El rol de los antiespumantes en el sector productivo

    Antiespumante Productivo

    En este blog «El rol de los antiespumantes en el sector productivo» se responden interrogantes comunes que surgen en el sector productivo relacionados con la espuma y se presenta el importante papel de los antiespumantes en el sector productivo.

    Tabla de contenido

    ¿Qué es la espuma y cómo se forma?

    La espuma es una capa muy fina de un líquido que encapsula vapor o un gas en su interior. Esta capa se genera mediante la incorporación de aire en un líquido por vías mecánicas como agitación, mezcla, recirculación y burbujeo de aire; también por vías físicas como variación de presión o temperatura y cambio en la solubilidad del gas; otra fuente puede ser químicas como la formación de un gas durante reacciones (CO2, O2, N2, CH4, etc.); mientras que la respiración de microorganismos o su descomposición constituyen las vías bioquímicas. Como consecuencia, gran parte del sector productivo es susceptible de la generación de espuma en alguna o varias de sus operaciones.1,2 

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    Claro esta que en algunos productos la generación de espuma es altamente deseada ya que les brinda placer sensorial a los alimentos (cervezas), facilita la aplicación de ciertos cosméticos (cremas de afeitar) o da la percepción de una limpieza eficaz (detergentes). Sin embargo, en muchas aplicaciones industriales es vital controlar, inhibir o eliminar la espuma, ya que puede afectar drásticamente la eficiencia del proceso o la calidad del producto terminado.3

    Implicaciones técnicas de la generación de espuma en el sector productivo

    La generación de espuma puede afectar diferentes operaciones de una línea de producción. En primer lugar, disminuye notoriamente la capacidad de los tanques de mezclado, también tiene importantes efectos negativos en la eficiencia de los equipos de destilación o evaporación, además, dificulta operaciones de decantación, filtración, deshidratación o lavado. Todos estos efectos tienen consecuencias económicas importantes ya que se disminuye la productividad, aumenta la posibilidad de derrames (pérdida de producto y corrosión en los equipos) y requiere la constante supervisión de un operario.

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    Métodos de control o inhibición de la espuma.

    El control o la reducción de la formación de espuma se puede lograr por métodos físicos como centrifugación, presurización y tratamiento ultrasónico. Sin embargo, estos métodos pueden no ser la mejor alternativa para nuestro proceso ya sea por incompatibilidad con el producto o por las elevadas inversiones requeridas. Además, se está incorporando una operación adicional que va a requerir supervisión, tiempo, mantenimiento, energía, etc. Por otro lado, están los agentes químicos para el control de la espuma, también conocidos como antiespumantes o des-espumantes, que se utilizan ampliamente y son muy eficaces en muchas aplicaciones.

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    Un antiespumante se puede definir como: aditivo que en pequeñas cantidades es capaz de prevenir la formación de espuma, o al ser dispersado en un medio espumoso puede reducirla significativamente.4 Estos agentes también se conocen como inhibidores de espuma, supresores de espuma, des-aireadores o agentes de liberación de aire.

    Entre los métodos mencionados, el control de la espuma a través de aditivos químicos resulta ser el más atractivo debido su bajo impacto en la matriz de costos, su fácil implementación, y que no es necesario modificar equipos y/o incorporar operaciones adicionales.

    Requerimientos técnicos de los antiespumantes

    Para ser altamente efectivo un antiespumante debe cumplir con ciertas propiedades fisicoquímicas como:

    • En primer lugar, ser insoluble en el sistema de formación de espuma en las condiciones del proceso.
    • En segundo lugar, tener una tensión superficial más baja que el medio espumante.
    • Finalmente, dispersarse rápidamente en el sistema de formación de espuma.
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    No obstante, estas propiedades son insuficientes para seleccionar el antiespumante adecuado para nuestro proceso. Existen otras características que son fundamentales en la decisión: 

    -El producto, o mejor la mezcla de ingredientes, deben ser regulatoriamente aceptados por la industria objetivo. En la industria alimentaria, por ejemplo, deben contar con la aprobación del Invima (en Colombia).

    -La relación costo/beneficio debe ser tan alta como sea posible, es decir, se espera que tengan una alta eficiencia tras la aplicación de pequeñas dosis (10-1000 ppm). Además, el tiempo de acción debe ser muy corto. 

    -Es esencial que los ingredientes activos y los aditivos en los antiespumantes sean químicamente estables y/o ante un amplio rango de condiciones de proceso (pH, temperatura, dureza del agua, etc.). 

    Finalmente, debe brindar facilidad de manejo y uso (entrega en emulsión a base de agua o en forma de polvo, por ejemplo) para que su aplicación no suponga una operación muy sofisticada.

    Campos de aplicación de los antiespumantes 

    De las secciones anteriores queda claro que la espuma se puede generar en casi todo el sector productivo y, por lo tanto, los antiespumantes son una herramienta fundamental para aumentar la productividad de nuestras empresas. Como resultado, hay un gran número de actividades productivas que se benefician de este tipo de aditivos y se resumen en la siguiente tabla

    Industrias que utilizan los antiespumante
    Tratamiento de aguasProcesos de desulfuraciónIndustria petroleraSector
    agro-industrial
    Recubrimientos a base de aguaLimpieza industrialSector textilAlimentos
    Fabricación de papelMateriales de construcciónProcesos de fermentaciónFármacos /cosméticos
    Fluidos metalúrgicosLimpieza de metalesSector mineroPinturas

    Referencias​

    1. Karakashev, S. I. & Grozdanova, M. V. Foams and antifoams. Adv. Colloid Interface Sci. 176 177, 1–17 (2012).
    2. Fink, J. Chapter 13 – Defoamers. in (ed. Fink, J. B. T.-H. F. C. and F. T. (Second E.) 179–185 (Gulf Professional Publishing, 2020). doi:https://doi.org/10.1016/B978-0-12-822071-9.00020-7
    3. Yazhgur, P. et al. How antifoams act: a microgravity study. npj Microgravity 1, 15004 (2015).
    4. Denkov, N. D. Mechanisms of Foam Destruction by Oil-Based Antifoams. Langmuir 20, 9463–9505 (2004).

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    Alexis Tigreros Ortiz PhD
    Asesor de Innovación

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