La importancia de los molinos en el procesamiento de cereales

La recolección y trilla de los cereales es tan importante como la de raíces y tubérculos. Si las operaciones no se realizan con verdadera eficacia, las demás actividades para evitar pérdidas post-cosecha resultarán seguramente de poco valor.

Por ejemplo, durante la recolección, si la cáscara de los granos se llega a romper, el ataque y la infestación de insectos se propagará rápidamente. La utilización de un equipo apropiado para la recolección y la trilla, y la capacitación para su uso correcto constituyen elementos esenciales de toda actividad para impedir pérdidas poscosecha.

Las principales operaciones de elaboración de los cereales son:

1. Trilla
2. Clasificación
3. Molienda

Trilla

El proceso de trilla sirve para separar los granos de los tallos o espigas en los que han crecido. La trilla puede realizarse en el campo, en la granja o en la aldea; de manera manual con ayuda de animales o con maquinaria. Los métodos más sencillos consisten en golpear las espigas contra un muro o el suelo, pisar las espigas contra una superficie dura, caminando por encima del grano o haciéndoles arrastrar una máquina o rastra.

Las máquinas trilladoras operan mediante motores de combustión interna y se dispone de una variedad de sistemas manuales y mecánicos para esta operación.

Clasificación

La clasificación consiste en separar los granos sanos de la paja y las impurezas, y puede hacerse tamizándolos o aventándolos.

Tamizado: Las impurezas se separan sobre la base de sus diferencias de tamaño con respecto al grano. Los tamices manuales se utilizan generalmente uno por uno, mientras que las máquinas más sencillas disponen de dos tamices: uno con orificios de gran tamaño (que retiene impurezas de gran tamaño y deja pasar los granos de cereal) y otro con orificios más pequeños (que retiene los granos pero deja pasar impurezas más pequeñas).

Aventado: En este proceso se separan las impurezas tomando como base sus diferentes densidades con respecto a las de los granos de cereal. La operación consiste en aprovechar una corriente de aire para separar las fracciones más ligeras. El método más sencillo es el de hacer caer una cestada de granos e impurezas, en chorro delgado, a una superficie limpia y en medio de una ligera brisa natural. Es un proceso lento y laborioso pero que aún se practica ampliamente. Las máquinas aventadoras funcionan aplicando el mismo principio, pero creando una corriente de aire mediante un ventilador.

Molienda

La molienda consiste en la producción de harina a partir del endosperma de los granos de cereal. En la mayoría de los cereales, incluido el maíz, se elimina primero la cubierta de la semilla (bien mediante el machacado manual después de tener el grano a remojo, o bien en una blanqueadora) antes de transformarla en harina. La molienda puede efectuarse mediante trituración manual en un mortero, haciendo pasar el grano entre dos piedras, o utilizando molinos de martillos, de placas o de rodillos mecánicos.

Los molinos comúnmente utilizados son el de placas, de martillo, y de rodillos para operaciones comerciales.

El molino de placas consiste en dos placas circulares de hierro colado con estrías superficiales, montadas sobre un mismo eje horizontal, de forma que las placas se mantienen en posición vertical. Una de las placas es fija y está sujeta al cuerpo del molino. La otra está montada sobre el eje motor y puede ajustarse para variar el espacio que la separa de la placa fija. Para el funcionamiento se introduce el grano por el centro de la placa fija y se va triturando a medida que pasa entre las dos placas hacia el extremo exterior. La harina molida sale luego por el conducto de salida. Algunos modelos disponen de tres placas, dos exteriores fijas y una central rotatoria.

El molino de martillo se basó en el sistema de machacado a mano. El mortero de mano se sustituyó con un martillo de madera más pesado aplicado al extremo de una palanca que apoyándose cerca de su centro. Actualmente los molinos de martillos se componen de un juego de martillos fijos u oscilantes montados sobre un eje rotatorio y rodeados de un tambor metálico perforado. El grano se introduce en el recorrido de los martillos rotatorios a través de una ranura del tambor, y el material molido sale luego a través de los orificios del tambor.

El molino de rodillos es un modelo de molino más sofisticado que el molino de placas o de martillos y se utiliza para producir harina fina de alta calidad, generalmente de trigo, pero también de maíz y sorgo. Los rodillos de precisión de acero colado tienen superficies estriadas y giran en direcciones opuestas a velocidades ligeramente diferentes. La separación de los rodillos puede regularse con precisión, de forma que cuando es alimentado con una sola capa de grano de tamaño cuidadosamente seleccionado, de la superficie de cada grano se elimina una pequeña cantidad predeterminada a medida que pasa verticalmente hacia abajo entre los rodillos. Toda la operación de molienda consiste en hacer pasar el grano a través de una serie de molinos en sucesión, posiblemente hasta en diez fases. El producto de cada fase se tomiza, de forma que la operación permite recoger separadamente las distintas partes constituyentes del grano, tales como el germen y el salvado. Estos molinos tienen gran capacidad de producción y generalmente producen harina.

Proveedores de molinos de rodillos

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Como ayuda el Potencial Zeta en las formulaciones de suspensiones y emulsiones

¿Qué es potencial zeta?

El potencial zeta es uno de los parámetros fundamentales que controla la interacción de las partículas en suspensión.

Cuando partículas con carga se aproximan entre ellas, el que se repelen depende del equilibrio entre las fuerzas de atracción  experimentadas en todos los cuerpos, y de las fuerzas de repulsión determinadas por la magnitud del potencial en la capa de deslizamiento. Este es el potencial a una corta distancia de la superficie en dónde las moléculas del dispersante se mueven con respecto a las moléculas en el límite de la superficie.

El potencial zeta es el potencial en la capa de deslizamiento. Las partículas interactúan de acuerdo al potencial en esta capa.

Potencial Zeta como función del pH

El potencial zeta es determinado por la naturaleza de la superficie de la partícula y el medio de dispersión. El pH es a menudo un parámetro importante, y esta gráfica muestra una acción típica del efecto del pH.

En este ejemplo la curva pasa través del potencial zeta en cero, en el eje de las X, y a este punto se le llama punto isoeléctrico. Esto significa que las partículas no experimentan repulsión, por lo que la aglomeración puede ser un efecto a esperarse.

De hecho puede existir cierta atracción cerca de este valor también, y como regla si queremos asegurarnos que exista repulsión entre las partículas, debemos asegurarnos de que el valor de potencial zeta en mayor a +30mV o menor a –30mV.

Esta gráfica nos da la región de inestabilidad en cuanto al pH, en este caso entre pH 4 hasta pH 7.5.

Y las regiones de estabilidad, pH menor a 4 y mayor a 7.5.

Todo esto suena muy bien, pero ¿qué pasa con la gravedad?

En la mayoría de las formulaciones, la fase dispersa tendrá densidad diferente a la del medio, por lo que tenderá a sedimentar. Manteniendo las partículas apartadas sólo reducirá la velocidad del proceso. Si sus partículas dispersas son de densidad diferente a la del medio, siga leyendo>

Para entender como manejar esto, debemos dar un vistazo a dos fuerzas competitivas, la de repulsión y la de atracción.

Esta gráfica muestra la energía de interacción, -KT indica repulsión y KT atracción. R es la distancia entre las partículas, del lado izquierdo las partículas se están tocando. Esta curva azul, es la fuerza de repulsión entre dos partículas y representaría partículas con un potencial zeta alto. A grandes separaciones existe una pequeña interacción. A medida que las partículas se aproximan, la energía de repulsión aumenta. Si las partículas pueden ser aproximadas entre ellas, lo más cerca posible como para vencer la barrera de la energía, las fuerzas de atracción dominarían y causarían que las partículas se junten.  Una vez en este punto de mínima energía primaria, se requeriría mucha energía para separar las partículas.

La curva roja representa únicamente las fuerzas de atracción, y representarían el caso en donde no existe mecanismo de estabilización.  No importando el lugar de las partículas en la dispersión, se irán agregando y caerán en la mínima primaria. La velocidad a la que esto pasa dependerá de la concentración de la muestra y de la velocidad de difusión de la partícula, y será acelerada con la agitación.

La línea verde es la suma de las fuerzas de atracción y repulsión. Note que las fuerzas de repulsión actúan sobre una distancia más grande que la de las fuerzas de atracción.

Este hecho es importante, ya que si reducimos la fuerza de repulsión, reduciendo el potencial zeta, algo inesperado sucede.

La gráfica en la imagen anterior puede ser utilizada para explicar esta observación en las dispersiones de dióxido de titanio.

Variación de la concentración de Calgón
Foto después de dos semanas

Estas ocho botellas, contienen dispersiones de dióxido de titanio en la misma concentración, con concentraciones de calgón, que es el nombre comercial de hexameta fosfato de sodio, que varían desde 0.01% en la izquierda hasta 1.25% en la derecha, y han sido dejadas por dos semanas.

Las dos botellas de la izquierda, han formado un volumen alto de sedimentos. La insuficiente estabilización de carga ha provocado que las partículas se agreguen rápidamente, formando flóculos de baja densidad. Las cuatro botellas de en medio han floculado, pero ahora se han estabilizado, con las partículas paradas en las mínima secundaria.

Las dos botellas de la derecha, tienen una carga lo suficientemente estable que ha prevenido la agregación, pero la gravedad se ha encargado de que las partículas precipiten. El movimiento browniano de las partículas ha provocado que cada partícula vaya a la posición más baja de energía, formando una cama densa que dificultará o hará imposible la re-dispersión.

La lección de esto es que mucha cantidad de dispersante puede ser tan malo como no lo suficiente.

Regresando a la foto de las dispersiones de dióxido de titanio, la distinción principal entre las botellas b y c, y entre la f y g muestra porque las variaciones entre lotes pueden ocurrir sí la formulación esta situada justo en este punto.  Pequeños cambios en la formulación pueden fácilmente desencadenar la floculación o sedimentación.

¿Que hay de mejorar el tiempo de anaquel?

Las formulaciones pueden cambiar en al almacén debido a la hidrólisis, o por el efecto del contenedor utilizado, por ejemplo, los iones de metal pueden disolverse lentamente en una lata, o los gases pueden difundirse a través de una botella de plástico. Si estos efectos son entendidos, entonces el análisis pueden realizarse para encontrar su efecto en el potencial zeta. La formulación entonces, puede ser alterada para resistir cambios debido a estos efectos, o pueden producirse cambios en las condiciones de almacenamiento.

Esto reducirá el consumo de tiempo en pruebas de estabilidad en un gran número de formulaciones, si sólo se concentra en las candidatas.

Proveedores de medición de potencia zeta

A continuación le presentamos a Malvern Instruments, proveedor de medición de potencial zeta:

Malvern Instruments es una empresa líder en soluciones de análisis de tamaño de partícula para caracterización y aplicaciones reológicas.

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Guía para resolver problemas de emulsiones

Si usted está teniendo problemas en la preparación de una emulsión estable, los factores siguientes juegan un papel importante en la estabilidad de la emulsión:

Proveedores de Emulsificantes

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A continuación le presentamos a Noveon de México S. A. de C. V., proveedor de emulsificantes:

Noveon de México S. A. de C. V., es una empresa líder en la distribución y venta de polímeros y aditivos químicos, así como productos innovadores para la industria farmacéutica y cosmética, como los son los Emulsificantes Pemulen®.

Algunos beneficios de los emulsificantes Pemulen®

Los emulsificantes poliméricos Pemulen son nuevos emulsificantes de aceite en agua (o/w), que proveen numerosos beneficios cuando se utilizan.

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