Jugo de henequén, producto para el desengrase de superficies metálicas
Enviado por Martha Mazorra Mestre
- Introducción
- Desarrollo
- Aplicación del Jugo de henequén como agente desengrasante natural.
- Conclusiones
- Referencias
- Bibliografia
Grupo de Fibras Naturales y Tensioactivos
El aprovechamiento total de las fibras naturales por un fututo sustentable Las Autoras
Introducción
La industria del henequén en Cuba tiene sus orígenes en un periodo de más de 60 años. Su desarrollo ha sido lento a pesar de la facilidad con que se cultiva, no requiere de atenciones agrotécnicas, ya que los terrenos en que se cultiva son pedregosos y la recolección de sus hojas es difícil por las características propias del cultivo.
El desfibrado del henequén o Agave Fourcroydes Lem., produce anualmente miles de tonelada de residuales, cuya alta carga orgánica contamina el agua en las zonas costeras o se acumula en terrenos de la periferia de las industrias, afectando el manto freático u otros sistemas, situación que está presente en todas las henequeneras del país.
La industria henequenera en general aprovecha la fibra, desechando el jugo y la pulpa o bagazo, los cuales fermentan rápidamente creando una situación verdaderamente difícil, sin que se avizore una solución inmediata para esta problemática, para que se logre la disposición adecuada de los residuos o se aproveche el valor agregado de estos en otras producciones.
A principios de los años noventa, el país enfrentó uno de sus peores períodos, el llamado Período Especial, ese momento económicamente histórico para el pueblo cubano trajo consigo el desarrollo de la inventiva.
Muchas investigaciones sobre el jugo de henequén, sus propiedades y funciones fueron llevadas a cabo en el país, sin embargo, el poco aprovechamiento de los residuales que produce el henequén hace que el sector muestre impactos negativos en los ecosistemas de las fábricas.
A pesar de la caída de la producción henequenera en las dos últimas décadas, en Cuba, el henequén sigue siendo una de las fibras naturales de mayor calidad en el mundo y un cultivo altamente productivo en áreas ecológicas con limitaciones de agua y suelo.
La producción de fibras para cordeles, sogas, etc., es de interés mundial, para las áreas agrícolas, al igual que en otros sectores de la práctica productiva, estas fibras se obtienen fundamentalmente de plantas como los Agaves, cuya calidad está determinada por factores de tipo local, variedad de cultivo, suelos, edad de la planta, entre otros, por lo que los residuos que se obtienen con el desfibrado de las hojas condicionan a su vez su calidad a estos factores y a otros como tiempo de corte de las hojas, tratamientos para el aprovechamiento de residuales, etc.
En Cuba, el Agave Fourcroydes Lem., es el más difundido, siendo el más empleado en la producción de sogas y cordeles. El proceso industrial de desfibración maneja considerables volúmenes de residuales que superan el 90% de la producción diaria, lo cual es una razón para tomar en cuenta el aprovechamiento integral de las plantaciones para hacer del proceso productivo un frente donde aplicar buenas prácticas, en el caso particular del residual líquido éste ha sido ampliamente estudiado por investigadores del Instituto Superior Politécnico "José Antonio Echeverría" CUJAE y otras instituciones del país.
Una de las aplicaciones encontradas para el jugo estabilizado es su capacidad como desengrasante de superficies sólidas y en el Taller Metal Mecánico de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la CUJAE se ha validado esta aplicación por más de 4 años, de cuyos resultados se ha observado que es más competitivo frente a derivados de la explotación de los crudos como el petróleo, considerando la comparación desde una dimensión ambiental y ecológica.
Desarrollo
1. Generalidades sobre grasas y desengrase. 1.1. Características generales de los productos desengrasantes
Los desengrasantes son sustancias que sirven como limpiadores o removedores de grasas pesadas y suciedades incrustadas en cualquier superficie sólida, éstas pueden actuar con o sin necesidad de acciones mecánicas.
Los jabones y detergentes, son los desengrasantes por excelencia más conocidos y en su función eliminan la grasa y otras suciedades debido a que algunos de sus componentes son agentes activos en superficie, los cuales son denominados agentes tensioactivos.
Éstos agentes tienen una estructura molecular que actúa como un enlace entre el agua y las partículas grasas de la suciedad. La molécula produce este efecto porque uno de sus extremos es hidrófilo (atrae el agua) y el otro es hidrófobo (atraído por las sustancias no solubles en agua). El extremo hidrófilo es similar en su estructura a las sales solubles en agua. La parte hidrófoba de la molécula está formada por lo general por una cadena hidrocarbonada, que es similar en su estructura al aceite y a muchas grasas. El resultado global de esta peculiar estructura permite al jabón y al detergente reducir la tensión superficial del agua (incrementando la humectación), adherir y hacer solubles en agua, sustancias que normalmente no lo son.
Existen otros productos extraídos de fuentes frutales ó vegetales renovables que realizan una limpieza coloidal reinvirtiendo la polaridad de la superficie tratada (madera, piedra, metal, etc.); debido a la composición a base de coloides, su inhalación no produce ningún efecto nocivo además de las ventajas medioambientales que tiene. Estos productos tienen la ventaja de que al ser vertidos al alcantarillado, reactivan el proceso biológico de las depuradoras. Su aparición se fundamenta en la sustitución de los ya existentes en el mercado, fabricados con compuestos de butil, ácidos fosfóricos y demás componentes tóxicos, nocivos para la salud y el medio ambiente, es decir, el asunto referido a la contaminación del medio ambiente ha hecho que se promueva la búsqueda de nuevos productos desengrasantes cuyas garantías ambientales sean evidentes.
La actuación de los desengrasantes sobre las grasas como sustratos a remover tiene que cumplir con eficiencia esta función se conoce que las grasas son compuestos orgánicos de estructura compleja, difíciles de eliminar sin la aplicación de productos que la remuevan, se utilizan en equipos de la industria para su conservación temporal, las que se deben eliminar al realizar las actividades de explotación para las que son diseñados estos equipos, como es el caso de las máquinas herramientas, además, durante algunos procesos de corte es necesario disponer de estas grasas para garantizar la vida útil de los mismos, la presencia de grasas en equipos y superficies metálicas tienen un fundamento desde el funcionamiento y hasta la conservación de éstos.
1.1.1. Clasificación de los desengrasantes · Atendiendo al uso
Ligero: Para limpieza de cristales, cromo, linolium y limpiezas ligeras.
Medio: Para azulejos, acero inoxidable, maquinaria, neumáticos, puertas, ventanas, tapicería, alfombras.
Concentrado: Para limpieza de estructuras metálicas y de equipos mecánicos con rociadores de alta presión, pisos de trabajo pesado, pintura fresca, hornos.
Acción Total: Lavado de suelos y maleza contaminada con hidrocarburos, es efectivo en aceites viejos o frescos, fosas de crudo intemperizado y superficies con aceite impregnado.
El producto puede ser empleado desde su forma concentrada o en diluciones hasta de 1:30-40, dependiendo del material a eliminar o actividad a realizar.
· Según su naturaleza 1- Desengrasantes químicos 2- Desengrasantes naturales
1.1.2. Desengrasantes Químicos. La efectividad en la limpieza y el desengrase de metales es vital para todas las industrias en las que el proceso de producción incluye la fabricación o el montaje de piezas metálicas—principalmente, las industrias de automoción, aviación, electrodomésticas y ferroviarias. Durante los diversos pasos del proceso de producción, deben limpiarse el aceite, fluidos y grasas de las piezas metálicas.
Si bien se han desarrollado y comercializado nuevos productos de limpieza, en la mayoría de los casos, los disolventes clorados que se suministran en sistemas de circuito cerrado ofrecen la mejor opción.
· Disolventes clorados. Los disolventes clorados, además de su superioridad técnica, son también insuperables en términos de seguridad del lugar de trabajo, protección del medio ambiente y economía. Las emisiones pueden minimizarse mediante su utilización en sistemas de circuito cerrado.
Algunas ventajas y características: · Elevada capacidad de disolución · No inflamables · Compatibles con numerosos contaminantes diferentes, como aceites, virutas metálicas y polvos metálicos.
· Resultados demostrados · Limpieza eficiente · Secado rápido y sin residuos · Facilidad de recuperación · Sistema de circuito cerrado establecido · Bajas temperaturas de operación Los disolventes clorados siguientes son altamente eficientes y no producen corrosión en las aplicaciones de limpieza de metales, incluida la mayoría de los equipos de aluminio.
-Disolvente de percloroetileno DOWPER™ MC. (Para la limpieza de superficies muy sucias y el desengrase de metales, incluyendo metales ligeros).
-Disolvente de percloroetileno DOWPER N°. (Calidad y alto rendimiento para equipos de limpieza cerrados, incluyendo metales ligeros).
-Disolvente de tricloroetileno HI-TRI™ SMG.( Diversas aplicaciones).
-CLORURO DE METILENO SVG-N°. (Para la limpieza de metales, incluyendo metales ligeros).
-Disolvente de tricloroetileno NEU-TRI™ E°. (Para la limpieza de metales, incluyendo metales ligeros).
-Disolvente de tricloroetileno NEU-TRI L°. (Estabilizado especialmente para el desengrase de metales ligeros).
· Disolventes no clorados -Agente de limpieza y desengrase DOWCLENE™ 1601
1.1.3. Desengrasantes Naturales Al realizar una amplia búsqueda de productos de este tipo a través de la literatura especializada, los reportes arrojan que no se encuentran registrados por que esta monografía centra la atención en desengrasantes de origen natural, al presentar como el jugo de henequén es capaz de remover la grasa en superficies de maquinas herramientas en un Taller Metal-Mecánico.
Se debe distinguir que en un proceso de desengrase, éste está determinado por varios factores: 1- La superficie a desengrasar 2- La grasa a eliminar 3- El producto a emplear En epígrafe aparte se exponen la caracterización y aspectos destacables del jugo de henequén en relación con la capacidad como desengrasante natural.
1.2. Moléculas Grasas 1.2.1. Lípidos Los lípidos son aquellas moléculas orgánicas, denominadas también biomoléculas, presentes en el tejido de los animales y las plantas. El análisis de estas fracciones ha demostrado que se encuentran diferentes tipos de compuestos orgánicos como son: Ácidos de alta masa molecular (denominados ácidos grasos), Ceras, Triglicéridos, Fosfolípidos, Glucolípidos, Terpenos, Terpenoides, Esteroles y Esteroides.
1.2.2. Clasificación de lípidos Los lípidos pueden clasificarse de acuerdo a su estructura química, aquellos que presentan enlaces éster y pueden ser hidrolizados, tales como ceras, glicéridos se denominan lípidos hidrolizables y los que no presentan enlaces ésteres, denominados no hidrolizables en los que se encuentran los esteroles, esteroides, terpenos y terpenoides.
Los lípidos hidrolizables, se clasifican en: lípidos simples, compuestos. Los lípidos no hidrolizables se clasifican en isoprenoides y esteroides.
Los lípidos se clasifican en dependencia de las reacciones químicas que experimentan, de esta manera aquellos que reaccionan con disolución de NaOH al 40%, originando sales, se denominan lípidos saponificables, y los que no experimentan este tipo de reacción se consideran lípidos no saponificables.
1.2.3. Lípidos simples Los lípidos simples se caracterizan por presentar la función éster, observe que producto de los efectos electrónicos presentes en el carbono, el mismo constituye un centro de baja densidad de electrones, lo que favorece las reacciones de sustitución nucleofílica.
Estas reacciones presentan un mayor grado de complejidad, debido a que los lípidos simples son compuestos que presentan varios grupos funcionales, los lípidos simples son abundantes en las plantas y animales. En las plantas superiores lignificadas se encuentran en el follaje, la corteza, ramas, semillas, flores, frutos y madera, ésta última presenta bajos contenidos de ceras y glicéridos.
1.2.4. Características estructurales Los lípidos simples son abundantes en la naturaleza en forma de: ceras y glicéridos. Los glicéridos a su vez se encuentran en forma de grasas y aceites.
Los glicéridos están constituidos por ácidos grasos de alta masa molecular y alcoholes trihidroxilados como el propanotriol, glicerol o glicerina. Pueden presentar un grupo hidroxilo esterificado, denominados monoacilglicérido, diacilglicérido cuando presentan dos grupos hidroxilos esterificados y triacilglicérido, cuando se esterificaron los tres grupos hidroxilos.
Fig. 1 Ejemplos de grupos hidroxilo esterificados.
Los glicéridos cuando presentan cadenas carbonadas saturadas reciben la denominación de grasas, todos los átomos de carbono presentan hibridación sp3, excepto el carbono del grupo funcional (éster), por lo que se deduce que los ácidos grasos presentes en estas estructuras son de cadenas saturadas.
Los aceites se caracterizan por presentar insaturaciones o sea la presencia de dobles o triples enlaces en las cadenas de los ácidos grasos que forman la estructura del glicérido, por tanto no todos los átomos de carbono presentan hibridación sp3, aparece una nueva funcionalidad, donde los átomos de carbono presentan hibridación sp2 y diferente reactividad química, los ácidos grasos presentes son no saturados, observe que los ácidos grasos saturados presentan un empaquetamiento u ordenamiento específico en las moléculas de triglicérido lo que explica que las grasas sean sustancias sólidas, mientras que la estereoquímica particular de los ácidos grasos que constituyen los aceites (ácidos grasos no saturados) con isomería geométrica, siendo más abundante el isómero cis, proporciona un ordenamiento espacial diferente.
Los lípidos simples son sustancias neutras, solubles en solventes orgánicos de baja polaridad, insolubles en agua, con olores característicos, su consistencia varía desde líquidos oleaginosos hasta sustancias semi-sólidas a sólidas.
Sus propiedades tales como acidez y grado de saturación, facilidad de saponificación están relacionadas con su estructura química.
Estas propiedades se pueden determinar mediante los siguientes índices:
> Índice de yodo: gramos de yodo que se adicionan a 100g de grasa o aceite, mide el grado de saturación de la grasa o aceite.
> Índice de acidez: es el número de miligramos de hidróxido de potasio que se necesitan para neutralizar 1g de grasa o aceite, es una medida de la acidez de los lípidos simples.
> Índice de saponificación: miligramos de hidróxido de potasio que se necesitan para saponificar 1g de grasa o aceite.
Los ácidos presentes en la estructura de los lípidos simples, son ácidos monocarboxílicos, presentando un grupo carboxilo y cadenas que varían en longitud desde 4 hasta 40 átomos de carbono, siendo los más abundantes en la naturaleza los ácidos de 16 a 18 átomos de carbono. Los ácidos se clasifican en saturados y no saturados, son abundantes en el grano del maíz, fríjol de soya, grasa humana y animal.
1.2.5. Isomería de los ácidos grasos de los lípidos simples Los ácidos grasos no saturados, pueden presentarse en la naturaleza con una instauración, con dos o más insaturaciones e inclusive pueden presentar otros grupos funcionales tales como el grupo hidroxilo.
Los ácidos grasos no saturados presentan un doble enlace entre los átomos de carbono 9 y 10, y esta insaturación es responsable de la presencia de isómeros geométricos (cis-trans). Encontrándose estos ácidos en dos formas diasterómeras diferentes.
En la naturaleza se pueden encontrar con dos y tres dobles enlaces y los mismos presentan este tipo de estereoisomería con un mayor grado de complejidad.
Los ácidos carboxílicos, que se presentan en la naturaleza, como constituyente de las ceras y los glicéridos pueden presentar diferentes longitudes de las cadenas y grupos funcionales diferentes al grupo carboxilo.
1.3. Grasas y desengrase El tipo más común de grasa es aquél en que tres ácidos grasos están unidos a la molécula de glicerina, recibiendo el nombre de triglicéridos o triacilglicéridos.
Los triglicéridos sólidos a temperatura ambiente son denominados grasas, mientras que los que son líquidos son conocidos como aceites. Mediante un proceso tecnológico denominado hidrogenación catalítica, los aceites se tratan para obtener mantecas o grasas hidrogenadas. Aunque actualmente se han reducido los efectos indeseables de este proceso, dicho proceso tecnológico aún tiene como inconveniente la formación de ácidos grasos cuyas insaturaciones (dobles enlaces) son de configuración trans. Químicamente, las grasas son generalmente triésteres del glicerol y ácidos grasos.
Las grasas pueden ser sólidas o líquidas a temperatura ambiente, dependiendo de su estructura y composición, ellas forman una categoría de lípidos, que se distingue de otros lípidos por su estructura química y propiedades físicas. Esta categoría de moléculas es importante para muchas formas de vida, cumpliendo funciones tanto estructurales como metabólicas. Estos constituyen una parte muy importante de la dieta de la mayoría de los heterótrofos (incluyendo los humanos).
1.3.1. Tipos de grasas En función del tipo de ácidos grasos que formen predominantemente las grasas, y en particular por el grado de instauración (número de enlaces dobles o triples) de los ácidos grasos, podemos distinguir: > Grasas saturadas: formadas mayoritariamente por ácidos grasos saturados. Este tipo de grasas es sólida a temperatura ambiente. Las grasas formadas por ácidos grasos de cadena larga (más de 8 átomos de carbono), como los ácidos láurico, mirístico y palmítico, se consideran que elevan los niveles plasmáticos de colesterol asociado a las lipoproteínas LDL. Sin embargo, las grasas saturadas basadas en el esteárico tienen un efecto neutro. Ejemplos: sebos y mantecas.
> Grasas insaturadas: formadas principalmente por ácidos grasos insaturados como el oleico o el palmitoleico. Son líquidas a temperatura ambiente y comúnmente se les conoce como aceites. Pueden ser por ejemplo el aceite de oliva, de girasol, de maíz. Las grasas insaturadas pueden subdividirse en: · Grasas monoinsaturadas: Se encuentran en el aceite de oliva, el aguacate, y algunos frutos secos.
· Grasas poliinsaturadas: formadas por ácidos grasos de las series omega- 3, omega-6. Se encuentran en la mayoría de los pescados azules (bonito, atún, salmón, etc.), semillas oleaginosas y algunos frutos secos (nuez, almendra, avellana, etc.).
· Grasas trans: Se obtienen a partir de la hidrogenación de los aceites vegetales, por lo cual pasan de ser insaturadas a saturadas, y a poseer la forma espacial de trans, por eso se llaman ácidos grasos trans.
1.3.2. La oxidación biológica de las grasas. Es un proceso que se produce en las plantas y animales en la cual se obtiene energía metabólicamente aprovechable para los procesos que se requieren en el organismo animal o vegetal, la misma se diferencia de las reacciones que se practican en el laboratorio es una reacción bioquímica que ocurre a nivel celular. Por tanto se entenderá que los catalizadores usuales en estas transformaciones, son catalizadores biológicos denominados enzimas, para reconocer que se trata de una enzima observe que presenta la terminación asa.
El proceso de degradación u oxidación biológica, también conocido como ß- oxidación, se reconoce en bioquímica como el proceso de catabolismo.
El catabolismo de las grasas y aceites (triglicéridos), comienza con la hidrólisis para formar glicerol y ácidos grasos. Los ácidos grasos son catabolizados mediante el proceso de la ß- oxidación que consta de cuatro etapas y este proceso se produce repetitivamente hasta degradación total de la molécula.
Etapas de la ß- oxidacisn: A. Dos átomos de hidrógeno provenientes de los carbonos 2 y 3 son removidos para formar el éster a, ß-insaturado. Esta es una reacción de deshidrogenación u oxidación.
B. Se produce la adición de agua al doble enlace carbono- carbono, para producir el éster ß-hidroxilado.
C. Ocurre una oxidación del grupo hidroxilo del carbono ß, obteniéndose el ß- cetoacilCoA.
D. La ruptura de la cadena, que se produce por átomo de carbono ß, origina el acetilCoA y un ácido de dos átomos de carbono menos el cual origina acilCoA cuando interviene otra molécula de la CoA.
El proceso de degradación u oxidación biológica, también conocido como ß- oxidación, se reconoce en bioquímica como el proceso de catabolismo.
El catabolismo de las grasas y aceites (triglicéridos), comienza con la hidrólisis para formar glicerol y ácidos grasos. Los ácidos grasos son catabolizados mediante el proceso de la ß- oxidación que consta de cuatro etapas y este proceso se produce repetitivamente hasta degradación total de la molécula.
La degradación de los ácidos grasos es la degradación de los triglicéridos porque es así como se almacenan las mismas, transcurre mediante un mecanismo que consta de tres pasos, las vías posibles para que este proceso degradativo de la grasa tenga lugar se puede encaminar por diferentes vías, las que no absolutizando pueden ser las responsables de la descomposición o encapsulación de las grasas: 1. Movilización de triglicéridos.
2. Introducción de los ácidos grasos en el orgánulo donde se degradarán.
3. Degradación de la molécula de ácidos grasos (ß-oxidación de los ácidos grasos).
1.3.3. Grasas como preservo Normalmente los mecanismos de la mayoría de las maquinarias se engrasan o lubrican para disminuir las fricciones y en consecuencia la rotura de los mismos, ocasionando que en las superficies de estas máquinas se depositen restos de grasa que por la propia actividad productiva impregna la superficie metálica.
1.3.4. Engrase general de mecanismos La industria y su mercado convencional disponen de un amplio surtido de grasas lubricantes para diversos usos, como ejemplo se citas a Celen Química porque dispone de una amplia gama de grasas lubricantes que cubren la mayoría de necesidades de la industria moderna, con el propósito de conservar las diferentes piezas y maquinarias que deben mantener durante su explotación las características que le permiten continuar en uso o en espera de ser usadas.
PQL LI GREASE. (Grasa lítica multifuncional para aplicaciones de engrase en general).
PQL LI GREASE EP. (Grasa lítica multifuncional con aditivos de Extrema Presión. Indicada para mecanismos sometidos a fuertes cargas, buena resistencia al agua. Disponible en diversas consistencias NLGI).
PQL Mobi GREASE EP. (Grasa lítica con aditivos de Extrema Presión y Bisulfuro de Molibdeno. Excelentes propiedades lubricantes, indicada para elementos sometidos a fuertes cargas y esfuerzos. Disponible en diversas consistencias NLGI).
PQL SEA GREASE. (Grasa con aceite semisintético muy adherente, alto poder anticorrosivo y alta resistencia al agua. Adecuada en ambientes marinos. Recomendada para velocidades de trabajo medias/bajas. Disponible en diversas consistencias NLGI).
PQL SIL GREASE. (Grasa de silicona para la lubricación de metales en contacto con plásticos. Indicada para trabajar a diversas temperaturas de entre –40 Cº a 200 Cº. Disponible en diversas consistencias NLGI).
· Líquidos para el desengrase de máquinas herramientas. ZAKA PERCLO. (Desengrasante grado alimentario base solvente, no clorado, para máquinas, herramientas y piezas mecánicas).
ZAKA ROCA BOOM. (Abrillantador y desincrustante de Aluminio, acero inoxidable y metales blancos. Contiene inhibidores de corrosión).
M. P. (Desengrasante MUY POTENTE para grasas pesadas).
M. P. LIMÓN. (Desengrasante MUY POTENTE para acero inoxidable, Aluminio y otras superficies).
TRANS CLEAN. (Desengrasante pesado para motores. Para motores, transmisiones y otras partes mecánicas automotrices (quinta rueda, baleros, etc.).
TRANS CLEAN ORANGE. (Desengrasante orgánico para motores con aroma a naranja. Para motores, transmisiones y otras partes mecánicas automotrices (quinta rueda, baleros, etc.).
ECO SURE. (Desengrasante ecológico para motores y pisos de talleres mecánicos).
M .P. METAL. (Desengrasante alcalino MUY POTENTE para piezas metálicas manual y por inmersión. Elimina todo tipo de grasas y aceites en la industria Metalmecánica).
ZAKA LUMI. (Desengrasante, desincrustante y abrillantador de acero inoxidable, Aluminio y metales blancos. Devuelve el brillo natural a las superficies metálicas).
DIELIL. (Desengrasante dieléctrico sin Flash Point para limpieza en máquinas, motores y piezas mecánicas).
ZAKADIEL. (Desengrasante dieléctrico de 20,000 v).
ZAKAELECTRIC 35. (Desengrasante dieléctrico de 35,000 v).
ZAKA MORO. (Desengrasante y descabonizante dieléctrico de 45 Kv).
ZAKA TRONIK. (Desengrasante dielectrónico de 35,000 v).
1.3.5. Ensayos de desengrase Los ensayos de desengrase en piezas, mecanismos, maquinarias, etc., dentro de su etapa de mantenimiento está prevista la limpieza y desengrase de la superficie metálica, por lo que se han ensayado diversas formas de realizar la acción y procedimiento para los desengrases con el empleo de productos auxiliares como los desengrasantes, en ciertos casos llegan a ser métodos específicos en función de la acción esperada entre el desengrasante y la grasa a remover durante la ejecución del proceso de limpieza, sin embargo, esta operación de desengrase que se expone a continuación es una metodología sencilla y generalizada pero no es la única recomendada, ni menos aún reportada.
1- Se aplica el desengrasante en la superficie a limpiar y su selección dependerá del grado de complejidad de la grasa a remover (ligera como los aceites lubricantes, media o semi sólida, gruesa o de solidez extrema).
2- Se coloca por un corto tiempo según especificaciones del fabricante.
3- Se remueve la grasa por acción mecánica utilizando estopas o paños.
4- Se lava la superficie con agua clara y se observa si la humectación de la superficie contiene restos de la grasa.
Este procedimiento se ha propuesto al revisar múltiples documentos para esta actividad encontrados en Internet. No resulta una guía estricta, pues puede incorporar o eliminar pasos de los orientados dependiendo de la superficie a limpiar, tipo de grasa a eliminar o degradar y producto desengrasante empleado.
1.3.6. Degradación de grasas Para degradar una grasa se pueden encontrar diferentes mecanismos de actuación, entre los que se destacan los procesos dominados por emulsificación mediante encapsulación durante la formación de emulsiones de acuerdo con el sistema disperso en cuestión, saponificación de grasas en un medio fuertemente alcalino o la acción enzimática, y/o la vía enzimática cuando se hace referencia a un desengrasante natural en cuya composición esté demostrada la presencia de enzimas, según la función especifica, esta vía es un recurso apropiado para la degradación de ciertas grasas; cada una de estas vías tiene especificidades para lograr una degradación de las grasas convenientemente, pueden existir otras explicaciones en este sentido, en la literatura consultada aunque no se integran estas vías, es oportuno mencionarlas como posibles para explicar el fenómeno.: Formación de emulsiones que constituye un encapsulamiento de la moléculas grasas, saponificación, responde este mecanismo mediante transformaciones químicas y degradación enzimática, proceso físico-químico-bioquímico, en este documento se aborda más detalladamente la degradación de las grasas por la vía enzimática.
1.4. Emulsiones 1.4.1. Formación de emulsión Una emulsión es una mezcla de dos fases, puede tratarse de dos líquidos, hidrófilo e hidrófobo, con uno de los líquidos disperso dentro del segundo líquido, o bien, un sistema disperso sólido- líquido, gas-líquido, gas-sólido.
Ejemplo de emulsiones 1. Cosméticos: cremas, desodorantes, etc.
2. Farmacéuticos: diferentes productos, especialmente los que orientan "agite antes de usar".
3. Alimentos: mayonesa, mostaza, margarina.
4. Agricultura: pesticidas 5. Industria de Pinturas 6. Industria de Adhesivos 7. Detergentes limpiadores 8. Industria textil: acabado y teñido 1.4.2. Proceso de emulsificación La emulsificación es un procedimiento de reducción de tamaño en el cual se mezclan íntimamente dos o más líquidos mutuamente insolubles, uno de ellos como fase dispersa o discontinua, constituida por pequeñas gotas finamente divididas y el otro siendo el medio dispersante o continuo, que forma la matriz en la cual se suspenden las gotas; donde casi siempre una de las fases inmiscibles suelen ser de naturaleza acuosa.
En la facilidad de reducción de tamaños de la emulsificación y en el mantenimiento o conservación de este estado (estabilidad) influyen en gran proporción diversos factores, entre los que se pueden citar: * Tensión interfase líquido-líquido * Carga eléctrica sobre los diferentes glóbulos * Viscosidad de la película en la cara de separación o interfase líquido-líquido Existen en general dos vías por las que se puede conseguir la emulsificación: a. Fuerza bruta: Es la más práctica en la mayor parte de las emulsiones considerándose una mezcla vigorosa. En este caso existen diferentes métodos para conseguir la emulsión, agitación ultrasónica es la más utilizada en las últimas décadas.
b. Persuasión: Se piensa que las mejores emulsiones se puedan hacer por este método. Esta se corresponde con una vía espontánea de ahí que se alcance la mayor estabilidad en la emulsión formada.
1.5. Saponificación El término saponificación significa la hidrólisis de un éster para dar el correspondiente alcohol y ácido o sal.
Aplicado a las grasas, denota la reacción entre álcali y grasa, dando como resultado la formación de jabón (sal alcalina de ácidos grasos) y glicerina.
El índice de saponificación se expresa como miligramos de hidróxido de potasio necesario para saponificar un gramo de grasa, y es una evaluación directa de la cantidad de ácidos grasos tanto en forma de ésteres como ácidos grasos libres. En la obtención de este índice se hidrolizan los ésteres en medio alcalino, lo que se denomina saponificación9.
Es importante tomar todas las precauciones necesarias para tener la seguridad de que la reacción de saponificación ha sido completa. Esto suele ocurrir particularmente cuando se analizan muestras sin tener un conocimiento previo del índice de saponificación de las mismas.
Puesto que no hay camino conocido por el que pueda juzgarse con certeza que la reacción ha sido total, es esencial que las condiciones sean las suficientes para asegurar la totalidad de la reacción. Son esenciales una completa claridad y homogeneidad de la solución y, tanto la una como la otra, sirven como indicadores parciales de una saponificación completa. Se juzga que la reacción ha sido completa cuando no hay aumento en los índices de saponificación entre dos porciones sucesivas.
Aún así, esto no es un criterio absoluto de precisión, porque con unos alcoholes se obtienen valores más altos que con otros. La presencia de cantidades excepcionalmente grandes de materia insaponificable, retarda la reacción.
1.6. Enzimas Para entender el mecanismo de la acción enzimática, primeramente hay que saber qué es un enzima.
Las enzimas son proteínas altamente especializadas que tienen como función la catálisis o regulación de la velocidad de las reacciones químicas que se llevan a cabo en los seres vivos, sin embargo, en productos naturales su presencia tiene lugar, y muchas veces intervienen en las reacciones químicas puesto que productos de este tipo sufren transformaciones químicas y/o bioquímicas en función de factores inherentes a la composición de éste.
Las enzimas catalizan reacciones químicas, siempre que sea termodinámicamente posible (si bien pueden hacer que el proceso sea más termodinámicamente favorable) [1][2. En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos, y a estas reacciones se les denomina reacciones enzimáticas.
Como todos los catalizadores, las enzimas funcionan disminuyendo la energía de activación (?G+) de una reacción, de forma que se acelera sustancialmente la tasa de reacción.
Las enzimas no alteran el balance energético de las reacciones en que intervienen, ni modifican el equilibrio de la reacción, pero consiguen acelerar el proceso incluso millones de veces. Una reacción que se produce bajo el control de una enzima, o de un catalizador en general, alcanza el equilibrio mucho más deprisa que la correspondiente reacción no catalizada.
Al igual que ocurre con otros catalizadores, las enzimas no son consumidas por las reacciones que catalizan, ni alteran su equilibrio químico. Sin embargo, las enzimas difieren de otros catalizadores por ser más específicas. Las enzimas catalizan alrededor de 4.000 reacciones bioquímicas distintas [3]. No todos los catalizadores bioquímicos son proteínas. También cabe nombrar unas moléculas sintéticas denominadas enzimas artificiales capaces de catalizar reacciones químicas como las enzimas clásicas [4].
1.6.1. Clasificación y nomenclatura de enzimas Cien años atrás solo se conocian enzimas, muchas de estas, catalizaban la hidrólisis de enlaces covalentes. Algunas enzimas, de manera especial las que fueron descubiertas en un principio, recibieron nombres ligados mas bien a su sitio de procedencia anatómica que no siguen ninguna regla ni sistema.
Al descrubir nuevas enzimas y proceder a su caracterización estricta se aplicaron reglas de nomenclatura basadas en el nombre del sustrato atacado, o en el tipo general de sustrato, o en la reacción catalizada y se ha añadido convencionalmente, la terminación -asa.
Actualmente al nombrar una enzima se enfatiza en la reacción química catalizada que es la propiedad específica que caracteriza a cada enzima, las cuales se agrupan en clases, porque catalizan procesos semejantes, y en subclases que especifican con mayor exactitud la reacción particular considerada. En general, las enzimas reciben un nombre de acuerdo con el sustrato o los sustratos que participan en la reacción seguido por el tipo de reacción catalizada, y por fin, la terminación -asa. A menudo los nombres así obtenidos resultan largos y complejos, por lo que es muy dificil que en la práctica se pueda excluir el uso de los nombres triviales, consagrados por la costumbre. Sin embargo, con fines de sistematización, se reconoce la necesidad de aceptar el nuevo sistema. Aunque su claridad y carencia de ambigüedad recomiendan al sistema de nomenclatura IUB (Unión Internacional de Bioquímica), para trabajos de investigación, nombres más ambiguos. Por esta razón, a continuación solo se presenta principios generales del sistema IUB: 1- Oxido-reductasas: Son las enzimas relacionadas con las oxidaciones y las reducciones biológicas que intervienen de modo fundamental en los procesos de respiración y fermentación. Las oxidoreductasas son importantes a nivel de algunas cadenas metabólicas, como la escisión enzimática de la glucosa, fabricando también el ATP, verdadero almacén de energía. En esta clase se encuentran las subclases Deshidrogenasas y Oxidasas.
2- Las Transferasas: Estas enzimas catalizan la transferencia de una parte de la molécula (dadora) a otra (aceptora). Su clasificación se basa en la naturaleza química del sustrato atacado y en la del aceptor. También este grupo de enzimas actúan sobre los sustratos mas diversos, transfiriendo grupos metilo, aldehído, glucosilo, amina, sulfató, sulfúrico, etc.
3- Las Hidrolasas: Esta clase de enzimas actúan normalmente sobre las grandes moléculas del protoplasma, como son la de glicógeno, las grasas y las proteínas. La acción catalítica se expresa en la escisión de los enlaces entre átomos de carbono y nitrógeno (C-N) o carbono oxigeno (C-O); simultáneamente se obtiene la hidrólisis (reacción de un compuesto con el agua) de una molécula de agua. La clasificación de estas enzimas se realiza en función del tipo de enlace químico sobre el que actúan.
4- Las Isomerasas:Transforman ciertas sustancias en otras isómeras, es decir, de idéntica formula empírica pero con distinto desarrollo. Son las enzimas que catalizan diversos tipos de isomerización, sea óptica, geométrica, funcional, de posición, etc. Se dividen en varias subclases.
5- Las Liasas: Estas enzimas escinden (raramente construyen) enlaces entre átomos de carbono, o bien entre carbono y oxigeno, carbono y nitrógeno, y carbono y azufre. Los grupos separados de las moléculas que de sustrato son casi el agua, el anhídrido carbónico, y el amoniaco. Algunas liasa actúan sobre compuestos orgánicos fosforados muy tóxicos, escindiéndolos; otros separan el carbono de numerosos sustratos.
6- Las Ligasas: Es un grupo de enzimas que permite la unión de dos moléculas, lo cual sucede simultáneamente a la degradación del ATP, que, en rigor, libera la energía necesaria para llevar a cabo la unión de las primeras. La acción de estas enzimas se manifiesta con la formación de enlaces entre átomos de carbono y oxigeno de diversas moléculas, bien entre carbono y azufre, carbono y nitrógeno y carbono y carbono. Las ligasas utilizan siempre, para el proceso de reacción, la energía proporcionada por el ATP o compuestos homólogos que son degradados, Por consiguiente las enzimas de esta clase son los únicos que intervienen en reacción no espontánea desde un punto de vista termodinámico.
Dentro de este gran grupo de enzimas las únicas capaces de degradar u oxidar las grasas son las Hidrolasas, enzimas encargadas de la hidrolización de los lípidos; y dentro de esta clase específicamente las lipasas que son las que actúan sobre los enlaces lipídicos que unen a los ácidos grasos constituyentes de los triglicéridos.
1.6.2. Acción enzimática La actividad de las enzimas puede ser afectada por otras moléculas. Los inhibidores enzimáticos son moléculas que disminuyen o impiden la actividad de las enzimas, mientras que los activadores son moléculas que incrementan dicha actividad. Asimismo, gran cantidad de enzimas requieren de cofactores para su actividad. Igualmente, la actividad es afectada por la temperatura, el pH, la concentración de la propia enzima y del sustrato, y otros factores físico-químicos.
Algunas enzimas son usadas comercialmente, por ejemplo, en la síntesis de antibióticos y productos domésticos de limpieza. Además, son ampliamente utilizadas en diversos procesos industriales, como son la fabricación de alimentos, tejidos elastizados, producción de Biocombustible, entre otras.
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