O seu parceiro de confiança para antiespumantes e controlo de espuma em sistemas de água industriais

A formação de espuma em sistemas de arrefecimento, caldeiras e águas residuais tem sempre uma base físico-química: as bolhas de gás (normalmente ar) são estabilizadas por substâncias tensioactivas no líquido para que não rebentem.

Causas comuns por processo:

• Sistemas de água de arrefecimento: tensioactivos de programas de biocidas, produtos de degradação orgânica de biofilmes, fugas de permutadores de calor (por exemplo, entrada de óleo)

• Sistemas de caldeiras/evaporadores: elevado teor de sólidos (TDS), contaminação orgânica, óleo ou gordura, dessalinização insuficiente

• Estações de tratamento biológico de águas residuais: sobredosagem de nutrientes, entrada de tensioactivos provenientes de águas residuais de produção, concentrações elevadas de proteínas ou hidratos de carbono

• Indústria do papel: resinas, colas e lenhina provenientes do processamento de fibras

• Indústria química: subprodutos de reação, tensioactivos ou polímeros de processos

Exemplo prático:
Numa fábrica de processamento de gorduras industriais, uma quantidade mínima de óleo na água de arrefecimento levou a uma espuma estável e altamente viscosa que só desapareceu após a utilização de um antiespumante especial contendo silicone.

O efeito dos antiespumantes baseia-se em vários mecanismos:

1. Redução da tensão superficial local: O antiespumante desestabiliza a camada limite da lamela de espuma de uma forma direcionada, permitindo que o líquido escorra para fora da bolha mais rapidamente.

2. Incorporação de partículas hidrofóbicas: As partículas dispersas (por exemplo, dióxido de silício) perturbam a estabilidade dos agentes espumantes e actuam como "pontos de rutura pré-determinados" na parede da bolha.

3. Troca de líquido na lamela: as gotículas de óleo deslocam a água da parede da bolha e provocam o seu colapso.

4. Efeito a longo prazo devido aos agentes anti-espuma: Certos aditivos formam uma película protetora na superfície do líquido para evitar que este volte a espumar.

Diferença consoante a formulação:

• Antiespumantes com silicone: efeito extremamente rápido, dosagem muito baixa

• Antiespumantes sem silicone: efeito a longo prazo ligeiramente mais lento mas mais estável

• À base de poliéter ou cera: estável à temperatura e adequado para aplicações de água quente

• Antiespumantes que contêm silicone:

  • Área de aplicação: Circuitos de arrefecimento, tratamento de águas residuais, processos químicos

  • Vantagens: Efeito muito rápido, alta eficiência com baixa dosagem

  • Desvantagem: Pode levar a bloqueios irreversíveis nos sistemas de membranas (RO, UF)

• Antiespumantes sem silicone (poliéteres, ceras, óleos minerais):

  • Campo de aplicação: Indústria alimentar, sistemas de membranas, aplicações com restrições de silicone

  • Vantagens: Compatível com membranas, sem resíduos de silicone

  • Desvantagem: Normalmente é necessária uma dosagem mais elevada

• Antiespumantes biodegradáveis:

  • Domínio de aplicação: Fases de clarificação biológica para não inibir a atividade microbiana

  • Vantagens: Amigo do ambiente, rapidamente degradável

  • Desvantagem: Normalmente não é tão eficaz e duradouro como os produtos à base de silicone

• Antiespumante de alta temperatura:

  • Área de aplicação: Sistemas de caldeiras, evaporadores, processos >100 °C

  • Vantagens: Temperatura e pressão estáveis, sem perda de eficácia a altas temperaturas

Exemplo prático:
Numa fábrica de papel com água de processo altamente resinosa, apenas um antiespumante à base de silicone conseguiu quebrar a espuma em segundos - um teste sem silicone levou a um efeito retardado e a um maior consumo.

Os nossos antiespumantes são utilizados em muitas indústrias, por exemplo

• Sistemas de água de arrefecimento: Espuma devido a programas de biocidas ou cargas orgânicas

• Sistemas de caldeiras/evaporadores: Formação de espuma devido a sólidos ou óleos dissolvidos

• Tratamento biológico de águas residuais: Formação de espuma com cargas elevadas de proteínas ou tensioactivos

• Indústria do papel: espuma na preparação de stocks e máquinas de papel

• Indústria química: espuma nos reactores e durante os processos de síntese

• Indústria alimentar: espuma em fermentadores, processos CIP ou receção de matérias-primas

A dosagem óptima depende da química da água, da carga de espuma, da temperatura e do tipo de sistema.
Procedimento para ALMA AQUA:

1. Análise da situação da espuma no local (amostragem, teste de formação de espuma)

2. Teste laboratorial com vários tipos de antiespumante para determinar a eficácia

3. Dosagem piloto no sistema com diferentes quantidades

4. Monitorização: altura da espuma, duração da espuma, possíveis interações com outros aditivos

5. Ajuste fino: Dosagem automática através de sensores ou manual em intervalos

Dica: A dosagem preventiva contínua é frequentemente mais eficiente do que a dosagem de choque puramente reactiva.

Sim - uma escolha ou dosagem incorrecta pode causar problemas consideráveis:

• Estações de tratamento biológico de águas residuais:

  • Alguns antiespumantes podem inibir a transferência de oxigénio para o líquido, o que atrasa a degradação da CQO.

  • As partículas de silicone podem acumular-se nas lamas e afetar as propriedades de sedimentação.

  • Solução: utilizar antiespumantes biodegradáveis que não tenham um impacto negativo na biomassa.

• Sistemas de membranas:

  • Os produtos que contêm silicone conduzem frequentemente a incrustações irreversíveis nas membranas.

  • Mesmo as quantidades mais pequenas podem hidrofobizar os poros da membrana e reduzir grandemente o fluxo.

  • Solução: Utilizar formulações compatíveis com RO, sem silicone, que cumpram as especificações do fabricante.

Exemplo prático:
Num sistema de osmose inversa, a utilização descontrolada de um antiespumante contendo silicone levou a uma perda de 40 % do fluxo de permeado - apenas a limpeza da membrana com dispersantes especiais foi capaz de limitar os danos.

Devem ser observadas diretrizes diferentes consoante a área de aplicação:

• Indústria alimentar: Os antiespumantes devem estar em conformidade com a FDA ou com a UE para contacto com alimentos (por exemplo, Regulamento (UE) n.º 10/2011).

• Área de águas residuais: Conformidade com o regulamento relativo às águas residuais (AbwV), observar a biodegradabilidade.

• Torres de arrefecimento / sistemas de arrefecimento evaporativo: A utilização deve ser compatível com os programas de proteção biocida e anticorrosiva (VDI 2047 / 42º BImSchV).

• Sistemas de membranas: Respeitar as homologações do fabricante para não invalidar a garantia.

Sim - e em muitos processos é ainda mais económico.
A utilização preventiva reduz o risco de surtos repentinos de espuma que levam a paragens de produção ou perda de eficiência.
Exemplo: Numa máquina de papel, a dosagem baixa contínua levou a uma ausência constante de espuma e evitou interrupções de produção dispendiosas.

Na maior parte dos casos, entre segundos e alguns minutos.
A velocidade de ação depende da carga, da temperatura e do fluxo.
Os produtos que contêm silicone actuam de forma particularmente rápida, os produtos sem silicone actuam frequentemente de forma um pouco mais lenta, mas são mais estáveis a longo prazo.

Sim - e as consequências vão desde o tempo de paragem da produção até aos danos nas instalações:

• Falta de efeito: Se o antiespumante não corresponder ao agente espumante, não haverá efeito (por exemplo, sem silicone contra espuma de silicato muito estável).

• Incompatibilidade com outros aditivos: Pode provocar floculação, película de óleo ou produtos de reação que interferem com os instrumentos de medição.

• Danos materiais: Certos solventes nos antiespumantes podem atacar os vedantes ou os revestimentos.

• Perturbações do processo: Nas fases de clarificação biológica ou nos sistemas de membranas, um antiespumante incorreto pode afetar fortemente o desempenho.

Por conseguinte, aplica-se o seguinte:
ALMA AQUA recomenda sempre a realização de testes no local ou em laboratório antes de utilizar um antiespumante de forma permanente. Isto garante que o efeito, a compatibilidade e a compatibilidade a longo prazo são corretos.

Uma análise eficaz da causa da espuma começa com o registo sistemático de todos os dados operacionais relevantes e dos parâmetros da água.
ALMA AQUA procede em várias etapas:

1. Monitorização operacional no local

   • Análise visual das propriedades da espuma (seca, húmida, viscosa)

   • Registo das condições do processo (temperatura, caudal, pH, fornecimento de ar)

2. Amostragem e análises laboratoriais

   • Líquido de espuma: Análise para surfactantes, gorduras, proteínas, polímeros

   • Água da fábrica: analisada quanto à CQO, SST, óleos, tensão superficial

   • Testes microbiológicos: Deteção de produtos de biofilme (EPS, espécies bacterianas)

3. Verificar o histórico do processo

   • Últimas alterações à química da água ou à estratégia de dosagem

   • Utilização de novos aditivos ou matérias-primas

   • Mudanças de produção ou intervalos de limpeza

4. Simulação à escala laboratorial

   • Ajustar a formação de espuma com água do sistema para testar antiespumantes adequados de forma direcionada

Dica prática:
Muitas formações de espuma são multifactoriais - por exemplo, combinação de tensioactivos + biofilme + carga de sólidos. Nestes casos, uma estratégia combinada de eliminação da causa da formação de espuma e a utilização de um antiespumante é mais eficaz.

A antiespumação a curto prazo é normalmente fácil - o desafio reside no controlo da espuma a longo prazo.
ALMA AQUA recomenda a otimização do processo em 4 passos:

1. Controlo de origem

   • Redução da contaminação por tensioactivos ou gorduras na fonte

   • Otimização dos processos de limpeza para minimizar os produtos químicos residuais no ciclo

2. Otimizar os parâmetros do processo

   • Redução da velocidade de escoamento em zonas críticas

   • Evitar a entrada excessiva de ar ou gás nas bombas e tubagens

3. Variantes de dosagem a longo prazo

   • Utilização de antiespumantes em doses baixas contínuas para prevenção

   • Combinação com dispersantes para remover estabilizadores de espuma (por exemplo, partículas)

4. Controlo regular

   • Sistemas de medição em linha da altura da espuma ou da tensão superficial

   • Documentação da tendência da espuma, das quantidades de dosagem e das condições do sistema

Exemplo prático:
Numa fábrica de papel, a dosagem contínua de um antiespumante estável à temperatura e o ajuste simultâneo do teor de ar na linha de água de processo reduziram a formação de espuma em 95 % - sem quaisquer efeitos negativos no processo de produção.