Por que se forma espuma em um tanque de mistura de bebidas?

A espuma se acumula em um tanque de mistura de bebidas quando o gás é introduzido no líquido mais rapidamente do que consegue escapar, e os ingredientes estabilizam as bolhas resultantes. A agitação, os respingos, as entradas de ar, o dióxido de carbono dissolvido e a própria receita podem contribuir. A primeira medida mais útil é identificar quando a espuma aparece: durante o enchimento, a mistura, a adição de ingredientes ou a transferência. Cada etapa aponta para uma causa diferente.

Uma certa quantidade de espuma na superfície é normal, especialmente em produtos ricos em proteínas ou gaseificados. Ela se torna um problema de produção quando ocupa volume útil, interfere nas leituras de nível, leva produto para as saídas de ventilação ou dificulta a transferência de uma mistura uniforme.

Comece identificando a etapa em que a espuma se forma

Observe o lote durante cada operação, usando o visor do tanque ou outro ponto de observação aprovado. Anote o nível do líquido, o ajuste do agitador, o ingrediente que está sendo adicionado e as condições de transferência quando a espuma começar a aumentar. Evite abrir um recipiente fechado durante a operação, a menos que o procedimento permita especificamente.

• A espuma aparece durante o enchimento: Verifique se o fluxo de entrada cai livremente, se uma linha de retorno descarrega acima do nível do líquido ou se há entrada de ar no lado de sucção do sistema de transferência.
• A espuma aumenta após o acionamento do agitador: Verifique se há vórtice na superfície, respingos e operação com nível baixo de líquido.
• A espuma surge após a adição de um ingrediente específico: O ingrediente pode estabilizar as bolhas ou liberar gás. A velocidade e o método de adição também podem introduzir ar.
• A espuma aumenta durante o bombeamento ou a recirculação: Inspecione as condições de sucção, as conexões e o ponto de retorno, bem como qualquer alteração de pressão ou temperatura que afete o gás dissolvido.
• A espuma persiste depois que a mistura para: Os ingredientes ou resíduos de produtos químicos de limpeza podem retardar o colapso das bolhas. A persistência da espuma, por si só, não permite identificar qual deles é a causa.

Sempre que possível, altere uma condição operacional de cada vez e compare o resultado com o mesmo produto e um lote de tamanho semelhante. Reduzir a velocidade do agitador e alterar simultaneamente o método de enchimento pode reduzir a espuma, mas não mostrará qual ajuste foi eficaz.

A agitação pode incorporar ar à mistura

Um vórtice visível é um sinal comum de que a superfície está sendo puxada em direção ao impelidor. Se o vórtice alcançar o impelidor, o ar pode ser puxado para baixo da superfície e dispersado em pequenas bolhas. Uma turbulência excessiva na superfície também pode gerar espuma sem a formação de um vórtice profundo.

Reduza gradualmente a velocidade do agitador e verifique se o lote continua a ser misturado adequadamente. Uma velocidade menor não é automaticamente melhor: os pós ainda precisam ser dispersos e os ingredientes devem atingir a uniformidade necessária. Use o menor ajuste que atinja o objetivo do processo de forma confiável e confira o resultado em relação aos requisitos de mistura do produto.

O nível do líquido é tão importante quanto a velocidade. Um impelidor que funciona bem no volume normal de trabalho pode causar forte agitação na superfície quando há apenas uma pequena quantidade de líquido no tanque. Respeite o nível mínimo de operação do equipamento e evite acionar o misturador durante o enchimento inicial, a menos que o procedimento exija isso.

Se a formação de espuma continuar sendo um problema recorrente em condições operacionais aceitáveis, pode ser necessário avaliar o impelidor, sua posição, os defletores e a geometria do tanque. A instalação de defletores ou a troca do impelidor pode alterar a circulação e a cobertura de limpeza; por isso, as modificações no equipamento devem ser avaliadas como parte do processo completo.

O enchimento e a transferência podem introduzir ar sem que isso seja evidente

Um fluxo que cai de uma entrada acima da superfície do líquido pode incorporar ar ao espirrar. Quando o projeto do recipiente e os requisitos de higiene permitirem, uma entrada submersa ou um arranjo de enchimento que reduza a queda pode limitar esse efeito. Preste atenção especial no início do enchimento, antes que a entrada fique coberta.

O ar também pode entrar antes de chegar ao tanque. Uma braçadeira solta, uma junta danificada, uma conexão mal encaixada ou um fornecimento insuficiente de líquido à bomba podem introduzir gás no fluxo do produto. Um vazamento no lado de sucção nem sempre provoca um vazamento visível de líquido enquanto a bomba está funcionando; por isso, inspecione as conexões e as vedações em vez de confiar apenas na presença de gotejamentos visíveis.

Fique atento a ruídos incomuns da bomba e observe se o fluxo está instável ou se há bolhas em um visor adequado. Pode haver cavitação ou entrada de ar, mas não é possível confirmar nenhuma das duas apenas pelo ruído. Verifique o fornecimento de sucção, as posições das válvulas, os filtros e as condições de operação da bomba, seguindo o procedimento de manutenção da unidade.

Na recirculação, um retorno suave abaixo da superfície do líquido pode reduzir os respingos, desde que o arranjo seja adequado ao produto e ao processo de limpeza. Reduzir o fluxo de retorno pode ajudar, mas somente se a circulação continuar suficiente para a mistura e para quaisquer outros requisitos do processo.

Algumas formulações retêm bolhas por mais tempo do que outras

Proteínas, determinados estabilizantes e outros ingredientes tensoativos podem formar películas ao redor das bolhas, tornando a espuma mais estável. Por isso, bebidas lácteas e algumas bebidas à base de plantas podem manter a espuma mesmo depois que o misturador para. Ingredientes de frutas, concentrados e pós podem se comportar de maneiras diferentes, dependendo da formulação e da forma de adição.

Adicionar o pó diretamente a uma superfície turbulenta pode aprisionar ar ou formar grumos flutuantes que exigem mais mistura para se dispersarem. Siga o método de adição recomendado pelo fornecedor do ingrediente e a receita aprovada. Dependendo do produto e do equipamento, uma alimentação controlada ou um sistema adequado de indução de pós pode melhorar a molhagem e reduzir a agitação desnecessária da superfície.

A temperatura também altera o comportamento do produto. Uma variação pode afetar a viscosidade, a dispersão dos ingredientes e a solubilidade dos gases; portanto, a temperatura que reduz a espuma visível não é necessariamente a temperatura correta de processamento. Mantenha-se dentro da faixa aprovada para o produto e avalie os efeitos sobre a mistura e a qualidade antes de fazer ajustes.

É ar ou dióxido de carbono saindo da solução?

Em bebidas gaseificadas, podem se formar bolhas quando o dióxido de carbono dissolvido é liberado devido à queda de pressão, ao aumento da temperatura ou à agitação do líquido. Por exemplo, a transferência para um tanque ventilado pode causar formação de espuma mesmo quando não há entrada de ar na linha.

Nessa situação, apertar as conexões não resolverá o problema. Revise as condições de pressão e temperatura previstas, as restrições no percurso de transferência e a forma como o produto entra no recipiente de destino. Use equipamentos projetados para a pressão necessária e siga os procedimentos da unidade para gaseificação e transferência. Nunca feche hermeticamente nem pressurize um tanque que não tenha sido projetado e autorizado para essa finalidade.

Em produtos não gaseificados, a formação inesperada de gás ou mudanças no odor, na aparência ou no comportamento da espuma também podem indicar um problema de qualidade do produto. Isole o lote afetado e siga o procedimento de qualidade da unidade, em vez de tratar o sintoma como um problema de agitação.

Verifique as condições de limpeza e retenção antes do próximo lote

Resíduos de detergente ou sanitizante podem afetar o comportamento da espuma e contaminar a bebida. Se a formação de espuma começar após a limpeza ou ocorrer com diferentes formulações que, de outra forma, não têm relação entre si, revise o ciclo de limpeza, a dosagem de produtos químicos, a drenagem e as etapas de enxágue ou verificação exigidas pelo procedimento da unidade. Não adicione produto a um recipiente que não tenha sido aprovado nas verificações de limpeza necessárias.

Nas operações com produtos lácteos, os equipamentos de retenção e transferência também merecem atenção: respingos ou entrada de ar antes de a mistura chegar ao misturador podem levar espuma para a etapa seguinte. O tanque horizontal de leite de 2000L destina-se ao armazenamento e à retenção temporária de leite, com estrutura vedada e compatibilidade com CIP. É uma opção para retenção, não um substituto para um sistema de mistura devidamente especificado, e seu uso, por si só, não elimina a espuma.

Você deve usar um antiespumante?

Um antiespumante pode ser útil quando a formulação produz naturalmente espuma persistente e os ajustes do processo, por si só, não oferecem controle suficiente. Ele não deve ser a primeira resposta para um vazamento no lado de sucção, um arranjo de entrada inadequado ou agitação excessiva: esses problemas podem continuar afetando a qualidade do produto mesmo que a espuma visível diminua.

Use um antiespumante somente quando ele for adequado à bebida, permitido para a aplicação pretendida e aprovado na formulação do produto e nos procedimentos da unidade. Avalie seu efeito nas etapas seguintes do processamento e no produto acabado, especialmente quando a espuma for uma característica desejada.

Depois de controlar a causa, registre as condições operacionais que funcionaram e em que etapa se aplicam. Um ajuste que funciona com um tanque cheio de determinada formulação pode não funcionar com um lote menor ou uma formulação diferente. Práticas consistentes de enchimento, mistura e transferência facilitam a identificação de novas alterações antes que a espuma interrompa a produção.