ES2577552T3 - Conservación de líquidos orgánicos - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
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Abstract
Método para el tratamiento in situ de aceite o grasa para cocinar en una freidora durante operaciones de fritura que comprende tratar el aceite in situ en dicha freidora durante dicha fritura en freidora con un producto de fraguado hidráulico que tiene la propiedad de que es una estructura porosa de modo que el aceite puede difundir a su interior y los contaminantes pueden depositarse sobre y dentro de la misma, pudiendo obtenerse dicha estructura porosa mediante fraguado y endurecimiento de: (a) > el 50% en peso de (i) clínker de OPC blanco, (ii) OPC blanco o (iii) una mezcla de clínker de OPC blanco y OPC blanco; (b) opcionalmente el 1-2% en peso de sílice y/o el 1-2% en peso de titania (TiO2); y (c) opcionalmente componentes adicionales seleccionados de cal, sulfato de calcio, alúmina hidratada, feldespatos naturales, tierra de diatomeas formas de Na y Ca de zeolitas naturales y sintéticas, arcillas, arcillas con pilares, tierras/arcillas activadas, minerales de silicato seleccionados de silicato de calcio, silicato de magnesio, silicato de aluminio, agalmatolita, anfíboles, attapulgita, pórfido granítico, caolinita, pórfido, riolita, talco y wollastonita, negro de carbono, fibra de celulosa, antioxidantes, floculantes y ácidos orgánicos compatibles con alimentos.
Description
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CONSERVACION DE LIQUIDOS ORGANICOS DESCRIPCION
Campo de la invencion
Esta invencion se refiere a un metodo para el tratamiento in situ de aceite o grasa para cocinar (que puede ser de origen vegetal o animal) durante operaciones de fritura, y tambien se refiere a cartuchos, briquetas y bloques libres para su uso en el metodo anterior.
Antecedentes de la invencion
Varias memorias descriptivas dan a conocer el tratamiento de aceite para cocinar usado (incluye aceites vegetales y grasas animales) de freidoras con el fin de prolongar la vida del aceite.
Los aceites para cocinar son trigliceridos cuya estructura se ejemplifica mediante el siguiente compuesto que tiene dos radicales de acido oleico y un radical de acido palmrtico unidos a glicerol:
j----o-----C(0)(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
O----C(0)(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3
\—o—C(0)(CH2)14CH3
y adicionalmente aceites que tienen como sustituyentes radicales de acidos grasos insaturados de forma multiple, por ejemplo linoleno:
-C(O)(CH2)7CH=CH(CH2)CH=CH(CH2)4CHa
Lo siguiente indica la distribucion de acidos grasos en algunos aceites para cocinar comunes, siendo el linoleno
-C(O)(CH2)7CH=CH(CH2)CH=CH(CH2)CH=CH(CH2)CHa
- Aceite
- % de linolenico % de linoleico % de oleico % de saturados
- Mafz
- 1,67 52,68 30,51 15,15
- Colza
- 6,76 23,56 58,39 11,29
- Girasol
- 0,95 60,29 26,57 12,19
- Oliva, refinado
- 1,21 5,59 78,62 14,57
- Soja
- 7,91 52,57 25,57 13,95
- Soia GM
- 1,01 58,77 25,94 14,28
La fritura en freidora de alimentos en aceites da lugar a productos de degradacion que contaminan el aceite y tienen efectos no deseados.
La hidrolisis por el vapor de agua del cocinado da lugar a acido graso libre que tiene propiedades tensioactivas y reduce la tension superficial del aceite. Como resultado, el rebozado y el empanado absorben aceite adicional, dando lugar a alimentos fritos grasientos, y adicionalmente se reduce el punto de humeo del aceite.
La degeneracion oxidativa de aceites o acidos grasos contenidos en los mismos se inicia por radicales libres y conduce a diversos productos de descomposicion incluyendo peroxidos organicos, alcoholes, aldehfdos, cetonas, acidos carboxflicos y materiales de alto peso molecular. El proceso de oxidacion comienza con el contacto del aire con aceite caliente o acido graso en el mismo o incluso con el contacto entre el aire y aceite fno en a y la creacion en ultima instancia de acido graso oxidado (AGO). El calentamiento continuado transforma el AGO en subproductos secundarios y terciarios.
Los contaminantes en el aceite para cocinar estan convirtiendose en una preocupacion creciente desde un punto de vista de la salud.
Por ejemplo, Grootveld et al., Food Chemistry, 67 (1999) 211-213 advierte de que la formacion de aldehfdos citotoxicos en el enfriamiento de aceite durante la fritura de rutina podna ser un peligro para la salud.
Contaminantes no deseados adicionales en el aceite para cocinar son grasas trans cuyo contenido de aceite en una freidora puede aumentar a lo largo del tiempo, especialmente si se usa un aceite rico en acidos ro-3 grasos por ejemplo aceite de canola o de colza. Pruebas cientfficas muestran que el consumo de grasa saturada, grasa trans y colesterol en la dieta eleva los niveles de lipoprotema de baja densidad (LDL), o “colesterol malo”, lo que aumenta el
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riesgo de cardiopatia coronaria (CHD). NYC prohibio los aceites para cocinar con grasas trans a partir de julio de 2007 y cualquier aditivo con grasas trans a partir de julio de 2008. Sin embargo, pruebas muestran que los acidos grasos incluyendo las grasas trans y otros productos qmmicos toxicos, mutagenos y carcinogenos, tales como aldehudos, se generan en realidad cuando se realiza una fritura en freidora. Incluso en aceites de soja GM en los que el contenido de linolenico se ha reducido a favor del linoleico, todavfa se formaran grasas trans durante el proceso de cocinado.
Se han propuesto diversos metodos para retirar el aceite para cocinar de una cocina en la que se usa, sometiendolo a uno o mas tratamientos de purificacion y devolviendo el aceite tratado a la cocina. El documento US-A-3947602 (Vlewell et al., Bernard) da a conocer que se aumenta la vida util del aceite para cocinar tratando el aceite para cocinar con un acido compatible con alimentos y generalmente tambien con un adsorbente adecuado tal como un carbono activado. El documento US-A-4112129 (Duensing et al., Johns Manville) da a conocer la filtracion del aceite a traves de una composicion que comprende de 47 a 59 partes en peso de diatomita (el 70-80% en peso de SiO2), de 28 a 36 partes en peso de silicato de calcio hidratado sintetico, y de 12 a 24 partes en peso de silicato de magnesio hidratado sintetico. El documento US-A-4330564 (Bernhard) da a conocer un procedimiento para tratar aceite para cocinar de freidora usado que comprende las etapas de mezclar dicho aceite para cocinar usado a una temperatura de desde aproximadamente 150-200°C con una composicion que comprende un soporte poroso por ejemplo riolita, agua y acido compatible con alimentos por ejemplo acido cftrico y filtrar el residuo de dicha composicion de dicho aceite. El documento US-A-2005/0223909 Kuratu) da a conocer la filtracion del aceite a traves de porfido de granito.
Se ha revisado el efecto de diferentes absorbentes sobre la purificacion de aceite de girasol usado en Maskan et al., Eur Food Res Technol (2003) 217:215-218. Se investigo el refinado de aceite de girasol usado mediante diversos tratamientos con adsorbente. Se estudiaron seis adsorbentes, CaO, MgO, Mg2CO3, silicato de magnesio, carbon activado y bentonita, asf como una tierra natural disponible (es decir tierra de pekmez, suelo blanco natural especial que contiene CaCO3). La tierra de pekmez, el silicato de magnesio (Florisil) y la bentonita presentaron las mayores capacidades en cuanto a viscosidad, reduccion de acidos grasos libres (AGL) y recuperacion de color, respectivamente, entre los adsorbentes estudiados. Por tanto, se encontro que una mezcla del 2% de tierra de pekmez, el 3% de bentonita y el 3% de silicato de magnesio era la mejor combinacion. Sin embargo, no se dio a conocer la presencia de adsorbentes durante el proceso de fritura.
Se han propuesto otros metodos para tratar el aceite para cocinar in situ en una cocina. El documento US-A- 4764384 (Gyann, GyCor International) da a conocer que puede regenerarse aceite para cocinar usado anadiendo directamente al aceite para cocinar usado en la freidora un medio filtrante que contiene partfculas de material que quedan suspendidas de manera uniforme en la totalidad de la masa de lfquido del aceite para cocinar usado, siendo eficaces las partfculas del material de medio filtrante para absorber contaminantes y blanquear el aceite para cocinar usado para ampliar su vida util. El medio filtrante comprende sflice amorfa sintetica dotada de humedad, silicato de magnesio amorfo sintetico y tierra de diatomeas. El documento US-A-5354570 (Friedman, Oil Process Systems) da a conocer un metodo de fritura de alimentos en un fluido para cocinar dentro del que se producen productos de degradacion que comprenden tensioactivos en el mismo y se acumulan residuos de alimentos, en el que se anade un compuesto de tratamiento por ejemplo un material riolftico poroso en forma de un polvo que puede reducir selectivamente la cantidad de dichos tensioactivos en dicho fluido para cocinar usado, y en el que se permite que el compuesto de tratamiento compuesto permanezca dentro de dicho aparato freidor y que sedimente sobre dichos residuos de alimentos mientras continua dichos proceso de fritura de alimentos. El documento US-A-5391385 (Seybold, PQ Corporation) da a conocer el tratamiento en caliente de aceite con una mezcla del 60-80% de sflice amorfa y el 20-40% de alumina. La mezcla puede colocarse en un recipiente permeable que se coloca entonces en el aceite, siendo el recipiente permeable al aceite pero no a la mezcla de modo que el adsorbente no se libera en el aceite y no se requiere filtracion. Cuando se agota la mezcla, puede retirarse del aceite el recipiente de la mezcla. El documento JP-A-07-148073 (Yoshihide) da a conocer piedras de zeolita finamente pulverizadas insertadas en una bolsa de material filtrante para formar un paquete que puede ponerse en un recipiente para cocinar junto con aceite y un material para cocinar, y cocinarse conjuntamente.
El documento US1851203 (Moreton) da a conocer la purificacion de aceite con una mezcla de sulfato de calcio y arcilla combinados con una mezcla de acido sulfurico y sflice.
El documento US 4112129 (Duensing) da a conocer una composicion que se dice que es util para la reduccion (hasta en el 50% o mas) de la tasa de acumulacion de acidos grasos y degradacion de color en los aceites para cocinar en restaurantes de comida rapida y otros establecimientos para comer. La composicion consiste esencialmente en tres componentes: de 47 a 59 partes en peso de diatomita, de 28 a 36 partes en peso de silicato de calcio hidratado sintetico, y de 12 a 24 partes en peso de silicato de magnesio hidratado sintetico.
El documento US 4681768 (Mulfleur) da a conocer un procedimiento para tratar una materia grasa tal como un aceite para cocinar y/o una grasa para cocinar de modo que se amplfa la vida util de los mismos. La grasa y/o el aceite para cocinar usado se ponen en contacto con un silicato de magnesio amorfo sintetico de alta area superficial activado.
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El documento US 6210732 (Papanton) da a conocer que la vida del aceite para cocinar puede ampliarse usando una mezcla de silicato de calcio y acido cftrico.
El documento GB 2006729 (Johns Manville) da a conocer una composicion de silicato de calcio hidratado sintetico formado por la reaccion hidrotermal de oxido de calcio y un material silfceo. Se afirma que tiene un tamano de partfcula significativamente mas grueso, que tiene velocidades de flujo significativamente mayores y menor contenido de calcio liposoluble que los silicatos de calcio hidratados sinteticos conocidos previamente. Puede ser util en una variedad de aplicaciones en restaurantes, industriales y que producen la filtracion del aceite para la reduccion del contenido de acidos grasos libres de aceites tales como los aceites para cocinar.
El documento FR 2188612 (Sokolsky) da a conocer un adsorbente para aumentar la durabilidad de catalizadores para la hidrogenacion de aceites. El adsorbente tiene tres componentes principales, un material activo, una carga sobre la que se deposita el material activo y un aglutinante. El material activo se deriva de un sulfato, nitrato o cloruro de un metal del grupo II o III de la tabla periodica, y se deposita como un hidroxido o carbonato sobre una carga que puede ser alumina o arcilla. El adsorbente se convierte en granulos y se usa el cemento para mantener juntas las partfculas de carga como granulos y no se permite que este presente en cantidades de mas del 40%. Una etapa final es calcinar los granulos, lo que descompone el carbonato o hidroxido de metal del grupo II in situ en oxido.
Sumario de la invencion
En un aspecto, la invencion proporciona un metodo para el tratamiento in situ de aceite o grasa para cocinar en una freidora durante operaciones de fritura que comprende tratar el aceite in situ en dicha freidora durante dicha fritura en freidora con un producto de fraguado hidraulico que tiene la propiedad de que es una estructura porosa de modo que el aceite puede difundir a su interior y los contaminantes pueden depositarse sobre y dentro de la misma, pudiendo obtenerse dicha estructura porosa mediante fraguado y endurecimiento de:
(a) > 50% en peso de (i) clinker de OPC blanco, (ii) OPC blanco o (iii) una mezcla de clinker de OPC blanco y OPC blanco;
(b) opcionalmente el 1-2% en peso de sflice y/o el 1-2% en peso de titania (TO2); y
(c) opcionalmente componentes adicionales seleccionados de
cal,
sulfato de calcio, alumina hidratada, feldespatos naturales, tierra de diatomeas
formas de Na y Ca de zeolitas naturales y sinteticas, arcillas, arcillas con pilares, tierras/arcillas activadas
minerales de silicato seleccionados de silicato de calcio, silicato de magnesio, silicato de aluminio, agalmatolita, anffboles, attapulgita, porfido gramtico, caolinita, porfido, riolita, talco y wollastonita,
negro de carbono,
fibra de celulosa,
antioxidantes,
floculantes y
acidos organicos compatibles con alimentos.
En un aspecto adicional, la invencion se refiere al uso para la descontaminacion in situ de aceite o grasa para cocinar durante la fritura de una estructura conformada que es estable en aceite caliente, que es porosa de modo que el aceite puede difundir a su interior y los contaminantes pueden depositarse sobre y dentro de la misma, pudiendo obtenerse dicha estructura porosa mediante fraguado y endurecimiento a una humedad relativa de ~ el 100% de:
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(a) > 50% en peso de (i) clinker de OPC blanco, (ii) OPC blanco o (iii) una mezcla de clinker de OPC blanco y OPC blanco;
(b) opcionalmente el 1-2% en peso de sflice y/o el 1-2% en peso de titania (TO2); y
(c) opcionalmente componentes adicionales seleccionados de
cal,
sulfato de calcio, alumina hidratada, feldespatos naturales, tierra de diatomeas
formas de Na y Ca de zeolitas naturales y sinteticas, arcillas, arcillas con pilares, tierras/arcillas activadas
minerales de silicato seleccionados de silicato de calcio, silicato de magnesio, silicato de aluminio, agalmatolita, anffboles, attapulgita, porfido gramtico, caolinita, porfido, riolita, talco y wollastonita,
negro de carbono,
fibra de celulosa,
antioxidantes,
floculantes y
acidos organicos compatibles con alimentos.
Breve descripcion de los dibujos
A continuacion se describira como puede ponerse en practica la invencion con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista oblicua de una primera realizacion del cartucho filtrante con la tapa retirada;
la figura 2 es una vista oblicua de una freidora equipada con el cartucho de la figura 1 y
la figura 3 es una vista en seccion de la freidora y el cartucho;
la figura 4 es una vista oblicua del cartucho de la figura 1 en una forma alternativa en la que la carga esta en un casete;
la figura 5 es una vista de tres cuartos de una segunda realizacion del cartucho filtrante, y
la figura 6 es una vista de tres cuartos de una freidora equipada con el cartucho de la figura 5;
la figura 7 es una vista de tres cuartos de una tercera realizacion del cartucho filtrante, las figuras 8a-8c son respectivamente una seccion en planta, transversal y una seccion longitudinal de una cesta para frefr equipada con el cartucho filtrante de la figura 7, y
las figuras 8d y 8e son respectivamente una vista de tres cuartos de la cesta para frefr con el cartucho en su lugar y de la cesta para frefr con el cartucho parcialmente retirado; y
las figuras 9a y 9b son vistas en planta y laterales de una cuarta realizacion del cartucho filtrante y la figura 9c es una vista de una sarten dotada del cartucho de la figura 9a.
las figuras 10-15 son graficas respectivamente que muestran las concentraciones de trans-2-alquenales, trans,trans- alca-2,4-dienales, 4,5-epoxi-trans-2-alquenales, 4-hidroxi-trans-2-alquenales, c/s,trans-alca-2,4-dienales y n- alcanales generados a partir del calentamiento de aceite de girasol en funcion del tiempo, normalizado con relacion
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a la concentracion de trans-2-alquenales en aceite de girasol calentado de control;
la figura 16 es una grafica de valores de unidades de absorbancia (A490) en funcion del tiempo para muestras de aceite de girasol calentado con patatas fritas y con clinker, OPC o combinaciones de los mismos;
la figura 17 muestra la concentracion de los materiales indicados en aceite de girasol en las siguientes pruebas de fritura en funcion del tiempo a lo largo de un periodo de dos semanas;
la figura 18 es una grafica de barras que muestra concentraciones diferenciales para las cuatro especies de aldetudo principales en los experimentos con grasa de carne asada de dos dfas. Abreviaturas: t2, tt24, ct24 y na se refieren a trans-2-alquenales, trans,trans-alca-2,4-dienales, cis,trans-alca-2,4-dienales y n-alcanales, respectivamente. A[conc] (CHNF-CHF)-(DRCON-DRF) se refiere a los diversos experimentos (promedios de valores completamente normalizados, que describen tres conjuntos diferentes de los cinco experimentos principales), es decir cHnF (grasa de carne asada/patatas fritas/sin filtro), CHF grasa de carne asada/patatas fritas/filtro, DRCON (grasa de carne asada/no patatas fritas/sin filtro), DRF (grasa de carne asada//filtro), para cada dfa del experimento de dos dfas, tal como se indica en el eje x de la grafica;
las figuras 19-20 son graficas de barras que muestran contenidos en productos de aldetudo en aceite de girasol tras el cocinado sin y con un disco de tratamiento de OPC/clmker en una razon 25/75; y las figuras 21-26 son vistas en perspectiva que muestran realizaciones de bloques de tratamiento.
Descripcion de realizaciones preferidas
Fritura
La invencion es aplicable al tratamiento in situ de aceite en freidoras domesticas, por ejemplo, de una capacidad de aceite de 2-3,5 litros y que pueden incorporar un filtro de malla de alambre para el aceite. Tambien puede usarse para el tratamiento in situ de aceite en freidoras de encimera con una sola cesta o con doble cesta de una capacidad de aceite, por ejemplo, de 7-16 litros, potencia nominal de 3-12 KW y habitualmente con un solo orificio de drenaje, dejando la filtracion al usuario. Tambien puede usarse con freidoras autonomas de servicio medio, por ejemplo de una capacidad de aceite de 12-24 litros y una potencia nominal de, por ejemplo, 9-18 kW, que pueden estar dotadas de una zona fna que tiene un colador extrafole para la retirada de desechos y para prolongar la vida del aceite, y que estan dotadas de una valvula de drenaje de aceite como accesorio convencional. Las freidoras comerciales convencionales pueden tener, por ejemplo, dos cestas de 15 litros con tapas, tienen una potencia de aproximadamente 25 kW y pueden estar dotadas de zonas fnas para realizar el cambio de aceite de manera sencilla y rapida. La invencion tambien puede usarse para el tratamiento de aceite en freidoras de pedestal tal como se encuentra en R.U. en los puestos de pescado y patatas fritas (fish and chips).
Materiales
En realizaciones de la invencion, puede usarse para la descontaminacion de aceite material que puede obtenerse mediante el fraguado y endurecimiento de > el 50% en peso de clinker de OPC, OPC blanco o una mezcla de clinker de OPC blanco y OPC blanco tal como se expone en la reivindicacion 1 para dar un producto que puede formarse en estructuras conformadas que son estables en aceite caliente y que no lixivian cantidades perjudiciales de especies ionicas en el aceite. La lixiviacion de no mas de 5 ppm de calcio, preferiblemente no mas de 2 ppm no es perjudicial, y hasta 1 ppm de sodio pero debe mantenerse la lixiviacion de otras especies ionicas, por ejemplo hierro, aluminio, zinc o cobre en cantidades insignificantes. El clinker de OPC, OPC blanco o la mezcla de clinker de OPC blanco y OPC blanco actua como material hidraulico, es decir un material que fragua y se endurece despues de combinarse con agua, por ejemplo a traves de la formacion de hidratos esencialmente insolubles en agua.
Una clase de materiales usados en esta invencion se denomina generalmente cementos hidraulicos. Esto significa que los materiales reaccionan con agua para formar un producto de reaccion cementoso que actua como “pegamento” que une entre sf las partfculas de cemento.
En esta explicacion, se restringe la descripcion al cemento Portland.
El cemento Portland y el clinker de cemento Portland que se usan en el presente documento estan compuestos principalmente por un material calcareo tal como piedra caliza o creta y por alumina y sflice que se encuentran ambas en arcilla o pizarra. Tambien se usa marga, una mezcla de materiales tanto calcareos como arcillosos. El procedimiento de fabricacion implica triturar estas materias primas y mezclarlas en determinadas proporciones para producir una composicion mostrada en la tabla a continuacion (vease AM Neville “Properties of Concrete”, Pitman Publishing 2a ed. 1977)
- Lfmites de composicion aproximados del cemento Portland
- Oxido
- Porcentaje de contenido
- CaO
- 60-67
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- SiO2
- 17-25
- Al2O3
- 3-8
- Fe2O3
- 0,5-6,0
- MgO
- 0,1-4,0
- Alcalis
- 0,2-1,3
- SO3
- 1-3
Se trituran las materias primas en un horno rotatorio grande a una temperatura de aproximadamente 1400°C y los materiales se sinterizan parcialmente entre s^ para dar bolas de forma tosca (habitualmente de un tamano de unos cuantos milfmetros hasta unos cuantos centfmetros. Este producto se conoce como clinker y cuando se ha enfriado se tritura luego hasta dar un polvo fino con cierta cantidad de yeso anadido y el producto final se conoce como cemento Portland.
La reaccion hidraulica de polvo de cemento con agua es compleja. Los oxidos componentes mostrados en la tabla anterior se combinan a partir de cuatro compuestos principales. Estos son
Silicato de tricalcio 3CaO.SiO2
Silicato de dicalcio 2CaO.SiO2
Aluminato de tricalcio 3CaO.A^O3
Aluminoferrita de tetracalcio 4CaO.A^O3.Fe2O3
Estos compuestos reaccionan con agua para formar productos de hidratacion conocidos generalmente como gel e hidroxido de calcio. Una reaccion relativamente rapida que provoca el desarrollo de resistencia y fraguado es la reaccion de silicato de tricalcio, que es el mineral principal y caractenstico en el cemento Portland, con agua para dar la denominada fase C-S-H del cemento segun la ecuacion:
2Ca3SiO5 + 6H2O ^ 3CaO.2SiO2,3H2O + 3Ca(OH)2.
Una reaccion adicional que da lugar a resistencia “tardfa” en el cemento es la reaccion de silicato de dicalcio con agua tambien para formar la fase C-S-H del cemento:
2Ca2SiO4 + 4H2O ^ 3CaO.2SiO2,3H2O + Ca(OH)2.
No todo el polvo de cemento reacciona completamente de modo que los productos de hidratacion son el “pegamento” que produce la reaccion cementosa sino que habitualmente hay un nucleo de producto que permanece sin hidratar. El proceso de fraguado hace que el estado esencialmente fluido de una lechada de cemento cambie a un producto fraguado y endurecido. El “curado” de cemento es un termino usado para proporcionar tiempo para que avance la reaccion de hidratacion y puede potenciarse mediante una temperatura y humedad moderadas, por ejemplo de aproximadamente 50°C y humedad relativa del 100%.
El curado da lugar a estructuras porosas que son permeables al aceite para cocinar y fomentan la reaccion entre las impurezas en el aceite y el cemento. Si se desea, puede aumentarse la permeabilidad de las estructuras de cemento usadas en esta invencion, por ejemplo introduciendo aire u otro gas o un agente espumante en una mezcla de agua con clinker o cemento preferiblemente de modo que se produzca una estructura aireada. Los bloques cortados de tales estructuras tienen superficies de celulas abiertas que facilitan la captacion de lfquidos. Tambien pueden producirse estructuras porosas anadiendo a una mezcla de agua y clinker o cemento un plastico o material de plastico celular que despues de haberse curado la mezcla puede eliminarse mediante calentamiento o quemado.
Los materiales de tratamiento son cemento Portland ordinario (OPC) blanco, clinker de cemento blanco y combinaciones de los mismos. El clinker para formar tales cementos se mantiene en la menor cantidad posible en cuanto a metales de transicion, por ejemplo cromo, manganeso, hierro, cobre, vanadio, mquel y titanio y por ejemplo el Cr2O3 se mantiene por debajo del 0,003%, el Mn2O3 se mantiene por debajo del 0,03% y el Fe2O3 se mantiene por debajo del 0,35% en el clinker, reduciendose el hierro a Fe(II) para evitar la alteracion del color del cemento. La piedra caliza usada en la fabricacion de cemento contiene habitualmente el 0,3-1% de Fe2O3, mientras que se buscan niveles por debajo del 0,1% en piedras calizas para la fabricacion de OPC blanco. Aparte del color blanco que da lugar a productos que son esteticamente agradables y fomentan la confianza de la industria alimentaria y los clientes finales, el bajo contenido de metales de transicion ayuda a minimizar la lixiviacion de especies ionicas no deseadas en el aceite, especialmente hierro y aluminio. Ademas, el OPC blanco y clinker de cemento blanco contienen relativamente pocos sitios de hierro y cobre que pueden acelerar procesos de oxidacion dentro del aceite.
El clinker de cemento puede usarse en un tamano de partfcula de desde 1 |im hasta 10 mm, es decir en partfculas tal como se suministran o como partfculas mas pequenas o como solidos producidos a partir de partfculas finamente
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trituradas e hidratadas, por ejemplo de 5-100 |im mas habitualmente 10-50 |im. Cuando se usa clmker de cemento hidratado y OPC, se ha encontrado que funciona bien un tamano de clmker de aproximadamente 14,5 |im. Se suministra OPC como un polvo para el fabricante.
Se prefieren mezclas de clinker de OPC blanco y OPC blanco, siendo preferiblemente el OPC el 20-35% en peso de (OPC + clinker), por ejemplo aproximadamente el 25% en peso y siendo preferiblemente el clinker el 65-80% en peso de (OPC + clinker), por ejemplo aproximadamente el 75% en peso. En particular, se ha encontrado que funciona bien una mezcla del 25/75% para el tratamiento de aceite de girasol, pero tal como se indico anteriormente los aceites difieren en su contenido de acidos grasos, y las mejores proporciones de OPC y clinker para el tratamiento de otros aceites o combinaciones de aceites pueden diferir del valor citado anteriormente y pueden encontrarse mediante ensayo y error.
Pueden anadirse componentes accidentales al OPC o clinker de OPC, o al OPC blanco o clinker de OPC blanco, incluyendo titania (TO2) normalmente en una cantidad del 1-2% en peso para fomentar la blancura y resistencia y/o sflice normalmente en una cantidad del 1-2% en peso para fomentar la resistencia. Cuando se usan OPC o clinker de OPC estos pueden comprender el 100% en peso del material de tratamiento (aparte de componentes accidentales tal como se menciono anteriormente) o pueden comprender > el 50% en peso, normalmente > el 75% en peso, mas normalmente > el 90% en peso del material de tratamiento. Los componentes adicionales que pueden usarse en combinacion con OPC, clinker de OPC o una mezcla de los mismos pueden seleccionarse de silicato de calcio, silicato de magnesio, feldespatos (natural) (albita), zeolitas (naturales y sinteticas) (formas de Na y Ca), sflice (amorfa y cristalina)/arena, wollastonita, hidroxido de calcio, alumina (hidratada), silicato de aluminios, arcillas (bentonita, perlita), arcillas con pilares, tierras / arcillas activadas, talcos/caolinita, otros minerales de silicato (anffboles, porfido gramtico, riolita, agalmatolita, porfido, attapulgita), etc.
Un material adicional que puede usarse segun la invencion como material de tratamiento con clinker de cemento y/o OPC es el silicato de calcio.
Los materiales filtrantes o de tratamiento solidos que tambien puede usarse con clinker de cemento y/o OPC incluyen silicato de magnesio, feldespatos (naturales) (albita), zeolitas (naturales y sinteticas) (formas de Na y Ca), sflice (amorfa y cristalina)/arena, wollastonita, hidroxido de calcio, alumina (hidratada), silicato de aluminios, arcillas (bentonita, perlita), arcillas con pilares, tierras / arcillas activadas, talcos/caolinita, otros minerales de silicato (anffboles, porfido gramtico, riolita, agalmatolita, porfido, attapulgita) etc. Los aglutinantes/otros aditivos que pueden usarse incluyen negro de carbono, fibra de celulosa, tierra de diatomeas, antioxidantes (anion), floculantes (cation), acidos organicos compatibles con alimentos (dtrico, maleico, fosforico, acetico, tartarico o mezclas de los mismos). El medio filtrante puede formarse de una seleccion de materiales primarios y uno o mas aglutinantes/otros aditivos como microgranulos o bolas y puede formarse como (i) lechada, extrusion y sinterizacion, (ii) polvo prensado, (iii) cemento, proceso de hidratacion o (iv) cemento espumado, disgregacion y molino de bolas. Los materiales anteriores pueden mezclarse con una fuente de calcio, por ejemplo cal o sulfato de calcio para conferir propiedades hidraulicas.
El medio filtrante o de tratamiento puede formarse de una seleccion de materiales primarios y uno o mas aglutinantes/otros aditivos como bolas, briquetas o formas autonomas y pueden formarse cualquiera de
(i) lechada, extrusion y sinterizacion
(ii) polvo prensado con y sin sinterizacion
(iii) proceso de hidratacion de cemento con y sin sinterizacion
(iv) colada por compactacion y presion
(v) disgregacion de cemento espumado y molino de bolas y rehidratacion (puede requerirse cal)
(vi) espuma reticulada
(vii) aumentar la resistencia mediante adicion de sflice (forma y tamano de grano) y/o TiO2 para color (blanco) y resistencia.
Los materiales particulares que pueden incorporarse en el medio filtrante o cartucho incluyen:
• Carbono activado - decolora el aceite para cocinar y adsorbe componentes que provocan olor.
• Un silicato - elimina acidos grasos que se forman a medida que el aceite comienza a descomponerse qmmicamente
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• Fibra de celulosa - proporciona un matriz de soporte a la que pueden unirse otros componentes.
• Aglutinante de resina - une entre sf los demas componentes antes de la sinterizacion.
• Tierra de diatomeas - funciona para retirar materia particulada y proporcionar un aumento de la capacidad de contencion para materia particulada.
Bloques filtrantes o de tratamiento autonomos
El uso de materiales cementosos incluyendo clinker de cemento blanco y OPC blanco se presta en sf mismo a la formacion de artfculos conformados que pueden ser formas autonomas tales como bloques y briquetas u otras conformaciones complejas. Tales artfculos son sencillos y economicos de fabricar mediante moldeo y son habitualmente lo suficientemente resistentes y suficientemente resistentes al calor como para soportar la inmersion en caliente o grasa para cocinar aceite sin agrietarse, aunque la adicion al aceite mientras el aceite esta fno seguido por calentamiento sera el procedimiento normal. Los bloques/briquetas de tratamiento autonomos pueden contener diversas aberturas conformadas formadas mediante colada, extrusion, reticulacion de espuma u otros medios para permitir que el aceite pase al interior del bloque filtrante o de bloque de tratamiento y para aumentar el area superficial activa en contacto con el aceite para cocinar y para permitir el flujo libre de aceite a traves del medio filtrante o de tratamiento.
La figura 21 muestra un tipo de filtro para freidoras domesticas mas pequenas que muestra una conformacion de hoja que permite que el usuario sujete el tallo mientras lo inserta para hacerlo descender suavemente en el aceite para impedir las salpicaduras. Nervaduras sobresalientes mantienen el filtro separado de la base plana de la freidora para permitir la circulacion de aceite, mientras que perforaciones permiten el flujo de aceite a traves del filtro para un aumento del area superficial activa. La figura 22 muestra un filtro de anillo o unidad de tratamiento que puede apilarse sobre un husillo central para lograr un mayor tamano de filtro o simplemente dejarse caer de manera multiple en depositos de aceite mas pequenos en el mismo plano que la base. Aberturas en forma de estrella aumentan el area superficial activa presentada al aceite. La figura 23 muestra un disco filtrante que tiene aberturas sustancialmente por toda su cara, presentando de ese modo una gran area superficial activa para un tamano dado y una baja resistencia al flujo de aceite.
La orientacion de la mayona de las macroaberturas en las caras exteriores de los bloques o cartuchos filtrantes o de tratamiento para la entrada y salida de aceite puede ser en el plano vertical para permitir el flujo libre de aceite a traves del bloque o cartucho filtrante o de tratamiento (figura 24) mientras que pueden formarse pasos horizontales u otros pasos a menudo no verticales para proporcionar trayectoria de flujo de aceite convolucionada para extender la longitud de la trayectoria y el tiempo de permanencia del aceite dentro del filtro para permitir la extraccion y adsorcion optimas de contaminantes deseados. Puede emplearse la alineacion indirecta o el escalonamiento de aberturas externas principales en cualquier plano particular para fomentar adicionalmente longitud de la trayectoria y el tiempo de permanencia.
Tambien pueden formarse bloques filtrantes a partir de disposiciones de una forma base modular repetida regularmente (figura 25) para permitir el interbloqueo o el apilado de los bloques (figura 26) para lograr un area superficial y volumen eficaces de material filtrante requeridos para tratar el volumen de aceite en el deposito de aceite para cocinar con los fines de lograr una vida ampliada del filtro con respecto al ciclo de trabajo y la cantidad de producto alimenticio cocinado en un periodo de tiempo dado sin requerir grandes herramientas de colada de fabricacion o la produccion de multiples tamanos de producto para adaptarse a tales necesidades de procedimiento y depositos de aceite de tamano variable . En estos casos, partes mas modulares pueden interbloquearse simplemente para lograr cualquier tamano de filtro mayor necesario basandose en multiples casos de un unico componente de filtro pequeno.
Cartuchos que tienen medios filtrantes o de tratamiento internos
En algunas realizaciones, se proporciona un bloque de tratamiento o cartucho 20 de tratamiento (figura 2) que se coloca en un tanque (16) de aceite para cocinar de freidora que se emplea durante el proceso de cocinado en el que normalmente se calienta el aceite hasta la region de 160°C con el fin de cocinar una variedad de diferentes alimentos.
En aplicaciones comerciales con tanques con una capacidad superior a 15 L es normal tener una depresion (18) central en la superficie inferior del tanque para definir el punto fno. El filtro se coloca en tal ubicacion que la conveccion termica provocada por los elementos de calentamiento o llamas de gas, que calientan el aceite en determinadas posiciones y proporcionan una zona de menor temperatura o punto fno, pasa a traves del medio filtrante para retirar residuos de alimentos quemados, acidos grasos creados durante el proceso de fritura en freidora, y otros subproductos o contaminantes no deseados que afectanan si no al sabor, color, aspecto y espedficamente pueden ser perjudiciales para la salud del consumidor.
La funcion de realizaciones de una zona fna en una freidora se explica por ejemplo en el documento US-A-5335776
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(Driskill, Daylight Corporation). El calor proporcionado por los calentadores se concentra en el aceite en una parte superior de las paredes laterales, sin transferirse sustancialmente calor al aceite para cocinar a traves de la parte inferior de las paredes laterales. De esta manera, el aceite del recipiente esta mas fno en una parte de canal en forma de V inferior, proporcionando de ese modo una zona de fritura superior y una zona fna inferior en el aceite para cocinar dentro del recipiente. Esta disposicion de proporciona un fondo en forma de V, o en forma de canal, para el recipiente junto con calentadores separados que no calientan la parte de canal mas inferior del fondo del recipiente hace que se formen corrientes de conveccion en el aceite para cocinar en la freidora. Estas corrientes de conveccion fluyen generalmente en trayectorias circulares dentro del aceite para cocinar. Las corrientes de conveccion tienden a mover pequenas partfculas de alimento que se desprenden o se disocian del alimento que esta preparandose en la zona fna de aceite para cocinar inferior. La temperatura del aceite en la zona fna es tal que ademas de terminarse sustancialmente el cocinado de las partfculas de modo que es menos probable que las partfculas se carbonicen y ennegrezcan. Ademas, el movimiento de las partfculas de alimento hacia la zona fna de aceite inferior impide que una parte sustancial de las partfculas se adhieran al alimento que esta preparandose. Puede proporcionarse una disposicion similar para freidoras a presion a las que tambien puede aplicarse la invencion, vease el documento US-A-6505546 (Koeter et al., Technology Licensing Corporation).
En freidoras de esta clase, puede situarse la presente composicion de tratamiento o bien en la zona caliente superior o bien en la zona fna inferior.
La colocacion del bloque o cartucho 20 filtrante o de tratamiento dentro del punto fno proporciona una ubicacion alejada de los puntos de calentamiento con gas ubicados habitualmente a ambos lados de la depresion de punto fno o interferencia con cualquier elemento de calentamiento electrico ubicado normalmente en el suelo del tanque de aceite a ambos lados del punto fno, impidiendo por tanto el sobrecalentamiento del alojamiento o bloque y los medios filtrantes, permitiendo el flujo libre de aceite alrededor de los calentadores y permitiendo el flujo libre de aceite a traves de conveccion termica.
La figura 1 muestra un alojamiento de cartucho filtrante o de tratamiento de seccion en V que esta conformado para caber en la boca de un punto fno de freidora comercial tfpica, normalmente usado para canalizar el aceite hasta una espita o grifo de drenaje cuando se realiza el drenaje del tanque de aceite para la eliminacion u otros procesos d filtracion externos. El alojamiento comprende un alojamiento 12 base fabricado a partir de un metal perforado tal como acero inoxidable u otro material que pueda soportar la temperatura de funcionamiento hasta la region de 200°C sin degradacion y una cubierta l4 perforada retirable de un materia similar, perforaciones que permiten el movimiento libre del aceite a traves de la carcasa hasta los medios de tratamiento internos mediante conveccion termica normal. El alojamiento contiene un lecho 10 de material de tratamiento filtrante. Una razon minima de abertura con respecto a material solido para la carcasa perforada es de 1:4 y preferiblemente 1:2 o para permitir mejor la libre circulacion de aceite.
Una segunda realizacion del cartucho de tratamiento mostrado en las figuras 5 y 6 consiste en un alojamiento 26 rectangular de material perforado o malla similar que el filtro de seccion en V pero de forma plana y dotado de pestanas 28 u otros soportes para permitir la suspension sobre el punto 18 fno de la freidora comercial. Este cartucho de tratamiento tiene una seccion transversal y un volumen menores que el filtro de seccion en V y proporciona una circulacion de aceite mas libre a traves de los medios de tratamiento que pueden estar en forma suelta o forma de casete.
Una tercera realizacion del cartucho de tratamiento (figuras 7 y 8a-8e) emplea un alojamiento 30 rectangular similar dotado de un mango 32 pero sin las pestanas de soporte y destinado para su ubicacion en la seccion inferior de una cesta 34 para frefr de malla de tipo convencional modificada. El filtro consiste de nuevo en un soporte o alojamiento 30 perforado o de malla de los materiales y la naturaleza establecidos de perforaciones para medios filtrantes o de tratamiento de forma suelta o de casete que estan equipados normalmente en la base de la cesta para frefr 34 para proporcionar un buen flujo de aceite a traves de los medios mediante conveccion termica. En una forma de esta realizacion, el alojamiento filtrante o de tratamiento esta ubicado de manera deslizable y retirable en una cavidad separada de los alimentos por un separador 36 perforado o de malla para impedir que los alimentos toquen directamente el filtro, para la facil retirada de los alimentos tras el cocinado y la facil limpieza o sustitucion de los medios filtrantes. En la forma ilustrada, el mango 32 esta previsto en el extremo exterior del alojamiento filtrante para proporcionar una facil insercion y retirada. La ubicacion del cartucho filtrante o de tratamiento dentro de la cesta proporciona el uso en cualquier freidora con o sin una depresion de punto fno, tal como freidoras domesticas o comerciales mas pequenas con tanques de aceite esencialmente rectangulares, a menudo con capacidades de aceite de menos de 15 L. Ademas, la ubicacion del filtro en la cesta para frefr impide que se asiente directamente encima de ningun elemento calentador electrico que sobresalga en el tanque de aceite y por tanto el sobrecalentamiento del alojamiento o los medios filtrantes y la interferencia con la libre circulacion de aceite a traves de conveccion termica. En freidoras domesticas y comerciales mas pequenas en las que no hay punto fno y poco espacio para una ubicacion alternativa y esencialmente sin elementos de calentamiento sobresalientes dentro del tanque de aceite, el filtro rectangular puede colocarse suelto en el fondo del tanque bajo la cesta.
Se preve una cuarta realizacion del alojamiento filtrante o de tratamiento (figuras 9a-9c) que es de forma circular para la colocacion en el fondo de freidoras de tipo sarten u otras formas de tanque cilmdrico tal como se emplean en
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algunos establecimientos comerciales de comida rapida. El alojamiento (90) de forma circular esta construido de nuevo a partir de un material que puede soportar la temperatura en la region de 200°C tal como acero inoxidable y es una formacion perforada o de malla con atributos similares a los descritos en la primera forma de realizacion. Pueden variarse el diametro y la profundidad para equiparse en una variedad de sartenes 92, freidoras y freidoras domesticas o comerciales de seccion cilmdrica dedicadas con una capacidad de los medios filtrantes variada para adaptarse a la aplicacion espedfica.
En las realizaciones anteriores, los medios (10) filtrantes o de tratamiento pueden ser material suelto, en perla de forma granular o conformada de seccion de estrella, casi esferica o forma cilmdrica o cualquier otra forma disenada para proporcionar un gran area superficial y buen flujo de aceite a traves de los medios rellenos de manera suelta. Pueden proporcionarse en un casete 24 reemplazable relleno previamente (figura 4) que permite una facil accion de limpieza y rellenado rapido. Alternativamente y en realizaciones preferidas, el medio de tratamiento puede ser autonomo, en forma por ejemplo de un disco (figura 19) o bloque (figura 20).
A continuacion se describira como puede ponerse en practica la invencion con referencia a los siguientes ejemplos. Ejemplo 1
Clinker de cemento y OPC
El clinker de cemento blanco Aalborg y OPC blanco Aalborg son materiales disponibles de Aalborg Portland Group de Dinamarca. El OPC blanco Aalborg se produce a partir de piedra caliza extremadamente pura y arena finamente triturada. Tiene un bajo contenido de alcali (Na2O) del 0,2-0,3% en peso, un bajo contenido de aluminato de tricalcio (C3A) del 4-5% en peso y un contenido de cromato de no mas de 2 mg/kg.
El clinker de cemento blanco tal como se suministro tema un diametro de partmula de 8 mm, un analisis del 25% de SiO2, el 2,0% de A^O3, el 0,3% de Fe2O3 y el 69% de CaO y una composicion Bogue del 65,0% de C3S, el 21% de C2S, el 5,0% de C3A y el 1,0% de C4AF en los que C3S representa silicato de tricalcio Ca3SiO5, C2S representa silicato de dicalcio Ca2SiO4, C3A representa aluminato de tricalcio Ca6AhO6 y C4AF representa aluminoferrita de tetracalcio Ca4Al2Fe2O-i0. El clinker de cemento blanco tema un area superficial de 0,43 m2/g, una porosidad del 37% y una densidad de 1,1. Era eficaz para retirar acidos grasos libres, aldehndos y otros contaminantes del aceite, y dio lugar a los siguientes beneficios:
• Aumento de la duracion de vida del aceite para cocinar del 40 al 70% o incluso hasta el 100% o mas.
• Reduccion de la acumulacion de acidos grasos, productos de oxidacion (carcinogenos tales como aldelmdos, peroxidos y radicales libres, etc.) - salud.
• Mejora del gusto y el aspecto de los alimentos fritos.
• Reduccion del mdice de acidez y la viscosidad (provocados por productos de oxidacion).
• Reduccion de la cantidad de aceite para cocinar usado que requiere su eliminacion.
El OPC tema un analisis del 2,03% de SiO3, el 24,4% de SiO2, el 1,97% de A^O3, el 0,34% de Fe2O3, el 68,6% de CaO, el 0,58% de MgO, el 0,01% de Cl, el 0,09% de TiO2, el de 0,30% de P2O5, el 0,16% de K2O y el 0,19% de Na2O, una composicion Bogue del 66,04% de C3S, el 20,1% de C2S, el 4,64% de C3A, el 1,04% de C4AF y el 3,45% de CaSO4
Se molieron ambos materiales segun fuese apropiado para proporcionar un tamano de partmula deseado, por ejemplo de 14,5 pm.
Preparacion de discos
Se prepararon muestras de clinker y OPC hidratado de la siguiente manera. Se colaron discos en recipientes de 50mm de diametro para dar discos de 50 mm de diametro ~10 mm de grosor. Para formar los discos, se usaron 30 g de OPC y 12 g de agua para cemento solo, y por ejemplo 15 g de OPC mas 15 g de clinker con 12 g de agua para la formulacion de OPC y clinker 50/50. Se anadio agua al cemento/clmker y se agito la mezcla con una espatula para dar una consistencia similar a unas gachas cremosas, despues de lo cual se vertio la mezcla en una taza de papel y se puso la taza en un recipiente de plastico sobre agua de modo que l humedad relativa en el recipiente era ~ del 100%. Se mantuvo el recipiente a 40-50°C durante 5 dfas.
Se estimo la porosidad de la siguiente manera. Se empaparon muestras de materiales de disco filtrante en agua durante la noche, se secaron dando golpecitos, se pesaron y se colocaron en un horno (aproximadamente a 220°C) durante un periodo durante la noche adicional y luego se pesaron adicionalmente. Se dedujo el % de absorcion de
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agua usando la formula % = ((((peso de navecilla + disco humedo) - peso de navecilla) - ((peso de navecilla + peso seco) - peso de navecilla))/ ((peso de navecilla + disco seco) - peso de navecilla))) x 100. Normalmente, se analizaron cinco muestras de disco de cada tipo.
Se sometio a ensayo la resistencia usando una maquina de ensayos universal Instron 1122 y un dispositivo de ensayo de 3 puntos convencional con parametros de distancia ajustables, suministrados de nuevo por Instron. Normalmente se uso una distancia de 40-50 mm dependiendo de la muestra. Se aplico carga a la muestra usando una velocidad de cruceta de 5 mm/min. Se midio la carga pico usando una celda de carga por tension-compresion (modelo A217-12) que podfa leer intervalos de escala completa de 100, 200, 500, 1000, 2000 y 5000 N. Entonces se calculo el modulo de rotura de la muestra usando fmax = 6 W L / 4 bd2 donde b = la anchura yd = el grosor de la muestra. W = carga aplicada y L es la distancia.
Las muestras hidratadas teman las siguientes propiedades:
Tabla 1-1
- N.° de muestra
- % de OPC % de clinker % en peso de adsorcion de agua Porosidad (%) Resistencia (MPa)
- 1
- 100 -19,22 38,44 4,03
- 2
- 100 26,12 -52,14
- 3
- 50 50 23,31 -46,62 3,76
- 4
- 25 75 25,31 -50,62 14,7
- 5
- 75 25 22,57 -45,14 3,0
- 6
- 50 50 * * *
- 7
- 50 50 20,82 -41,64 3,3
- 8
- 50 50 19,28 -38,56 5,8
Evaluacion de los discos
Se colocaron los discos filtrantes anteriores, por ejemplo de formulacion por ejemplo del 25% de OPC hidratado/el 75% de clinker blanco (peso tfpico de 35 g), en 400 ml de aceite de girasol, permitiendose que el aceite alcanzase una temperatura de cocinado optima de 180°C a traves del uso de una placa calefactora electronica. Entonces se anadieron 90 g de patatas fritas al aceite caliente y se cocinaron hasta que tuvieron un color “marron”. Luego se retiraron y se reemplazaron por nuevas patatas fritas del mismo peso, repitiendose esto de modo que diera un numero total de fritadas al d^ de 8. Se realizo un total de 5 d^s de fritura. Despues de la fritura de cada dm se conservo una muestra de aceite y se realizaron mediciones de viscosidad, pH, color y de espectroscopfa de H- RMN. Pueden resumirse los resultados de los experimentos de la siguiente manera:
Rendimiento de lixiviacion
Esto se evaluo de la siguiente manera. Se incineraron 10,0 ml de una muestra de aceite de girasol despues de la fritura durante cinco dfas con patatas fritas en un horno que funcionaba a 500°C durante 5 horas, se digirio en microondas en 10,0 ml de acido mtrico concentrado, posteriormente se diluyo hasta un volumen final de 25,0 ml con agua desionizada y luego se analizo (% de Ca, Fe, Na, Al, Zn, Cu) mediante ICP-AES (Thermo Jarrell Ash Trace Scan). Los resultados del analisis elemental estan en la tabla 1-2.
Tabla 1-2:
- Material
- Ca Fe Na Al Zn Cu
- Clinker
- 0,575 n.d. 0,010 n.d. n.d. 0,021
- Discos de OPC
- 0,832 n.d. 0,539 n.d. n.d. 0,002
- Disco de OPC/clmker 50:50
- 1,022 n.d. 0,557 n.d. 0,125 0,013
- Disco de OPC/clmker 25/75
- 0,306 n.d. 0,306 n.d. n.d. n.d.
- Disco de OPC/clmker 75/25
- 3,023 n.d. 0,243 n.d. 0,006 0,045
a n.d. - ninguno detectable. Todos los valores en ppm.
El calcio y sodio son cationes fisiologicamente aceptables, y la lixiviacion en el aceite al nivel de < 5 ppm preferiblemente < 2 ppm es de manera deseable < 1 ppm. Debe minimizarse la lixiviacion de otros cationes, por ejemplo Fe, Al, Zn y Cu. Ninguna de las muestras anteriores mostro una lixiviacion detectable de ninguno de Fe o Al. Se observara que el disco del 25% en peso de OPC/el 75% en peso de clinker mostro baja lixiviacion de calcio y otros materiales.
pH, viscosidad y color
La medicion del pH proporciona una indicacion del nivel de especies acidas presentes en el aceite. La medicion de la viscosidad y el color proporciona una indicacion del nivel de productos de degradacion oxidativa presentes en el aceite.
5 Se midio el pH usando un medidor de pH de Electric Instruments Ltd modelo 7010. Se midieron los valores de pH para muestras acuosas / de sobrenadante (extrafdas de una mezcla de aceite/agua 1:1) de aceite de girasol usado para frefr patatas fritas y se trataron con los diversos materiales anadidos.
Se midio la viscosidad usando un viscosfmetro digital modelo DV-1 de Brookfield, rotor n.° 4. Se midieron los valores 10 de viscosidad (mPa.s) para muestras de aceite de girasol usado para frefr patatas fritas y se trataron con los diversos materiales anadidos.
Se midio el color usando un espectrofotometro electronico de UV-VIS UV-2 de Unicam funcionando en el intervalo de 250 - 700 nm. Se midio el valor de absorbancia de una muestra de aceite a la longitud de onda reconocida de 15 manera internacional de 490 nm, intervalo teorico aceptable de 0,0 -1,0 unidades de absorbancia.
Los tamanos de partfcula de los materiales usados para formar los discos en los diversos ensayos notificados en la tabla 1-3 son tal como se indican.
20
Tabla 1-3
- Aceite de girasol
- D^a pH Viscosidad (MPa) Color (A490)
- Control de aceite de girasol
- 0 min 6,7 62 N/A
- 30 min
- 5,9 78
- 60 min
- 5,6 88
- 90 min
- 5,4 94
- Control de patatas fritas
- 1 6,0 76 0,04
- 2
- 5,5 74 0,05
- 3
- 4,8 72 0,16
- 4
- 4,7 90 0,27
- 5
- 4,7 114 0,63
- CHnker con patatas fritas (diam. de 8 mm) (Muestra 2)
- 1 6,0 68 0,07
- 2
- 5,8 64 0,09
- 3
- 5,8 64 0,14
- 4
- 5,2 70 0,22
- 5
- 5,2 94 0,42
- OPC con patatas fritas (diam. de 8 mm)
- 1 6,2 64 0,02
- 2
- 6,0 68 0,05
- 3
- 5,9 72 0,07
- 4
- 5,9 74 0,09
- 5 5,8 88 0,19
- Disco de OPC hidratado con patatas fritas (muestra 1)
- 1 6,0 64 0,05
- 2
- 5,9 70 0,10
- 3
- 5,7 72 0,14
- 4
- 5,6 74 0,18
- 5
- 5,6 98 0,30
- CHnker de OPC hidratado/cHnker 50/50 con patatas fritas de 14,5 nm (muestra 3)
- 1 6,0 64 0,05
- 2
- 5,9 70 0,10
- 3
- 5,7 72 0,14
- 4
- 5,6 74 0,18
- 5
- 5,6 98 0,3
- OPC hidratado/clmker 25/75 con patatas fritas (muestra 4)
- 1 7,2 78 0,02
- 2
- 7,2 78 0,04
- 3
- 7,2 86 0,07
- 4
- 6,8 88 0,12
- 5
- 6,8 94 0,15
- OPC hidratado/cHnker 75/25 con patatas fritas (muestra 5)
- 1 7,0 78 0,02
- 2
- 7,0 78 0,03
- 3
- 7,0 82 0,06
- 4
- 6,7 88 0,13
- 5
- 6,7 94 0,36
- CHnker de OPC hidratado/cHnker 50/50 con patatas fritas
- 1 7,0 78 0,02
- 2
- 6,9 78 0,04
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
- de 50 pm (muestra 7)
- 3 6,9 86 0,07
- 4
- 6,9 86 0,1
- 5
- 6,8 94 0,21
- CHnker de OPC h/dratado/cHnker 50/50 con patatas fr/tas de 100 pm (muestra 8)
- 1 7,0 78 0,03
- 2
- 6,9 78 0,04
- 3
- 6,9 82 0,08
- 4
- 6,9 84 0,24
- 5
- 6,9 94 0,58
Resultara evidente que es mejor la estabilidad frente al pH usando el clmker de cemento Portland blanco indicando una reduccion de acido mas eficaz, mientras que el cambio en la viscosidad y el color es menor con OPC, indicando una reduccion de productos de oxidacion, de modo que el uso de estos materiales en combinacion proporciona los buenos resultados. Con respecto al tamano de partfcula, se encontro que 14,5 |im tanto para clmker como para OPC proporcionaba los mejores resultados.
Mediciones de espectroscopia de 1H-RMN:
Los subproductos de aldetndo provocan muchos de los malos sabores y malos olores en aceite y alimentos fritos. Son productos de oxidacion lipfdica secundaria que resulta de la degradacion de productos de oxidacion primaria del aceite para cocinar, por ejemplo hidroperoxidienos e incluyen los siguientes productos de oxidacion que se han estudiado en el presente documento como indicadores, aunque habitualmente estan presentes muchos otros productos de oxidacion:
(a) trans-2-alquenales (asociados habitualmente con la oxidacion de aceites monoinsaturados relativamente superiores),
(b) trans,trans-alca-2,4-dienales,
(c) 4,5-epoxi-trans-2-alquenales (producto de oxidacion principal que surge de la oxidacion de trans,trans-alca-2,4- dienales, vease Guillen et al., Lipid Sci. Food Agric., 85 (2005): 2413-2420),
(d) 4-hidroxi-trans-2-alquenales (probablemente producto de oxidacion que surge de la oxidacion de 4-hidroperoxi- trans-2-alquenales, vease Guillen et al., citado anteriormente,
(e) c/s,trans-alca-2,4-dienales (isomero geometrico de trans,trans-alca-2,4-dienales, aparece habitualmente a un nivel del 25% del detectado para trans,trans-alca-2,4-dienales) y
(f) n-alcanales (asociados habitualmente con la oxidacion de aceites monoinsaturados relativamente superiores.
Desde el punto de vista de la toxicidad, se cree que en la lista anterior la toxicidad relativa es del orden de (c) y (d) >
(a), (b) y (e) > (f).
Concentraciones de aldehfdo basado en la integracion electronica de senales de RMN detectables de valor de desplazamiento qrnmico conocido (escala de frecuencia). Espectrometro de RMN Bruker Avance 600 MHz funcionando a una frecuencia de 600,13 MHz y una temperatura de sonda de 298 K. Se diluyeron almuotas de 0,30 ml de cada aceite hasta un volumen de 0,90 ml con cloroformo deuterado (C2HCl3) que proporciono un bloqueo de campo-frecuencia, y se colocaron las muestras en tubos de RMN de 5 mm de diametro. El disolvente de C2HCl3 contema 5 x10-3 mol.dm'3 de 1,3,5-triclorobenceno (identificado como una resonancia de singlete a 8 = 7,227 ppm) que sirvio como patron interno cuantitativo. Las condiciones de pulsacion tfpicas para el espectrometro de 600 MHz incluyeron 64 decaimientos de induccion libre (FID) usando 32.768 puntos de datos, tiempo de adquisicion de 3,4079 s, ancho de barrido de 9615,38 Hz. Los desplazamientos qmmicos hadan referencia a cloroformo residual (8 = 7,262 ppm). Aldehfdos medidos en los espectros de RMN: (a) trans -2-alquenal, (b) trans,trans-alca-2,4-dienal, (c) 4,5-epoxi-trans-2-alquenal, (d) 4-OH-trans-2-alquenal, (e) c/s,trans-alca-2,4-dienaland (f) n-alcanal. Se asignaron de manera rutinaria las resonancias presentes en cada espectro mediante la consideracion de los valores de desplazamiento qrnmico, los patrones de acoplamiento y las constantes de acoplamiento. Los resultados fueron tal como se muestran en la tabla 1-3 a continuacion. Se observo que el clinker proporciona la mejor adsorcion de aldehfdos y OPC proporciona los mejores resultados de pH, viscosidad y color, de modo que es deseable una combinacion de ambos.
Tabla 1-4 - Resultados de muestra (las unidades de concentracion son milimoles)
- 5 dfas
- trans-2- alquenal trans,trans- alca-2,4-diena 4,5-epoxi-trans- 2-alquenal 4-OH-trans- 2-alquenal c/s,trans-alca 2,4-dienal n- alcana
- Control de ace/te de g/rasol
- 23,9 36,9 4,5 3,5 6,9 5,0
- Control de patatas fr/tas
- 27,1 23,9 5,8 5,8 3,9 5,2
5
10
15
20
25
30
35
40
- Ctfnker con patatas fr/tas (d/am. de 8 mm) (Muestra 2)
- 7,7 14,2 1,3 0,0 2,6 6,5
- OPC con patatas fr/tas (d/am. de 8 mm)
- 17,6 32,0 3,8 3,8 6,8 9,9
- D/sco de OPC h/dratado con patatas fr/tas (muestra 1)
- 3,4 9,0 1,7 1,4 2,9 2,4
- CHnker de OPC h/dratado/cHnker 50/50 con patatas fr/tas de 14,5 pm (muestra 3)
- 2,7 8,2 1,3 1,9 3,1 1,5
- OPC h/dratado/ctfnker 25/75 con patatas fr/tas (muestra 4)
- 1,6 4,7 0,0 0,0 1,2 1,2
- OPC h/dratado/ctfnker 75/25 con patatas fr/tas (muestra 5)
- 2,1 4,8 0,0 0,0 1,5 1,3
- CHnker de OPC h/dratado/cHnker 50/50 con patatas fr/tas de 50 pm (muestra 7)
- 2,1 4,6 0,0 0,0 1,8 1,2
- Ctfnker de OPC h/dratado/cHnker 50/50 con patatas fr/tas de 100 pm (muestra 8)
- 2,3 5,9 0,0 0,0 1,3 1,6
Resultados graficos
En las figuras 10-15, se muestran los datos de concentracion de aldetndos obtenidos a partir de los experimentos de RMN, mientras que en la figura 16 se muestran los resultados de las mediciones de color. En la figura 17, se muestra el rendimiento de fritura usando clinker de OPC 25/75 a lo largo de un periodo de dos semanas (5 dfas de fritura a la semana). Se observara que el contenido de c/s,trans-alca-2,4-dienal, 4-hidroxi-trans-2-alquenal y 4,5- epoxi-trans-2-alquenal permanecio bajo en la totalidad del periodo de la prueba y que las concentraciones de n- alquenal, trans-2-alquenal y trans-trans-alca-2,4-dienal tambien permanecieron relativamente bajas a traves de la mayor parte del periodo de prueba.
Ejemplo 2
Experimentos con grasa de carne asada
Se creo un “coctel de aldetndos” anadiendo tres de los principales aldetndos (trans-2-alquenales, trans,trans-alca- 2,4-dienales, y n-alcanales) a grasa de carne asada (500 g) de modo que tuviera una concentracion de aldetndo tfpica de 10 mmol/kg de grasa de carne asada (aproximadamente 2 mmol/kg grasa de carne asada en el caso de c/s,trans-alca-2,4-dienales, reflejando su distribucion tfpica en una muestra de trans,trans-alca-2,4-dienal).
Se coloco un disco filtrante (o bien de OPC, filtro 1 o bien de OPC/clmker 50/50, filtro 2, peso de disco tfpico de 35 g) en la grasa de carne asada, permitiendose que el aceite alcanzase una temperatura de cocinado optima de 180°C a traves del uso de una placa calefactora electronica. Cuando fue apropiado (vease a continuacion), se anadieron entonces 90 g de patatas fritas a la grasa caliente y se cocinaron hasta que tuvieron un color “marron”. Luego se retiraron y se reemplazaron por nuevas patatas fritas del mismo peso, repitiendose esto de modo que diera un numero total de fritadas al dfa de 8. Se realizo un total de 2 dfas de fritura. Despues del regimen de fritura de cada dfa, se conservo una muestra de grasa de carne asada y se realizaron mediciones de espectroscopfa de 1H-RMN. Para los dos tipos de material de disco, se realizo un total de cinco experimentos, reflejando todas las posibles combinaciones de posible retencion de aldetndo:
(a) grasa de carne asada/filtro 1/sin patatas fritas,
(b) grasa de carne asada/filtro 2/sin patatas fritas
(c) grasa de carne asada/patatas fritas,
(d) grasa de carne asada/filtro 1/patatas fritas,
(e) grasa de carne asada/filtro 2/patatas fritas.
Se repitio dos veces este regimen experimental. Tambien se realizo un experimento de control adicional que implicaba grasa de carne asada mas coctel de aldetndos sin patatas fritas o material filtrante. En la figura 18, se muestran los resultados.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Ejemplo 3
Experimentos usando aceite de airasol/acido elaidico
El calentamiento directo de una pequena muestra del acido graso trans acido e^dico condujo a la adquisicion de un espectro de RMN que mostro niveles significativos de trans-2-alquenales y n-alcanales, no esperados para una grasa monoinsaturada (con la condicion de que trans se convierte en cis con el calentamiento).
o
Se llevaron a cabo pruebas con aceite de girasol que tema una muestra de acido elafdico anadida, con la fritura posterior de patatas fritas. El procedimiento experimental era el mismo que se empleo en los ejemplos anteriores con la excepcion de que se anadieron 0,5 g de acido e^dico a 400 ml de aceite de girasol (dando una concentracion de aproximadamente 4 mmol/kg de aceite). Uno de los conjuntos de prueba presentaba solo esta mezcla mientras que otro tambien inclrna la adicion de un disco filtrante de OPC/clmker con una razon 25/75. El analisis de los espectros de muestra de aceite de girasol destaco niveles aumentados de trans-2-alquenales y n- alquenales, acorde con un grado de conversion de acido elafdico en estas dos especies de aldetndo. En las tablas 3-1 y 3-2, se indican los niveles de aldetndo.
Tabla 3-1 - Concentraciones de componentes de aldetndo (mmol/kg de aceite) detectadas en los experimentos de 1H-RMN llevados a cabo con una mezcla de aceite de girasol/acido elafdico y usados para frefr patatas fritas (las
unidades de concentracion son milimoles)
- Aceite de girasol/ acido elafdico
- trans-2-alquenal trans,trans- alca-2,4-dienal 4,5-epoxi-trans-2- alquenal 4-OH-trans-2- alquenal cis,trans-alca- 2,4-dienal n-alcanal
- Control
- 2,7 2,3 2,0 2,0 1,7 1,2
- Dfa 1
- 9,2 14,7 2,2 2,7 3,1 4,8
- Dfa 2
- 22,0 23,1 2,7 1,9 3,2 7,0
- Dfa 3
- 35,9 29,7 4,8 3,5 3,7 8,7
- Dfa 4
- 50,3 33,9 5,2 3,6 3,4 19,7
- Dfa 5
- 57,4 38,6 5,9 4,1 3,9 22,4
Tabla 3-2 - Concentraciones de componentes de aldetndo (mmol/kg de aceite) detectadas en los experimentos de 1H-RMN llevados a cabo con una mezcla de aceite de girasol/acido elafdico, tratados con un disco de OP hidratado/clmker 25/75 y usados para frefr patatas fritas (las unidades de concentracion son milimoles)
- Aceite de girasol/ acido elafdico
- trans-2-alquenal trans,trans- alca-2,4-dienal 4,5-epoxi-trans-2- alquenal 4-OH-trans-2- alquenal cis,trans-alca- 2,4-dienal n-alcanal
- Control
- 2,3 2,0 1,6 1,7 1,4 1,4
- Dfa 1
- 3,3 7,9 1,4 1,4 2,2 1,9
- Dfa 2
- 3,6 11,1 0,3 0,3 1,7 2,8
- Dfa 3
- 5,6 14,4 0,9 0,7 2,5 4,7
- Dfa 4
- 11,2 28,7 1,7 0,7 5,0 12,9
- Dfa 5
- 12,7 32,7 2,0 0,8 5,7 14,7
Los valores de control indicados en las tablas 3-1 y 3-2 representan los valores de aldetndo medidos en una muestra tomada del aceite caliente inmediatamente despues de la adicion del acido elafdico y el mezclado meticuloso de la mezcla. Aparte del hecho de que los dos conjuntos de valores de control son muy similares (si no son esencialmente identicos), esto tambien implica que la oxidacion tanto de aceite a granel como de acido elafdico se produce inmediatamente, ya que los valores medidos para trans-2-alquenales y n-alcanales son del mismo orden que los medidos para trans,trans-alca-2,4-dienales. A los valores se les restaron los valores de aceite de girasol de control correspondientes, representandose estos valores diferenciales en las figuras 10 y 11.
Puede observarse que los valores de trans-2-alquenal y n-alcanal predominan en los resultados para aceite de girasol/acido elafdico pero se eliminan en gran medida cuando se anade el filtro de disco a la mezcla. Estos resultados demuestran por tanto, de manera indirecta, que los dispositivos filtrantes de OPC/clmker interfieren tanto en la qrnmica oxidativa de las grasas trans que puede postularse que las propiedades perjudiciales de las grasas trans in vivo pueden deberse en parte a la generacion de productos de oxidacion lipfdicos de aldetndo durante procedimientos de cocinado.
Claims (10)
- REIVINDICACIONES1. Metodo para el tratamiento in situ de aceite o grasa para cocinar en una freidora durante operaciones de fritura que comprende tratar el aceite in situ en dicha freidora durante dicha fritura en freidora con un5 producto de fraguado hidraulico que tiene la propiedad de que es una estructura porosa de modo que elaceite puede difundir a su interior y los contaminantes pueden depositarse sobre y dentro de la misma, pudiendo obtenerse dicha estructura porosa mediante fraguado y endurecimiento de:(a) > el 50% en peso de (i) clinker de OPC blanco, (ii) OPC blanco o (iii) una mezcla de clinker de OPC10 blanco y OPC blanco;(b) opcionalmente el 1-2% en peso de sflice y/o el 1-2% en peso de titania (TO2); y(c) opcionalmente componentes adicionales seleccionados de 15cal,sulfato de calcio,20 alumina hidratada,feldespatos naturales,tierra de diatomeas 25formas de Na y Ca de zeolitas naturales y sinteticas, arcillas, arcillas con pilares, tierras/arcillas activadas,30 minerales de silicato seleccionados de silicato de calcio, silicato de magnesio, silicato de aluminio,agalmatolita, anffboles, attapulgita, porfido gramtico, caolinita, porfido, riolita, talco y wollastonita,negro de carbono,35 fibra de celulosa,antioxidantes,floculantes y 40acidos organicos compatibles con alimentos.
- 2. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que la mezcla contiene desde el 20-35% en peso de OPC basado en el peso total del OPC y el clinker de OPC y el 65-80% en peso de clinker de OPC basado en el peso45 total del OPC y el clinker de OPC.
- 3. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que la mezcla contiene desde el aproximadamente 25% en peso deOPC basado en el peso total del OPC y el clinker de OPC y aproximadamente el 75% en peso de clinker deOPC basado en el peso total del OPC y el clinker de OPC.50
- 4. Metodo segun la reivindicacion 1, 2 o 3, en el que el aceite esta en una freidora que tiene un punto fno, y el material solido esta ubicado en una region caliente superior de la freidora.
- 5. Metodo segun la reivindicacion 1, 2 o 3, en el que el aceite caliente esta en una freidora que tiene un punto55 fno, y la fuente esta ubicada en una region fna inferior de la freidora.
- 6. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que el producto esta en forma de una briqueta o un bloqueindependiente para su inmersion en el aceite para cocinar.60 7. Metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que el producto consiste en > el 90% en peso deuna mezcla de clinker de OPC blanco y OPC blanco que contiene OPC que es el 20-35% en peso del peso total del OPC y el clinker de OPC y el 65-80% en peso de clinker de OPC basado en el peso total del OPC y el clinker de OPC.65 8. Metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que el producto consiste en el 100% en peso de unamezcla de clinker de OPC blanco y OPC blanco que contiene OPC que es aproximadamente el 25% en
- 9.5
- 10.10 11.15202530354045
- 12.50
- 13.55 14.peso del peso total del OPC y el clinker de OPC y aproximadamente el 75% en peso de clinker de OPC basado en el peso total del oPc y el clinker de OPC.Metodo de cualquier reivindicacion anterior, en el que el producto de fraguado hidraulico es de clmker de OPC blanco molido hasta un tamano de partfcula de 10-50 |im y OPC blanco.Metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que el producto de fraguado hidraulico es de clinker de OPC blanco molido hasta un tamano de partfcula de aproximadamente 14,5 |im y OPC blanco.Uso para la descontaminacion in situ de aceite o grasa para cocinar durante la fritura de una estructura conformada que es estable en aceite caliente, que es porosa de modo que el aceite puede difundir a su interior y los contaminantes pueden depositarse sobre y dentro de la misma, pudiendo obtenerse dicha estructura conformada mediante fraguado y endurecimiento de:(a) > el 50% en peso de (i) clinker de OPC blanco, (ii) OPC blanco o (iii) una mezcla de clinker de OPC blanco y OPC blanco;(b) opcionalmente el 1-2% en peso de sflice y/o el 1-2% en peso de titania (TO2); y(c) opcionalmente componentes adicionales seleccionados decal,sulfato de calcio, alumina hidratada, feldespatos naturales, tierra de diatomeasformas de Na y Ca de zeolitas naturales y sinteticas, arcillas, arcillas con pilares, tierras/arcillas activadas,minerales de silicato seleccionados de silicato de calcio, silicato de magnesio, silicato de aluminio, agalmatolita, anffboles, attapulgita, porfido gramtico, caolinita, porfido, riolita, talco y wollastonita,negro de carbono,fibra de celulosa,antioxidantes,floculantes yacidos organicos compatibles con alimentos.Uso segun la reivindicacion 11, en el que la composicion consiste en OPC blanco, clinker de OPC blanco o una mezcla de los mismos, opcionalmente 1-2% en peso de titania y opcionalmente 1-2% en peso de sflice.Uso segun la reivindicacion 12, en el que el material solido se deriva del 20-35% en peso de OPC (OPC + clinker) y el 65-80% en peso de clinker (OPC + clinker).Uso segun la reivindicacion 12 o 13, en el que el material solido se deriva de aproximadamente el 25% en peso de OPC (OPC + clinker) y aproximadamente el 75% en peso de clinker (OPc + clinker).
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