Principais desafios do enchimento com molhos de alta viscosidade e soluções correspondentes

Introdução :

Na indústria moderna de processamento de alimentos, molhos de alta viscosidade são difíceis de manusear. O envase desses produtos é um grande desafio, pois eles oferecem resistência ao fluxo devido ao atrito, que afeta praticamente todas as etapas do processo. A demanda por molhos de alta viscosidade está crescendo mundialmente, tornando essencial que o envase seja preciso, eficiente e higiênico. A indústria de processamento de alimentos está sob forte pressão para manter a qualidade dos produtos e, ao mesmo tempo, aumentar a eficiência.

Na indústria de processamento de alimentos, se uma máquina de envase de líquidos usada para fluidos de baixa viscosidade for utilizada para líquidos de alta viscosidade, o resultado não será o mesmo e será decepcionante. O líquido fluirá lentamente, aprisionará bolsas de ar, terá níveis de enchimento inconsistentes e gotejará frequentemente do bico de enchimento. Para lidar com esses problemas, empresas modernas que fornecem soluções de envase de líquidos, como a SKY MACHINES, oferecem soluções avançadas para a indústria de bebidas. Essas soluções de engenharia lidam com a viscosidade como um obstáculo. Elas gerenciam essa alta viscosidade com manuseio de fluidos otimizado, controle de movimento preciso, construção higiênica e design mecânico robusto.

Neste artigo, vamos aprender sobre os desafios do envase de molhos de alta viscosidade e como resolvê-los com soluções de engenharia.

1. Resistência ao fluxo

Líquidos como água e outros líquidos pouco viscosos fluem rapidamente em tubos e bicos, apresentando fluxo turbulento e mistura durante sua passagem pelo sistema. Já para líquidos viscosos, a resistência interna faz com que fluam lentamente pelos tubos, com pouca ou nenhuma mistura, e o fluxo muda de turbulento para laminar à medida que a viscosidade aumenta. O fluxo laminar apresenta maior atrito entre os tubos e o fluido, tornando necessária a aplicação de uma força mecânica para movê-lo eficientemente pelo tubo.

Ao lidar com líquidos de alta viscosidade, o torque é mais importante que a velocidade. Isso significa que, se você tiver um motor operando em alta velocidade, não obterá um fluxo melhor e, ainda assim, introduzirá ar no líquido. Portanto, para ter alto torque, você precisa de um motor que opere em baixa velocidade e com alto torque, permitindo que a bomba impulsione o líquido suavemente, sem sobrecarregar o sistema de enchimento.

Outra solução é o uso de uma bomba de deslocamento positivo que aprisiona uma quantidade fixa de líquido e a impulsiona para o sistema de enchimento. Bombas de pistão, bombas de engrenagem e bombas de lóbulos. Todas essas podem ser usadas para obter melhores resultados e uma vazão volumétrica consistente.

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2. Aprisionamento de ar e a armadilha da "compressibilidade"

O ar aprisionado dentro de um líquido viscoso é difícil de manusear, pois líquidos espessos não permitem que o ar suba facilmente à superfície. Esse ar aprisionado pode causar imprecisões no processo de enchimento. Se dois recipientes forem enchidos e um deles contiver ar, ambos parecerão completamente cheios, mas o recipiente com bolhas de ar apresentará níveis incorretos. Isso também afeta a aparência do produto.

Durante o enchimento, o ar aprisionado cria desafios adicionais para os fornecedores de máquinas de enchimento de líquidos. O ar é compressível e, ao ser comprimido durante o enchimento, aparenta ocupar menos volume e se descomprime após a sua conclusão. Isso dificulta muito o enchimento consistente e preciso em termos de peso.

Os fornecedores de envase de líquidos utilizam sistemas de mistura a vácuo e desaerificação para resolver esse problema, tornando o líquido mais consistente em termos de densidade.

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3. Acabamento "desleixado": formação de fios, gotejamento e integridade da selagem

Líquidos viscosos podem deixar um acabamento ruim mesmo quando o volume de enchimento é perfeito. Líquidos espessos se comportam de maneira muito diferente dos líquidos mais finos. Eles podem pingar, formar fios ou permanecer no recipiente, ficando com uma aparência desagradável, barata e anti-higiênica.

No último momento, quando o enchimento está prestes a ser concluído, os líquidos viscosos, em vez de se separarem completamente, começam a esticar num fenómeno chamado "efeito de fios". O produto permanece no gargalo, na borda, na superfície de vedação ou na tampa. Isto acarreta risco de contaminação e danos nos rótulos, prejudicando a aparência do produto.

Esse problema é resolvido pelos fornecedores de máquinas de envase de líquidos com a tecnologia de sucção reversa, na qual os bicos de enchimento sugam ou retraem pequenas quantidades de produto ao final do enchimento. Isso ajuda a interromper o fluxo de líquido e evita gotejamento. Bicos de fechamento positivo são outro método que utiliza um dispositivo mecânico para interromper o fluxo do produto.

Os fornecedores de envase de líquidos também utilizam o método de enchimento de baixo para cima, em que os bicos começam a encher perto da parte inferior e sobem à medida que o nível do líquido aumenta.

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4. Gestão Térmica: Estabilização da Viscosidade para Consistência

Como usuário, imagine uma manhã fria e tente despejar um molho de uma garrafa. O fluxo será lento se comparado ao fluxo do molho em uma temperatura mais alta. Isso significa que a temperatura tem um grande efeito no fluxo devido às mudanças na viscosidade. Em baixas temperaturas, muitas bebidas se tornam viscosas, o que impacta o desempenho do bombeamento, transporte e envase.

Durante o processo de envase, se um líquido for mais fluido no início e se tornar viscoso posteriormente devido à variação de temperatura, isso pode levar a tempos de envase inconsistentes, envase impreciso, aumento da carga da bomba e redução da eficiência da produção. Para lidar com esse problema e obter uma máquina de envase de bebidas com temperatura constante, os fornecedores desenvolveram a aplicação do controle de temperatura por camisa, onde utilizam tanques com camisa dupla e tubulações aquecidas para manter uma temperatura estável durante todo o processo de produção.

Em um sistema com camisa de aquecimento, tanques e tubulações são providos de um fluido de aquecimento no espaço ao redor da área de contato com o produto, para transferir o calor ao líquido. Os fabricantes de máquinas de envase de líquidos também fornecem revestimentos isolantes, jaquetas térmicas e proteções para evitar a perda de calor.

Como comprador, antes de iniciar a produção, pergunte-se: meu produto consegue manter uma viscosidade estável do tanque até o recipiente final?

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6. Manuseio de Partículas:

Na indústria de bebidas, os molhos podem ser muito difíceis de manusear, pois a maioria contém pedaços de ervas, sementes, polpa de frutas, pedaços de vegetais, fibras ou outras partículas. Esses ingredientes são usados ​​para realçar o sabor, mas representam um risco de obstrução do sistema de envase, causando inconsistências no fluxo, danos ao produto e interrupções na produção.

O sistema projetado para molhos normais, sem partículas sólidas, não pode ser usado para molhos com partículas, pois tubulações, bicos, válvulas e todos os componentes ficam sujeitos a entupimento devido à falta de espaço suficiente.

Um fornecedor de soluções para envase de bebidas apresentou uma ideia inovadora para esse problema: utilizar infraestrutura de grande diâmetro em todos os tubos, válvulas e passagens de produto. Dessa forma, evitam-se curvas acentuadas e mudanças bruscas no diâmetro dos tubos. Com essa abordagem, garante-se um fluxo suave e reduz-se o risco de obstruções.

Como o molho é um líquido viscoso, é necessário usar uma bomba para o enchimento, e para molhos com partículas sólidas, precisamos usar uma bomba adequada às características e ao tamanho das partículas. Geralmente, bombas de lóbulos ou de parafuso são usadas para molhos com partículas sólidas.

Os sistemas de limpeza no local (CIP) também são fornecidos para auxiliar na remoção adicional de resíduos do produto e manter os requisitos de sanitização conforme as normas de segurança alimentar.

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7. Aprimorando a precisão com o controle servoacionado

Muitos fabricantes fornecem sistemas de controle de servomotores que auxiliam o operador a ajustar a velocidade e o volume com precisão, de acordo com os parâmetros e o comportamento do produto líquido. Com esse tipo de controle, fica muito mais fácil evitar transbordamentos, derramamentos e desperdício de produto.

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8. Manutenção e Longevidade:

Ao manusear líquidos viscosos, especialmente com partículas sólidas, é fundamental compreender que a manutenção dos equipamentos de envase é complexa, pois alguns molhos são abrasivos e exigem maior atenção em bombas, válvulas, vedações, rolamentos e outros componentes móveis. A inspeção regular dos equipamentos de envase é essencial para um diagnóstico precoce de problemas. Essa abordagem reduz o tempo de inatividade e aumenta a eficiência da produção.

Os sistemas de limpeza no local (CIP) também são fornecidos para auxiliar ainda mais na remoção de resíduos e manter os requisitos de sanitização conforme as normas de segurança alimentar.

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Conclusão :  

Neste artigo, discutimos todas as informações necessárias sobre as dificuldades no manuseio de líquidos viscosos, como molhos, cremes, pastas, xaropes, etc. Agora está bem claro que as máquinas de envase convencionais não conseguem lidar com líquidos viscosos. Entendemos como lidar com problemas como ar aprisionado, variações de temperatura, partículas, gotejamento e estresse mecânico. Na era moderna, a maioria dos fornecedores de máquinas de envase de bebidas, como a SKY MACHINES (www.sky-machine.com), projetam seus equipamentos para durabilidade, acessibilidade, limpeza eficaz e manutenção eficiente.

Como proprietário de uma empresa no setor de bebidas, você compreende os desafios da sua linha de produção e selecionou a máquina perfeita para atender às suas necessidades. Você terá uma operação confiável e eficiente, que lhe proporcionará crescimento sustentável e retorno do investimento a longo prazo.