Abrindo o caminho para menos águas residuais
A água é um recurso valioso e limitado. Na era das mudanças climáticas, com períodos cada vez maiores de seca e controvérsias sobre os direitos da água, esse fato está se tornando cada vez mais evidente. O consumo de água doce das empresas industriais está constantemente sob escrutínio. Um método tradicional, o pigging dos tubos de transporte dos produtos, permite economias sustentáveis de água durante a limpeza da tubulação e a minimização de perdas de produto no processamentos de líquidos. Desta forma, as empresas são capazes de utilizar métodos de produção “ecológicos” de forma mais consistente.
Cada gota conta
Os institutos de pesquisa e associações ambientais vêm soando o alarme há muito tempo: a água doce está se tornando cada vez mais escassa do que a natureza e os humanos podem suportar no futuro. Em 2018, as Nações Unidas proclamaram a “Década de Ação pela Água da ONU” para 2018, a fim de proteger os sistemas de água doce do uso excessivo e dos efeitos das mudanças ambientais e climáticas. A frase de efeito “Cada gota conta” ecoa hoje no Mekong, onde a escassez de água ameaça importantes ciclos naturais e econômicos, bem como na Alemanha central, onde os danos da seca estão se tornando mais visíveis a cada ano que passa. As empresas industriais inevitavelmente precisam de água. A água doce é obtida diretamente ou através de fornecedores de água a partir do lençol freático, que, dependendo das condições geológicas, tem que se acumular ao longo de anos ou mesmo séculos, ou dos sistemas fluviais, que são alimentados de forma cada vez mais irregular pelas chuvas e geleiras. Muitas empresas já estão comprometidas com a conservação da água, e os clientes e o público estão pressionando cada vez mais as restantes.
Economizando água de limpeza no processamento de líquidos
Onde os líquidos são processados em grandes quantidades, por ex. na indústria de processamento de leite ou na fabricação de cosméticos, uma tecnologia comprovada - os chamados sistemas de recuperação de produtos ou sistemas de pigging - vem ganhando importância para as empresas. Esses sistemas asseguram que as matérias-primas sejam processadas com o mínimo de desperdício, mas também otimizam o consumo de água em processos exigentes de limpeza de tubos, ajudando assim a atenuar o tratamento de águas residuais e proteger os recursos de água doce.
O truque com o tampão
A estrela dos sistemas de recuperação de produtos é o chamado pig ou raspador, um tampão móvel originalmente desenvolvido para monitorar oleodutos e gasodutos. Equipado com sensores para medições de controle, o pig é movido através da seção do duto que vai ser examinado.
À medida que a tecnologia de processamento de líquidos avançou, esse princípio gradualmente entrou no campo dos sistemas de processamento em bateladas. Ao processar laticínios, bebidas, alimentos líquidos ou produtos de higiene, o pig é frequentemente usado como um tampão higienicamente limpo para remover resíduos valiosos do produto antes da limpeza da tubulação. Como resultado, mais produtos de qualidade permanecem no processo, em vez de serem desperdiçados junto com a água residual.
O pig é movido por um propelente - ar, água, dióxido de carbono ou nitrogênio - através da respectiva seção do tubo e de volta à sua posição de espera antes da lavagem inicial do tubo. É feito de diversos plásticos elásticos que vedam bem o tubo.
O fato de que esta etapa adicional também reduzir consideravelmente a quantidade de água de enxágue necessária na fase seguinte, está provando ser um passo importante para o uso ecologicamente sustentável de água doce. Afinal, é necessária muita água para produzir produtos líquidos como iogurte, smoothies ou cremes para a pele na qualidade higiênica exigida. Na maioria dos casos, o material de processamento fui através dos sistemas de tubos que são completamente fechados para o exterior, o mais livre de espaços vazios possível e com ciclos regulares CIP/SIP (Limpeza no local/Esterilização no local) a fim de limpar e (quando necessário ) esterilizar todas as superfícies molhadas com o produto sem deixar nenhum resíduo antes da próxima batelada de produto. Antes disso, no entanto, a maior parte dos resíduos que ficam do produto deve ser expelida ou - menos ecológica - enxaguada todas as vezes.
Dependendo do quão avançada a planta está na execução desses e de outros processos, existem grandes diferenças no consumo de água de planta para planta. Embora as possibilidades da tecnologia de recuperação de produto estejam longe de se esgotar, os potenciais melhoramentos ecológicos variam dependendo do produto e do design da planta. “Quanto mais viscoso o produto, por ex. iogurte, e quanto mais longa a seção do tubo pigável, maior a recuperação e maior a economia no consumo de água”, é a fórmula apresentada por Christian Blecken, responsável por Suporte de Sistema e Aplicação no GEA Competence Center para Sistemas Higiênicos de Recuperação de Produtos em Büchen. A frequência das mudanças de batelada para as quais o pig pode ser usado também desempenha um papel.
"Quanto mais viscoso o produto e mais longa a seção do tubo pigável, maior a recuperação e a economia no consumo de água. ”
Christian Blecken
Suporte de Sistema e Aplicação para Sistemas Higiênicos de Recuperação de Produtos, GEA
O investimento em tecnologia de pigging pode valer a pena na construção de novas plantas, mas também na modernização de plantas existentes - estas últimas respondem por cerca de 20 por cento das instalações executadas pela GEA. Christian Blecken explica os pré-requisitos: “O importante é que a seção do tubo tenha um diâmetro constante e não tenha partes internas para que o pig não emperre ou perca o efeito de estanqueidade”. Em contraste, as curvas dos tubos comuns e conexões em T não são problema para o pig, especialmente não na forma da esfera dupla de uma peça preferida pela GEA: “Esse formato inteligente tem a vantagem de que o pig não precisa nem mesmo se flexionar na curva”, afirma Christian Blecken com satisfação.
Muitas empresas instalam o pig em seus dutos em todas as etapas do processo, desde o recebimento da matéria-prima até o transporte para o processamento e os tanques de armazenamento para o envase. Aqui também existe um princípio orientador para o potencial de otimização: “Quanto mais próximo do processo de envase, mais nobre é o produto a ser recuperado”, explica Pascal Baer, gerente de produto da GEA responsável por componentes assépticos em Kirchberg, na Suíça. Os componentes assépticos são necessários ao processar meios de fluxo nas classes de higiene mais sensíveis à contaminação UltraClean e Aseptic, como por ex. produtos lácteos UHT. Em sistemas de pigging assépticos, por exemplo, todas as hastes de válvula embutidas são seladas adicionalmente contra a atmosfera.
Os sistemas de pigging também estão disponíveis em versões à prova de explosão, como em produtos alcoólicos. Assim, a tecnologia de pigging pode ser usada para quase qualquer tipo de produto líquido, não estabelecendo limites para empresas e fábricas melhorarem a operação ecológica.
Sistema de pigging avançados
O processo de pigging, como o processamento do produto e os processos de limpeza da tubulação, deve ocorrer sem interferir com o sistema de tubulação fechada. Para isso, os sistemas modernos de recuperação de produto são equipados com uma estação de pigging de operação automática no início de cada seção de tubo. A estação mantém o pig durante o tempo em que o produto, a água de enxágue ou o meio de limpeza estão fluindo pelo tubo. Nos sistemas de pigging da GEA, o invólucro da estação apresenta um diâmetro mais amplo e garras e molas especiais. Isso confere ao pig uma amplitude de movimento definida e o mantém higienicamente limpo, pois o meio flui continuamente ao seu redor. Quando o pig está em uso, uma estação de captura do pig espera por ele no final da seção do tubo e o envia de volta à sua posição de espera. Duas válvulas controlam a entrada e a saída necessárias do propelente.
Tecnologia digital com futuro
O potencial de otimização adicional considerável para a tecnologia sustentável das plantas reside no avanço e na digitalização contínua de todas as tecnologias de processamento. Como a maioria dos sistemas de válvula, a tecnologia de pigging hoje já está geralmente integrada nas sequências automáticas do processamento por meio de cabeças de controle conectadas centralmente. As cabeças de controle eletrônico de última geração permitem uma configuração e operação dos sistemas cada vez mais simples e livre de erros, bem como funções estendidas de controle e monitoramento dos processos. Os modernos sistemas de recuperação de produto GEA VARICOVER® permitem o monitoramento em tempo real da posição do pig por meio de sensores magnéticos. Seus componentes mecânicos e eletrônicos formam uma unidade coordenada com base na combinação e sistema modular GEA VARIVENT® de fácil manutenção.
A automação consistente, possibilitada com esses sistemas, simplifica a configuração de processos totalmente validáveis e permite, com um moderno controle do sistema IO-Link, a integração antecipada em ambientes da Indústria 4.0. As possibilidades se estendem à rede com o sistema ERP da empresa para otimização do uso de recursos.
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