"Como reducir os custos do axente antiespumante nas instalacións de procesamento de pataca" baséase nos materiais subministrados a PotatoPro por ChemFree Defoam LLC. O contido do artigo orixinal editouse para maior claridade e para axustarse á plataforma PotatoPro.
Ata agora, os produtos químicos anti-escuma (antiespumantes) eran a única solución comercialmente viable para o control da escuma. En consecuencia, as plantas de procesamento están deseñadas tendo en conta esta solución.
Non obstante, co aumento dos prezos destes produtos químicos e coa crecente preocupación por procesamento engadíndose produtos químicos aos nosos alimentos, a industria alimentaria está a repensar o seu enfoque para o control e a prevención das escumas.
Aínda que agora están dispoñibles solucións non químicas para o control da escuma, tamén hai melloras económicas pero efectivas para as instalacións existentes que se ocupan da prevención da escuma. Estas melloras poden encaixar no mantemento rutineiro dunha planta existente e engadir pouco ou nada ao orzamento xeral de mantemento.
Tamén hai modificacións proactivas nas instalacións existentes que evitarán a creación de escuma cunha recompensa a moi curto prazo.
Para instalacións que están actualmente en fase de deseño, hai numerosas opcións de deseño rendibles que reducirán ou eliminarán en gran medida a necesidade de produtos químicos anti-escuma.
Mellora dos sistemas de transporte de auga
A medida que a auga flúe a través dunha instalación, o aire entraña cada vez máis dentro do seu volume. Unha vez que o aire se dirixe á superficie, a escuma comeza a formarse e medrar. A taxa de crecemento da escuma aumenta coa cantidade de aire arrastrado.
Así, débese facer todo o posible para minimizar o arrastre de aire na auga de procesamento.
Ademais do aire arrastrado, outros dous parámetros físicos inflúen na velocidade de crecemento da espuma. Estas son a velocidade á que se move a auga e obstrucións no camiño da auga que flúe. Canto máis rápido se move a auga, menos probabilidades de ter problemas de escuma localizados. Como a auga en movemento incide na obstrución da superficie, a escuma tende a acumularse e medrar.
Este artigo describe deseños físicos específicos que contribúen ao crecemento da escuma debido a un ou máis dos problemas mencionados anteriormente e ás modificacións suxeridas que minimizan estes problemas.
Tanques de entrada de auga desde tubos
Unha condición típica que existe nun sistema de transporte de auga é cando a auga sae dun tubo e entra nun tanque.
Se a auga emerxente choca contra a superficie da auga no tanque (esquerda), entra máis aire e, polo tanto, xérase máis escuma. Non obstante, mergullando o extremo do tubo para ter a saída de auga emerxente debaixo da superficie (dereita ) minimízase moito o efecto dunha interface aire / auga. Para tal acontecemento, se a auga emerxente golpea a superficie da auga no depósito (á esquerda), entra máis aire, polo que se xera máis escuma.
Non obstante, ao mergullar o extremo da tubaxe para que a saída de auga emerxente debaixo da superficie (dereita) minimízase moito o efecto dunha interface aire / auga, reducindo ou eliminando a creación de escuma adicional.
Esta mellora pódese conseguir simplemente engadindo unha extensión a unha tubaxe existente mergullándoa o suficientemente profunda para non crear turbulencias superficiais inaceptables.
Tanques de entrada de auga desde canles
Limitando o fluxo
Idealmente, sería vantaxoso converter a auga que saia dunha canle (unha condición de "fervenza") para confinala nun tubo pechado e tratala como se mencionou antes.
Non obstante, esta pode ser unha tarefa difícil, debido en parte ás consecuencias escumosas de realizar calquera transición ao fluxo de auga.
As transicións do fluxo de auga, por exemplo, cambios de dirección, cambios de velocidade de fluxo, aumento do confinamento, etc., adoitan producir turbulencias non desexadas e máis escuma. Así, hai que ter en conta consideracións de deseño coidadosas en caso de implementar tal enfoque.
Utilizando un fluxo turbulento
Outro enfoque para controlar a escuma producida a partir do impacto de procesar a auga dunha canle nun tanque é aproveitar o seu fluxo turbulento ao entrar na auga.
Turbulencia, aínda que é unha fonte para atraer aire e producir posteriormente escuma, tamén se pode usar con vantaxe no control da escuma.
Normalmente, non se produce escuma nas inmediacións onde a auga de procesamento choca contra a superficie do tanque. Pola contra, o fluxo turbulento leva o aire arrastrado cara abaixo cara ao volume de auga onde posteriormente sobe e emerxe na superficie como escuma. A distancia desde a zona de impacto onde emerxe esta escuma depende da velocidade e dirección da auga de procesamento ao chocar coa superficie.
A espuma que se abre cara á zona de impacto destrúese ou volve ao auga do tanque.
Utilizando un fluxo turbulento, é posible deseñar sistemas onde os niveis de espuma nos tanques alimentados por canles abertos alcancen un equilibrio e se manteñan a niveis aceptables. Utilizando esta descrición do fluxo turbulento, é posible deseñar sistemas nos que os niveis de espuma nos tanques que se alimenten os fluxos abertos alcanzan un equilibrio e mantéñense en niveis aceptables.
A figura anterior representa unha configuración deste tipo. Aquí o fluxo turbulento da auga de proceso entrante ten un compoñente de velocidade horizontal que a move baixo a auga cara ao extremo oposto do tanque onde se desvía cara á inversa.
Este fluxo inverso completa un "circuíto pechado" no que a escuma superficial é conducida de novo á área de impacto onde se destrúe ou se leva ao fluxo turbulento baixo a superficie ... repetindo o proceso cíclico.
Auga en canles e desaugadoiros de chan aberto
Aumenta a velocidade de fluxo
É máis difícil que a escuma medre en auga en movemento rápido en comparación coa auga lenta ou tranquila. O paso dos desaugadoiros e canles de auga debería ser o máis razoablemente ditado pola contorna.
Obstrucións físicas
Independentemente da velocidade do fluxo de auga, calquera nivel de escuma superficial que se transporte coa auga adherirase facilmente a obstrucións na ruta do fluxo. Mentres a auga segue pasando, a escuma superficial que se achega unirase á xa presente, dando lugar a unha área con crecemento continuo da escuma.
O ideal sería eliminar as obstrucións. Se iso non é posible, unha desviación racional e suave que permita que a auga "escorregue" pola obstrución sen adherirse a ela (amosada arriba) Dous tipos de obstrucións son comúns nas instalacións de procesamento de alimentos:
- Obstrucións "duras"
Estes refírense a obxectos físicos como tubos, discontinuidades de canles e irregularidades superficiais. Unha vez identificado, a solución ideal é simplemente eliminar estas obstrucións.
Sabendo que non sempre é razoable, o segundo enfoque para resolver o problema consiste en introducir un desvío racional e suave que permita que a auga "escorregue" pola obstrución sen adherirse a ela como se ilustra anteriormente.
Exemplo dun deseño axeitado para un tubo pechadoUnha obstrución dura que se observa normalmente é o fluxo de auga desde unha tubaxe cara a un desaugadoiro, a miúdo un desaugadoiro no chan. Esta entrada adoita ser de 90 ou aproximadamenteo, o que significa que a corrente de entrada bate directamente contra a parede do desaugue. Isto provoca turbulencias e máis creación de escuma.
Ademais, crea unha obstrución "suave" (ver máis abaixo) para a auga que flúe no desaugadoiro. A auga introducida nun desaugadoiro debe entrar sempre o máis paralela á dirección do desaugadoiro e na mesma dirección que o desaugadoiro.
Exemplo dun deseño axeitado para un gabia aberta (cuneta) - Obstrucións "suaves"
- Espuma: Un tipo de obstrución suave é a propia escuma. Os depósitos de espuma convértense en "sementes" para o crecemento da espuma. A escuma que entra en contacto adherirase facilmente a ela, especialmente se esa escuma está parada.
A solución é evitar que se formen estas "sementes" ... os medios para os que é obxecto este artigo. - Auga: Unha segunda obstrución suave é a auga. Cando a auga que flúe atopa a auga doutra fonte prodúcese turbulencia: engádese aire e créase escuma.
Dependendo da dinámica de fluxo, o fluxo de calquera fonte pode diminuír, o que tamén pode contribuír á creación de escuma adicional.
Para minimizar esta obstrución, recoméndanse os mesmos criterios de deseño que se ilustran para unha tubaxe pechada ou unha gabia aberta. - Lixo: Outra obstrución clasificada como "branda" son os cascallos. Os restos de procesamento de alimentos a miúdo recóllense nos caudais, especialmente nas drenaxes.
Este problema adoita aliviarse aumentando a velocidade da auga que flúe no desaugadoiro. Cando sexa posible, aumenta o ton.
Outros medios inclúen a inserción dunha boquilla de alto impacto que dirixe a auga (preferiblemente auga reciclada) cara aos cascallos na dirección do fluxo de auga.
- Espuma: Un tipo de obstrución suave é a propia escuma. Os depósitos de espuma convértense en "sementes" para o crecemento da espuma. A escuma que entra en contacto adherirase facilmente a ela, especialmente se esa escuma está parada.
Cubertas de drenaxe
As tapas de drenaxe poden axudar a manter a escuma. Pódense usar para zonas de escuma localizadas e para dirixir a escuma a outras áreas para o seu posterior tratamento.
Hai varios materiais dispoñibles para este propósito, incluíndo cloruro de polivinilo, uretano e materiais a base de silicona.
Sistema de distribución antiespuma
É común en toda a industria de procesamento de alimentos inxectar produtos químicos anti-escuma nun lugar dun sistema de transporte de auga de circuíto pechado. Este lazo adoita estar composto por varias posibles áreas de formación de espuma, é dicir, varios tanques, canles de lavar, mesas de lavado, áreas de recuperación de amidón, etc.
Moitas veces a cantidade de anti-escuma inxectada en cada bucle contrólase nun lugar central onde se atopan o anti-escuma e as bombas.
Aínda que tal sistema de distribución parece ser eficiente desde o punto de vista operativo, abusa de antiespumantes e, polo tanto, malgasta cartos.
Hai varias razóns para iso:
- En primeiro lugar, as necesidades de anti-escuma para cada área do circuíto variarán, o que significa necesariamente que se están desperdiciando produtos químicos; o suficiente para unha área é excesivo para outras áreas.
- En segundo lugar, o anti-escuma tamén se desperdicia porque a eficacia dos produtos químicos diminúe a medida que se afasta do punto de inxección.
Isto débese á dilución dos produtos químicos anti-escuma polo gran volume de auga do bucle, á adhesión dos produtos químicos anti-escuma ao produto dentro do ciclo e á degradación do rendemento dos anti-escumos ao longo do tempo.
Mediante unha descentralización prudente dalgúns dos puntos de inxección anti-escuma pódese aumentar moito a eficacia da espumación:
"Poña o medicamento onde está a dor".
Conclusión
Facer modificacións razoables da planta física das instalacións de procesamento de alimentos existentes e / ou incorporar estas modificacións ao deseño de novas instalacións reducirá significativamente os gastos asociados ao uso de produtos químicos antiespuma.
Ademais, ao combinar estas modificacións cos medios non químicos dispoñibles recentemente para a destrución da espuma, os custos químicos diminuirán ... posiblemente a cero.