Todo lo que deseaba saber de las “Parafinas”

El contenido de este artículo ha sido dividido en dos partes, debido a la gran información del tema. A continuación se enlista el contenido total del tema y lo que comprende cada una de las partes en las que fue dividido:

PRIMERA PARTE

Introducción

Las parafinas son productos cerosos derivados del petróleo. El término “parafina” proviene del latín “parum affinis” (que tiene poca afinidad), ya que son un material inerte y muy estable.

Su composición es principalmente de hidrocarburos de cadenas rectas, sin ramificaciones. Están caracterizadas por tener una estructura "macrocristalina" (cristales grandes y quebradizos) y longitudes de C18 hasta C40. Su peso molecular oscila entre 320 y 560, presentan consistencia sólida a temperatura ambiente.

Su obtención se efectúa mediante procesos de extracción con solvente a partir de las fracciones de crudos parafínicos con rango de destilación entre 350 y 650°C.

Las parafinas son sometidas a procesos de refinación (eliminación del aceite) para dar como resultado una variedad de grados, clasificados por su punto de fusión.

Tipos

La parafinas o también llamadas macrocristalinas, predominan sobre todo las cadenas moleculares lineales, que dan lugar a cristales grandes y bien formados, caracterizándose por su cristalinidad, propiedades aislantes (la aglomeración de cristales forma una barrera difícilmente franqueable tanto para el agua como para las grasas y los gases), la rigidez (superior a la de las ceras microcristalinas).

En las microcristalinas predominan las iso- y ciclo-parafinas, moléculas que dan lugar a cristales pequeños e irregulares, que a su vez hacen que estas ceras tengan un punto de fusión más alto que el de las macrocristalinas. Se caracterizan por: tener una considerable proporción de resinas, lo que explica la cristalización en microcristales y la flexibilidad, la adhesividad a diversas superficies, incluso poco porosas; color entre blanco y amarillo; punto de fusión superior a 65°C.

Las semi refinadas, son parafinas con un contenido en aceite superior a 1.5% y menor rigidez.

La parafina residual o slack wax, es el residuo proveniente de la unidad de desaceitado. Es por tanto una parafina con un alto contenido de aceite y penetrabilidad.

La Ceresina y la Ozoquerita son otros tipos de cera que se obtienen de mezclar parafinas con hidrocarburos saturados e insaturados de elevados pesos moleculares.

Propiedades generales

La parafina es una materia sólida, untuosa, inerte, impermeable, brillante, resbaladiza, ofrece una gran plasticidad. Son conocidas por su alta pureza, excelente brillo y olor reducido, son relativamente no reactivas y tienen una excelente estabilidad a la oxidación.

Su cualidad termoplástica hace que se deforme bajo presión sin aplicación de calor y permite que sea tratada manualmente a temperatura ambiente.

De manera general se enlistan sus principales características:

Aplicaciones de la parafina

El uso principal de la parafina es la fabricación de velas y productos relacionados. En menor proporción se utilizan para la elaboración de cosméticos, crayones, chicles, recubrimiento de quesos y frutos, papel, textiles, tintas, velas, calzado, pisos, por mencionar algunos.

A continuación se da una breve explicación de cada una de las aplicaciones que tienen las parafinas:

Cosméticos: Las ceras son productos utilizados en la manufactura de cosméticos como cremas (humectantes, limpiadoras, anti-edad y protectoras), lápices labiales, productos para el cabello y maquillajes, debido a sus propiedades de protección, brillo y consistencia.

Entre el tipo de ceras que se emplean para cremas y su aplicación, se encuentran, las siguientes:

Las ceras que pueden utilizarse para la fabricación de lápiz labial, debido a que proporcionan suavidad, dureza y brillo, se encuentran:

Crayones: La cera constituye una gran parte del total de la formulación de crayones, ya que debe ser un producto no tóxico, debido a que los principales usuarios son los niños en su más temprana edad.

Las características que realza o modifica la cera, son: consistencia y plasticidad, adherencia la papel en su uso normal y capacidad de deslizamiento. De acuerdo a las características que se quiera dar al crayón, se selecciona la cera más adecuada, entre las que se encuentran:

Chicles: La “goma base”, es un compuesto de elastómero, resina y cera, al que se le pueden agregar otros materiales para producir el chicle o goma de mascar. Las ceras empleadas para integrar la goma base son generalmente duras y de alto punto de fusión, proporcionándoles plasticidad, consistencia y apariencia.

Recubrimiento de quesos: Se considera que la cera es un producto ideal para recubrir y proteger los quesos, que están sujetos a descomponerse si no son debidamente protegidos por un producto que además deberá ser inocuo para la salud del hombre. La cera le da tres funciones principales a elaboración de quesos: retiene la humedad del producto debido a su permeabilidad, evita el ataque de hongos ya que carece de nutrientes y mejora la presentación del queso logrando mantenerlo a bajas temperaturas. Además de que el tiempo de vida se incrementa cuando es encerado para protegerlo.

Existen dos procesos de Aplicación de Cera para Quesos:

El tipo de ceras aplicables para estos procesos, se muestra a continuación:

Esperamos que este artículo haya dado luz al tema. En la segunda parte podrá conocer otras aplicaciones frecuentes de la parafina. Haga click aquí para leer la segunda parte

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Todo lo que deseaba saber de las “Parafinas” (Segunda parte)

El contenido de este artículo ha sido dividido en dos partes, debido a la gran información del tema. A continuación se enlista el contenido total del tema y lo que comprende cada una de las partes en las que fue dividido:

Para leer la primera parte haga click aquí

SEGUNDA PARTE

En esta segunda parte continuamos revisando los usos comunes de la parafina

Papel: Las ceras mejoran las propiedades y características del papel en su función de empaque, como estructura, sellador y protector, sobre todo, cuando el producto estará en medios húmedos o congelados. Las características que modifica la cera en la estructura del papel son la resistencia a la humedad y grasas, el peso de la estructura, brillo, capacidad de deslizamiento, características adhesivas en frío y caliente.

En función de la característica que se quiera modificar o mejorar; así como del uso que se le va a dar al papel tratado, se determina el sistema de aplicación y la cera apropiada para cada caso en particular.

Industrialmente existen tres procesos de aplicación de cera en la estructura del papel:

Los tipos de parafinas utilizados para el recubrimiento o impregnación del papel, se muestran a continuación:

Textiles: La utilización de fibras sintéticas en la industria textil ha generado muchos problemas relacionados con la eliminación de fricción entre las fibras y partes de la maquinaria o entre las mismas fibras. La fricción rompe los hilos en el proceso lo que resulta un alto costo por paro de proceso. Las ceras le dan a los textiles un efecto de lubricación ayudándolos a tener una textura uniforme y agradable al tacto, además de reducir la electricidad estática.

Entre las ceras que son aplicadas en la industria textil se encuentran:

Tintas: Las tintas para impresión gráfica tienen dentro de su composición ceras que contribuyen a dar brillo y a mejorar su capacidad de deslizamiento, además de prevenir rasguños que frecuentemente se dan en la industria de la impresión a tinta.

Las ceras más usadas para esta aplicación son las ceras naturales como candelilla y carnauba, así como las sintéticas como las polietilénicas o Fischer-Tropsch micronizadas. Las ceras de petróleo, tanto parafinas como microcristalinas son también utilizadas en muchas formulaciones.

Velas: Las velas representan una de las formas más antiguas y útiles de iluminación. a estructura y la composición de las velas han evolucionado a lo largo de los siglos de ser básicamente antorchas con poco material combustible, pasando por las velas de cera de abeja hasta llegar a las velas de parafina que comúnmente conocemos en nuestros días. Las ceras se utilizan para modificar la consistencia, punto de fusión y la apariencia.

En función del tipo de vela o veladora que se va a fabricar, así como la calidad de la misma, se selecciona la cera más apropiada.

Calzado: Por sus propiedades físicas y químicas, la cera es la materia prima esencial en la elaboración de betunes para calzado. En esta aplicación la cera tiene dos funciones primordiales: conservar la piel en buen estado y dar brillo a la piel del calzado

Para la fabricación de betunes, estos se pueden clasificar en tres tipos:

A continuación se enlistan los principales tipos de ceras que se utilizan en el calzado:

Pisos : La aplicación de ceras a pisos de madera con el propósito de preservarlos data de algunos siglos atrás, y en el caso de los pisos más modernos, cubiertos con materiales flexibles como hules y plásticos así como fibras interiores que sirven como amortiguadores.

La aplicación de ceras retarda la penetración de aire y humedad, incrementando así la vida de los materiales y previniendo el deterioro de la superficie por abrasión y raspaduras.

Dentro de las principales ceras que son aplicadas en ceras, se tiene:

Historia

La primera cera ya conocida por los egipcios y que empezó a ser usada por el hombre hace miles de años fue la cera de abeja, utilizándola para fabricar velas. A lo largo de la historia han surgido muchos usos para este tipo de cera, pero actualmente ya no se utiliza debido a su alto costo y sus aplicaciones limitadas, por lo que cedió su lugar a la cera extraída del petróleo: la parafina.

Existen 4 tipos básicos de ceras:

Ceras de origen animal: la más conocida es la cera de abeja, secreción del mismo insecto que éste dedica a fabricar sus colmenas. Otras ceras animales son la lanolina del algodón de las ovejas y el aceite de ballena, ahora en desuso debido al riesgo de extinción de este animal.

Ceras de origen vegetal: existen varias plantas en el mundo de las que se extraen ceras. La cera de Carnauba proviene de una variedad de palmera en la región Noreste de Brasil. La cera de Candelilla proviene de unos arbustos que crecen al Norte de México y en Texas. La cera Jojoba se extrae de la planta del mismo nombre, que crece en Costa Rica, Israel, México y USA. Otras ceras vegetales son la cera de Japón, la cera Ouricury y la cera de arroz.

Ceras de origen mineral: aquí se enmarcarían las parafinas y microceras extraídas del petróleo. Pero además hay que mencionar la cera Montana, que se extrae del lignito. Otras ceras minerales son las ceras de turba, la ozoquerita y ceras de ceresina.

Ceras de origen sintético: surgieron a mediados del siglo XX. Las más populares son las ceras Fischer-Tropsch.

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Información adicional:

http://www.multiceras.com.mx/esp/aplicaciones/parafinas.htm
http://www.chevron.com.gt/glo.html#p
http://www.ecopetrol.com.co/especiales/catalogo/f_parafina_liviana.htm http://triatlonaragon.org/material/parafinas.pdf
http://www.lubrisur.es/parafina_origen_es.asp

¿Para que se usan las juntas y las bridas en los equipos de proceso?

Una junta se utiliza para crear y retener un cierre estático entre dos bridas inmóviles, que conectan series de montajes mecánicos en una instalación en funcionamiento que contiene una gran variedad de fluidos. El objetivo de estos cierres estáticos es proporcionar una barrera física total frente al fluido contenido en el interior, y bloquear así cualquier posible camino de fuga.

Para lograr esto, la junta debe poder llegar a cualquier irregularidad (y rellenarla) de las superficies de acoplamiento que se sellan, al mismo tiempo que sea lo suficientemente flexible como para resistir la extrusión y la fluencia en condiciones de servicio. El cierre se efectúa mediante la acción de la fuerza aplicada sobre la superficie de la junta, la cual comprime la junta, haciendo que llegue a cualquier imperfección de la brida.

La combinación de la presión de contacto entre la junta y las bridas, y la densificación del material de la junta, evitan que el fluido contenido escape del órgano de cierre. Como tales, las juntas son vitales para el funcionamiento satisfactorio de una amplia gama de equipos industriales.

Al asentarse, una junta debe ser capaz de salvar imperfecciones menores de la brida, tales como:

•  bridas no paralelas

•  deformación de los canales

•  superficie ondulada

•  muescas en la superficie

•  otras imperfecciones de la superficie

Una vez montado, un cierre o “unión” de junta embridada está sujeto a una compresión entre las caras de las bridas, que normalmente se consigue mediante tornillos sometidos a una carga. A fin de garantizar el mantenimiento del cierre a lo largo de la vida del montaje, debe permanecer sobre la superficie de la junta una compresión lo suficientemente alta para evitar la fuga. En condiciones de servicio, esta compresión se aligerará a través del empuje hidrostático axial , la fuerza que produce la presión interna que actúa para separar las bridas.

La junta misma está sujeta también a una carga lateral debida a la presión interna del fluido que tiende a expulsarlo a través del espacio de holgura de la brida. Para mantener la integridad del cierre, la presión efectiva de compresión sobre la junta (es decir, la carga de montaje menos el empuje hidrostático axial) debe ser mayor que la presión interna por algún múltiplo, que depende del tipo de junta, del proceso de fabricación implicado y el nivel de apriete requerido.

Para juntas blandas, debe existir también una fricción adecuada entre la junta y las caras de la brida para ayudar a evitar que la junta se salga (blow-out) de la unión. Para permitir alguna relajación de la presión sobre la junta que, normalmente, es inevitable, se recomienda normalmente un factor de, al menos, dos entre la compresión en el montaje y la necesaria para mantener el cierre.

Para atender las cada vez mas exigentes necesidades de los equipos de proceso, Garlock Sealing Technologies presenta una nueva junta preformada para bridas Tri-Clamp que ofrece compatibilidad con todos los procesos y productos habitualmente utilizados por las industrias biotecnológicas, farmacéuticas y de alimentación. Las juntas GYLON BIO-PRO® -que se fabrican para todos los tamaños y tipos de bridas Tri-Clamp- son dimensionalmente estables y soportan temperaturas hasta 260 ºC sin deformación.

La expansión térmica diferencial entre el acero inoxidable y las juntas convencionales de elastómeros -especialmente cuando se utiliza vapor para esterilizar tuberías y equipos de proceso- obliga a reapretar las bridas Tri-Clamp de forma regular. Al reapretar, se corre el riesgo de extruir las juntas convencionales hacia el interior del tubo (intrusión), dando lugar a interferencias en el flujo normal del proceso y a zonas muertas donde el producto queda retenido. Como consecuencia de lo anterior, puede originarse la contaminación del producto y/o del proceso.

Las juntas GYLON BIO-PRO® son dimensionalmente estables: durante la fabricación, se aplica una compresión controlada a la junta asegurando que, una vez instalada, la junta no se extruirá hacia el interior del tubo. Las juntas de GYLON BIO-PRO® eliminan la necesidad de reapretar las bridas periódicamente, ya que no presentan problemas de deformación plástica.

Gracias a su compatibilidad química prácticamente universal y a su estabilidad frente a ciclos de temperatura, estas nuevas juntas no necesitan ser sustituidas de forma regular al modificarse las condiciones de proceso o los productos fabricados. Por ello, su vida en servicio es muy superior a las juntas de elastómero convencionales.

Asimismo, al tener en stock un único tipo de junta para bridas tri-clamp se reduce la inversión en inmovilizado y se elimina el riesgo de instalar juntas inapropiadas o incompatibles con los diferentes procesos de planta.

Las juntas GYLON BIO-PRO® cumplen las especificaciones FDA y USP Clase VI (toxicidad) y están disponibles para cualquier tipo y tamaño de brida tipo Tri-Clamp.

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