"Com reduir els costos de l'agent antiespuma a les instal·lacions de processament de patates" es basa en els materials subministrats a PotatoPro per ChemFree Defoam LLC. El contingut de l'article original s'ha editat per a més claredat i per adaptar-se a la plataforma PotatoPro.
Fins ara, els productes químics antiespuma (antiespumants) eren l’única solució comercialment viable per al control de l’escuma. En conseqüència, les plantes de processament estan dissenyades tenint en compte aquesta solució.
Tanmateix, amb l’augment dels preus d’aquests productes químics i amb la creixent preocupació transformació Si s’afegeixen productes químics als nostres aliments, la indústria alimentària està replantejant el seu enfocament de control i prevenció d’escumes.
Tot i que ara hi ha solucions no químiques disponibles per al control d’escuma, també hi ha millores econòmiques, però efectives, per a les instal·lacions existents que s’ocupen de la prevenció d’escumes. Aquestes millores poden encaixar en el manteniment rutinari d’una planta existent i aporten poc o res al pressupost general de manteniment.
També hi ha modificacions proactives a les instal·lacions existents que evitaran la creació d’escuma amb una recompensa a molt curt termini.
Per a les instal·lacions que es troben actualment en fase de disseny, hi ha nombroses opcions de disseny rendibles que reduiran o eliminaran en gran mesura la necessitat de productes químics antiespuma.
Millora dels sistemes de transport d’aigua
A mesura que l’aigua flueix a través d’una instal·lació, l’aire entra cada vegada més dins del seu volum. Un cop l’aire es dirigeix cap a la superfície, l’escuma comença a formar-se i créixer. La taxa de creixement de l’escuma augmenta amb la quantitat d’aire arrossegat.
Per tant, s'ha de fer tot el possible per minimitzar la captació d'aire a l'aigua de processament.
A part de l’aire arrossegat, altres dos paràmetres físics influeixen en la velocitat de creixement de l’escuma. Són la velocitat a la qual es mou l'aigua i les obstruccions en el camí de l'aigua que flueix. Com més ràpid es mou l’aigua, menys probabilitats de tenir problemes d’escuma localitzats. A mesura que l'aigua en moviment afecta la obstrucció superficial, l'escuma tendeix a acumular-se i créixer.
Aquest article descriu dissenys físics específics que contribueixen al creixement de l'escuma a causa d'un o més dels problemes esmentats anteriorment i de les modificacions suggerides que minimitzen aquests problemes.
Dipòsits d’entrada d’aigua de canonades
Una condició típica que existeix en un sistema de transport d'aigua és quan l'aigua surt d'una canonada i entra en un tanc.
Si l’aigua emergent colpeja la superfície de l’aigua del dipòsit (esquerra), s’entra més aire, de manera que es genera més escuma, tot i que submergint l’extrem de la canonada de manera que la sortida d’aigua emergent es trobi per sota de la superfície (dreta). ) l’efecte d’una interfície aire / aigua es minimitza enormement Per a aquest cas, si l’aigua emergent impacta sobre la superfície de l’aigua del tanc (a l’esquerra), s’entra més aire, de manera que es genera més escuma.
No obstant això, en submergir l'extrem de la canonada de manera que la sortida d'aigua emergent per sota de la superfície (dreta) es minimitzi molt l'efecte d'una interfície aire / aigua, reduint o eliminant, la creació d'escuma addicional.
Aquesta millora es pot aconseguir simplement afegint una extensió a una canonada existent submergint-la amb la profunditat suficient per no crear turbulències superficials inacceptables.
Dipòsits d’entrada d’aigua de canals
Limitant el flux
Idealment, seria avantatjós convertir l'aigua que sortís d'un canal (una condició de "cascada") per tal de confinar-la a una canonada tancada i tractar-la com s'ha esmentat anteriorment.
No obstant això, aquesta pot ser una tasca difícil, deguda, en part, a les conseqüències escumoses de fer qualsevol transició al cabal d'aigua.
Les transicions del flux d'aigua, per exemple, canvis direccionals, canvis de velocitat de flux, augment del confinament, etc., solen provocar turbulències no desitjades i més escuma. Per tant, cal tenir en compte consideracions de disseny acurades si s’implementés aquest enfocament.
Utilitzant flux turbulent
Un altre enfocament per controlar l'escuma produïda per l'impacte de processar l'aigua d'un canal a un tanc és aprofitar el seu flux turbulent en entrar a l'aigua.
Turbulència, si bé és una font per atraure aire i produir posteriorment escuma, també es pot utilitzar amb avantatge en controlar l'escuma.
Normalment, no es produeix cap escuma a la rodalia immediata on l'aigua de processament impacta sobre la superfície de l'aigua del tanc. En lloc d'això, el flux turbulent porta l'aire arrossegat cap al volum d'aigua, on posteriorment puja i emergeix a la superfície com a escuma. La distància des de la zona d’impacte on emergeix aquesta escuma depèn de la velocitat i la direcció de l’aigua de processament a mesura que impacta sobre la superfície.
L’escuma que s’obre pas a la zona d’impacte es destrueix o es torna a l’aigua del tanc.
Utilitzant un flux turbulent, és possible dissenyar sistemes que permetin que els nivells d’escuma dels tancs alimentats per canals oberts assoleixin un equilibri i es mantinguin a nivells acceptables. Mitjançant aquesta descripció del flux turbulent, és possible dissenyar sistemes mitjançant els quals els nivells d’escuma en els tancs alimentats per els canals oberts assoleixen un equilibri i es mantenen a nivells acceptables.
La figura anterior representa aquesta configuració. Aquí el flux turbulent de l'aigua de procés entrant té un component de velocitat horitzontal que la mou sota l'aigua cap a l'extrem oposat del tanc on es desvia cap a la direcció inversa.
Aquest flux invers completa un "bucle tancat" en què l'escuma superficial es condueix cap a la zona d'impacte on es destrueix o es transporta al flux turbulent sota la superfície ... repetint el procés cíclic.
Aigua als canals i desaigües de sòl obert
Augmenteu la velocitat de flux
És més difícil que l’escuma creixi en aigües en moviment ràpid en comparació amb aigües en moviment lent o tranquil. El pas dels desguassos i canals ha de ser tan alt com sigui raonablement dictat per l’entorn.
Obstruccions físiques
Independentment de la velocitat del flux d’aigua, qualsevol nivell d’escuma superficial que es transporti amb l’aigua s’adherirà fàcilment a obstruccions en el recorregut del flux. A mesura que l’aigua continua passant, l’escuma superficial que s’acosta s’adhereix a la ja present, donant lloc a una zona amb un creixement continu de l’escuma.
L’ideal seria eliminar les obstruccions. Si això no és possible, una desviació suau i aerodinàmica que permeti que l’aigua “rellisqui” per l’obstrucció sense adherir-s’hi (mostrat més amunt). Dos tipus d’obstruccions són habituals a les instal·lacions de processament d’aliments:
- Obstacles "durs"
Es refereixen a objectes físics com ara canonades, discontinuïtats de canals i irregularitats superficials. Un cop identificats, la solució ideal és eliminar simplement aquestes obstruccions.
Sabent que això no sempre és raonable, el segon enfocament per resoldre el problema és introduir una diversió fluïda i fluida que permeti que l’aigua “rellisqui” per l’obstrucció sense adherir-s’hi, tal com s’il·lustra més amunt.
Exemple de disseny adequat per a canonada tancadaUna obstrucció dura que s’observa habitualment és el flux d’aigua d’una canonada cap a un desguàs, sovint un desguàs al terra. Aquesta entrada sol ser de 90 o aproximadamento, és a dir, el corrent d’entrada colpeja directament la paret del desguàs. Això provoca turbulències i es crea més escuma.
A més, crea una obstrucció "suau" (vegeu més avall) per a l'aigua que flueix al desguàs. L’aigua introduïda al desguàs sempre ha d’entrar el més paral·lela possible a la direcció de desguàs i en la mateixa direcció que l’aigua de desguàs que flueix.
Exemple de disseny adequat per a un trinxera oberta (canaló) - Obstruccions "suaus"
- Escuma: Un tipus d’obstrucció suau és la pròpia escuma. Els dipòsits d'escuma es converteixen en "llavors" per al creixement de l'escuma. L’escuma que entri en contacte s’hi adherirà fàcilment, sobretot si aquesta escuma està estacionària.
La solució és evitar que es formin aquestes "llavors" ... els mitjans pels quals és objecte aquest article. - Aigua: Una segona obstrucció suau és l’aigua. Quan l’aigua que flueix es troba amb l’aigua d’una altra font es produeix turbulència: s’afegeix aire i es crea escuma.
Depenent de la dinàmica de flux, el flux de qualsevol font pot disminuir, cosa que també pot contribuir a la creació d’escuma addicional.
Per minimitzar aquesta obstrucció, es recomana el mateix criteri de disseny que il·lustrat per a una canonada tancada o una rasa oberta. - Escombraries: Una altra obstrucció classificada com a "tova" són els residus. Els residus de processament d’aliments sovint es recullen en els canals, especialment als desguassos.
Aquest problema sol reduir-se augmentant la velocitat de l’aigua que flueix pel desguàs. Sempre que sigui possible, el to augmenta.
Altres mitjans inclouen la inserció d’un broquet d’alt impacte que dirigeix l’aigua (preferiblement aigua reciclada) cap als residus en la direcció del flux d’aigua.
- Escuma: Un tipus d’obstrucció suau és la pròpia escuma. Els dipòsits d'escuma es converteixen en "llavors" per al creixement de l'escuma. L’escuma que entri en contacte s’hi adherirà fàcilment, sobretot si aquesta escuma està estacionària.
Cobertes de drenatge
Les tapes de desguàs poden ajudar a mantenir l’escuma baixa. Es poden utilitzar per a zones d'escuma localitzades i per dirigir escuma a altres zones per al tractament posterior.
Hi ha diversos materials disponibles per a aquest propòsit, inclosos els materials a base de clorur de polivinil, uretà i silicona.
Sistema de distribució antiespuma
És comú a tota la indústria de processament d’aliments injectar productes químics antiespuma en un lloc d’un sistema de transport d’aigua de bucle tancat. Aquest bucle sol estar format per diverses zones d’escuma potencial, és a dir, múltiples dipòsits, canals, taules de rentat, zones de recuperació de midó, etc.
Molt sovint es controla la quantitat d'anti-escuma injectada a cada bucle en un lloc central on es troben l'antiespuma i les bombes.
Tot i que aquest sistema de distribució sembla ser operativament eficient, fa un ús excessiu dels antiespumants i, per tant, malgasta diners.
Hi ha diverses raons per això:
- En primer lloc, les necessitats d’antiespuma per a cada àrea del bucle variaran, cosa que significa necessàriament que s’estan malgastant productes químics; és suficient per a una àrea per a altres àrees.
- En segon lloc, l’anti-escuma també es malgasta perquè l’eficàcia dels productes químics disminueix a mesura que s’allunya del punt d’injecció.
Això es deu a la dilució dels productes químics anti-escuma pel gran volum d’aigua del bucle, a l’adherència dels productes químics anti-escuma al producte dins del bucle i a la degradació del rendiment dels anti-escumes al llarg del temps.
Mitjançant una descentralització prudent d’alguns dels punts d’injecció anti-escuma es pot millorar molt l’eficàcia de l’escuma:
"Posa el medicament on estigui el dolor".
Conclusió
Fer modificacions raonables de la planta física de les instal·lacions de processament d’aliments existents i / o incorporar aquestes modificacions al disseny de noves instal·lacions reduirà significativament les despeses associades a l’ús de productes químics antiespuma.
A més, en combinar aquestes modificacions amb els mitjans no químics disponibles recentment per a la destrucció de l'escuma, els costos químics disminuiran ... possiblement a zero.