Comprender la bomba de vacío adecuada para su aplicación alimentaria 27 de mayo de 2021
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La mecánica de las bombas de vacío
Las bombas húmedas tienen aceite en la cámara de bombeo que sirve para dos fines. La primera es la lubricación de las piezas móviles, mientras que la segunda es llenar los espacios libres dentro de la bomba para proporcionar un vacío más profundo. Las bombas en seco tienen aceite en los cojinetes y engranajes para la lubricación, pero la propia cámara de la bomba está libre de aceite. El vacío profundo está diseñado en.
En las áreas de producción de alimentos y bebidas, el enemigo número 1 al que se enfrentan las bombas es el vapor de agua y otros contaminantes, como azúcares o ácidos grasos. Las bombas húmedas aspiran vapor de agua y contaminantes. Dado que funcionan a una temperatura inferior a 100C/212F, el vapor de agua se condensará dentro de las bombas, creando agua líquida para emulsionarse con el aceite. Los otros contaminantes siempre son capturados por el aceite y permanecerán hasta que se cambie el aceite.
“Cualquier ácido graso corroerá la bomba”, afirma Ligman. "Los azúcares crearán otros problemas. Y el vapor de agua se condensará en la bomba y creará una situación en la que perderá la capacidad de bombeo de su bomba, no completamente, sino una cierta parte de ella."
Esto aumenta el mantenimiento necesario, ya que los contaminantes del vapor de agua obligan a realizar cambios de aceite frecuentes. Estos cambios de aceite se suman rápidamente cuando se tiene en cuenta el coste del aceite, el coste de la mano de obra y, lo que es más importante, el coste del tiempo de inactividad de una línea de producción para realizar el mantenimiento de la bomba de vacío. En aplicaciones como la liofilización, donde el vapor de agua es más prevalente que en el procesamiento en seco, los cambios de aceite son necesarios con una frecuencia aún mayor, lo que aumenta los costes.
Las bombas de vacío en seco no contienen aceite y funcionan lo suficientemente calientes como para condensar el vapor de agua. Los contaminantes como los azúcares y los ácidos grasos pasan a través del escape en lugar de adherirse al aceite del interior de la bomba. Una consideración que debe tener en cuenta con las bombas de vacío secas es si la bomba específica funcionará lo suficientemente caliente como para que los azúcares y los ácidos grasos se quemen en los componentes de la bomba.
La eficiencia energética de la tecnología seca puede variar en un 30 % en comparación con la tecnología húmeda, pero es un coste operativo reducido. Por lo tanto, aunque la tecnología seca puede tener una ventaja en el uso de energía, la eficiencia real entra en juego porque las bombas secas no requieren un servicio o mantenimiento frecuentes que puedan dar lugar a tiempos de inactividad frecuentes. Esto se traduce en una mayor producción durante el mismo periodo, ya que no es necesario apagar la línea para realizar el mantenimiento de la bomba.
Aplicaciones específicas
Las especificaciones de las necesidades de las bombas de vacío varían en función del tipo de aplicación en la que se utilicen. El envasado requiere una baja presión con un ciclo más rápido. El procesamiento, como el tumbling o la mezcla, tiene un tiempo de ciclo más largo con una presión más alta que el envasado, pero es más un requisito de presión media que uno alto. En el liofilizado, los tiempos de ciclo varían, pero los requisitos de presión son inferiores a cualquiera de las otras dos aplicaciones mencionadas aquí.
“Si se observa cada aplicación individualmente, las diferencias en los requisitos de las bombas se vuelven bastante significativas”, afirma Jim Hupp, director de desarrollo de ventas de productos de Leybold. Explica las aplicaciones de las bombas de vacío secas en cada una de estas tres áreas específicas.
Embalaje
El embalaje tiene poca contaminación que el procesamiento o la liofilización, aunque puede haber arrastre del proceso de producción. El tiempo de actividad es fundamental y los tiempos de ciclo son más rápidos.
“Busco una tecnología seca que sea compacta, ya que podría estar fuera de la planta de producción”, afirma Hupp. "Se puede utilizar en un área de lavado, puede manejar vapor de agua o cantidades de arrastre de líquidos. Y gestionará ciertas cantidades de contaminación por partículas secas."
Procesando
La contaminación es una gran preocupación, ya que el vapor de agua y el arrastre de producto están presentes. La posibilidad de contaminación significa que el tiempo de actividad está en riesgo si una bomba debe desconectarse repetidamente para su mantenimiento o reparación.
“Una de las cosas que me gusta buscar es la capacidad de realizar el mantenimiento y limpiar mi bomba in situ”, afirma Hupp. “Debido al riesgo mucho mayor de arrastre de producto en esas áreas, es común que las bombas se golpeen con grandes cantidades de líquido o lodo de producto, lo que apaga las bombas y requiere que se sustituyan antes de que la producción vuelva a funcionar”.
Liofilización
La contaminación es una preocupación significativa dada la cantidad de vapor de agua presente. Los productos cotidianos, como las bayas liofilizadas, contienen azúcares que pueden contaminar el aceite en las bombas húmedas. Los tiempos de ciclo varían y la presión requerida es la más baja de estas tres aplicaciones.
“Me gusta tener la capacidad, si es necesario, de abrir la bomba, limpiarla manualmente y volver a conectarse”, afirma Hupp. Normalmente, puedo hacerlo en una hora. Si puedo volver a conectar manualmente mi bomba en menos de una hora en comparación con la sustitución de toda mi bomba o si la línea se detiene hasta que puedo obtener una bomba de repuesto, eso es una gran ventaja."
Dependiendo de la aplicación, el entorno y las características de los productos involucrados, los requisitos de las bombas de vacío pueden cambiar significativamente. Los procesadores que quieren sacar el máximo partido a sus bombas deben comprender todos los factores implicados y combinarlos para crear condiciones adversas para las bombas.
Las capacidades de rendimiento, el coste inicial y el coste total forman parte del cálculo, al igual que ocurre con otras piezas de la línea de producción. Todos ellos deben definirse claramente antes de tomar decisiones de compra y deben basarse en la mejor información disponible. Como solo un ejemplo, ser capaz de proyectar con precisión la frecuencia de los cambios de aceite requeridos en bombas húmedas en un entorno de liofilización puede marcar una gran diferencia en su coste total.
“Una vez que se ha tomado esa determinación, la pregunta es si las bombas actuales están cumpliendo con las demandas de producción y qué cambios deben hacerse si no lo están”, afirma Ligman. "Esto probablemente signifique tener que cerrar una línea de producción para sustituir las bombas por modelos más adecuados para la aplicación específica. No es una decisión fácil, pero es necesaria para maximizar la eficiencia de la producción."
“Una de las cosas más difíciles que puede hacer una empresa es reducir su producción para hacer un cambio en ella, incluso sabiendo que podrían obtener un mejor resultado después del cambio”, afirma Ligman. "Es difícil detener su línea de producción porque, durante ese tiempo, se está quedando atrás en su producción. Estás perdiendo dinero y te estás quedando atrás, estás acumulando un retraso, estás ejerciendo presión sobre todos. Es una decisión difícil de tomar."
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