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Proyecto. pegamento a base de baba de nopal

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Proyecto. pegamento a base de baba de nopal

  1. 1. Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán- Campo 1 Laboratorio Experimental Multidisciplinario VI “PROYECTO,PEGAMENTO A BASEDEBABADENOPAL” Profesores:Quiroz Macías María Elena Orozco Hernández Carlos Atilano Martínez CitlalliYoselín GrifaldoFlores Miguel Ángel Miranda Gómez Oscar Hugo
  2. 2. San Juan Deloso Elizabet Índice Objetivo(s)................................................................................................................................ 3 Introducción ............................................................................................................................. 3 Generalidades........................................................................................................................... 4 Desarrolloexperimental ............................................................................................................ 6 Materiales yequipos ................................................................................................................11 Resultados...............................................................................................................................12 Análisis de Resultados ....................................................................Error! Bookmark not defined. Conc lusiones.................................................................................Error! Bookmark not defined. Bibliografía……………………………………………………………………………………………………………………………………17
  3. 3. Objetivo(s)  Adaptación de un reactor de mezclado ideal CSTR mediante 3 tanques agitados, controlando las variables correspondientes para la reacción.  Analizar el mezclado de la baba de nopal para formar el pegamento a través de diferentes temperaturas y medir el comportamiento de los reactores CSTR en serie Introducción Como ya hemos analizado antes, un reactor CSTR es un tanque en el cual la masa introducida reacciona y es agitada mediante un artefacto mecánico por lo cual se considera como una mezcla completa y se asume que sus propiedades son uniformes en todo el interior del reactor, este se considera como mezcla perfecta en el cual contenemos un volumen constante dentro del reactor y el flujo que se hace pasar dentro y fuera también es constante, por lo que utilizaremos un modelo CSTR para la elaboración de un pegamento; esto nos ayuda a que en el proceso de elaboración no exista acumulación dentro del equipo, el objetivo de esta práctica es simular tres reactores CSTR en serie y comparar este modelo real contra el comportamiento teórico, verificar que el proceso sea factible a nivel laboratorio
  4. 4. Generalidades La ecuación de diseño de un reactor de mezcla completa es: Siendo  V: Volumen del reactor  𝐹𝐴𝑜: Flujo molar del reactivo límite  𝜏: Tiempo espacial  𝐶𝐴𝑜: Concentración del reaccionante A en la corriente de entrada  𝑋𝐴: Conversión de A  𝑟𝐴: Velocidad de reacción de A La velocidad de una reacción no catalítica depende de la concentración de reaccionante. Con respecto al reaccionante A, la ecuación de velocidad de reacción se expresa de la siguiente manera:  Siendo k: la constante específica de velocidad de reacción  n: el orden cinético de la reacción  CA: la concentración de reaccionante El orden de una reacción se determina experimentalmente y la constante de velocidad de reacción depende de la temperatura de la reacción y se puede calcular con la ecuación de Arrhenius.
  5. 5. Aunque de igual manera se puede utilizar la siguiente formula: −𝑟𝐴 = 𝑋𝐴 ( 𝐹𝐴𝑂 𝑉 ) Ya anteriormente se ha trabajado con la reacción de saponificación de acetato de etilo, por lo cual de sobra se sabe que es una reacción de segundo orden y al realizar análisis de resultados se obtiene la velocidad de reacción con una ecuación cinética de segundo grado como la siguiente: −𝑟𝐴 = 𝑘𝐶𝐴 2
  6. 6. El nopal, al igual que muchos otros vegetales similares, secreta un líquido viscoso al que comúnmente se le denomina “baba”. Químicamente, la baba es un carbohidrato (particularmente se clasifica como goma). Una de sus aplicaciones más importantes es que permite fijar los colores. Por este medio, los antiguos mexicanos fijaban los tintes naturales en los templos y edificios civiles formando obras verdaderamente coloridas. .La pintura es una preparación artesanal ampliamente utilizada en el área de edificación y trabajo de restauración de inmuebles con alto valor arquitectónico. El principal atributo del Nopal es su gran aporte de fibra soluble e insoluble en una proporción de 30:70. La fibra insoluble puede prevenir y aliviar el estreñimientoy las hemorroides al mismo tiempo que previene la aparición de cáncer de colon. La baba de nopal, ha sido empleada en la construcción desde tiempos prehispánicos en México y en siglos más cercanos para la elaboración de morteros de cal para restaurar y proteger edificios. Es por eso que científicos mexicanos del Consejo Nacional para la Ciencia y la Tecnología (Conacyt) se enfocaron a hacer un estudio a profundidad sobre las propiedades impermeables que le da el nopal a la construcción. (La baba de nopal) se ha utilizado en la elaboración de mortero y hormigón hidráulico, encontrando que el mucílago de nopal incrementa los tiempos de fraguado, disminuye la absorción de agua y aumenta la resistencia a la compresión”, detalla el reporte científico.
  7. 7. “Asimismo, otras investigaciones han demostrado que el mucílago (baba) de nopal actúa como agente modificador de viscosidad de la pasta de cemento, con lo que se incrementa la resistencia a la segregación del hormigón auto consolidable, además de incrementar la resistencia a la compresión y reducir la absorción capilar de agua”, agrega. El equipo de científicos que realizó la investigación sobre las propiedades del nopal en la construcción está compuesto por los científicos: Prisciliano Cano Barrita, Samuel Ramírez Arellanes y Fernando Julián Caballero y C. Gómez-Yáñez Este grupo de investigadores estudiaron por medio de calorimetría, isotérmica, termogravimetría y espectroscopia infrarroja el proceso de hidratación de pastas de cemento conteniendo distintos polisacáridos. “El nopal está disponible en muchas regiones áridas y semiáridas de México. Este país produce 874 mil toneladas al año, con un rendimiento promedio de 67 toneladas por hectárea”, señala el reporte. “Además, el uso del mucílago de nopal en materiales basados en cemento puede tener un impacto social, proporcionando un valor agregado a la producción de esta planta, y se mejoraría su rentabilidad”, agrega. Pegamento Los adhesivos o pegamentos son aquellas sustancias capaces de unir otras sustancias por contacto superficial. Se pueden clasificar según los tipos en: adhesivos inorgánicos y adhesivos orgánicos; dentro de estos últimos están los naturales y los sintéticos.
  8. 8. La cola fría es un adhesivo de tipo orgánico, sintético; específicamente es una emulsión líquido de aspecto lácteo que tiene en suspensión pequeñísimas partículas de sustancias aceitosas o resinosas) de polivinil acetato o polivinil acrilato (pva) más aditivos que sirven para darle ciertas características especiales, tales como: adhesividad, tiempo de abierto, tiempo de secado, color, olor y pH (grado de acidez). Los aditivos que se utilizan son muy variados y dependen de las características específicas del producto, pero, en general, los más usados son: plastificantes, colorantes, soluciones tipo buffer, resinas, etc. Pegamentos en general La mayoría de los pegamentos posibilitan la unión al rellenar los huecos y fisuras diminutos que existen normalmente en cualquier superficie, aunque sea muy lisa. Los pegamentos son económicos, distribuyen la tensión en el punto de unión, resisten a la humedad y a la corrosión y eliminan la necesidad de remaches y tornillos. Su eficacia depende de varios factores, como la resistencia al encogimiento y desprendimiento, la maleabilidad, la fuerza adhesiva y la tensión superficial, que determinan el grado de penetración del pegamento en las minúsculas depresiones de las superficies a unir. Los pegamentos varían según el propósito con el que se vayan a utilizar. En la actualidad, estos objetivos incluyen el uso creciente de pegamentos en cirugía y odontología. Los pegamentos naturales han sido sustituidos en muchas aplicaciones por los sintéticos, pero aún se siguen utilizando en grandes cantidades almidones, gomas, celulosa, betunes y cementos de goma naturales.
  9. 9. Entre los adhesivos orgánicos derivados de proteínas naturales se encuentran las colas (sustancias sólidas pegajosas) hechas de colágeno, un componente de los huesos y tejidos conectivos de los mamíferos y peces; la cola de la albúmina de la sangre, que se usa en la industria de la chapa de madera, y una cola hecha de caseína, una proteína de la leche, que se emplea para pegar madera y en la pintura. Entre los pegamentos vegetales se encuentran los almidones y las dextrinas derivadas de maíz, trigo, patatas (papas) y arroz, que se utilizan para pegar papel, madera y tejidos; ciertas gomas como la goma arábiga, el agar y la algina, que cuando están húmedas proporcionan adhesión a ciertos productos como los sellos o timbres y los sobres engomados; los pegamentos de celulosa, empleados para pegar pieles, tela y papel; los cementos de goma, y las resinas como el alquitrán y la masilla. Los pegamentos sintéticos, ya se utilicen solos o como modificantes de los pegamentos naturales, tienen mejor rendimiento y una gama de aplicación más amplia que los productos naturales. La mayoría de ellos contienen polímeros, que son moléculas enormes formadas por un gran número de moléculas simples que forman cadenas y redes fuertes enlazando las superficies en una unión firme. Los pegamentos termoestables, que se transforman en sólidos duros y resistentes al calor por la adición de un catalizador o la aplicación de calor, se usan para pegar piezas metálicas de aviones y vehículos espaciales. Las resinas termoplásticas, que pueden ablandarse con el calor, se usan para pegar madera, vidrio, caucho o hule, metal y productos de papel. Los pegamentos elastoméricos, como los cementos de goma naturales o sintéticos, se utilizan para pegar materiales flexibles a materiales rígidos
  10. 10. El adhesivo es una sustancia que puede mantener unidos a dos o más cuerpos por contacto superficial. Es sinónimo de cola y pegamento. Su importancia en la industria moderna es considerable. Aunque la adherencia puede obedecer a diversos mecanismos de naturaleza física y química, como lo son el magnetismo o las fuerzas electrostáticas, desde el punto de vista tecnológico los adhesivos son los integrantes del grupo de productos, naturales o sintéticos, que permiten obtener una fijación de carácter mecánico Desarrollo experimental 1.- Armaremos el equipo propuesto para la experimentación de reactores CSTR en serie como se muestra a continuación: 2.- Después se prepararan las mezclas, Prepararemos la solución de grenetina, 2 gramos por cada ml de agua, prepararemos alrededor de 200 a 500 ml de esta solución. 3.- Con el equipo bien limpio iremos agregando ambas soluciones con un volumen constante, entre 100 y 200 ml de solución dentro del reactor. 4.- Haremos las mediciones correspondientes con base a la tabla 2.- Tabla 1.- Propuesta de trabajo
  11. 11. Tabla 2.- Mediciones durante la experimentación. Materiales y equipos Tabla 1.- Material de Vidrio Equipo Reactivos 2 Matraz aforado de 100 ml 3 Parrillas con agitación Baba de nopal
  12. 12. 2 Agitadores de vidrio 2 propipetas Grenetina 1 mechero bunsen con manguera 3 barras magnéticas (moscas) Agua destilada 1 pipeta graduada de 1 ml Glicerina Pura 1 pipeta graduada de 5 ml 1 Termometro Resultados Esperados Estimamosque lasmedicionesamayortemperaturaresultenconmayorviscosidad,entendemos que laspartículas de agua se evaporanytendríamosun menorpesoyvolumenperounamayor concentracióndel pegamento.

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