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Filtración de carbón activado por alcohol

Obtenga más información sobre las correcciones de color, olor o sabor después de la destilación, dilución y mezcla.

¿Qué es la filtración de carbón activado?

La filtración de carbón activado se usa para limpiar bebidas espirituosas de manera efectiva al eliminar las impurezas. El carbón activado consiste principalmente en carbón elemental en una estructura similar al grafito. Se diferencia del grafito por tener una estructura aleatoria imperfecta que es altamente porosa en una amplia gama de tamaños de poro que se pueden dividir en tres grupos:

 

  1. macroporos  (por encima de 50 nm de diámetro) 
  2. mesoporos  (2-50 nm de diámetro) 
  3. microporos  (por debajo de 2 nm de diámetro) 

 

La variada estructura de poros le da al carbón su área de superficie muy grande (aproximadamente 2500 m2 /g) y también permite que el carbón adsorber una amplia gama de compuestos.

 

El carbón activado funciona por adsorber los compuestos que está eliminando. Si bien las partículas pueden eliminarse, no existe una acción de filtración significativa. La adsorción es causada por las fuerzas de dispersión de London, un tipo de fuerza de Van der Waals que existe entre las moléculas. La fuerza es muy fuerte, pero solo actúa en distancias cortas y es sensible a la distancia entre la superficie del carbono y la molécula de adsorbato.

 

 

 

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Cómo usar carbón activado

Los usos típicos del carbón activado en licores destilados son:

 

  • Eliminación de color
  • Ajustes de aroma y sabor

 

Para aplicar con éxito carbón activado a su proceso, es importante definir cuidadosamente la especificación deseada para el producto final tratado. 

 

A veces, la especificación será un cambio medible como el color, pero en otros casos, la especificación puede basarse en un perfil de sabor. En cualquier caso, el proceso debe estar muy bien definido para que los resultados sean repetibles. Si el proceso no está bien definido, el producto final podría recibir un tratamiento insuficiente, lo que resultaría en un reprocesamiento innecesario. Si se produce un tratamiento excesivo, el producto puede perder irreversiblemente el color y/o los aromas deseables.

 

Una vez que se establece la especificación, son útiles los ensayos cuidadosos a pequeña escala o de laboratorio para determinar qué grado de carbón activado funciona con mayor eficacia y cuánto medio de carbón se necesita por volumen de producto. 

 

Pall puede ayudar a los clientes a seleccionar un producto adecuado de su gama de productos de carbón activado. 

Carbón activado en polvo (PAC) a granel frente a carbón activado en láminas

Tradicionalmente, el PAC se usa en su forma suelta/a granel. El proceso generalmente implica 4 operaciones:

 

  1. Manipulación del polvo a granel y dosificación en un recipiente de mezcla 
  2. Mezcla de polvo a granel con el producto a tratar
  3. Eliminación de PAC del producto tratado después de la adsorción 
  4. Limpieza de carbón de equipos de proceso 

 

El uso de PAC a granel tiene varios inconvenientes importantes:

 

  1. El manejo y la mezcla de PAC a granel requieren mucha mano de obra y gastos de capital para equipo especializado
  2. La limpieza del equipo de proceso, después de que el producto ha sido tratado, requiere mucha mano de obra
  3. La eliminación de PAC residual del producto tratado generalmente requiere pasos de filtración adicionales que agregan costos al proceso general 

 

A continuación se muestra un proceso de decoloración típico que implica la adición de carbón activado a granel (no se muestran los pasos de limpieza).

 

 

 

 

 

El medio filtrante de carbón inmovilizado Seitz® AKS alivia estas preocupaciones al incorporar carbón activado dentro de una matriz de fibras celulósicas. Este medio de carbono inmovilizado luego se acopla con un papel de filtro aguas abajo que elimina cualquier posible desprendimiento de partículas de carbono aguas abajo del filtro.  Además, la eficiencia de adsorción de los medios filtrantes de carbón inmovilizado Seitz AKS es mayor que una cantidad equivalente de PAC a granel, lo que reduce aún más la  tiempo de proceso y aumentar el rendimiento del producto.

 

 

 

 

Ventajas de los productos de carbón activado a base de láminas

 

Hay dos razones para la eficiencia mejorada de la adsorción basada en láminas en comparación con los procesos de adsorción de mezcla a granel. 

 

  1. A un caudal optimizado, la probabilidad de contacto entre las impurezas y las partículas de carbono es mayor en las láminas impregnadas de carbono. Esto se debe a que los fluidos del proceso contactan de manera más eficiente con las partículas de carbono inmovilizadas en una matriz laminar.  
  2. Debido a la profundidad (grosor) de la lámina, se puede considerar la estructura como formada por una serie de capas que contienen PAC. Las capas iniciales hacen el primer contacto con el fluido y, a medida que pasa el tiempo y aumenta el volumen del fluido a través de esta capa, son las primeras en saturarse con impurezas. Las capas subsiguientes, sin embargo, todavía tienen sitios de adsorción y una capacidad para adsorber impurezas, que aumenta con la profundidad del medio. En esencia, tener una profundidad de PAC y hacer pasar el fluido a un caudal óptimo a través de esa profundidad permite que el carbón se utilice por completo para adsorber impurezas.

 

El carbón activado tiene un número finito de sitios de adsorción y estos se agotan durante el proceso de tratamiento del producto del cliente. El efluente aguas abajo debe monitorearse para determinar cuándo se agota la capacidad de adsorción de la hoja o el módulo

 

 

Módulos de profundidad de la serie SUPRAdisc™ AKS4

Los módulos SUPRAdisc AKS 4 se desarrollaron para satisfacer las aplicaciones de adsorción de carbono de propósito general en la industria de alimentos y bebidas.

Hojas de filtración en profundidad de la serie AKS4 de Seitz®

Las placas de filtración en profundidad de la serie AKS4 de Seitz se desarrollaron para satisfacer las aplicaciones de adsorción de carbono de propósito general en la industria de alimentos y bebidas.