5/17/2018 Bent on It A - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bent-on-it-a 1/4

 

ROLUL SI IMPORTANŢA UTILIZĂRII BENTONITELOR ÎN MĂRFURI DEINTERES MERCEOLOGIC

Prof.univ. dr.ing. Moise Achim, Universitatea “1 Decembrie 1918” Alba Iulia

Lect.univ.drd.ing. Maria Popa, Universitatea “1 Decembrie 1918” Alba IuliaAsist .univ.drd. Nicoleta Breaz, Universitatea “1 Decembrie 1918” Alba Iulia

Asist .univ.drd. Daniel Breaz, Universitatea “1 Decembrie 1918” Alba IuliaPrep.univ.drd. Todea Mihaela, Universitatea “1 Decembrie 1918” Alba Iulia

 Abstract:

Prezenta lucrare subliniaza importanta folosirii bentonitei în mărfuri de interes

merceologic si anume în procesele de limpezire a vinul si deproteinizarii acestuia, pornind de la

structura si caracteristicile bentonitei si oprindu-ne la mecanismul procesului in sine care areloc in aceste marfuri.

1. Introducere

Bentonita, din punct de vedere geologic este o rocă argiloasa rezultată din alterarea cenuşiivulcanice. A fost descoperită în 1888 în localitatea Montmorillon- Franţa si remarcata prin

 proprietăţile de gonflare, adsorbţie, etc. datorită structurii cristaline lamelare, originale, amontmorilonitului care este cel mai principal constituient al acesteia.

Raportată la alte argile, ea are propritatea de a se umfla la contactul cu apa, rezultând un gel.Zece ani mai târziu, geologul W.C. Knight publica un studiu complet despre această argilă

 particulară. Numele său provine din locul unde ea a fost descoperită (pusă în evidenţă) pentru primaoară: FORT BENTON, în statul WYOMING în U.S.A. . De atunci, numeroase alte zăcăminte de

 bentonită de calităţi diferite au fost aduse la zi în lume. Bentonita este utilizată în domenii extrem devariate, dar consumatorul cel mai important este industria de turnătorie.

Formula brută:Si4(Al(2-x)Rx)O10(OH)2CEx . nH2O

O, R = Mg, Fe, Mn, Zn, Ni

CE = Ca, Na, Mg

Acest principal component al bentonitei-montmorilonitul face parte din subclasa silicaţilor filetoşi (lamelari, foioşi), grupa mineralelor argiloase, subgrupa smectitelor. Fiecare microgranulă demontmorilonit este formată din numeroase lamele (foiţe), dispuse paralel unele faţă de altele,asemănător foilor de carte, o lamelă reprezentând de fapt un microcristal, caracterizată fiind prindouă dimensiuni mari, comparativ cu a treia, lungimea şi lăţimea având dimensiuni de ordinul a 100-2000 nm, iar grosimea numai de 1-2 nm.

Un microcristal lamelar de montmorilonit este alcătuit in principal din trei straturi legateîntre ele în principal prin intermediul ionilor de oxigen. Dintre acestea, un strat format din ioni de

5/17/2018 Bent on It A - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bent-on-it-a 2/4

 

Al3+ este situat median între celelalte două straturi formate din ioni de siliciu. În literaturamineralogică, stratul de Al3+ şi cele de Si4+ sunt desemnate ca unităţi structurale de bază distincte.

2. Structura bentonitei

a) Prima unitate structurală este reprezentată de stratul cationilor Al3+ (uneori parţiali înlocuiţide Mg2+ şi Fe2+), dispuşi intr-o coordonare octaedrică, fiind echidistanţi faţă de şase ioni de oxigen saugrupări hidroxilice). În cazul prezenţei cationului de Al3+, echilibrul structural este realizat numai cu2/3 din pozitiile octaedrice posibile ocupate, conducând în acest mod la o structură de tip hidrargilitic(gibbsitic), Al3(OH)6. Când în locul cationului Al3+ apare cationul de Mg2+ atunci sunt ocupate toate

 poziţiile octaedrice posibile, realizându-se o structură de tipul brucitului Mg3(OH)6

 b) A doua unitate structurală a montmorilonitului, situată de-o parte şi de alta a primei unităţi,o constituie cele două straturi de ioni de siliciu, ce formează de fapt, părţile exterioare ale foiţeielementare. Ionii de siliciu dispuşi într-o coordonare tetraedrică, sunt echidistanţi faţă patru ioni deoxigen sau grupări hidroxilice.

Legăturile dintre siliciu şi oxigen sunt covalente, iar tetraedrii de SiO4 , priviţi în ansamblualcatuiesc o reţea hexagonală cu formula structurală Si4O6(OH)4.

Toate grupările tetraedrice dintr-un strat sunt orientate cu vârfurile către stratul octaedric, iar  bazele sunt coplanare.

3. Caracteristicile bentonitelor 

Asemenea majorităţii argilelor bentonitele sunt constituite din foiţe adunate: este un filosilicat.Fiecare foiţă_ este ea însăşi constituită din 3 părţi: o parte octaedrică (Oc), intercalată între douătetraedrice (Te), pe care o simbolizăm prin Te-Oc-Te (2/1).

Chiar în interiorul numeroşi ioni de siliciu sunt înlocuiţi prin cei de Al3+, aceştia prin ioni bivalenţi Mg2+, Fe2+. Acest fenomen creează un deficit de încărcături pozitive şi deci induce oîncărcătură globală negativă bentonitei. Aceste foiţe pot fi adunate în diferite moduri.

După tipul de adunare a foiţelor, argila se prezintă în moduri diferite. Aceste diferenţe pot fifoarte bine ilustrate cu ajutorul microscopului electronic.

În literatură sunt prezentate:- cristale de kaolin a cărei adunare este de tipul “dezordine translativă”, în cristalele

 pseudohexagonalebine formate.- un alt caz îl reprezintă cel de “dezordine turbostratică” în bentonită.

Forţele sunt separate între ele printr-un spaţiu interfolar care conţine ioni Na, Ca, Mg şimolecule de apă. Pentru bentonită acest spaţiu se poate mări prin absorbţia de noi molecule de

apă: este fenomenul care se află la originea umflării bentonitei în apă.Cationii prezenţi în spaţiul interfolar sunt cationi schimbători, deci care pot fi înlocuiţi prinalţi ioni ( spre exemplu: ionul NH4

+ ) şi eliberaţi în soluţie.Cationii sunt foarte importanţi deoarece aceştia sunt cei care conferă bentonitelor numele lor;

 bentonitele calcice sunt puţin umflate în timp ce bentonitele sodice sunt umflate şi foarte reactive.În plus, argilele sunt caracterizate prin distanţa lor interfoliară - în cazul bentonitei d=10 A

(1A: 10 mil de mm ), această valoare creşte considerabil în funcţie de hidratare.Pentru kaolin d= 7A şi rămâne invariabil.

4. Clasificarea argilelor 

Clasificarea argilelor este foarte dificil de realizat. Cele mai recente sunt bazate pe numărul şitipul de strat, alcătuind foiţe. Mai sus am observat că foiţele sunt constituite din straturi tetraedrice( Te ) şi octaedrice (Oc ).

5/17/2018 Bent on It A - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bent-on-it-a 3/4

 

În funcţie de aceasta argilele sunt divizate în 3 mari grupe:I: Te - Oc ( 1/1 ) distanţa interfoliară 7A, reprezentată prin kaolin şi crizolit.II: Te - Oc - Te ( 2/1 ) distanţa interfolară 10A, reprezentată prin smectitele care

cuprind montmorilonita şi deci bentonita. Se găseşte în această grupă mica şi talcul.

III: Te - Oc - Te - Oc ( 2/1/1 ) distanţa interfoliară: 14A, reprezentată prin clorite.Există desigur numeroase subdiviziuni în interiorul acestor grupe dar în ceea ce ne

interesează, putem spune că bentonita este un montmorilonit apartinând familiei smectitelor şi a căreistructură de foiţă este de tipul: Te - Oc - Te ( 2/1 ).

5. Tratamente si aplicatii ale bentonitelor 

Tratamente

Doar S.U.A. produc bentonite sodice. În acest caz bentonita, extract minier, se găseşte într-un procent de umiditate corect, fiind doar măcinată pentru a fi comercializată. Acest tip de bentonită

 posedă o activitate bună, dar prezintă adeseori multe impurităţi. Alte zăcăminte, mai ales în Europa, produc bentonite calcice, având un procent de umiditate ridicat ( 35% ).

Bentonitele pot fi utilizate în două moduri diferite:- ele sunt pur şi simplu uscate şi măcinate, obţinându-se în acest caz o bentonită

calcică- sau ele sunt activate prin carbonatul de sodiu, apoi uscate şi măcinate. În acest caz

obţinem o bentonită calcică activată, ale cărei proprietăţi sunt egale sau superioare celor specifice bentonitelor sodice.

Bentonitele sunt uscate la o temperatură de ordinul 80-900C, ceea ce permite bentonitei de a sedebarasa de excesul de apă fără a denatura foiţele ( denaturarea se produce la 2000C ).

Procentul de umiditate rezidual al bentonitelor este de ordinul 10%. După uscare, bentonitaeste fie măcinată într-o pudră extrem de fină, fie condiţionată sub formă de granule sferice saucilindrice.

 Aplicaţii ale bentonitelor 

În Europa se produc 1.500.00 tone de bentonită ( sursa CECA ).- 70% este utilizată în turnătorie. Bentonita joacă rolul de liant al nisipurilor pentru

mulare. Ea conferă o excelentă coeziune mulajului, rezervând o bună permeabilitate gazului.- 20% este utilizată în furaje şi munci publice sub formă de noroi. În acest caz

 bentonita joacă un rol de lubrifiant şi de colmatant al pereţilor furajului.- 10% rămase se distribuie în domenii variate:

- pictură,- ceramică,- papetărie,- produse de întreţinere şi spălare,-cosmetică,- farmacie,- şi desigur pentru limpezirea vinului, sucurilor de fructe şi apelor.

Utilizarea bentonitei pentru limpezirea vinului reprezintă o proporţie mică din producţia de bentonită ( în jur de 1% ).

6. Utilizarea bentonitelor  î n tratarea vinurilor 

5/17/2018 Bent on It A - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bent-on-it-a 4/4

 

Utilizarea bentonitei pentru tratamentul vinurilor datează din anii “30. Rribéreau Gayon aarătat în 1932 cum kaolinul absoarbe proteinele şi permite deci o stabilizare proteică a vinului. Dar cantitatea de kaolin necesară este foarte importantă: în jur de 500 g/hl, ceea ce antrenează o pierderede vin importantă şi lasă în plus un gust de pământ dezagreabil. În 1934 Sazwel preconiza în U.S.A.,

utilizarea bentonitei ca tratament al vinului. În Franţa, bentonita a fost de la început utilizată pentrulimpezirea vinurilor şi contra crustei de fier ( pentru care s-a dovedit ineficace ).

Din contră, ea s-a dovedit eficace contra crustei de aram (sau care conţine cupru şi desigur împotriva crustei proteice în doze mult mai uşoare decât kaolinul. N

 Numai la începutul anilor “60 bentonita a fost introdusă între adjutanţii de pritocire din Champagne.Astăzi, tratamentul cu bentonită este o practică universal recunoscută. Dar rezultatele obţinute suntfoarte variabile în funcţie de tipul de bentonită utilizată.

Bentonitele calcice au avantajul de a nu se umfla, dar sunt foarte slabe ca eficienţă, în timp ce bentonitele sodice sau calcice activate sunt extrem de eficace, având inconvenientul de a da volumconsiderabil de drojdie oriunde sunt folosite.

Tratamentul cu bentonită se efectuează:•  Pentru must în completarea decantaţiei:

- Facilitează limpezirea, antrenând coloizii protectori;- Absoarbe oxizii;-Antrenează produsele fitosanitare responsabile dedificultăţilefermentaţiei.

•  Pentru vin: rolul principal al bentonitei în tratamentul vinului este de aabsorbi proteinele cu scopul de a evita casca proteică.

Bentonita este de asemenea utilizată pentru limpezirea, ameliorarea filtrării, întotdeauna,decolorând.

În procesul de elaborare al vinurilor efervescente, bentonita este un element esenţial înconstituirea de adjutanţi de pritocire. Bentonita este de asemenea utilizată în asociere cu alte produsede colaj: proteine ( cazeină, gelatină, sânge... ), tanini etc.

Concluzii

Chiar dacă utilizarea oenologică nu reprezintă decât 1% din producţia mondială de bentonită,generalizarea tratamentelor aplicate vinurilor a fost mult stimulată şi de faptul că face posibilăîmbutelierea chiar şi-a vinurilor tinere, evitându-se astfel realizarea stabilizării lor prin păstrareaîndelungată (2-3ani) în butoi.

Toate acestea, plus faptul că bentonita şi-a găsit utilizare şi în alte ramuri industriale(alimentare şi nealimentare), a condos la creşterea producţiei şi consumului de bentonită.

Bibliografie:

1. Poinsaut, P., Hardy, G., Revue des œnologues, nr. 75, Lyon, 1995;2.  Revue fancaise D’œnologie, Montpellier,1993;3. Cotea, V., Tratat de Oenologie, Bucureşti, 1990.