Protocolo De Tesis Profesional

Análisis electroquímico y remoción de cobre del tequila por métodos fisicoquímicos

1. Introducción

Reviste una gran importancia el análisis y control de metales, incluyendo el cobre, en los proceso de elaboración de bebidas espiritosas incluyendo el tequila. Los metales que han sido estudiados en otras bebidas espiritosas como vino Ostapezuk et al, 1997, cerveza Agra et al, 1999, Mayer et al, 2003, whisky Barbeira et al, 1998, grapa, ron Barbeira et al, 1999, cipryot Kokkinofta et al, 2003), mouro Soufleros et al, 2004 y vinos de diferente color Wiese et al, 1997, Arcos et al, 1993 incluyen cobre, plomo, fierro, sodio, zinc y cadmio, en los cuales se ha encontrado que el cobre ayuda a mejorar las propiedades sensoriales de la bebida, y en la eliminación de compuestos sulfurados que le dan mal olor y sabor Goodall et al, 1998. Es por tanto relevante profundizar más sobre el estudio de los metales presentes en el tequila, además de desarrollar métodos nuevos y eficientes para la determinación y eliminación del cobre por diferentes técnicas ya que finalmente es un componente regulado por la norma mexicana 142-SSA1-1995.

En publicaciones recientes sobre bebidas espiritosas se ha visto un gran interés en analizar y determinar metales, cuya concentración en la bebida depende desde la tierra donde se cultiva la materia prima, hasta el lugar donde es procesado. Además, se ha encontrado que las propiedades sensoriales de las bebidas espiritosas dependen especialmente de la cantidad de cobre presente Adam et al, 2002. Una de las preocupaciones recientes es desarrollar nuevos métodos para la determinación de los metales, los cuales deben de ser económicos, sencillos y no requerir de sustancias tóxicas. La técnica analítica convencional en la determinación de metales en bebidas espiritosas ha sido la espectrometría de absorción atómica (AAS), aunque también hay reportes por otras técnicas como espectroscopía de plasma Kokkinofta et al, 2003, espectrometría de absorción molecular Bellido et al, 2000 y técnicas electroquímicas. Las técnicas electroquímicas que se han aplicado a diferentes bebidas alcohólicas incluyen, voltamperometría de redisolución anódica (ASV) Barbeira et al, 1999, voltamperometría diferencial de redisolución potenciométrica (dPSA) La Pera et al, 2002 y redisolución anódica potenciométrica (PS) Richter et al, 2001, encontrándose que estas técnicas son sencillas, exactas, económicas y fáciles de instrumentar.

Debido a que el cobre ha pasado a ser un constituyente regulado en el tequila por la norma mexicana 142-SSA1-1995 es necesario contar con técnicas de fabricación que impidan su incorporación o el desarrollo de métodos que ayuden a eliminarlo. En la actualidad no se encuentran reportes en la literatura de la eliminación de cobre en otras bebidas alcohólicas, pero una de las alternativas viables es el utilizar resinas de intercambio iónico, las cuales son empleadas en la eliminación de metales pesados como cromo, cobre y plomo en agua Gómez et al, 2003, Navarro et al, 2000 o la utilización de técnicas electroquímicas que permitan reducir el cobre presente en el tequila, por ejemplo, utilizando reactores electroquímicos o el proceso de cementación [Ritchie et al, 2003].

Por medio de un estudio de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) se puede determinar las propiedades de oxidación del cobre en el tequila así como la resistencia de la solución, la capacitancia de la doble capa, y parámetros cinéticos para la transferencia de carga o por difusión, entre otros, tal y como ya fue realizado en la corrosión de cobre en agua industrial Monticelli et al, 1999.

Uno de los objetivos de este proyecto es el desarrollo de técnicas electroanalíticas para la cuantificación de cobre en el tequila que tengan la ventaja de ser sencillas y económicas, el desarrollo de métodos alternativos para eliminar cobre presente en el tequila empleando resinas de intercambio catiónico y un reactor electroquímico, la aplicación de las técnicas de espectrometría de impedancia electroquímica para investigar las propiedades como resistencia de la solución, resistencia a la transferencia de carga y capacitancia de la doble capa de cobre en tequila. Y por último, el monitoreo de varios metales como son: cobre, calcio, zinc, magnesio, plomo, fierro, calcio, sodio, cromo y níquel utilizando el equipo de absorción atómica y espectrometría de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (AE-ICP) en diferentes etapas del proceso de fabricación de tequila.

2 Justificación

El cobre presente en bebidas espiritosas tiene la ventaja de mejorar las propiedades sensoriales del tequila, sin embargo se ha constituido en un componente regulado por la normatividad vigente, lo que obliga al desarrollo tanto de métodos eficientes, sencillos. económicos y no tóxicos para detectarlo como una metodología adecuada para su eliminación sin modificar las propiedades del tequila, además de conocer los efectos de otros metales pesados como Zn, Mg, Pb, Fe, Ca Na, Cr y Ni, los cuales ya han sido analizados en otras bebidas espiritosas.

3 Objetivo general

Investigar el comportamiento del cobre y de otros metales en el tequila e identificar el papel que juegan los metales en las propiedades sensoriales, además de desarrollar técnicas alternativas viables para remover el cobre del tequila, empleando métodos electroquímicos ó fisicoquímicos, desarrollar técnicas electroanalíticas económicas y no tóxicas que permitan analizar el cobre en el tequila y conocer la velocidad de corrosión utilizando la técnica de impedancia electroquímica y el análisis de las curvas de polarización.

4 Objetivos específicos

Llevar a cabo un estudio sistemático de la incorporación de Cu, Zn, Mg, Pb, Fe, Ca Na, Cr y Ni durante el proceso de elaboración del tequila y su presencia en varias marcas de tequila comercial.

Investigar las propiedades de corrosión del cobre en tequila como la resistencia de la solución, resistencia a la transferencia de carga, capacitancia de la doble capa y parámetros cinéticos para la transferencia de carga o por difusión.

Desarrollar técnicas electroquímicas rápidas y eficientes para cuantificar el cobre presente en tequila como estrategia viable para mejorar el control de calidad.

Determinar las propiedades reológicas (i.e., viscosidad) y densidad

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