Accf Final Draft - Huber - Silicas.pdf

Presentación Antiaglomerantes / Promotores de fluidez

Técnica

El Problema Muchos productos en polvo sufren de apelmazamiento y poca fluidez durante su: manufactura empaque almacenaje uso final

Causas Principales Humedad externa Humedad interna Grasas Aceites Fusión Tamaño y forma de las partículas Fuerzas moleculares

La Solución ? Dos Opciones…. Cambiar el proceso de manufactura. Usar agentes acondicionadores.

Mayores areas de aplicación de los acondicionadores típicos SILICOALUMINATO DE SODIO

– – – – –

Productos de Panificación Huevo en polvo Queso Blanqueadores de café Sal de mesa

FOSFATO TRICÁLCICO

– Bebidas en polvo – Blanqueadores de café – Sal de mesa ÓXIDO DE MAGNESIO

– Aplicaciones especiales

DIÓXIDO DE SILICIO

– – –

Especias /Sazonadores Chiles Blanqueadores de café

SILICATO DE CALCIO

– Mezclas con alto contenido de grasas y aceites – Chiles – Especias/Sazonadores – Bebidas en polvo CELULOSA (En polvo y cristalina)

– Queso FERROCIANURO DE SODIO (YPS) – Sal de mesa

Propiedades Físicas Típicas Absorción de aceite

Product o

(cm3/100 g) Aluminosilicato de Sodio 60 - 160 Fosfato Tricálcico 65 - 75 Dióxido de Silicio 60 - 350 Silicato de calcio 90 - 470 Celulosa 50 - 80 Oxido de Magnesio 50 - 80

Tamaño de Partícula (micras) 4-6 4-9 3 - 100 3 - 17 23 – 26 6 – 16

Area Superficial (m2/g) 20 - 225 60 - 90 50 - 700 100 - 300 1-2 30 - 110

Agentes Acondicionadores de J. M. Huber…. Dióxidos de Silicio – – – – – – – – – – – –

Zeofree 5111 Zeofree 5112 Zeofree 5175B Zeofree 80 Zeosyl 110SD Zeosyl 200 Zeofree 5171 Zeofree 5161 Zeofree 5162 Zeothix 265 Zeofree 181 Zeofree 182

Aluminosilicatos de Sodio – – – – –

Zeolex 7 Zeolex 201 Zeolex 23A Zeolex 301 Zeolex 7A

Silicatos de Calcio – – – –

Hubersorb 5121 Hubersorb 250NF Hubersorb E Hubersorb 600

Y nuevos productos en desarrollo !

Mecanismo de aglomeramiento por humedad Equilibrio Absorción de humedad o calentamiento

Superficie seca

Superficie húmeda Atracción

Fluido

Cohesión (Pegado)

Cohesión (Pegado)

Fusion

Aglomerado (Pegado)

n ció o r o a s Ab tinu n co ión fus

Se ca do o

en f

ria mi en

Se ca do Aglomerado o

(Pegado)

to

en f

ria mi en

to

o to d o ie n a c Se friam uo en ntin co

Aglomerado duro

Observaciones Clave... Los acondicionadores funcionales se adhieren al producto La proporción del tamaño de partícula del acondicionador con relación al tamaño del producto es crítico Los acondicionadores con mayor capacidad de absorción de aceite trabajan mejor en sistemas cerrados La protección al producto aumenta con el incremento de la cantidad del acondicionador El sobre-acondicionamiento puede disminuir la fluidez

% Aglomeramiento

Prueba de aglomeramiento por humedad en Ácido Cítrico 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

% Agua Adicionada

1.4

SEM – Formación de puentes

SEM – Sin acondicionador y acondicionado

Aglomeramiento por humedad sin acondicionador durante almacenaje

Conditioner

Aglomeramiento con acondicionador en Té helado en polvo CON 0.65% AGUA

CON 0.65% AGUA

93

88

86

86

43

Uncond. ZF5183

TCP

ZF5162 HS600

0.25% Conditioner

% C a k in g

% C a k in g

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

93

93

92

92

91

Uncond ZX265 ZF80 ZL200 ZX95 0.25% Conditioner

Protección contra terrones

% Terrones

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

1 Semana en contenedor sellado

SOPA EN POLVO

0

0,5

0,75

1

% HUBERSORB 600

1,5

Efecto de la capacidad de absorción del acondicionador en el aglomeramiento 90 80

CAPACIDAD BAJA

70 60 50

CAPACIDAD ALTA

40 30 20

1 SEMANA, CONTENEDOR SELLADO

10 0 0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

% Absorción de Humedad

Competencia por la humedad

16 14 12

Ácido Cítrico Sacarosa Fosfato Tricálcico HB600

10 8 6 4 2 0 0

0

5

10

15

Tiempo, Horas

20

25

Competencia por la humedad

% Absorción de humedad

Niveles de equilibrio de humedad a 25 C

40 35 30

Citric Acid Sacarosa Fosfato Tricálcico HB600

25 20 15 10 5 0 0

10

20

30

40

50

60

70

% Humedad relativa

80

90 100

Aglomeramiento por humedad ¿Porqué no usar una cabina de húmedad controlada? – CONTROL INSUFICIENTE: Las muestras absorben diferentes cantidades de humedad – FALTA DE UNIFORMIDAD: Las capas superiores forman costras – TIEMPO EXCESIVO: Las pruebas tardan meses en vez de horas – REPRODUCIBILIDAD: Desviaciones estandar de +/- 40%

% Aglomeramiento

Curva de aglomeramiento por humedad en Té helado en polvo 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

OBJETIVO = 0.65% AGUA

0

0,1

0,2

0,3

0,4

% Total de agua

0,5

0,6 0,65 Sin acondicionador

Aglomeramiento por humedad en Té helado en polvo con acondicionador 93

84

83

76

70 % C a k in g

% C a k in g

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

CON 0.65% AGUA

Uncond. ZF80

TCP

ZX95

0.50% Conditioner

ZF5162

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

CON 0.65% AGUA

93

45 14 0 Uncond. ZL200

ZX265

0

ZF5183 HS600

0.50% Conditioner

Selección del embudo para prueba de fluidez 10mm

6 mm

3 mm

Tiempo de fluidez, Segundos

Efecto del exceso de acondicionador 30 25

Exceso de acondicionador

Acondicionador Insuficiente

20 15 10

Tratamiento óptimo

5 0 0

0,5

0,75

1

1,25

% Acondicionador

1,5

2

Tiempo de fluidez, Segundos

Efecto del exceso de acondicionador 30 25

Exceso de acondicionador

Acondicionador Insuficiente

20 15 10

Tratamiento óptimo

5 0 0

0,5

0,75

1

1,25

% Acondicionador

1,5

2

Aglomeramiento por humedad PRE-REQUISITO – El producto debe contener un componente soluble en agua MÉTODO GENERAL Adicionar agua: dispersar con Molino Spex – Pesar 3 muestras – Aplicar una presión de 0.5 lb/in2 – Secar en horno para eliminar la humedad – Tamizar las muestras – Pesar retenido en malla 20

AeroFlow. Analizador de fluidez de polvos por deslizamiento PRINCIPIOS DE OPERACIÓN – El polvo asciende mediante la rotación del tambor – El polvo alcanza un punto inestable y se desliza hacia abajo – El deslizamiento se detecta mediante una fuente luminosa /foto celda – El Software calcula los parámetros clave, incluyendo el tiempo promedio entre deslizamientos y la desviación estandar. El incremento de la fluidez está indicado por la disminución del tiempo entre deslizamientos. (el polvo se vuelve inestable al ascender a ángulos menores) Los datos obtenidos tienen una alta correlación con otras pruebas de fluidez como la del ángulo de reposo La reproducibilidad es muy alta – Un número elevado de mediciones de deslizamiento usados para calcular el tiempo promedio incremeta la exactitud estadística

CÁLCULO DEL ÁNGULO DE REPOSO

¿Qué significa el ángulo de reposo?

Valores bajos: Mejor Fluidez (0 - 35 Grados) Valores altos: Fluidez pobre (35 – 55 Grados) Puede ayudar a determinar el nivel óptimo de acondicionamiento Se pueden hacer comparaciones entre acondicionadores

Curva típica de densidad aparente. La densidad aparente se incrementa con los niveles de acondicionador Los polvos amorfos presentan cambios menores Los polvos cristalinos presentan cambios mayores El acondicionador adicionado en exceso ocasiona la disminución de la densidad La fluidez y la densidad están fuertemente relacionadas

Densidad aparente vs. Nivel de acondicionamiento

Densidad aoarente (g/cc)

0 % Acondicionador

Cambios de color en Té helado en polvo Blancura Gardner Valores más altos indican color más claro 32,9

35

28,8

30 Blancura

25 20

22,7

29

31,3

23,6

15 10 5 0

Sin HB60 Acond

FTC ZF5183 ZX265 ZL200

0.5% Acondicionador

Notas Importantes El punto de adición puede ser crítico Mejora en control de calidad y empaque-reducción de rechazos Mejora el secado por aspersión-reducción del tiempo de limpieza Mejora la eficiencia en el proceso y el manejo en el equipo Observar con cuidado los cambios en el color y sabor

Notas importantes (Cont..) ADICIONAR MÁS NO SIEMPRE ES MEJOR ! Las propiedades de los acondicionadores se vuelven perceptibles (Los antiaglomerantes y promotores de fluidéz típicamente tienen poca fluidéz y baja densidad) Los acondicionadores recubren el sustrato Incrementan la densidad Incrementan los niveles de polvo Incrementan las posibilidades de segregación Los productos obscuros se pueden aclarar notoriamente

FIN