¿Qué tipo de bomba se utiliza comúnmente para manipular fluidos viscosos?

La manipulación de fluidos viscosos, desde champús y jarabes hasta cosméticos, presenta desafíos únicos en las aplicaciones industriales. A diferencia de los fluidos similares al agua que fluyen fácilmente, los materiales viscosos tienen una alta resistencia al flujo, lo que provoca pérdidas sustanciales de energía, generación de calor y posibles daños tanto al producto como al equipo. La solución es utilizar un método de bombeo diferente: bombas de desplazamiento positivo. Las bombas de engranajes, las bombas de pistones y las bombas de lóbulos son las opciones más comunes y confiables para manipular materiales gruesos. Este artículo explica por qué estas bombas funcionan bien y le ayuda a decidir cuál es la adecuada para su aplicación. Los productos extremadamente espesos y que no fluyen, como los exfoliantes corporales o la silicona, se manejan mejor con ZONESUNes máquina de llenado con máquina de descarga hidráulica. Estos materiales quedan fuera del alcance de este artículo.

¿Por qué es tan difícil bombear fluidos viscosos?

Los materiales altamente viscosos tienen una fuerte resistencia interna y una fluidez extremadamente pobre, lo que los hace propensos a bloquearse y difíciles de transportar, y requieren mayor fuerza y ​​bombas de desplazamiento positivo más especializadas.

Alta fricción interna (alta viscosidad)

La alta viscosidad significa que es difícil empujar la bomba y ralentiza el flujo dentro de la tubería. Se requiere mucha más fuerza para hacerlo fluir.

Poca capacidad de autoflujo (flujo por gravedad bajo)

Materiales como la miel, la pasta de dientes o las cremas cosméticas apenas se mueven por su propio peso. Por lo tanto, la tolva de la máquina llenadora y el fondo del tanque se obstruyen fácilmente y esto necesita presión o fuerza mecánica para mover los productos (tolva presurizada o con mezclador).

Fácil de crear zonas muertas y residuos.

Los materiales gruesos no se esparcen por sí solos. Suelen adherirse a las paredes de las tuberías, codos y válvulas. Esto provoca obstrucciones y una velocidad de llenado inestable.

Muchos materiales viscosos son sensibles al corte.

Algunas pastas cambian de textura o se dañan si se manipulan con demasiada fuerza. Por lo tanto, esto requiere que la máquina llenadora tenga suficiente potencia de empuje sin alterar el producto.

¿Cómo resuelven estos desafíos las bombas de desplazamiento positivo?

El principio de funcionamiento del fluido en movimiento para bombas de desplazamiento positivo es "agarrar un objeto por la boca y empujarlo hacia adelante". Esto los hace adecuados para materiales de alta viscosidad. Los tres tipos de bombas comúnmente utilizados son bombas de engranajes, bombas de lóbulos (también llamadas bombas de rotor) y bombas de pistón, cada una adecuada para diferentes rangos de aplicaciones.

Bombas de engranajes: Utiliza dos engranajes entrelazados para mover el fluido. La estructura simple y el menor costo lo hacen adecuado para líquidos homogéneos de viscosidad media, como el aceite lubricante. Sin embargo, los engranajes engranados generan cierta fuerza de corte, por lo que no son adecuados para fluidos que contienen partículas, que pueden dañarse o atascarse.

En la industria alimentaria, las bombas de engranajes se pueden utilizar como opción económica para líquidos uniformes y sin partículas, como la miel.

Bombas de lóbulo (rotor): Utiliza dos lóbulos giratorios sin contacto para mover el fluido suavemente, minimizando el daño a las partículas o la estructura del producto.

Son fáciles de limpiar y tienen un rango de llenado más amplio, cumpliendo con los altos estándares de higiene requeridos en aplicaciones alimentarias, cosméticas y farmacéuticas.

El número de lóbulos se puede personalizar según el material, lo que permite la compatibilidad con una amplia gama de viscosidades, productos que contienen partículas blandas o sensibles al corte. Su versatilidad supera a la de las bombas de engranajes.

Bombas de pistón: El movimiento alternativo del pistón proporciona una fuerza potente y un llenado preciso, lo que permite el transporte de materiales. Ideal para pastas muy espesas como cremas cosméticas.

Sin embargo, el mantenimiento regular requiere que el operador agregue grasa al cilindro, lo que puede generar problemas de higiene para los clientes de alimentos.

Como resultado, las bombas de pistón son menos recomendadas en aplicaciones alimentarias.

¿Cómo debe seleccionar la bomba adecuada para su aplicación?

La elección de una bomba depende de algunos factores clave:

Característica del material: Viscosidad, sensibilidad al corte, abrasividad y si contiene sólidos. son importantes a la hora de elegir la bomba adecuada.

Requisitos del proceso: determine el caudal, la presión, la precisión del llenado y los estándares de higiene necesarios.

Prioridades operativas: Evaluar el costo de producción, las necesidades de mantenimiento, la mano de obra, la velocidad de trabajo y la facilidad de limpieza.

¿Qué sistemas de soporte se necesitan para una operación confiable?

Incluso la mejor bomba requiere un soporte adecuado:

Calefacción y Aislamiento: Mantener los líquidos calientes reduce la viscosidad y mejora el flujo como la vaselina.

Diseño de tuberías: Utilice tubos cortos y anchos con curvas mínimas para reducir la resistencia.

Tolva presurizada o con mezclador:  Garantiza una alimentación constante de materiales espesos o de alta viscosidad en la bomba, evitando bolsas de aire y un flujo desigual.

Conclusión

Para manejar fluidos viscosos bombeables, las bombas de desplazamiento positivo (específicamente bombas de engranajes, bombas de pistón y tipos de lóbulos rotativos) son las soluciones estándar y confiables. Cada uno de ellos tiene un excelente desempeño dentro de una aplicación específica. Al evaluar con precisión los desafíos y requisitos de su aplicación, ZONESUN puede ofrecer una solución de embalaje confiable y ayudarlo a convertir un proceso desafiante en una operación sin problemas.