sí, pero ¿Dónde?
Controlar la espuma en los procesos no es una tarea sencilla. Incluso cuando se ha seleccionado el antiespumante adecuado y se utiliza la dosis correcta, pueden presentarse dificultades para controlar la espuma o evitar sus efectos sobre el producto final.
Entonces, ¿Cuál podría ser el problema? Este es uno de los casos en los que el orden de los factores SÍ altera el producto.
El punto de adición de un antiespumante puede ser tan importante como la selección del producto o la dosis utilizada. Dependiendo de las características del proceso, puede ser necesario prevenir la formación de espuma antes de que esta aparezca, controlar su generación durante una operación específica o eliminar el aire atrapado antes de obtener el producto final.
Por esta razón, no existe un punto de adición universal: la estrategia debe definirse identificando cuándo, dónde y por qué se genera la espuma dentro del proceso.
En esta oportunidad ilustramos este fenómeno con diferentes ejemplos gracias a la experiencia de nuestros clientes en diferentes sectores productivos. Veremos que no solo hay afectación del proceso sino también del producto terminado y, en algunos procesos, en ambos casos. A continuación, presentamos ejemplos de este comportamiento.
Durante la evaporación del agua por calentamiento (aproximadamente a 100°C), la temperatura induce, entre otros fenómenos, procesos como la desnaturalización de las proteínas, que pueden contribuir a la formación de grandes cantidades de espuma en un corto periodo de tiempo.
La rápida formación de espuma puede dificultar su control, como algunos lo han podido evidenciar al calentar leche en sus hogares.
Punto de adición clave:
Para este tipo de procesos, se recomienda añadir el antiespumante antes del inicio de la concentración. La adición temprana previene la formación de espuma desde el inicio del calentamiento ya que, para este caso en particular, la formación es muy rápida y no da el tiempo suficiente para controlar la espuma.
La espuma y el aire atrapado en pinturas acuosas pueden generar defectos superficiales y afectar la apariencia y calidad final del recubrimiento, uno de los defectos se conoce como “ojos de pescado”. Por lo tanto, es importante identificar los puntos clave de adición del antiespumante para evitar imperfecciones durante la aplicación final del producto.
En este caso, la espuma y el aire atrapado pueden no representar una limitación crítica para el proceso, pero sí convertirse en un problema importante para la calidad y apariencia del producto terminado.
Punto de adición clave:
En este proceso se recomienda la adición en dos puntos.
Durante la fase de molienda (dispersión) se añade el antiespumante antes de la dispersión a alta velocidad, para evitar la espuma causada por la incorporación de polvo y pigmentos en la mezcla. Usualmente, se añade entre el 30-50% del aditivo. En la operación de ajuste/completado (Let-down) se recomienda adicionar la segunda parte del antiespumante (50% a 70%) al final, justo antes o después del emulsionado/mezclado de resinas, para eliminar el aire atrapado en la agitación final y garantizar estabilidad en el envasado y aplicación.
Es decir, se debe dividir la dosis total de antiespumante:
Durante el despulpado, refinado y homogenizado, la fruta se somete a procesos mecánicos que incorporan aire y, teniendo en cuenta la presencia de surfactantes naturales en las frutas como las saponinas, se genera espuma. Esta espuma provoca oxidación, pérdida de vitaminas, cambios de color y sabor, y dificulta el llenado y empacado del producto final.
Punto de adición clave:
En este sector, los puntos de adición se deben definir según el nivel de aireación generado en cada operación y las características particulares del proceso. Sin embargo, la experiencia de algunas compañías conduce a las siguientes recomendaciones:
Debido a las altas velocidades del proceso de llenado, la turbulencia puede generar espuma por lo que la adición de antiespumante debe hacerse justo antes de esta operación para evitar problemas en el envasado.
Nota: Es importante evaluar la necesidad de dividir la dosis total en dos o tres puntos de adición y, en algunos casos, diluir previamente la emulsión para facilitar su incorporación al proceso.
Así mismo, debe verificarse el cumplimiento de los límites establecidos por la normativa vigente, teniendo en cuenta que el aditivo puede permanecer en el producto final.
La espuma en la fabricación de papel reduce la velocidad de desagote, afecta la calidad del producto final por ejemplo, mediante la formación de agujeros o pinholes y puede generar problemas de depósitos. Por lo tanto, puede afectar tanto la eficiencia del proceso como la calidad del producto final.
Punto de adición clave:
En la fermentación de azúcares para producir alcohol, la producción de CO₂ junto con la presencia de sustancias orgánicas con propiedades tenso activas genera grandes cantidades de espuma lo cual reduce la capacidad del reactor, causa desbordes y afecta el rendimiento y la productividad en el proceso.
Punto de adición clave:
La estrategia de adición del antiespumante debe definirse de acuerdo con el comportamiento de la espuma durante la fermentación. En algunos procesos puede ser conveniente realizar una adición preventiva al inicio o durante las primeras etapas, mientras que en otros puede ser más adecuado iniciar la dosificación cuando se observe un incremento significativo en la formación de espuma.
Es importante considerar que el comportamiento de la espuma durante una fermentación puede variar según muchos factores (Cepa o microorganismo, Concentración de azúcares, Temperatura, Nutrientes, Diseño del fermentador, Intensidad de agitación, Sistema de control del proceso). Por lo tanto, no se puede recomendar un tiempo específico, para algunos procesos puede ser en la primera hora, en otros a las cuatro horas.
Tener en cuenta…
Las recomendaciones presentadas son ejemplos generales basados en experiencias de aplicación. La selección del antiespumante, la dosis y el punto de adición deben validarse bajo las condiciones específicas de cada proceso.
En conclusión
No existe un único punto de adición del antiespumante para todos los procesos. La ubicación, el momento y la estrategia de dosificación del antiespumante deben definirse a partir de dónde, cuándo y en qué condiciones se genera la espuma.
En Zerachem® contamos con décadas de experiencia en la aplicación de este tipo de aditivos. Nuestro equipo puede acompañarte en la selección y evaluación del antiespumante, la dosis adecuada y la definición de la estrategia de dosificación, así como en procesos de homologación frente a otros productos.
En conclusión
Es efectivo en:
Lavados industriales, tratamiento de aguas, producción de papel, pinturas, adhesivos, textiles y agro fertilizante.
Es efectivo en:
Lavados industriales, industria química de agroquímicos y fertilizantes líquidos, tratamiento de aguas, producción de papel, pinturas, adhesivos y textiles.
Ideal para líneas de producción de:
Leche, jugos, conservas, mermeladas, productos de cacao, cervezas, pastas, entre otros.
Esencial en líneas industrializadas de:
Destilaciones de alcohol, concentrados de frutas, chocolates, confitería, salsas, productos fermentados, confitería.
Antiespumante ideal para:
Control preciso de espuma sin alterar la funcionalidad ni las propiedades del producto final.
PREGUNTAS FRECUENTES
Esto depende mucho de las condiciones del proceso ya que no existe un antiespumante universal. Para seleccionar el producto adecuado se debe tener en cuenta, como mínimo:
Por eso, más que buscar “el antiespumante más potente”, se debe buscar el antiespumante compatible con las condiciones específicas de mi proceso.
No existe uno que sea universalmente “el mejor antiespumante”. Un antiespumante puede funcionar extraordinariamente bien en un proceso y ser poco eficaz en otro. En términos generales:
| Tipo (principio activo) | Característica principal | Aplicaciones frecuentes |
|---|---|---|
|
Siliconado |
Alta eficiencia a bajas dosis. |
Procesos industriales, aguas, químicos, textiles, alimentos, pinturas, papel y cartón, petróleo y gas, tratamiento de aguas. |
|
Polimérico/no siliconado |
Buena compatibilidad y menor riesgo de contaminación por silicona. |
Pinturas, recubrimientos, algunos procesos químicos. |
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Mineral/aceite |
Buena relación costo-eficiencia en determinadas aplicaciones. |
Procesos industriales y tratamiento de aguas. |
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Ésteres/grasas |
Útiles en aplicaciones específicas. |
Alimentos y procesos donde se requieren formulaciones particulares.
|
La elección se debe hacer mediante una búsqueda bibliográfica detallada, complementar con pruebas de laboratorio y, posteriormente, pruebas en planta. Para homologar nuestras soluciones con los productos que has venido utilizando en tu proceso en Zerachem® te brindamos acompañamiento técnico especializado.
Un método práctica es evaluar cinco variables:
Proceso → Espuma → Condiciones → Restricciones → Dosis.
Primero, identificar qué genera la espuma y después se selecciona una formulación que pueda actuar bajo esas condiciones. Por ejemplo, un proceso con alta temperatura, fuerte agitación y pH alcalino requiere una formulación diferente a un proceso de baja temperatura y sin agitación.
También es importante tener en cuenta si el antiespumante debe cumplir requisitos específicos de contacto con alimentos, tratamiento de aguas, biodegradabilidad, VOC, residuos de silicona u otras especificaciones.
Como hemos venido indicando en este blog, no existe un momento ùnico para la dosificación del antiespumante. En resumen, se pueden describir tres estrategias principales:
Sin embargo, la mejor estrategia va a depender de las características de tu proceso. En operaciones con generación de espuma recurrente, la dosificación preventiva o continua suele ser más eficiente que esperar a que la espuma alcance niveles elevados.
Depende de las caracteristicas de tu proceso, si se conoce que el proceso genera espuma de manera repetitiva, normalmente resulta conveniente trabajar preventivamente, porque se puede evitar que la espuma se acumule. También, si el proceso presenta episodios impredecibles, puede utilizarse preventivamente, activando la dosificación cuando se detecta espuma.
Una buena práctica es comenzar con una dosis preventiva baja y ajustar mediante pruebas de proceso, en lugar de aplicar grandes cantidades cuando la espuma ya se ha desarrollado.
No existe una dosis estándar aplicable a todos los procesos. La dosificación puede expresarse, por ejemplo, como:
mg de antiespumante / L de proceso o mg de antiespumante / kg de proceso
En el sector de los antiespumantes se suelen utilizar las partes por millón como unidad de medida.
ppm = mg de producto/kg de proceso o (de forma aproximada si se asume L = kg)
ppm = mg de producto/L de proceso (esta es una aproximación).
La concentración efectiva puede variar ampliamente según la formulación y el proceso. Por eso, una dosis determinada únicamente “por litro o kg” de proceso sin conocer las condiciones de operación puede llevar tanto a sobredosificación como a un control insuficiente de la espuma.
Si se tiene de una dosis objetivo expresada en ppm, por ejemplo, para un tanque de 5.000 L y una dosis de 20 ppm:
20 ppm = 20mg Antiespumante/kg producto final o 20mg Antiespumante/L producto final.
Cálculo de la dosis:
Si utilizas una de nuestras soluciones como el Antifoamzera I20 (20% principio activo PDMS).
Es decir, se requieren 500g de Antifoamzera I20, si la dosis de 20ppm corresponde directamente al producto comercial.
Las causas más pueden ser:
La principal diferencia está en la química de la formulación.
Generalmente ofrecen:
Pueden estar formulados con aceites minerales, vegetales, polímeros, ésteres u otros componentes.
Pueden ser preferibles cuando:
Por tanto, siliconado no significa automáticamente mejor. Significa que puede ofrecer determinadas ventajas bajo ciertas condiciones.
Para procesos de alta temperatura se debe seleccionar una formulación específicamente diseñada para mantener su estabilidad térmica y actividad antiespumante bajo esas condiciones.
Los sistemas siliconados suelen presentar un buen desempeño en numerosas aplicaciones de alta temperatura, pero no todos los productos siliconados son equivalentes.
Además de la temperatura máxima, hay que evaluar:
Por lo tanto, hay que tener en la cuenta que la temperatura por sí sola no determina qué antiespumante funcionará mejor.
