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Un tema caliente
Dr. Michael Matthäi
Page 3
Contenido
1. Introducción
2. Parámetros que dependen de la temperatura
3. Puntos y temas claves
4. Comportamiento de quemado / llama
5. Resumen
Page 4
Las zonas climáticas del mundo
Source: Centre for Atmospheric Science, Cambridge University, P. Braesicke
°C
95 °F
32 °F
-67 °F
Page 5
La influencia de la temperatura
Calidad del producto final
Temperatura
Proceso de producciónParaffin WaxCostos Seguridad
Page 6
Fases importantes de la temperaturaPunto de inflamación
Punto de fusión /solidificación
Punto de cambiode la cristalización
Temperaturaambiental / de almacenaje
Punto deenturbiamiento
Punto de fractura
Parámetros que dependende la temperatura
Page 7Parámetros que dependen de la temperaturaViscosidad
Solubilidad
Densidad / Contracción
Conductibilidad del calor
Dureza
Page 8Parámetros que dependen de la temperatura 1. Viscosidad
158 °F 221 °F
126/129 °F133/136 °F
136/139 °F
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
70 75 80 85 90 95 100 105Temperatura en °C
Visc
osid
ad k
inem
átic
aen
mm
²/s
Cera parafínica 52/54 °CCera parafínica 56/58 °CCera parafínica 58/60 °CRecubrimientoCera microcristalina
Page 9Parámetros que dependen de la temperatura 2. Solubilidad
Solubilidad de aire en cera parafínica
32 °F 212 °F
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temperatura en °C
Volu
men
en
% d
el a
ire
C20C25C30
Page 10Parámetros que dependen de la temperatura 3. Densidad / contracción
DensidadPesoVolumen =
68 °F 212 °F
740
760
780
800
820
840
860
880
900
920
20 30 40 50 60 70 80 90 100Temperatura en °C
Den
sida
d en
kg/
m³
Page 11
0,220
0,225
0,230
0,235
0,240
0,245
0,250
0,255
0,260
60 65 70 75 80 85 90 95 100Temperatura en °C
Con
duct
ibili
dad
térm
ica
en W
/ (m
K)
SemiFully
Parámetros que dependen de la temperatura 4. Conductibilidad térmica
Agua = 0.6 W / (m K)Acerca = 45 W / (m K)
212 °F140 °F
24,9°C
59,2°C
30
40
50
57,2°C
51,6°C
43,2°C
35,8°C
29,9°C86 °F
122 °F
Page 12Parámetros que dependen de la temperatura 4. Conductibilidad térmica
0,215
0,220
0,225
0,230
0,235
0,240
0,245
0,250
0,255
0,260
0,0% 5,0% 10,0% 15,0% 20,0%Porcentaje de polímero en la cera parafínica
Con
duct
ibili
dad
térm
ica
W /
(m K
)
17,6°C37°C
Page 13Parámetros que dependen de la temperatura 5. Dureza
77 °F 104 °F
126/129 °F
133/136 °F
140/143 °F
0
20
40
60
80
100
120
140
160
25 27,5 30 32,5 35 37,5 40Temperatura en °C
Pene
trac
ión
en 0
,1 m
m
Cera parafínica 54/56 °CCera parafínica 56/58 °CCera microcristalinaCera parafínica 60/62 °C
27,3°C
55,0°C
30
35
40
45
50
55
28,0°C
41,9°C
50,8°C
51,7°C
27,9°C
122 °F
86 °F
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Fases importantes de la temperaturaPunto de inflamación
Punto de fusión /solidificación
Punto de cambiode la cristalización
Temperaturaambiental / de almacenaje
Punto deenturbiamiento
Punto de fractura
Parámetros que dependende la temperatura
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Punto de inflamaciónEjemplosGasolina: -20 °CFragancias: 50 - 100 °CCera parafínica: > 200 °C
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Punto de inflamaciónSeguridad de quemado
27,9°C
169,7°C
50
100
150
154,8°C 140,4°C
131,3°C
135,8°C
154,3°C130,8°C
98,0°C
122 °F
302 °F
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Fases importantes de la temperaturaPunto de inflamación
Punto de fusión /solidificación
Punto de cambiode la cristalización
Temperaturaambiental / de almacenaje
Punto deenturbia-miento
Punto de fractura
Parámetros que dependende la temperatura
Page 18
Punto de enturbiamientoEmpieza la cristalización de los componentes de alto punto de fusión.
90 °C85 °C80 °C75 °C70 °CUn polímero en ceraparafínica
Enfriamiento de cera parafínica
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Punto de enturbiamiento Temperatura en el “burning bowl”
Ácido esteárico Cera paravasos
Cera parafínica 62/64
Gel Wax Cera de abejaCera parafínica 52/54
Ácido esteárico Cera parafínica 52/54
26,3°C
104,7°C
40
60
80
100
93,9°C
78,6°C
71,8°C64,1°C59,7°C
60,8°C
59,0°C73,0°C
52,2°C
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Punto de enturbiamiento Su influencia en quemado de las velas
Deposito de hollín yformación de “mushrooms”
Congestión de la mecha
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Fases importantes de la temperaturaPunto de inflamación
Punto de fusión /solidificación
Punto de cambiode la cristalización
Temperaturaambiental / de almacenaje
Punto deenturbiamiento
Punto de fractura
Parámetros que dependende la temperatura
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Punto de solidificación / fusiónCera parafínica p. santuarios 35 – 45 °C, 95 – 113 °F
Cera parafínica p. llenar vasos 40 – 55 °C, 104 – 131 °F
Cera parafínica p. velas de té 50 – 55 °C, 122 – 131 °F
Cera parafínica p. velones 55 – 65 °C, 131 – 149 °F
Cera parafínica p. moldeo
Cera parafínica p. estirado
Recubrimiento
Cera microcristalina 65 – 80 °C, 149 – 176 °F
Page 23
Punto de solidificación / fusiónCera parafínica:Capacidad de calor especifica cp = 2.3 kJ/(kg K)Entalpía de fusión ∆H = 180 kJ/kg
Monto de energía requerida para calentar el producto de 20 °C(temperatura ambiental) a 75°C:agua = 230.3 kJ/kgcera parafínica = 306.5 kJ/kg
41%
59%CalentarFundir
Page 24
Punto de solidificación / fusión
Goteo y churreo de velas
Page 25
Punto de solidificación / fusión
Page 26
Fases importantes de la temperaturaPunto de inflamación
Punto de fusión /solidificación
Punto de cambiode la cristalización
Temperaturaambiental / de almacenaje
Punto deenturbiamiento
Punto de fractura
Parámetros que dependende la temperatura
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Punto de transición de la cristalización
Transición de la cristalizaciónsólida - sólida
Ceras parafínicas A, B y C
Calorimetría diferencial de barrido(DSC)
Page 28
Punto de transición de la cristalizaciónEstructura cristalinaHexagonal
Microscopia electrónicade barrido (SEM)
Page 29
Punto de transición de la cristalizaciónEstructura cristalinaOrtorrómbica
Microscopia electrónicade barrido (SEM)
Page 30
Punto de transición de la cristalización
Superficie grasosa
Efectos demigración
Burbujas de aire
Problemas al empaquetarCristales en cuevas de aire
Page 31
Fases importantes de la temperaturaPunto de inflamación
Punto de fusión /solidificación
Punto de cambiode la cristalización
Temperaturaambiental / de almacenaje
Punto deenturbiamiento
Punto de fractura
Parámetros que dependende la temperatura
Page 32
Temperatura ambiental / de almacenaje
Page 33
Temperatura ambiental / de almacenaje
Utilizando cera parafínicaen polvo
Page 34
Temperatura ambiental / de almacenaje
Velas con recubrimiento
Page 35
Temperatura ambiental / de almacenaje
Formación de cuevas Residuo
Page 36
Fases importantes de la temperaturaPunto de inflamación
Punto de fusión /solidificación
Punto de cambiode la cristalización
Temperaturaambiental / de almacenaje
Punto deenturbiamiento
Punto de fractura
Parámetros que dependende la temperatura
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Punto de fractura
En el proceso (prensado / extrusión)
Page 38
Fases importantes de la temperaturaPunto de inflamación
Punto de fusión /solidificación
Punto de cambiode la cristalización
Temperaturaambiental / de almacenaje
Punto deenturbiamiento
Punto de fractura
Parámetros que dependende la temperatura
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Zona 3
Zona 1
Zona 2
Zona 4
La llama de una vela
M. Faraday
Page 40
La llama de una velaSource: Universität Stuttgart, Prof. Dr. A. Schönhuber
Page 41Medición de las temperaturas en la llama
Cera parafínica = 7.0 g/h Cera de abeja = 5.0 g/hÁcido esteárico = 5.5 g/h
Source: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Dr. V. Schröder
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Temperaturas – en la llama / °CSección
de la llamaÁcido
esteáricoCera
parafínicaCera de
abejaoscura 900 940 920
brillante 1150 1120 1090
Temperaturas – por encima de la llama / °C
DistanciaÁcido
esteáricoCera
parafínicaCera deabeja
1 cm 400 - 600 300 - 500 400 - 5505 cm 250 - 400 100 - 200 250 - 350
10 cm 100 - 200 50 - 100 150 - 20020 cm 50 - 70 40 - 50 50 - 100
Resumen
24,9°C
59,2°C
30
40
50
57,2°C
51,6°C
43,2°C
35,8°C
29,9°C
27,9°C
169,7°C
50
100
150
154,8°C 140,4°C
131,3°C
135,8°C
154,3°C130,8°C
98,0°C
Page 44
Selección de las ceras parafínicas lo más adecuadas posible.
Definir uso de mezclas.Uso correcto de la maquinaria.Alta calidad y estabilidad del producto final.Seguridad del consumidor.Uso y manejo correcto de los productos.Comprensión de los costos.
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Esta presentación se encuentra en nuestra pagina web
www.sasolwax.com
Helmut Gutberlet, Europa
Dr. Mark Veit, Europa
Bernd Laudi, Europa
Anton Smit, América del Norte
Marc Prüsmann, América Latina
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Platón (427 A. C. – 347 D. C.):
Lo mejor que uno puede hacer es recordara la gente lo que ellos ya saben.