Romper la espuma con ultrasonidos

En la producción técnica de alimentos y bebidas, así como de productos químicos finos, a menudo se produce una formación de espuma no deseada. Ejemplos típicos de estos procesos son la obtención de alcohol a partir de la mosto en la producción de aguardiente, la pasteurización de leche o la fabricación de biodiesel. La espuma puede alterar significativamente los procesos que ocurren en los aparatos, hasta el punto de que sea necesario apagarlos. La formación de espuma no deseada provoca altas pérdidas de presión y una menor capacidad de la planta. Además, esto conduce a una contaminación de los productos, lo que reduce la eficiencia de la separación de sustancias. Las consecuencias económicas de este fenómeno son especialmente graves para las pequeñas y medianas empresas. Dependiendo del tamaño de la planta y del sector, se pueden esperar pérdidas de hasta 100.000 euros por día.

Un grupo de investigación multidisciplinar titulado «Gestión física de las espumas perturbadoras en instalaciones de producción: prevención, inhibición y destrucción» se ocupa de cómo se puede evitar esta formación de espuma. Por parte de la TU Berlín, participan el departamento de biotecnología y tecnología de procesos alimentarios del Prof. Dr.-Ing. Cornelia Rauh y el departamento de Dinámica y operación de instalaciones técnicas del Prof. Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke, cuya idea fue el proyecto. El Ministerio Federal de Economía y Energía (BMWi) financia el proyecto con casi 2,8 millones de euros hasta 2021. De esa cantidad, un millón de euros se destina a la TU Berlín.

El objetivo del proyecto es desarrollar medidas basadas en la física que puedan utilizarse para prevenir, inhibir y destruir las espumas. Las medidas inhibidoras son aquellas que, si no se puede evitar completamente la formación de espuma, al menos la reducen. Como herramienta prometedora, se emplea especialmente el ultrasonido, con cuya ayuda se estimulan y destruyen las burbujas de espuma. Además, se investiga el lugar concreto donde se forma la espuma y la dependencia de su formación respecto a parámetros como la temperatura y el material. Los científicos también se plantean si es posible representar y simular en un ordenador la formación de espuma en instalaciones reales, y si los resultados pueden trasladarse a una escala industrial.

El desarrollo de una herramienta de pronóstico para la industria de procesos ayudará a evaluar si existe el riesgo de que se forme espuma no deseada en la planta de producción. En caso necesario, se propondrán medidas correctoras adecuadas. De esta forma, en el futuro se podría prescindir en gran medida del uso de agentes antiespumantes químicos, que actualmente se emplean para evitar la formación de espuma. Sin embargo, estos también tienen desventajas. Además de los costes de adquisición, pueden reducir el transporte de sustancias en las instalaciones y deben eliminarse posteriormente del producto, lo cual es especialmente importante en la tecnología alimentaria.

Participan en el proyecto, además de la TU Berlín, la FAU Erlangen-Nürnberg (coordinación del grupo de investigación), la TU Braunschweig y la Universidad de Hohenheim. También cuenta con la colaboración de más de 40 empresas del sector químico, de bebidas y alimentario, así como de representantes de la técnica de medición y control.

Para más información, puede dirigirse a:

Prof. Dr.-Ing. Cornelia Rauh
TU Berlín
Departamento de biotecnología y tecnología de procesos alimentarios
Tel.: 030/314-71250
Correo electrónico: cornelia.rauh@tu-berlin.de

Prof. Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke
TU Berlín
Departamento de Dinámica y operación de instalaciones técnicas
Tel.: 030/314-23893
Correo electrónico: j.repke@tu-berlin.de