A ciência da área de separação: aumente a capacidade ou a eficiência sem necessidade de equipamentos adicionais
Atualmente, os fabricantes de laticínios enfrentam uma pressão crescente para melhorar o rendimento, ao mesmo tempo em que aumentam a qualidade do produto e otimizam a eficiência de seus processos. Até certo ponto, as tecnologias de processamento evoluíram para ajudá-los a atender a essas demandas. Mas, especialmente quando se trata de capacidade, um equipamento se tornou um fator limitante na linha de processamento: a separadora.
A solução tradicional para esse desafio tem sido projetar linhas de processamento com várias separadoras. No entanto, essa abordagem apresenta uma série de desvantagens claras: desde maiores investimentos de capital e maior demanda por espaço na fábrica até o aumento do consumo de energia e água, ampliando os custos operacionais e a pegada ambiental. Como resultado, há uma necessidade maior do que nunca de atender às necessidades de maior capacidade em uma única separadora.
O que limita a capacidade de separação?
Vários fatores determinam a capacidade máxima possível de uma determinada separadora, mas um aspecto fundamental é a área total da superfície de separação disponível dentro do recipiente. Para entender isso melhor, é útil considerar as primeiras separadoras de laticínios fabricadas na década de 1880. Nessas máquinas básicas, um recipiente giratório gerava uma força centrífuga que separava o creme do leite desnatado. A superfície de separação, no entanto, limitava-se à área do próprio recipiente, o que significava que só era possível produzir pequenos lotes de cada vez.
A mudança veio com o advento da pilha de discos uma década depois. Cada disco de metal cônico adiciona área de superfície extra para separação dentro do recipiente. Mais discos significa mais área de separação. Como resultado, as pilhas de discos permitiram maiores capacidades que acabariam por trazer a transição para o processamento contínuo de laticínios. É por esses motivos que a tecnologia de pilha de discos continua sendo o coração da separação de laticínios bem mais de um século depois.
A pilha de discos é a chave para a área de superfície de separação dentro do recipiente. Mais discos = mais área de separação.
Maior nem sempre é melhor
A solução deve ser simples, certo? Se uma maior área de separação é a chave para aumentar a capacidade, basta utilizar pilhas de discos maiores. Infelizmente, a realidade é mais complexa.
Historicamente, aumentar o tamanho da pilha de discos significava aumentar o tamanho da própria separadora, mas existe um limite para o tamanho que um único equipamento pode atingir. Além dos desafios relacionados ao espaço ocupado, máquinas maiores e mais pesadas são mais caras de fabricar e instalar. É preciso mais energia para operá-las na mesma velocidade dos modelos menores, com mais água e produtos químicos necessários para limpá-las. Estamos, portanto, de volta onde começamos, enfrentando desafios semelhantes aos de projetar uma linha com separadoras adicionais.
Fazendo as perguntas certas
Para atender às crescentes demandas de capacidade e qualidade do produto, o desafio é aumentar a área total de separação sem ampliar o tamanho da própria separadora. Na verdade, precisamos tornar o interior da separadora maior do que o exterior da separadora. À primeira vista, isso parece uma impossibilidade física.
Ou é? Na Tetra Pak, abordamos esse problema de uma maneira diferente, perguntando: “como podemos adicionar mais discos em uma pilha de discos sem alterar a pegada do equipamento ou alterar significativamente o tamanho do recipiente separador?” Para responder a essa pergunta, há dois fatores principais a serem considerados. O mais importante é o espaço necessário entre cada disco da pilha, e um segundo fator é o formato do recipiente separador.
Para atender às demandas crescentes de capacidade e qualidade do produto, precisamos aumentar essencialmente o interior da separadora.
Espaçamento do disco
Para um processo de separação de lácteos suave e eficiente, é vital garantir um espaçamento equidistante entre cada disco na pilha de discos. Tradicionalmente, isso é feito soldando espaçadores de metal nos discos. Esses espaçadores têm sido uma forma confiável e eficaz de garantir distâncias uniformes entre os discos, e o princípio básico desse projeto permaneceu inalterado por mais de um século.
O espaçamento é, portanto, fundamental para a operação da separadora, mas também cria um desafio de capacidade. Quanto maior o espaço entre cada disco, menos discos você pode colocar na pilha, reduzindo a área de superfície de separação potencial. Embora tenha havido pequenas melhorias para resolver isso ao longo do tempo, o método de soldagem limita inerentemente as possibilidades de aumentar o número de discos.
A solução é remover totalmente os espaçadores soldados. Ao usar um design de peça única com espaçadores microgravados diretamente no disco, é possível minimizar o espaço entre cada disco, mantendo a distância uniforme. Isso, combinado com o potencial de fabricar discos mais finos, significa espaço adicional para discos sem a necessidade de equipamentos maiores.
O espaçamento do disco é fundamental para a operação da separadora, mas também cria um desafio de capacidade. Quanto maior o espaço, menos discos você pode colocar na pilha.
Design do recipiente
O formato do recipiente separador é outro elemento de design que sofreu poucas mudanças ao longo das décadas. Convencionalmente, a tampa do recipiente é fabricada com ângulo de 15°. Embora seja um detalhe aparentemente menor, esse ângulo pode reduzir o espaço disponível dentro do recipiente e, como resultado, limitar ainda mais o número de discos que você pode colocar na pilha. Ao modificar a tampa para um ângulo de 13°, é possível criar espaço adicional para maior área de superfície de separação, sem alterar significativamente o tamanho geral do equipamento.
A modificação da tampa do recipiente permite criar espaço adicional para maior área de superfície, sem alterar a pegada do equipamento.
Aumentar a capacidade aumenta mais do que a capacidade
A área de separação não é apenas uma consideração de capacidade. Também é um fator importante a considerar quando se trata de melhorar o desempenho da separação.
Em aplicações com demandas de alta qualidade do produto, como a produção de leite em pó, aumentar o número de discos permite melhorias significativas na eficiência de desnatamento nas capacidades mantidas. Também é possível ajustar com maior precisão a velocidade da separadora de acordo com as necessidades de desempenho e capacidade, operando em velocidades mais baixas para minimizar o consumo de energia e reduzir os custos de utilidades por litro de produto vendido.
Em outras palavras, a capacidade é mais do que apenas capacidade. A área de separação adicional oferece maior flexibilidade para ter uma configuração ideal de acordo com suas demandas específicas de processamento. Produza mais mantendo o mesmo nível de desempenho de separação ou aumente a eficiência operando nas capacidades atuais. Isso significa que você pode produzir mais facilmente vários produtos em uma única linha de processamento, ajustando a separadora conforme necessário para corresponder às características de processamento necessárias.
A área de separação adicional oferece maior flexibilidade para ter uma configuração ideal de acordo com suas demandas específicas de processamento.
Como desbloquear todo o potencial da sua tecnologia de separação
Ser capaz de aproveitar completamente essa flexibilidade, no entanto, se resume a muito mais do que apenas a área de separação disponível. Aqui, você precisa considerar o design da máquina inteira.
O segredo é contar com um projeto de separadora totalmente fechado, com vedação hermética que impeça a entrada de ar durante o processamento. A tecnologia de separação hermética permite ajustar facilmente a velocidade do equipamento de acordo com suas necessidades sem correr o risco, por exemplo, de transbordamentos. Já nas máquinas semiabertas, esses ajustes exigem alterações manuais demoradas, incluindo a desconexão da tubulação e a abertura da máquina.
Para saber mais sobre como a separação hermética permite desbloquear todo o potencial do seu equipamento, explore os dois artigos abaixo.
