INTRODUCCIÓN

El proceso de clarificación de jugo de cualquier industria azucarera, consta de

las etapas presentadas en la figura siguiente.

Todas las sustancias contenidas en el tallo de la caña, diferentes a la sacarosa,

son consideradas impurezas. La clarificación de jugo es el proceso inicial por el

cual éstas son eliminadas (bien sean solubles, coloidales, en suspensión o

insolubles) y que son susceptibles a coagulación y floculación por medios

mecánicos y químicos, que implican el asentamiento y remoción por

decantación de las mismas, para producir un jugo claro de buena calidad con la

ayuda conjunta de la cal, el calor y la adición de floculante. Es importante

destacar que la clarificación también podría tener lugar sin el uso de

floculantes, sin embargo tardaría un tiempo mucho más prolongado y

probablemente el jugo que se obtendría no sería de la misma calidad.

FLOCULANTES

Un floculante es una sustancia química comúnmente orgánica que aglutina

sólidos en suspensión una vez efectuada su coagulación, provocando

su precipitación. Por ejemplo el polímero de acrilamida, es el polímero más

empleado para floculación. Ordinariamente el proceso de floculación sucede a

la coagulación que se realiza con un coagulante como el alumbre que es un

grupo de compuestos químicos, formado por dos sales combinadas en

proporciones definidas una de las sales es el sulfato de aluminio o el sulfato de

amonio.

FLOCULACIÓN

La floculación es un proceso químico 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 proceso de clarificación en la industria

azucarera, potabilización 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.

Sustancias disueltas (menos que varios nanómetros).

PROCESO DE FLOCULACIÓN

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 la acción

desestabilizadora de las sustancias coagulantes y floculantes.

La solución floculante más adecuada a la naturaleza de los materiales 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.

TIPOS DE FLOCULACIÓN

Floculación iónica

Mediante la floculación iónica se modifican las moléculas disueltas en un fluido

mediante la acción de los llamados floculadores iónicos, que son los elementos

materiales compuestos por tubos de acero inoxidable, plata o cobre, que

conectados en su extremo a polos de corriente directa, positiva o negativa,

generan la actividad iónica. Los floculadores iónicos sumergidos en el fluido

producen un campo eléctrico de baja intensidad con actividad iónica constante,

que incrementa la energía de los electrones de enlace; entonces,

los átomos que componen las moléculas diluidas en el medio sufren un cambio

en su estructura que las lleva a su forma más elemental, confirmando la teoría

electrolítica de la disociación.

APLICACIONES DE FLOCULANTES

Mantenimiento de Piscinas y tratamiento de aguas.

La contaminación del agua es un problema constante. Las fuentes de

contaminación son diferentes, por lo que se necesitan diferentes tipos de

métodos de tratamiento de aguas.

Muchas veces los contaminantes presentes en el agua son sustancias

coloidales que difícilmente se pueden atacar debido al pequeñísimo tamaño de

sus partículas, que suelen variar entre 1nm y 1µm. La contaminación del agua

provocada por sustancias coloidales no siempre es fácil de identificar. Estas

sustancias no son perceptibles a simple vista, sólo con el uso de microscopio.

Debido a sus dimensiones tan pequeñas difícilmente serán eliminadas

utilizando filtros normales. Para llevar a cabo su efectiva eliminación se utilizan

otros métodos, como la floculación.

La floculación es uno de los métodos más efectivos para la eliminación de

sustancias coloidales presentes en el agua.

 

Un método que puede servir como complemento a la floculación se conoce

como coagulación. La forma en la que ambos métodos trabajan es la siguiente:

 

- Se produce la desestabilización de las partículas coloidales utilizando una

sustancia química que recibe el nombre de coagulante. La función del

coagulante es neutralizar las cargas electrostáticas de los coloides para

provocar la unión de partículas.

- Luego de la coagulación, se utiliza otra sustancia química llamada floculante.

Lo que hacen los floculantes es aglomerar las partículas desestabilizadas en

unidades llamadas flóculos. Los flóculos irán creciendo a medida que más

partículas se aglomeren.

 

Cuando las partículas aglomeradas tengan un tamaño considerable se

precipitarán al fondo del recipiente que contenga agua. De esta manera las

sustancias coloidales son separadas del agua.

 

En muchas ocasiones se considera a la floculación como parte del proceso de

clarificación del agua, que consta de la eliminación de partículas muy finas de

la misma.

En Minería.

Tratamiento de separación de minerales en aguas de industrias de extracción

de metales preciosos, metales de alto valor añadido y minero metalurgia.

Facilita el mantenimiento de tuberías y fosas de decantación de sólidos en

cabinas de pinturas.

De gran utilidad en todo tipo de tratamiento de clarificación de aguas

industriales, procesos, etc. donde exista un alto contenido de sólidos en

suspensión.

En la Industria Azucarera.

Los floculantes son utilizados en la industria azucarera en el proceso de

clarificación.

FLOCULANTES EN LA INDUSTRIA AZUCARERA

Los floculantes, también llamados ayudantes de coagulación, de floculación o

de filtración son sustancias poliméricas de elevado peso molecular (1x107

Kg/Kmol), solubles en agua, que se clasifican por su naturaleza (mineral u

orgánica), su origen (natural o sintético) o según su carga iónica (no iónico,

catiónico, aniónico) y se encuentran en presentaciones líquidas o sólidas.

Para la clarificación de jugo las industrias azucareras utilizan floculantes

sintéticos aniónicos sólidos, los cuales poseen una gran afinidad con las

superficies sólidas. El uso de este tipo de floculantes comenzó a finales de la

década de 1950. Desde entonces, los estudios están encaminados a la

resolución de problemas tecnológicos relacionados con la aceleración y

aumento de eficacia del polímero en procesos de separación de sistemas

sólido-líquido.

Hasta el momento, investigaciones realizadas han comprobado que no existe

un polímero que se desempeñe igual en todas las industrias azucareras. Esto

indica que cada fábrica deberá hacer la selección del producto que aplicarán a

su proceso, según sean sus condiciones de operación.

El uso de floculantes o polímeros ha tenido grandes aplicaciones industriales

diferentes a la fabricación del azúcar, tales como:

• En el tratamiento de aguas potables e industriales de proceso.

• Depuración de aguas residuales, específicamente en tratamientos físico –

químicos.

• Tratamiento de fangos, para mejorar el rendimiento de centrífugas y filtros

prensa.

• Procesos industriales en papeleras, petroquímica, tratamiento de minerales,

conserveras, etc.

Adicionar floculante en el proceso de clarificación de jugo trae las

siguientes ventajas:

• Incremento en la velocidad de sedimentación de los lodos.

• Disminución del volumen de lodos como consecuencia de una

producción más compacta.

• Producción de jugo con valores menores de turbiedad (jugo más claro)

como resultado del arrastre de las impurezas.

• Disminución de la pol en la torta de cachaza producida en la estación de

filtración de cachaza.

La Norma Técnica Colombiana NTC 2369 del 19 de Octubre de 1994,

establece los requisitos que deben cumplir y los métodos de análisis a los

cuales deben someterse los “Floculantes Derivados de la Acrilamida Utilizados

en la Clarificación del Agua Potable y en la Elaboración del Azúcar de Caña”.

BIBLIOGRAFÍA

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clarificación de jugos diluidos de caña de azúcar. Tesis de grado.

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