑑𝑟)

𝑛

= [𝐾 (𝑑𝑣𝑧

𝑑𝑟)

1−𝑛

] (−𝑑𝑣𝑧

𝑑𝑟) =

𝜇𝑎𝑝

(−𝑑𝑣𝑧

𝑑𝑟)

Donde K y n son parámetros empíricos, K es el

índice de consistencia y n es el índice de

comportamiento de flujo. El término entre

corchetes se denomina “viscosidad aparente” y

es evidente que no es constante, dependiendo

directamente de la velocidad de corte γ.

Debido a que n determina precisamente el modo

en que se desarrolla el flujo, si n<1 el fluido se

denomina pseudoplástico (shear-thinning), estos

fluidos fluyen más fácilmente aumentando la

velocidad de deformación.

Por el contrario, cuando n>1 la resistencia a fluir

aumenta con un aumento de la velocidad de

corte, y el fluido se denomina dilatante (shear-

thickenning). [10]

3. BIBLIOGRAFÍA

1. Viagourmet «Mayonesa, su historia y recetas

variantes». [En linea]. Available:

http://www.viagourmet.com/noticias/gourm

et/mayonesa-su-historia-y-recetas-

variantes.html [último acceso: 07 agosto

2015]

2. A. Mendez, «La Guía,» 17 Enero 2011. [En

línea]. Available:

http://quimica.laguia2000.com/conceptos-

basicos/emulsion. [Último acceso: 07 agosto

2015].

3. B. B. J. C. P. F. I. Aranberri, «Elaboración y

caracterizascion de emulsiones estabilizadas

por polimeros y agentes tensoactivos,»

Revista Iberoamericana de Polímeros, vol.

7(3), pp. 211-225, Agosto 2006.

4. Gestengerg Schroder, «gs-as,» Septiembre

2007. [En línea]. Available:

http://www.imco.es/pdf/414114.pdf.


5. VIRTUAL UAEH «tipos de fluidos y sus

propiedades». [En linea]. Available:

http://virtual.uaeh.edu.mx/repositoriooa/p

aginas/ecuacion_fundamental_de_la_hidro

dinamica/tipos_de_fluidos_y_sus_propieda

des.html [último acceso: 02 julio 2015]

6. u. N. M. J, «UNAD: universidad acional a

distancia,» 2007. [En línea]. Available:

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/30

1203/301203/leccin_19_emulsiones.html.


7. C. F. V. Abarzúa, Caracterizacion reológica e

mayonesa formulada con fibra de trigo, E. C.

Montero, Ed., Santiago de Chile: Universidad

de chile, Facultad de ciencias químicas y

famacéuticas, 2010.

8. EIA «Clasificación de flujo». [En linea].

Available:

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articulo

ses/conceptosbasicosmfluidos/clasificacion

delflujo/clasificaciondelflujo.html [último

acceso: 10 agosto 2015]



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