"Come ridurre i costi dell'agente antischiuma negli impianti di lavorazione delle patate" si basa sui materiali forniti a PotatoPro da ChemFree Defoam LLC. Il contenuto dell'articolo originale è stato modificato per chiarezza e per adattarsi alla piattaforma PotatoPro.
Fino ad ora, i prodotti chimici antischiuma (antischiuma) erano l'unica soluzione commercialmente valida per il controllo della schiuma. Di conseguenza, gli impianti di lavorazione sono progettati con questa soluzione in mente.
Tuttavia, con l'aumento dei prezzi di queste sostanze chimiche e con la crescente preoccupazione per lavorazione l'aggiunta di sostanze chimiche al nostro cibo, l'industria alimentare sta ripensando il suo approccio al controllo e alla prevenzione della schiuma.
Sebbene siano ora disponibili soluzioni non chimiche per il controllo della schiuma, ci sono anche miglioramenti economici ma efficaci per le strutture esistenti che affrontano la prevenzione della schiuma. Questi miglioramenti possono rientrare nella manutenzione ordinaria di un impianto esistente e aggiungere poco o nulla al budget di manutenzione complessivo.
Ci sono anche modifiche proattive nelle strutture esistenti che impediranno la creazione di schiuma con un guadagno a brevissimo termine.
Per le strutture attualmente in fase di progettazione, esistono numerose opzioni di progettazione convenienti che ridurranno o elimineranno notevolmente la necessità di prodotti chimici antischiuma.
Miglioramento dei sistemi di trasporto dell'acqua
Quando l'acqua scorre attraverso un impianto, l'aria diventa sempre più trascinata all'interno del suo volume. Una volta che l'aria raggiunge la superficie, la schiuma inizia a formarsi e crescere. La velocità di crescita della schiuma aumenta con la quantità di aria trascinata.
Pertanto, ogni sforzo dovrebbe essere fatto per ridurre al minimo il trascinamento di aria nell'acqua di lavorazione.
Oltre all'aria trascinata, altri due parametri fisici influenzano la velocità di crescita della schiuma. Queste sono la velocità con cui l'acqua si muove e gli ostacoli nel percorso dell'acqua che scorre. Più velocemente l'acqua si muove, meno è probabile che abbia problemi di formazione di schiuma localizzata. Quando l'acqua in movimento colpisce l'ostruzione della superficie, la schiuma tende a raccogliersi e crescere.
Questo articolo descrive progetti fisici specifici che contribuiscono alla crescita della schiuma a causa di uno o più dei problemi sopra menzionati e le modifiche suggerite che riducono al minimo questi problemi.
Acqua che entra nei serbatoi dai tubi
Una condizione tipica che esiste in un sistema di trasporto dell'acqua è quando l'acqua esce da un tubo ed entra in un serbatoio.
Se l'acqua che fuoriesce colpisce la superficie dell'acqua nel serbatoio (a sinistra), più aria viene trascinata, quindi, si genera più schiuma, tuttavia, immergendo l'estremità del tubo in modo da avere l'uscita dell'acqua emergente sotto la superficie (a destra ) l'effetto di un'interfaccia aria / acqua è notevolmente ridotto al minimo Per un tale evento, se l'acqua che fuoriesce colpisce la superficie dell'acqua nel serbatoio (a sinistra), più aria viene trascinata, quindi viene generata più schiuma.
Tuttavia, immergendo l'estremità del tubo in modo da avere l'uscita dell'acqua emergente sotto la superficie (a destra) l'effetto di un'interfaccia aria / acqua viene notevolmente ridotto al minimo, riducendo o eliminando la creazione di schiuma aggiuntiva.
Questo miglioramento può essere ottenuto semplicemente aggiungendo un'estensione a un tubo esistente immergendolo abbastanza in profondità da non creare turbolenze superficiali inaccettabili.
Acqua che entra nei serbatoi dai canali di scolo
Vincolare il flusso
Idealmente, sarebbe vantaggioso convertire l'acqua che esce da un canale (condizione di “cascata”) in modo da confinarla in un tubo chiuso e trattarla come accennato in precedenza.
Tuttavia, questo può essere un compito difficile, a causa, in parte, delle conseguenze della formazione di schiuma nell'effettuare qualsiasi transizione al flusso d'acqua.
Le transizioni del flusso d'acqua, ad esempio, cambiamenti di direzione, cambiamenti di velocità del flusso, aumento del confinamento, ecc., Spesso provocano turbolenze indesiderate e più schiuma. Pertanto, è necessario tenere in considerazione attente considerazioni di progettazione nel caso in cui tale approccio venga implementato.
Utilizzo del flusso turbolento
Un altro approccio per controllare la schiuma prodotta dall'impatto dell'acqua di lavorazione da un canale a un serbatoio è quello di sfruttare il suo flusso turbolento quando entra nell'acqua.
Turbolenza, mentre una fonte per trascinare aria e successivamente produrre schiuma, può anche essere utilizzata vantaggiosamente nel controllo della schiuma.
Tipicamente, non viene prodotta schiuma nelle immediate vicinanze dove l'acqua di lavorazione colpisce la superficie dell'acqua del serbatoio. Invece il flusso turbolento trasporta l'aria trascinata verso il basso nel volume d'acqua dove successivamente sale ed emerge in superficie come schiuma. La distanza dall'area di impatto in cui fuoriesce questa schiuma dipende dalla velocità e dalla direzione dell'acqua di lavorazione quando colpisce la superficie.
La schiuma che penetra nell'area di impatto viene distrutta o viene riportata nell'acqua della vasca.
Utilizzando il flusso turbolento, è possibile progettare sistemi in cui i livelli di schiuma nei serbatoi alimentati da canali aperti raggiungono un equilibrio e sono mantenuti a livelli accettabili. Utilizzando questa descrizione del flusso turbolento, è possibile progettare sistemi in cui i livelli di schiuma nei serbatoi alimentati da i canali aperti raggiungono un equilibrio e si mantengono a livelli accettabili.
La figura sopra mostra una tale configurazione. Qui il flusso turbolento dell'acqua di processo in entrata ha una componente di velocità orizzontale che la sposta sotto l'acqua verso l'estremità opposta del serbatoio dove viene deviata nella direzione inversa.
Questo flusso inverso completa un "circuito chiuso" in cui la schiuma superficiale viene respinta nell'area dell'impatto dove viene distrutta o viene trasportata nel flusso turbolento sotto la superficie ... ripetendo il processo ciclico.
Acqua nei canali di scolo e negli scarichi a pavimento aperti
Aumentare la velocità del flusso
È più difficile che la schiuma cresca nell'acqua in rapido movimento rispetto all'acqua che si muove lentamente o ferma. Il passo degli scarichi e dei canali di scolo dovrebbe essere alto quanto ragionevolmente dettato dall'ambiente circostante.
Ostruzioni fisiche
Indipendentemente dalla velocità del flusso d'acqua, qualsiasi livello di schiuma superficiale trasportato con l'acqua aderirà facilmente agli ostacoli nel percorso del flusso. Man mano che l'acqua continua a passare, la schiuma superficiale in arrivo si attaccherà a quella già presente, creando un'area con una crescita continua di schiuma.
Idealmente, le ostruzioni dovrebbero essere rimosse. Se ciò non è possibile, una deviazione fluida e aerodinamica che consenta all'acqua di "scivolare" dall'ostruzione senza aderirvi (mostrato sopra) Due tipi di ostruzioni sono comuni negli impianti di lavorazione degli alimenti:
- Ostruzioni "dure"
Questi si riferiscono a oggetti fisici come tubi, discontinuità del canale artificiale e irregolarità della superficie. Una volta identificati, la soluzione ideale è semplicemente rimuovere questi ostacoli.
Sapendo che questo non è sempre ragionevole, il secondo approccio per risolvere il problema è introdurre una deviazione fluida e aerodinamica che consenta all'acqua di “scivolare” dall'ostruzione senza aderirvi come illustrato sopra.
Esempio di progettazione corretta per un file tubo chiusoUn ostacolo duro che si osserva comunemente è il flusso di acqua da un tubo a uno scarico, spesso uno scarico a pavimento. Questo input è spesso pari o vicino a 90o, il che significa che il flusso in ingresso colpisce direttamente la parete dello scarico. Ciò causa turbolenza e più formazione di schiuma.
Inoltre, crea un'ostruzione “morbida” (vedi sotto) per l'acqua che scorre nello scarico. L'acqua introdotta in uno scarico deve sempre entrare il più parallelamente possibile alla direzione di scarico e nella stessa direzione dell'acqua di scarico che scorre.
Esempio di progettazione corretta per un file trincea aperta (grondaia) - Ostruzioni "morbide"
- Schiuma: Un tipo di ostruzione morbida è la schiuma stessa. I depositi di schiuma diventano "semi" per la crescita della schiuma. La schiuma che entra in contatto aderirà facilmente ad essa, specialmente se quella schiuma è ferma.
La soluzione è impedire che questi “semi” si formino… il mezzo per il quale è oggetto di questo articolo. - Acqua: Una seconda ostruzione morbida è l'acqua. Quando l'acqua corrente incontra l'acqua proveniente da un'altra fonte, si verifica una turbolenza: aggiungere aria e viene creata la schiuma.
A seconda della dinamica del flusso, il flusso di entrambe le sorgenti può rallentare, il che può anche contribuire alla creazione di schiuma aggiuntiva.
Per ridurre al minimo questo ostacolo, si consigliano gli stessi criteri di progettazione illustrati per un tubo chiuso o una trincea aperta. - Detriti: Un'altra ostruzione classificata come "morbida" sono i detriti. I detriti della lavorazione degli alimenti si raccolgono spesso nei canali di scolo, specialmente negli scarichi.
Questo problema viene solitamente alleviato aumentando la velocità dell'acqua che scorre nello scarico. Ove possibile, il tono viene aumentato.
Altri mezzi includono l'inserimento di un ugello ad alto impatto che dirige l'acqua (preferibilmente acqua riciclata) verso i detriti nella direzione del flusso dell'acqua.
- Schiuma: Un tipo di ostruzione morbida è la schiuma stessa. I depositi di schiuma diventano "semi" per la crescita della schiuma. La schiuma che entra in contatto aderirà facilmente ad essa, specialmente se quella schiuma è ferma.
Coperchi di drenaggio
Le coperture di drenaggio possono aiutare a mantenere la schiuma. Possono essere utilizzati per aree di formazione di schiuma localizzata e per dirigere la schiuma in altre aree per il trattamento successivo.
A questo scopo sono disponibili diversi materiali, inclusi cloruro di polivinile, uretano e materiali a base di silicone.
Sistema di distribuzione anti-schiuma
È comune in tutta l'industria di trasformazione alimentare iniettare prodotti chimici antischiuma in un unico punto di un sistema di trasporto dell'acqua a circuito chiuso. Questo circuito di solito è costituito da diverse potenziali aree di formazione di schiuma, ovvero più serbatoi, canali di scolo, tavoli di lavaggio, aree di recupero dell'amido, ecc.
Molto spesso la quantità di antischiuma iniettata in ciascun circuito viene controllata in una posizione centrale in cui si trovano l'antischiuma e le pompe.
Sebbene un tale sistema di distribuzione sembri essere efficiente dal punto di vista operativo, fa un uso eccessivo di antischiuma e quindi spreca denaro.
Ci sono diverse ragioni per questo:
- Innanzitutto, le esigenze di antischiuma per ciascuna area del circuito varieranno, il che significa necessariamente che vengono sprecate sostanze chimiche: quanto basta per un'area è eccessivo per altre aree.
- In secondo luogo, anche l'antischiuma viene sprecato perché l'efficacia delle sostanze chimiche diminuisce man mano che si allontana dal punto di iniezione.
Ciò è dovuto alla diluizione dei prodotti chimici antischiuma da parte del grande volume di acqua nel circuito, all'adesione dei prodotti chimici antischiuma al prodotto all'interno del circuito e alla degradazione delle prestazioni dell'antischiuma nel tempo.
Con un'accurata decentralizzazione di alcuni dei punti di iniezione antischiuma l'efficacia antischiuma può essere notevolmente migliorata:
"Metti la medicina dove c'è il dolore."
Conclusione
Apportare modifiche ragionevoli all'impianto fisico degli impianti di trasformazione alimentare esistenti e / o incorporare queste modifiche nella progettazione di nuovi impianti ridurrà significativamente le spese associate all'uso di prodotti chimici anti-schiuma.
Inoltre, combinando queste modifiche con i mezzi non chimici recentemente disponibili per la distruzione della schiuma, i costi dei prodotti chimici si ridurranno ... forse a zero.