El jarabe de maple es un edulcorante que se usa en todo, desde panqués hasta barras de granola y más. Llevar el jarabe de maple del árbol a su plato no es tan simple como extraerlo de un árbol y embotellarlo. Hay varios pasos para obtener ese jarabe dorado, y cada paso tiene puntos críticos de control. El pH es un gran punto de referencia no solo para el jarabe, sino también para el proceso de ósmosis inversa.

Miel de maple

El jarabe de maple generalmente se hace a partir de la savia del xilema (tejido vegetal lignificado de conducción que suministra líquidos de una parte a otra de las plantas vasculares) de varios árboles de maple, como los maples rojos o los maples negros. El jarabe de maple se elabora a partir de la savia que se desprende de los árboles que generalmente se almacenan como almidón en sus troncos y raíces para que el almidón se pueda convertir en azúcar. La savia es una solución diluida que es principalmente agua, generalmente 98% con 2% de azúcar. Sin embargo, queremos que aumente el porcentaje de azúcar para producir jarabe de maple.

Para obtener un mayor contenido de azúcar, la savia deberá purificarse por evaporación o por ósmosis inversa (RO) para su separación. El pH del jarabe está relacionado con varios factores que incluyen la recolección, el almacenamiento, los métodos utilizados para procesar la savia, la temporada y la contaminación. El pH se usa en una variedad de formas para controlar la acidez o alcalinidad de una solución usando una escala logarítmica donde 7 es neutral. Con la savia de maple fresca, el intervalo normal de pH es de 3.9 a 7.9 según las estaciones y las condiciones. Sin embargo, en la mayoría de los casos, la savia es ligeramente ácida con un intervalo típico de 6.5 a 7.0. Entonces, ¿cuál es la técnica mejor y más efectiva para producir savia? ¿evaporación u ósmosis inversa?

Evaporación

Habitualmente, hervir la savia para evaporar el agua fue el método aplicado de elección que se utilizó durante años para obtener la concentración de azúcar requerida. Si elige evaporar el agua de la savia, el pH aumenta de ligeramente ácido a alcalino, aproximadamente un pH de 9.0. Luego, el pH comienza a disminuir y continuará hasta que alcance el punto de densidad (66.9 °) para el jarabe. El proceso de ebullición tomará bastante tiempo para alcanzar la densidad deseada para eliminar el exceso de agua. La técnica incluye verter la savia en una olla grande sobre un horno para permitir que la savia fluya y hierva de manera uniforme con la ayuda de combustible. El combustible puede ser queroseno, gas natural, madera, propano, etc. La desventaja de utilizar esta práctica, además de la discrepancia de tiempo, es el precio del combustible, especialmente para lotes pequeños de jarabe. Sin embargo, la ósmosis inversa (OI), que es la forma más efectiva, reducirá el tiempo para obtener el jarabe de maple esperado.

¿Qué es la ósmosis inversa?

La ósmosis inversa es cada vez más común en la producción de jarabe de maple. Es un proceso de purificación que extrae el agua de todas las impurezas, minerales, azúcares y demás. Sin embargo, a diferencia de otras industrias que utilizan la ósmosis inversa, las industrias del maple no conservan el agua purificada sino el contenido de azúcar extraído. Esto permite al azucarero eliminar grandes cantidades de agua antes del proceso de evaporación convencional. De vez en cuando durante el proceso de OI, seleccionar una membrana apropiad puede ser una tarea desconcertante. La elección deberá basarse en su método de procesamiento, modelo de sistema y procedimiento de la empresa. Sin embargo, expertos en este tema han preparado una tabla para ayudar con la selección de la membrana.

Como se muestra, el pH de la membrana es muy importante para el proceso de producción de jarabe de maple. La mayoría de las industrias realizan sus mediciones de pH con tiras reactivas debido a la facilidad de uso en comparación con un medidor. Sin embargo, las tiras reactivas de pH no siempre son efectivas o exactas. Con una calibración diaria, el medidor dará un resultado más exacto para cada aspecto del proceso de OI. https://hannainst.com.mx/soluciones-ph/

Estas calibraciones pueden realizarse con la misma frecuencia que la limpieza de los filtros, que puede variar de diaria a semanal. Dependiendo del tipo de solución de lavado que se utilice, ya sea hidróxido de sodio, peróxido de hidrógeno, ultrasil 10, todo proporcionará un resultado de pH diferente en el lavado según las especificaciones de la membrana utilizada. Al igual que con todos los equipos de azúcar, la limpieza es fundamental. Siga las sugerencias del fabricante para la limpieza.

Consejo de Hanna: ¿Su electrodo de pH se está poniendo pegajoso? ¡Recuerda no limpiarlo! Use un poco de agua para enjuagar el electrodo y luego use una solución de limpieza.

En general, el pH durante el proceso y el pH final del jarabe de maple son muy importantes. El pH resultante debe ser exacto en relación con el producto final y la limpieza del sistema de ósmosis inversa. Como se ve arriba en la tabla, el pH de la solución de lavado de la membrana puede afectar el resultado y el sabor del lote de jarabe de maple que se está produciendo. Porque sabemos que el pH se ve afectado por el almacenamiento, la limpieza, la estación y el método de procesamiento. Por esa razón, para obtener el mejor resultado en sabor para el jarabe de maple, será necesario seleccionar la membrana adecuada y controlar el pH de manera confiable con un medidor. Al hacer esto, crea longevidad con las membranas y el producto final.

Especificaciones del electrodo FC2022

Fuente: https://blog.hannainst.com/

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La ósmosis inversa es un método de desmineralización del agua basado en membranas y usado para separar sólidos disueltos, como los iones de una solución. Las membranas actúan como barreras permeables selectivas que permiten que el agua pase a través de ellas mientras retiene otras sustancias disueltas.

La ósmosis inversa se basa en la circulación forzada del agua a través de una membrana semipermeable. Si la presión ejercida es superior a la presión osmótica, la membrana actúa como barrera para las sales y/o moléculas, rechazándolas.

La ósmosis inversa ofrece la filtración más fina actualmente disponible, impidiendo el paso de bacterias y virus, obteniéndose un agua pura y esterilizada.

Las membranas filtrantes pueden considerarse como filtros moleculares. El tamaño de los poros de éstas es extremadamente reducido, por lo que se requiere una presión considerable para hacer pasar cantidades de agua a través de ellas. La elección del modelo de membrana más apropiado es de acuerdo al agua a tratar y su empleo posterior, determinando el tipo de instalación más idónea

Las principales aplicaciones de las membranas de RO incluyen: desalinización; remoción/reducción de subproductos de la desinfección, dureza, color, contaminantes inorgánicos, compuestos orgánicos sintéticos y volátiles, patógenos; y recuperación de aguas residuales.

Es importante tener en cuenta que aunque las membranas de ósmosis inversa también pueden remover sólidos suspendidos y otras partículas, una carga excesiva puede dañar u obstruir rápidamente las membranas semipermeables ya que estas no son porosas y por tanto no son capaces de retro lavado. Por tanto, aunque la RO podría reducir los niveles de turbiedad, conteo de partículas, etc., la tecnología no está diseñada específicamente para este propósito y se requiere aplicar un pre-tratamiento para remover este material.

Esencialmente todas las fuentes de agua donde se usan sistemas de membranas deben someterse a ciertos niveles de pre-tratamiento el cual busca preservar la integridad de éstas, maximizando su eficiencia y durabilidad. Los procesos de pre-tratamiento usualmente involucran la adicción de ácidos, inhibidores de incrustación, o ambos, para prevenir la precipitación de sales poco solubles, seguido de una etapa de filtración (por cartucho) de 5 a 20 µm para prevenir la obstrucción por partículas.

La obstrucción de las membranas sucede típicamente en el lado del abastecimiento siendo las principales causas de obstrucción las siguientes:

• Depósito de lodo u otros sólidos suspendidos que no se han eliminado en el pretratamiento
• Incrustaciones inorgánicas por la precipitación de sales poco solubles o sílice.
• Obstrucciones biológicas causadas por el excesivo crecimiento de microorganismos.

Una membrana incrustada presenta tres problemas principales de desempeño: presión de operación más alta de lo normal, para compensar el menor flujo de la membrana a presión constante, una caída de presión más alta y un menor rechazo de sales de lo esperado.

La tabla 1 muestra los valores de calidad de agua generalmente aceptadas para minimizar la incrustación de la membrana de ósmosis inversa.

La sílice se encuentra en todas las fuentes de agua en la forma de mineral disuelto. Es ligeramente soluble en agua y se puede encontrar como ion, silicatos o partículas coloidales o en suspensión. La solubilidad de la sílice depende en gran medida del pH, la temperatura y la presión.

Debido a la importancia de este elemento, Hanna ha desarrollado el fotómetro portátil HI96705 es para la medición de sílice. Este instrumento utiliza una adaptación del método de azul heteropoli ASTM D859 para medir concentraciones de sílice de menos de 2.00 mg/l (ppm).

Los fotómetros portátiles HI96705 y HI96770 de HANNA® instruments cuentan con un avanzado sistema óptico; la combinación de una lámpara especial de tungsteno, filtro de interferencia de banda estrecha y un foto detector de silicio que garantizan lecturas fotométricas exactas. Además cuenta con la exclusiva característica CAL Check ™ de Hanna que utiliza estándares trazables de NIST listos para verificar la validación y calibración del medidor. El exclusivo sistema de bloqueo de la celda asegura que ésta se inserte para la medición en la misma posición manteniendo una longitud de trayectoria constante.

Referencias

Diseños y soluciones sostenibles DSS. S.A. Ósmosis inversa (RO). Disponible en: https://dss.com.ec/wp-content/uploads/2012/07/osmosis_inversa.pdf

Water Equipment. Ósmosis Inversa. Disponible en: https://www.wetmex.net/osmosis.php

HANNA® instruments. https://www.hannainst.com/hi96705-silica-low-range-portable-photometer.html

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