Selección de la bomba PD adecuada para el procesamiento de alimentos y bebidas

May 02, 2023

No es ningún secreto que la industria de alimentos y bebidas está en constante cambio. Según el Servicio de Investigación Económica del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, "las introducciones de nuevos productos alimenticios y bebidas en los puntos de venta minoristas de los EE. comestibles no alimentarios desde 2010.

En 2016, las categorías de alimentos con la mayor participación en la introducción general de nuevos productos incluyeron bebidas, refrigerios, productos de panadería, salsas, aderezos y condimentos".

En el panorama actual de fabricación de alimentos y bebidas, elegir la bomba sanitaria de desplazamiento positivo (PD) correcta es fundamental para respaldar la eficiencia operativa y la consistencia del producto al tiempo que se minimizan los desechos y el tiempo de inactividad. Hay una variedad de tecnologías de bombas PD disponibles para los procesadores de alimentos en la actualidad. Colectivamente, pueden cumplir con una amplia gama de capacidades de rendimiento, presiones y viscosidades. Pero no todas las bombas PD son iguales. Y no todas las bombas pueden abordar todas las aplicaciones.

Las bombas PD mueven un producto encerrando repetidamente un volumen fijo del producto y desplazándolo con cada accionamiento, que se puede dividir en dos clasificaciones: alternativo y rotativo. Este artículo se centra principalmente en las bombas rotativas, en concreto: bombas de lóbulos, bombas de pistones circunferenciales y bombas de doble tornillo.

El principio de funcionamiento de estas bombas PD rotativas consiste en dos rotores que giran en sentido contrario ubicados dentro de la carcasa de la bomba. A medida que los rotores giran dentro de la carcasa de la bomba, mueven el producto a través de la bomba abriendo y cerrando volúmenes controlados por el espacio entre los rotores.

En el lado de succión, se forma una cavidad de expansión entre el rotor y la carcasa de la bomba. Esto crea un vacío parcial y permite que el producto de la tubería de suministro llene el vacío. Este volumen luego se cierra a las tuberías de entrada y salida para transportar un volumen fijo de producto al lado opuesto de la bomba donde se descarga cuando los rotores convergen.

Las bombas de émbolo rotativo y de pistón circunferencial son las dos tecnologías más utilizadas para aplicaciones sanitarias de DP. Visualmente, son similares y, según el fabricante, estas dos bombas pueden incluso fabricarse con componentes comunes, como ejes y carcasas.

Ambos estilos tienen dos rotores que aspiran el producto y lo transportan desde la succión hasta la descarga. Las puntas o alas de los rotores crean una acción de sellado de contacto cercano dentro de la carcasa de la bomba. El espacio entre las puntas o alas denota el volumen de producto que se desplaza.

Lo que distingue a una bomba lobular rotativa de una bomba de pistón circunferencial es el diseño de los rotores y la carcasa.

bomba lobular

Los rotores de las bombas lobulares están en constante proximidad entre sí, pero nunca se impulsan entre sí como una bomba de engranajes. El constante contacto cercano de los rotores crea un sello para transportar el producto desde el lado de succión al lado de descarga de la bomba.

En general, las bombas lobulares rotativas son ideales para productos de alta viscosidad y son las más asequibles de los tres tipos.

Bomba de pistón circunferencial

Los rotores de bomba de pistón circunferencial crean el sello entre los estatores que se extienden desde la carcasa de la bomba. Los rotores tampoco se tocan ni engranan. La acción de sellado solo existe entre los estatores y los rotores. Debido a las características geométricas adicionales, estas bombas tienden a ser más caras que las bombas lobulares. Sin embargo, estas características hacen que las bombas de pistón circunferencial sean superiores en eficiencia de baja viscosidad en comparación con las bombas lobulares y de doble tornillo.

Bombas de doble tornillo

Las bombas de doble tornillo están comenzando a ser más comunes entre las bombas PD en aplicaciones de alimentos y bebidas. El diseño de dos husillos desplaza el producto en dirección axial. Este tipo de bomba tiene baja pulsación, lo que reduce el desgaste de la bomba y ayuda en el manejo cuidadoso del producto.

La baja pulsación también ayuda a que la bomba de doble tornillo funcione a mayores revoluciones por minuto (rpm). Esto le da la ventaja de poder funcionar también como una bomba de suministro CIP (de limpieza en el lugar), lo que simplifica las tuberías y los controles.

Las bombas de doble tornillo son la opción más cara de estos tres tipos de bombas PD.

Si la aplicación requiere bombear un producto de alta viscosidad, sensible al corte o que contiene sólidos arrastrados, una bomba PD es probablemente la mejor opción. Si bien las bombas PD tienen costos iniciales más altos, los costos operativos y los beneficios del producto, como la capacidad de mantener sólidos blandos, proteger el sabor y las partículas del producto, pueden convertirlas en una opción sensata.

Otras cosas a considerar al elegir una bomba PD para aplicaciones de alimentos y bebidas incluyen:

Existen numerosas tecnologías de bombas PD disponibles en el mercado hoy en día, que cubren una amplia gama de flujos, presiones y viscosidades. Elegir la bomba PD adecuada para la aplicación contribuye en gran medida a crear una receta para el éxito.

Richard Shook es ingeniero mecánico senior de Ampco Pumps Company en Glendale, Wisconsin. Recibió su Licenciatura en Ciencias de la ingeniería mecánica de la Universidad de Marquette. Shook también obtuvo la certificación de auditor interno ISO 9001, tiene amplios conocimientos de gestión y control de calidad y es miembro del comité directivo de 3A Sanitary Standards, Inc. Para obtener más información, visite www.ampcopumps.com.