PROCESO DE FLOCULACION

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

INGENIERIA INDUSTRIAL

Alumno: Andrés Cochachin Aliaga

E-mail: andres25357@yahoo.es

Profesor: Ing. Andrés Tinoco Rondán

e-mail: ing.industrial3@gmail.com

PROCESO DE FLOCULACIÓN

El proceso de floculación que sigue a la coagulación, consiste de ordinario en una agitación suave y lenta. Durante la floculación, las partículas entran más en contacto recíproco, se unen unas a otras para formar partículas mayores que pueden separarse por sedimentación o filtración. El alumbre (sulfato de aluminio) es un coagulante que se utiliza tanto al nivel de familia como en las plantas de tratamiento del agua.31, 32 Los coagulantes naturales incluyen semillas en polvo del árbol Moringa olifeira y tipos de arcilla tales como la bentonita.

Así mismo, la floculación es un proceso mediante el cual, con la adición de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado. Es un paso del procelización de aguas de origen superficial y del tratamiento de aguas servidas domésticas, industriales y de la minería

Los compuestos que pueden estar presentes en el agua pueden ser:

• Sólidos en suspensión;
• Partículas coloidales (menos de 1 micra), gobernadas por el movimiento browniano; y,
• Sustancias disueltas (menos que varios nanómetros).

El proceso de floculación es precedido por la coagulación, por eso se suele hablar de los procesos de coagulación-floculación. Estos facilitan la retirada de las sustancias en suspensión y de las partículas coloidales.

La coagulación es la desestabilización de las partículas coloidales causadas por la adición de un reactivo químico llamado coagulante el cual, neutralizando sus cargas electrostáticas, hace que las partículas tiendan a unirse entre sí;

La floculación es la aglomeración de partículas desestabilizadas en microflóculos y después en los flóculos más grandes que tienden a depositarse en el fondo de los recipientes construidos para este fin, denominados sedimentadores.

Los factores que pueden promover la coagulación-floculación son el gradiente de la velocidad, el tiempo y el pH. El tiempo y el gradiente de velocidad son importantes al aumentar la probabilidad de que las partículas se unan y da más tiempo para que las partículas desciendan, por efecto de la gravedad, y así se acumulen en el fondo. Por otra parte el pH es un factor prominente en acción desestabilizadora de las sustancias coagulantes y floculantes.

La solución floculante más adaptada a la naturaleza de las materias en suspensión con el fin de conseguir aguas decantadas limpias y la formación de lodos espesos se determina por pruebas, ya sea en laboratorio o en el campo.

En la minería, los floculantes utilizados son polímeros sintéticos de alto peso molecular, cuyas moléculas son de cadena larga y con gran afinidad por las superficies sólidas. Estas macromoléculas se fijan por adsorción a las partículas y provocan así la floculación por formación de puentes interpartículas.

Hay diversos factores que influyen en la floculación:

a) Coagulación previa lo más perfecta posible.

b) Agitación lenta y homogénea, La floculación es estimulada por una agitación lenta de la mezcla puesto que así se favorece la unión entre los flóculos. Un mezclado demasiado intenso no interesa porque rompería los flóculos ya formados.

c) Temperatura del agua, La influencia principal de la temperatura en la floculación es su efecto sobre el tiempo requerido para una buena formación de flóculos.

Generalmente, temperaturas bajas dificultan la clarificación del agua, por lo que se requieren periodos de floculación más largos o mayores dosis de floculante.

d) Características del agua, Un agua que contiene poca turbiedad coloidal es, frecuentemente, de floculación más difícil, ya que las partículas sólidas en suspensión actúan como núcleos para la formación inicial de flóculos.

e) Tipos de floculantes Según su naturaleza, los floculantes pueden ser:

      - Minerales: por ejemplo la sílice activada. Se le ha considerado como el mejor floculante capaz de asociarse a las sales de aluminio. Se utiliza sobre todo en el tratamiento de agua potable.

       - Orgánicos: son macromoléculas de cadena larga y alto peso molecular, de origen natural o sintético.

Los floculantes orgánicos de origen natural se obtienen a partir de productos naturales como alginatos (extractos de algas), almidones (extractos de granos vegetales) y derivados de la celulosa. Su eficacia es relativamente pequeña.

Los de origen sintético, son macromoléculas de cadena larga, solubles en agua, conseguidas por asociación de monómeros simples sintéticos, alguno de los cuales poseen cargas eléctricas o grupos ionizables por lo que se le denominan polielectrolitos.

Según el carácter iónico de estos grupos activos, se distinguen:

     -Polielectrolitos no iónicos: son poliacrilamidas de masa molecular comprendida entre 1 y 30 millones.

     -Polielectrolitos aniónicos: Caracterizados por tener grupos ionizados negativamente (grupos carboxílicos).

     -Polielectrolitos catiónicos: caracterizados por tener en sus cadenas una carga eléctrica positiva, debida a la presencia de grupos amino.

La selección del polielectrolito adecuado se hará mediante ensayos jartest.

En general, la acción de los polielectrolitos puede dividirse en tres categorías:

En la primera, los polielectrolitos actúan como coagulantes rebajando la carga de las partículas. Puesto que las partículas del agua residual están cargadas negativamente, se utilizan a tal fin los polielectrolitos catiónicos.

La segunda forma de acción de los polielectrolitos es la formación de puentes entre las partículas. El puente se forma entre las partículas que son adsorbidas por un mismo polímero, las cuales se entrelazan entre sí provocando su crecimiento.

La tercera forma de actuar se clasifica como una acción de coagulaciónformación de puentes, que resulta al utilizar polielectrolitos catiónicos de alto peso molecular. Además de disminuir la carga, estos polielectrolitos formarán también puentes entre las partículas.

·         DOSIFICADOR N° 1, inyecta una solución de Sulfato de Aluminio al agua que ingresa al floculador decantador. 

·         EL FLOCULADOR DECANTADOR, realiza el proceso de floculación para que las partículas de menor tamaño puedan sedimentarse por efecto de la adición del sulfato de aluminio.

Balance de Masa:

·         DOSIFICADOR N° 2, inyecta una solución de Hipoclorito de Calcio (cloro) a la salida de los filtros.

·         El agua, baja a través de los filtros que contiene grava y arena para retener las últimas partículas. Finalmente el dosificador n° 2 inyecta cloro al agua para desinfectarla.

·         Finalizando el proceso de tratamiento, el agua se almacena en una cisterna de 350m³ para luego ser bombeada a un surtidor.

·         Zona de carga de camiones cisterna que realizan viajes a diario llevando agua tratada para regar las áreas verdes.

Por lo tanto este es uno de los procesos en el tratamiento del agua.

WEBGRAFIA

http://www.invenia.es/floculacion_de_aguas_residuales

http://www.monografias.com/trabajos5/anagua/anagua.shtml#conclu

http://html.rincondelvago.com/aguas_tratamiento.html

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

http://es.wikibooks.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_de_aguas_residuales/Tratamiento_f%C3%ADsico-qu%C3%ADmico

http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/civil/ing_sanitaria/Ingenieria_Sanitaria_A4_Capitulo_06_Tratamiento_de_Aguas.pdf

TECNOLOGIA ALIMENTARIA

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

INGENIERIA INDUSTRIAL

Alumno: Andrés Cochachin Aliaga

E-mail: andres25357@yahoo.es

Profesor: Ing. Andrés Tinoco Rondán

e-mail: ing.industrial3@gmail.com

Abstract: Is called an alcoholic drink beer, not distilled, with a bitter taste which is made from barley or other cereals the starch, as amended, is fermented in water, often flavored with hops. Of her many variants are known to a wide range of shades due to different forms of preparation and the ingredients used. Usually has an amber color with shades ranging from golden yellow to black through the reddish brown. It is considered "gas" (containing dissolved CO2 saturation is manifested in the form of bubbles at ambient pressure) and is often crowned by a more or less persistent foam.

Keywords: Guard your heart, drink beer. It is because barley has high levels of antioxidants, B vitamins, folic acid, fiber and water, but they have a positive impact on our health, beer consumption should be moderate.

Resumen: Se denomina cerveza a una bebida alcohólica, no destilada, de sabor amargo que se fabrica con granos de cebada u otros cereales cuyo almidón, una vez modificado, es fermentado en agua y frecuentemente aromatizado con lúpulo. De ella se conocen múltiples variantes con una amplia gama de matices debidos a las diferentes formas de elaboración y a los ingredientes utilizados. Generalmente presenta un color ambarino con tonos que van del amarillo oro al negro pasando los marrones rojizos. Se la considera "gaseosa" (contiene CO2 disuelto en saturación que se manifiesta en forma de burbujas a la presión ambiente) y suele estar coronada de una espuma más o menos persistente.

Palabras claves: Cuide su corazón, tome cerveza. Y es porque la cebada tiene altos índices de antioxidantes, vitaminas del grupo B, ácido fólico, fibra y agua, pero para que éstos tengan efectos positivos en nuestra salud, el consumo de cerveza debe ser moderado.

Resumo:. É chamado de cerveja bebida alcoólica, não destilada, com um gosto amargo que é feito de cevada ou outros cereais, o amido, assim alterado, é fermentado em água, muitas vezes aromatizada com lúpulo. De sua muitas variações são conhecidas por uma vasta gama de tonalidades devido a diferentes formas de preparo e os ingredientes utilizados. Normalmente tem uma cor âmbar, com tons que variam do amarelo dourado ao preto, passando a marrom avermelhado. É considerado o "gás" (contendo CO2 dissolvido de saturação é manifestado em forma de bolhas à pressão atmosférica) e é frequentemente coroada por uma espuma mais ou menos persistente.

Palavras: Guarda o teu coração, beber cerveja. É porque a cevada tem altos níveis de antioxidantes, vitaminas do complexo B, ácido fólico, fibras e água, mas eles têm um impacto positivo sobre nossa saúde, o consumo de cerveja deve ser moderado..

2. Materias primas

Malta

Está constituida por granos de cebada germinados durante un periodo limitado de tiempo, y luego desecados. Generalmente la malta utilizada en la fabricación de la cerveza, no es elaborada en al propia fábrica sino obtenida directamente de proveedores externos.

Lúpulo

El lúpulo es un ingrediente insustituible en la elaboración de la cerveza y no tiene ningún sucedáneo. El lúpulo es indispensable para la elaboración de la cerveza, su sabor amargo agradable y su aroma suave característico, contribuye además, a su mejor conservación y a dar más permanencia a la espuma.

Adjuntos (Grits)

Debido a la alta fuerza diastásica (fermento) de la malta es necesario agregar cereales no malteados a la cerveza para que su estabilidad sea buena. El uso de adjuntos produce cervezas de un color más claro con un sabor más agradable con mayor luminosidad y mejores cualidades de aceptación de enfriamiento.

 Agua

Las características del agua de fabricación influyen sobremanera en la calidad de la cerveza. En la fabricación de cerveza se utiliza agua  potable y sus características organolépticas deben ser completamente normales.

Levadura

Son hongos microscópicos unicelulares que transforman los glúcidos y los aminoácidos en alcohol y CO2. Las cervezas elaboradas con levaduras flotantes (es decir, aquellas que flotan en la superficie del mosto en fermentación) reciben el nombre de tipo ale; las cervezas que se elaboran con levaduras que fermentan en el fondo de la cuba reciben el nombre de tipo lager. En el caso de las cervezas tipo lager, el hongo utilizado es el Saccharomyces carlsbergensis

3. Elaboración de la cerveza

4. Equipos utilizados

Descripción de los principales equipos utilizados en la elaboración de la cerveza

En general, los diseños mecánicos, eléctricos y de control están automatizados a lo largo de todo el proceso puesto que aumentan la eficiencia de las operaciones y disminuyen los posibles riesgos de daños ocasionados por la manipulación.

En la casa de fuerza que es donde salen todas las fuentes de energía que son necesarias para que funcione toda la planta, esta agrupada con las siguientes máquinas:

·         Calderos

Usados los del tipo pirotubulares, cuyos hogares constan de sopladores y quemadores para combustibles líquidos (en nuestro caso Diesel) que se encargaran de   generar el vapor necesario para el edificio de cocinas. Cabe recalcar que para mayor rendimiento térmico el sistema de combustión, así como el de transporte continuo, se encuentran confinados en un cuerpo especialmente diseñado con aislamientos térmicos seleccionados para la aplicación y las temperaturas de operación.

·         Motores

Son empleados en el accionamiento de las bandas transportadoras, los transportadores de canguilones, bombas, ventiladores y compresores. Para los accionamientos, de preferencia, en la adquisición de motores de corriente alterna que funcionan a una velocidad constante donde su eficiencia será la máxima únicamente cuando la carga es máxima, se acoplaran accionamientos de velocidad ajustable de corriente alterna con el propósito de variar la frecuencia de la potencia suministrada al motor con el fin de reducir la velocidad para que concuerde con la necesidad de carga.

·         Motores Diesel

Pueden ser empleados en la generación de energía eléctrica caso no se satisfaga la demanda por la compañía de electricidad y en caso de emergencias por apagones en tiempo de estiaje.

·         Bombas

Son del tipo axial y se emplean para transportar los diferentes fluidos conformados a lo largo del proceso. Por lo general empleados en evacuaciones realizadas en el edificio de cocinas, como las salidas entre: Olla de crudo, olla de mezclas, olla de filtración (afrechos), olla de cocción, sedimentador, tanques de fermentación, tanques de maduración, tanques de almacenamiento y por ultimo hacia la llenadora.

Se propone el empleo de bombeo programado para satisfacer pronta y eficientemente la presión y caudales requeridos en cualquier instante, sin aplicar una fuerza innecesaria y con un mantenimiento mínimo

·         Compresores

Empleados en su mayoría del tipo pistón, permiten el funcionamiento de: el sistema de aire comprimido para la inyección del aire en la fermentación y en la maduración, el sistema de enfriamiento mecánico directo de refrigeración con gas amoniaco y el transporte y llenado del gas carbónico producido en la fermentación para la conformación del producto final.

El rendimiento del sistema de aire comprimido puede aumentarse mediante el uso de aire de entrada de los lugares más fríos posibles, puesto que el aire frío es más denso y requerirá menos energía para ponerlo a la presión requerida para su inyección en los tanques.

·         Ventiladores

Se utilizan en las instalaciones de recepción de malta así como en la instalación de molienda para extracción de polvo.

5. Proceso de Fermentación

Generalmente, la fermentación produce la descomposición de sustancias orgánicas complejas en otras simples, gracias a una acción catalizada.

El ciclo de fermentación depende del lugar donde esta se produzca, variando para los casos del tipo fabricado en Alemania, Belgica, Inglaterra, Estados Unidos, Brasil o el pais de origen que fuera.

En estos casos se divide comunmente el proceso en tres etapas. La primera de molienda, la segunda de hervor y la tercera de fermentación. Aunque al proceso completo se le conozca como fermentación, esto se debe a las diferencias entre las distintas hablas y lenguas. En inglés este proceso es mejor diferenciado para cervezas como Brew y para vinos como fermentation que es como es reconocido en lengua hispana.

 El tipo de fermentación alcohólica de la cerveza es en donde la acción de la cimasa segregada por la levadura convierte los azúcares simples, como la glucosa y la fructosa, en alcohol etílico y dióxido de carbono.

En detalle, la diastasa, la cimasa, la invertasa y el almidón se descomponen en azúcares complejos, luego en azúcares simples y finalmente en alcohol.

6. Pasteurizacion

En compañías que deseen mejorar la calidad del producto final. Este tipo de pasteurización se realiza en frío, eliminando las alteraciones ocasionadas por el tratamiento térmico.

En productos donde se presente oxidación vía enzimática, la acción de las enzimas se ve reducida al eliminar el oxígeno del seno del jugo.

El mosto se lleva a los tanques o cubas de fermentación, donde se añade la levadura necesaria para provocar la fermentación que transforma los azúcares del mosto en alcohol y CO₂. Durante este proceso se puede comprobar que se trata de un producto con vida, especialmente con las cervezas de alta fermentación, y que en su superficie muestran un verdadero espectáculo.

A partir de este momento ya se habla de cerveza.

Las cervezas de baja fermentación tardan en fermentar de 8 a 10 días, y las de alta fermentación de 4 a 6 días.

7. Proceso de Embasado

La cerveza saliente de los filtros y carbonatada, se recibe en los tanques de almacenamiento. De aquí pasa a la llenadora de botellas, donde se busca envasar la cerveza a un nivel fijo dentro de las botellas en las mejores condiciones asépticas posibles, con la menor agitación para eliminar la pérdida de gas carbónico, sin aumento de temperatura y sin inyección de aire. A pesar de que las botellas de envase han sido previamente esterilizadas, y en todo su recorrido la cerveza ha sido perfectamente controlada contra las infecciones, se debe pasteurizar, para garantizar su conservación durante periodos largos. La pasteurización consiste en calentar la cerveza a 60º C durante un corto tiempo, con el objeto de eliminar residuos de levadura que pueden pasar en la filtración.

8. Flowsheet de equipos

1. Silo de Malta: aquí se almacenan los granos de malta para protegerlos de cualquier contaminación.

2. Silo de Arroz: aquí se almacenan los granos de arroz para protegerlos de cualquier contaminación.

3 y 4. Trituración: Se hacen pasar tanto los granos de malta como los granos de arroz por sendos molinos con el objeto de disminuir el tamaño del grano.

5. Olla de Masas: Adicionando agua a los granos de malta y controlando el tiempo y la temperatura, los almidones de dichos granos se convierten en azúcar, dando como resultado un líquido azucarado.

6. Olla de (adjuntos) Arroz: Adicionando agua a los granos de arroz y controlando el tiempo y la temperatura, los almidones de dichos granos se convierten en azúcar, dando como resultado un líquido azucarado. Estos dos líquidos se juntan en la olla de masas dando como resultado un líquido denominado Mosto.

7. Filtración de Mosto: Consiste en la separación de los sólidos presentes en el Mosto. La mayor parte de estos sólidos la conforman la cáscara o afrecho de la malta que van al secador para luego venderlos como subproducto.

8. Cocción: Por medio de altas temperaturas, 96 grados C, se esteriliza el mosto y se propicia la incorporación del lúpulo y sus amargos.

9. Clarificación de Mosto: El mosto se deja en reposo, con el fin de que las sustancias que se hayan formado en el proceso de cocción, se aglutinen en el fondo y puedan ser retiradas posteriormente.

10. Enfriamiento: Utilizando agua fría, en un intercambiador de calor, se hace pasar el mosto hasta conseguir una temperatura cercana a los 10 grados C.

11. Fermentación del Mosto: Una vez que el mosto ha sido enfriado se deja en un tanque a 12 grados C. durante 7 días, permitiendo que la levadura transforme los azúcares en alcohol y en gas carbónico. Aquí se obtiene un líquido que se denomina cerveza (no madura). En este proceso es en donde se produce el gas carbónico. El que sobra va a la planta de tratamiento de gas.

12. Maduración de la Cerveza: Después de retirar la levadura y enviarla al secador, se deja la cerveza en reposo durante 15 días, a temperaturas bajas, 0 grados C aproximadamente, logrando una estabilización química y un refinamiento del sabor.

13. Filtración de la Cerveza: La cerveza se hace pasar por unos filtros a presión, utilizando tierra diatomácea, con el fin de darle el brillo y la transparencia que la caracterizan.

WEBGRAFIA

http://www.colombiapositiva.com/automatizacion/cervunion/proceso.htm

http://www.zonadiet.com/bebidas/fermentacion.htm

http://www.unet.edu.ve/%7Eapuello/EMPRESAS%20POLAR.htm

http://html.rincondelvago.com/elaboracion-de-la-cerveza.html

http://beertec.galeon.com/productos1436661.html