Portuguese 
English 
Arabic 
Indonesian 
Vietnamese 
Malay 
Thai 
Korean 
Russian 
French 
Italian 
Japanese 
Turkish 
Spanish Introdução
Líquido viscosidade é a resistência de um fluido ao fluxo, frequentemente descrita como atrito interno. Líquidos altamente viscosos (espessos, de fluxo lento) resistem ao movimento, enquanto líquidos de baixa viscosidade (finos, de fluxo livre) se movem facilmente. Na prática, a viscosidade é medida em Pascal-segundos (Pa·s) ou centipoise (cP), onde 1 cP = 0,001 Pa·s (água à temperatura ambiente ≈1 cP). A viscosidade influencia fortemente o fluxo de um líquido através de bicos, bombas e tubulações durante o enchimento. Em linhas de enchimento automatizadas, a adequação do projeto da máquina à viscosidade do produto é fundamental: a máquina errada pode levar a enchimentos imprecisos, produção lenta ou desperdício de produto. Em geral, mais alto viscosidade significa fluxo natural mais lento, portanto medidas especiais (bombas, pressão, pistões) são necessárias, enquanto mais baixo Fluidos de viscosidade elevada geralmente dependem da gravidade ou de simples enchimentos em nível. Este artigo explica a viscosidade e como ela afeta diferentes máquinas de enchimento, os desafios operacionais por faixa de viscosidade e as melhores práticas de engenharia para um enchimento preciso e eficiente.
A Ciência da Viscosidade
O que é viscosidade?
A viscosidade quantifica a resistência de um fluido ao cisalhamento ou ao fluxo. Na lei da viscosidade de Newton, a tensão de cisalhamento entre as camadas do fluido é proporcional ao gradiente de velocidade: τ = μ (du/dy), onde μ (a viscosidade dinâmica) é a constante de proporcionalidade. Assim, a viscosidade representa a "espessura" de um líquido. Fluidos com alta μ (mel, xaropes) requerem mais força para fluir; fluidos com baixa μ (água, álcool) fluem facilmente. A viscosidade é normalmente dada em Pa·s (SI) ou centipoise (cP): 1 Pa·s = 1000 cP, então 1 cP = 0,001 Pa·s. A título de exemplo, a água a 20 °C tem cerca de 1 cP, enquanto o mel típico varia entre ~2000–3000 cP.
Os fluidos se dividem em duas grandes categorias: newtoniano e não newtonianoFluidos newtonianos (água, óleos) têm viscosidade constante, independentemente da taxa de cisalhamento; seu gráfico de tensão de cisalhamento versus taxa de cisalhamento é linear. Os fluidos mais comuns são não newtoniano, o que significa que a viscosidade muda com a taxa de cisalhamento ou com o tempo. Por exemplo, fluidos pseudoplásticos (de diluição por cisalhamento), como ketchup ou tintas, tornam-se mais finos sob fluxo mais rápido, enquanto fluidos espessantes (pasta de amido de milho e água) tornam-se mais viscosos sob estresse. Alguns materiais têm uma tensão de escoamento (plásticos Bingham, por exemplo, maionese) que deve ser excedida antes de fluirem. Em máquinas de envase, o comportamento não newtoniano significa que as vazões podem variar com a velocidade da bomba ou a ação do agitador, portanto, o equipamento deve acomodar tais mudanças.
Viscosidade e dinâmica de fluxo em sistemas de enchimento
A dinâmica dos fluidos em um sistema de enchimento depende da viscosidade. Número de Reynolds (Re = ρuL/μ) prevê fluxo laminar vs. turbulento; μ alto produz Re baixo (fluxo laminar onde forças viscosas dominam), enquanto μ baixo ou alta velocidade podem resultar em Re mais alto (turbulento). Na prática, a maior parte do fluxo de engarrafamento e embalagem é laminar ou transicional, especialmente para produtos viscosos, portanto, os projetistas frequentemente assumem um fluxo dominado por viscosos.
A tensão de cisalhamento (força por área) é aplicada por bombas e tubulações ao fluido; de acordo com a Lei de Newton, cada camada de fluido desliza sobre a outra com uma tensão τ = μ (du/dy). Bombas e bicos devem superar esse cisalhamento. Fluidos de alta viscosidade requerem bombas ou pistões mais potentes para gerar a força de cisalhamento necessária. Por outro lado, fluidos de baixa viscosidade impõem menos tensão de cisalhamento, mas podem espirrar ou gerar turbulência em altas velocidades.
A temperatura afeta significativamente a viscosidade: a maioria dos líquidos se torna mais fina à medida que aquece. Por exemplo, o mel flui muito mais facilmente quando aquecido. As máquinas de envase devem levar isso em conta: mesmo pequenas variações de temperatura podem alterar a viscosidade o suficiente para alterar as vazões. Em uma produção consistente, o controle da temperatura (tanques aquecidos ou condicionamento ambiente) ajuda a manter a viscosidade estável. Se a temperatura flutuar, os operadores frequentemente ajustam o tempo de enchimento, a velocidade da bomba ou as configurações de contrapressão para compensar a alteração de viscosidade resultante. Em geral, o aumento da temperatura reduz a viscosidade e melhora o fluxo, portanto, o pré-aquecimento de produtos muito espessos (por exemplo, cera morna, óleos) pode facilitar o envase.
Tipos de máquinas de envase e sua faixa de viscosidade
Linhas de envase automatizadas utilizam diferentes tipos de máquinas, adaptadas à viscosidade e às propriedades do produto. A seguir, um resumo dos envasadores comuns e suas faixas de viscosidade ideais:
Enchimentos de gravidade
Os enchimentos por gravidade dependem de um reservatório posicionado acima das cabeças de enchimento. Uma válvula se abre e o líquido flui para baixo, para dentro dos recipientes. unicamente pela gravidade, por tempo ou nível fixo. Este projeto é simples e econômico, mas funciona bem apenas para fluidos de fluxo livre e baixa viscosidade. Aplicações típicas incluem água, sucos, leite e produtos químicos líquidos finos. Como não possuem bomba, os enchimentos por gravidade não conseguem bombear fluidos pesados – eles devem ser finos o suficiente para fluir rapidamente quando a válvula abre. O enchimento geralmente é temporizado (por exemplo, a abertura da válvula por 1 segundo enche ~100 ml de água). Bicos anti-gotejamento especiais ou insertos de controle de espuma podem ser usados para minimizar respingos e gotejamentos com produtos de viscosidade muito baixa.
Pontos-chave para enchimentos por gravidade:
- Princípio de funcionamento: Tanque de abastecimento elevado, abastecimento baseado no tempo por gravidade.
- Faixa de viscosidade: Ideal apenas para líquidos de baixa viscosidade (“diluídos em água”).
- Exemplos: Água engarrafada, bebidas finas, óleos leves, álcool.
- Limitações: Não é adequado para líquidos espessos ou espumosos; encherá pouco se o fluido for muito viscoso ou de movimento lento.
Enchedores de Transbordamento (Enchedores de Nível)
Os enchimentos de transbordamento são outra solução de baixa viscosidade, frequentemente usados para garrafas transparentes, onde a consistência visual do nível de enchimento é importante. Eles também utilizam um reservatório e enchem por gravidade/bombeamento até que o líquido transbordamentos de uma linha de retorno separada. Na prática, um bico de seção dupla enche a garrafa até uma altura definida e, em seguida, o excesso de líquido (e espuma) retorna para o tanque de alimentação. Isso garante que todos os recipientes sejam preenchidos até o mesmo nível. Como o produto precisa transbordar suavemente, as enchedoras de transbordamento exigem viscosidades baixas a médias – normalmente líquidos semelhantes à água, xaropes ou molhos muito ralos. Elas não conseguem lidar com fluidos muito espessos ou com partículas (que obstruiriam a válvula de transbordamento).
Pontos-chave para enchimentos de transbordamento:
- Princípio de funcionamento: Encha até o nível, o excesso é drenado de volta para o tanque (detecção de nível/bico).
- Faixa de viscosidade: Melhor para viscosidade baixa a moderada (de água para xarope); inadequado para cremes pesados ou sólidos.
- Exemplos: Sucos, refrigerantes, molhos leves, produtos químicos, produtos de limpeza espumantes.
- Vantagens: Aparência nivelada consistente; regula automaticamente a altura de enchimento mesmo se o volume do recipiente variar.
- Limitações: Não indicado para produtos muito viscosos ou polposos; a linha de transbordamento deve estar livre de detritos.
Bombas de enchimento (acionadas por engrenagem/lóbulo/bomba)
As bombas de enchimento utilizam bombas de deslocamento positivo (geralmente bombas de engrenagem, bombas de lóbulo ou bombas peristálticas) para mover o líquido do suprimento para o recipiente. Em uma bomba de enchimento com bomba de engrenagem, cada engrenagem rotativa transporta um volume fixo por rotação (enchimento volumétrico). As bombas de lóbulo funcionam de forma semelhante, retendo bolsas de fluido entre rotores de lóbulo. O tipo de bomba é escolhido de acordo com a viscosidade e a sensibilidade do produto. As bombas de engrenagem e de lóbulo podem lidar com uma ampla gama de viscosidades, desde xaropes médios até pastas pesadas, desde que não haja sólidos grandes. Eles proporcionam controle volumétrico preciso: a contagem das rotações da bomba produz um volume consistente. Normalmente, um servomotor aciona cada bomba, permitindo controle preciso da velocidade e partida/parada suaves sem golpe de aríete.
Pontos-chave para enchimentos de bomba:
- Princípio de funcionamento: A bomba de deslocamento positivo extrai fluido de um funil/tambor e distribui um volume definido por ciclo.
- Faixa de viscosidade: Processa viscosidades médias a altas (xaropes, óleos, cremes, suspensões com pequenas partículas).
- Exemplos: Molhos para salada, óleos de motor, glicerina, xampus, alguns alimentos com pequenas partículas.
- Vantagens: Alta precisão e repetibilidade (sincronização de pulsos das engrenagens), podendo operar continuamente. Bombas de engrenagens/lóbulos toleram líquidos abrasivos ou de cisalhamento melhor do que muitas outras (o fluido simplesmente flui entre os rotores). Um servoacionamento permite um controle rigoroso da velocidade de enchimento, independentemente do ciclo da máquina.
- Limitações: Complexos e mais caros do que os enchimentos por gravidade/transbordamento. Podem ser barulhentos, e longos percursos de fluidos ou sólidos grandes ainda correm o risco de emperrar. O enchimento por bomba pode exigir válvulas antigotejamento para evitar vazamentos na partida/parada.
Enchimentos de pistão
Os enchimentos de pistão (êmbolo) utilizam um mecanismo de cilindro e pistão para medir o produto. Em cada ciclo, o pistão se retrai (aspirando fluido para a câmara) e então avança para forçar um volume fixo para fora do bico de descarga. Essa ação de deslocamento positivo é muito potente, tornando os enchimentos de pistão ideais para fluidos de viscosidade muito alta ou aqueles que contêm grandes sólidos em suspensão ou partículas. O volume é definido pelo comprimento do curso do pistão, proporcionando volumes de enchimento precisos, independentemente da viscosidade do fluido. Muitos enchedores de pistão de mesa ou em linha podem ser incorporados em linhas automáticas maiores.
Pontos-chave para enchimentos de pistão:
- Princípio de funcionamento: Cilindro preenchido por sucção (o pistão retrai), então o pistão pressuriza e dispensa o líquido.
- Faixa de viscosidade: Adequado para viscosidade média-alta a alta (ketchup, creme, pasta, géis, molhos com pedaços).
- Exemplos: Ketchup, mel, loção, tinta, iogurte, molhos grossos.
- Vantagens: Dosagem volumétrica extremamente precisa, processa produtos espessos e particulados sem depender da gravidade ou de fluxo suave. Ideal para encher potes ou recipientes grandes.
- Limitações: Baseado em ciclo (não pode funcionar continuamente como bombas de engrenagem) – a velocidade é limitada pela velocidade do pistão. A complexidade mecânica (válvulas, vedações) é maior, exigindo manutenção. Os pistões podem causar cisalhamento em produtos sensíveis ao cisalhamento se as velocidades forem altas.
Enchimentos peristálticos (tubulares)
Enchedoras peristálticas utilizam uma mangueira ou tubo flexível comprimido entre rolos giratórios. Cada compressão do rolo força o fluido para a frente e cria um vácuo atrás dele, proporcionando uma dosagem precisa. Como o produto entra em contato apenas com a tubulação (nunca com a parte mecânica da bomba), essas envasadoras são altamente higiênicas e ideais para fluidos sensíveis ou perigosos. Máquinas peristálticas são frequentemente utilizadas para líquidos de baixa a média viscosidade e envase de pequenos lotes, como em biotecnologia, produtos farmacêuticos ou cosméticos.
Pontos-chave para preenchimentos peristálticos:
- Princípio de funcionamento: O fluido fica contido em um tubo fechado; rolos giratórios “empurram” o fluido ao longo do tubo para dispensá-lo.
- Faixa de viscosidade: Bom para líquidos de consistência baixa a média (finos a cremosos). Pastas muito espessas são difíceis porque a resistência do tubo fica alta.
- Exemplos: Produtos farmacêuticos estéreis, reagentes, produtos químicos de alta pureza, aromatizantes delicados, alguns géis.
- Vantagens: Extremamente limpo (sem válvulas que possam entupir); a tubulação pode ser trocada ou esterilizada facilmente. Suave com líquidos e lamas sensíveis ao cisalhamento e pode lidar com fluidos corrosivos/abrasivos (com tubulação apropriada). Dosagem precisa por contagem de dentes da engrenagem ou tempo.
- Limitações: Vazão limitada (um tubo por bocal de enchimento), portanto, não indicado para enchimento a granel em alta velocidade. A tubulação é um item de desgaste. Menos adequada para viscosidades muito altas (a mangueira pode resistir à compressão se for muito grossa).
Desafios Operacionais por Classe de Viscosidade
Cada classe de viscosidade apresenta desafios diferentes em uma linha de envase:
Baixa Viscosidade (Líquidos Finos): Fluidos muito finos (água, álcool, ácidos) se movem rapidamente, o que pode causar respingos ou gotejamentos durante o enchimento. Sem um controle cuidadoso, um enchimento rápido pode exceder o volume ou gerar respingos. A Apex Filling Systems observa que "Líquidos finos podem causar transbordamentos e respingos se não forem controlados adequadamente". Bicos que gotejam entre os ciclos e sedimentação inconsistente são problemas comuns. Controlar o tempo de enchimento e usar bicos com válvulas antigotejamento/sem dreno é importante. Espuma também pode se formar (por exemplo, cerveja, detergentes), portanto, dispositivos de controle de espuma ou enchimento inicial lento podem ser necessários. Em geral, o enchimento de baixa viscosidade requer um tempo de válvula preciso ou sistemas de transbordamento para reter o excesso e evitar desperdícios.
Viscosidade média (semifluido): Produtos semiviscosos (xaropes, sabonetes líquidos, molhos) fluem mais lentamente e podem apresentar comportamento não newtoniano. As vazões podem variar: por exemplo, um fluido diluente por cisalhamento, como um concentrado de bebida, torna-se mais fino sob a pressão da bomba, de modo que a vazão pode aumentar durante o curso e, em seguida, diminuir à medida que o cisalhamento diminui. Essa viscosidade variável pode tornar a medição menos consistente, a menos que seja considerada. A formação de espuma também é possível (muitos líquidos de limpeza, cerveja, bebidas carbonatadas ou molhos aerados). Produtos sensíveis ao cisalhamento (como certos cremes ou soluções poliméricas) podem perder viscosidade se bombeados com muita força. A seleção cuidadosa da bomba/bico ajuda: bombas peristálticas suaves ou bombas rotativas de baixo cisalhamento podem ser usadas para fluidos sensíveis. Frequentemente, os fabricantes usam uma combinação de controle de velocidade da bomba e contrapressão ajustável para manter o fluxo estável. Observação: A Apex observa que “nuances como a formação de espuma, a sensibilidade ao cisalhamento e outras especificações podem influenciar sua escolha em relação a um tipo de máquina de envase em detrimento de outra”, destacando que produtos de viscosidade média geralmente precisam de soluções personalizadas (por exemplo, desaeração, sensores de espuma ou design de bico especializado).
Alta Viscosidade (Líquidos Espessos): Fluidos muito viscosos (cremes, géis, pastas) são lentos e apresentam a maioria dos problemas. Uma bomba pode não evacuar completamente o cilindro antes do final do ciclo, causando enchimentos insuficientes ou bolsas de ar. Os bicos podem entupir ou arrastar o produto, exigindo um diâmetro interno largo e recursos antigotejamento. A limpeza é difícil: os resíduos aderem às paredes, por isso são necessários sistemas CIP (limpeza no local) e vedações robustas. Enchimentos de alta viscosidade exigem significativamente mais força (torque) dos motores ou pistões. Sem pressão suficiente, os enchimentos podem ser curtos; de fato, "líquidos mais espessos podem não ser totalmente dispensados sem a pressão correta, resultando em recipientes subenchidos". Para combater isso, as máquinas usam elementos de deslocamento positivo (pistões ou bombas de alta pressão) e os bicos são maiores e frequentemente aquecidos ou vibrados. O excesso de cisalhamento também pode aquecer o fluido ou degradar a textura. Após o enchimento de produtos espessos, a limpeza é demorada – resíduos pegajosos podem precisar de lavagem ou raspagem mecânica. (Para todas as classes viscosas, um projeto de fornecimento e bomba limpo é essencial.)
Em resumo, os desafios de baixa viscosidade são fluxos e respingos muito rápidos, os desafios de viscosidade média são instabilidade de fluxo e formação de espuma, e os desafios de alta viscosidade são preenchimentos incompletos, entupimentos e altos requisitos de acionamento. A seleção e o ajuste adequados da máquina atenuam esses problemas: por exemplo, usar bicos de transbordamento ou de controle de espuma em líquidos finos e usar enchimentos de pistão com bicos largos e curtos em líquidos espessos.
Considerações de engenharia para seleção de máquinas
Ao selecionar ou projetar uma máquina de envase para um determinado líquido, os engenheiros devem considerar como a viscosidade afeta quase todos os componentes:
Dimensionamento da bomba/acionamento: Alta viscosidade exige bombas maiores e mais lentas ou pistões de alta resistência. O deslocamento de uma bomba (volume por rotação) deve superar a resistência do fluido. Frequentemente, bombas de engrenagem ou lóbulos são escolhidas por sua capacidade de movimentar fluidos viscosos, mas estas exigem alto torque (ou seja, motores ou caixas de engrenagens maiores). Bombas e pistões servoacionados são comuns, pois o servo pode controlar com precisão a velocidade e o torque para corresponder ao fluido. Por exemplo, bombas de enchimento de engrenagens são normalmente servoacionadas, de modo que a rotação da bomba pode ser controlada com precisão, independentemente do ciclo da máquina.
Geometria do bico: A viscosidade determina o tamanho e a forma do bico. Líquidos finos permitem bicos pequenos e de alta velocidade. Líquidos mais espessos precisam furos mais largos e, frequentemente, bicos mais curtos para reduzir o atrito e o gotejamento. As melhores práticas sugerem o uso do maior bico que ainda se ajuste à abertura do recipiente para produtos viscosos. Algumas máquinas utilizam bicos ajustáveis ou bicos multiestágio (orifício grande com inserto de controle mais fino). Válvulas antigotejamento ou êmbolos de corte também são importantes para evitar o "encadeamento" quando o fluxo é interrompido.
Velocidade de preenchimento: Fluidos de alta viscosidade requerem velocidades de enchimento mais lentas para garantir a dispensação completa e reduzir picos de pressão. Controles pneumáticos ou servo devem ser ajustados para que o tempo de enchimento seja longo o suficiente para que o fluido saia de todas as linhas. Para cremes e pastas espessas, enchimento de baixo para cima (bico no fundo do recipiente, subindo conforme o enchimento) é frequentemente usado para minimizar bolsas de ar. Em geral, a velocidade de produção (recipientes por minuto) será menor para produtos viscosos. Os engenheiros calculam a vazão usando Q=AvQ = A v (área × velocidade), portanto, se a viscosidade reduzir a velocidade pela metade, o tempo deverá dobrar ou a área do bico deverá aumentar. Perfis de aceleração lenta (partida suave) podem ajudar a evitar picos repentinos de pressão.
Deslocamento Positivo vs. Gravidade: Produtos acima de um determinado limite de viscosidade geralmente requerem bombas de deslocamento positivo (engrenagem, lóbulo, pistão) porque a gravidade ou a pressão da gravidade são insuficientes. O termo “enchimento de deslocamento positivo" refere-se a máquinas (bombas de engrenagens, pistões, peristálticas) que medem por volume, não por peso ou vazão. Estas são as máquinas de trabalho para o manuseio de produtos viscosos. Para produtos de baixa viscosidade, sistemas mais simples de "enchimento por peso" (enchimentos de peso líquido) ou sistemas de fluxo-enchimento volumétrico podem ser adequados. A escolha depende se o líquido flui sob seu próprio peso.
Controle de aquecimento e viscosidade: Em muitas aplicações, uma camisa de aquecimento ou aquecedor em linha é adicionado a líquidos viscosos finos até atingir a temperatura ideal de enchimento. O controle consistente da temperatura evita oscilações de viscosidade – por exemplo, manter um molho a 40 °C para que sua viscosidade permaneça dentro de uma faixa estreita. Algumas envasadoras vêm com aquecedores integrados para o funil ou bicos. Se o aquecimento não for possível, a máquina pode ajustar os parâmetros de enchimento dinamicamente. Por exemplo, conforme a temperatura cai e a viscosidade aumenta, o CLP pode prolongar o tempo de enchimento ou aumentar o torque da bomba. O conceito de pressurização da embalagem frequentemente utiliza feedback de temperatura para fazer ajustes.
Materiais e vedações: Produtos altamente viscosos ou abrasivos (como pastas com partículas ou adesivos pegajosos) podem desgastar as máquinas. Os componentes devem ser de aço inoxidável ou ligas resistentes ao desgaste, com vedações robustas (juntas de alta carga, anéis de vedação) que não inchem nem grudem. Alguns óleos abrasivos exigem revestimentos especiais nas engrenagens da bomba. Os engenheiros devem verificar a compatibilidade química (por exemplo, produtos químicos corrosivos com vedações ou açúcares que endurecem). Além disso, conexões roscadas, tubos e mangueiras devem ser dimensionados para evitar perdas excessivas de pressão ou bloqueios.
Sensores e controles: Para linhas viscosas, sensores (medidores de vazão, reguladores de contrapressão) são usados com mais frequência. Um medidor de vazão a jusante pode verificar se o volume correto foi dispensado, apesar da variação de viscosidade. Sensores de nível em funis protegem contra bombas com defeito. Alguns sistemas usam sensores de pressão para detectar um bico entupido (alta pressão) ou enchimento incompleto da bomba (queda de pressão).
Em suma, aplicações de alta viscosidade normalmente levam os projetistas a utilizar bombas de deslocamento positivo servocontroladas, bicos largos ou aquecidos, ciclos mais lentos e materiais robustos. Aplicações de baixa viscosidade permitem sistemas mais rápidos e simples, mas exigem um projeto cuidadoso com proteção contra respingos. Uma engenharia adequada garante que a linha de envase automática opere sem problemas em variações de viscosidade.
Melhores práticas e dicas de otimização
Para obter um enchimento consistente e preciso em todas as faixas de viscosidade, as fábricas empregam diversas práticas recomendadas:
Calibrar taxas de fluxo e pressões: Calibre sempre a máquina com o produto real. Utilize um medidor de vazão ou um sistema de pesagem para ajustar a velocidade da bomba e o sincronismo das válvulas. Documente as configurações ideais para cada fluido/temperatura. Por exemplo, calibrar uma bomba de engrenagens contando rotações por mL compensa o deslizamento induzido pela viscosidade. Valide os enchimentos em execuções em velocidade máxima de produção, pois fluidos pseudoplásticos podem se comportar de forma diferente a 10 ml/s em comparação a 100 ml/s.
Selecione os bicos adequados: Utilize o maior diâmetro de bico que se ajuste ao recipiente para minimizar a resistência. Para recipientes altos, utilize bicos estendidos ou de baixo para cima para reduzir respingos. Válvulas antigotejamento ou bicos retráteis podem ajudar a interromper o fluxo de forma limpa em líquidos finos. Considere bicos revestidos ou com revestimento de PTFE para líquidos pegajosos, evitando o acúmulo de produto.
Otimize a velocidade de preenchimento e o perfil: Para fluidos de alta viscosidade, reduza a velocidade de enchimento. O enchimento de baixo para cima (bico no fundo do recipiente) é aconselhável para expulsar o ar e evitar espaços vazios. Utilize um enchimento em vários estágios: comece rápido para movimentar o líquido e, em seguida, reduza a velocidade conforme o recipiente enche para evitar transbordamento. Incorpore um tempo de espera após o término do enchimento para permitir que o fluido se assente, se necessário. Para líquidos com tendência à formação de espuma, faça uma pausa após o enchimento para permitir que as bolhas subam ou utilize a desgaseificação a vácuo a montante.
Manter o controle da temperatura: Para qualquer produto com variação substancial de viscosidade em relação à temperatura, estabilize a temperatura. Se for utilizado aquecimento, ajuste para uma faixa de viscosidade ideal (às vezes próxima ao ponto de fluidez do produto para linhas de enchimento a frio). Alternativamente, opere a área de enchimento em uma sala climatizada. Documente a curva de viscosidade em relação à temperatura, se possível, e ajuste os parâmetros da máquina de acordo.
Limpeza no local (CIP) e higiene: Resíduos viscosos aderem às linhas e válvulas. Projete o sistema para facilitar a limpeza: minimize as zonas mortas onde o produto pode se acumular. Use esferas de pulverização CIP, lavagens de alta pressão e detergentes fortes compatíveis com o produto. Após as execuções, lave as mangueiras e os bicos com solventes ou água quente. Programe inspeções de manutenção frequentes: juntas, vedações e válvulas se desgastam mais rapidamente sob o estresse de fluidos espessos. A Icon Equipment observa que os sistemas peristálticos têm uma vantagem aqui, pois a tubulação pode ser trocada rapidamente e as peças higienizadas entre os lotes. Mesmo com CIP, às vezes é necessária a limpeza ou desmontagem manual para fluidos altamente pegajosos.
Use condicionamento de pré-enchimento: Remova o ar do líquido antes do enchimento. Por exemplo, desareje xaropes ou molhos em um tanque de vácuo para que menos bolhas se formem durante o enchimento (bolsas de ar afetam a precisão). Alguns enchimentos de pistão criam um pequeno vácuo no cilindro antes de aspirar o produto, o que também ajuda a evitar a injeção de ar.
Implementar preenchimento de baixo para cima: Como mencionado, essa técnica (bico na parte inferior, subindo) é eficaz para produtos viscosos, reduzindo respingos e a retenção de ar. É especialmente útil em envasadoras de pistão ou envasadoras somente com bico que manipulam cremes ou géis.
Monitorar alterações de viscosidade: Em alguns processos, o líquido pode engrossar com o tempo (por exemplo, polimerização, sedimentação). Se possível, meça a viscosidade periodicamente e ajuste o enchimento. Sondas viscosímetros automatizadas podem ser instaladas na linha de alimentação (geralmente em P&D ou processos de alto valor).
Operadores de trem: Garanta que a equipe entenda como a viscosidade afeta os enchimentos. Ações simples, como variação de temperatura ou troca para um novo tamanho de recipiente, podem ser sinalizadas. Os procedimentos operacionais padrão (POPs) devem incluir verificações de viscosidade e ajustes na máquina. Incentive os operadores a observarem desvios (por exemplo, "este lote foi despejado mais lentamente em dezembro do que em julho") e a se adaptarem.
Seguindo essas práticas, os fabricantes obtêm controle preciso em linhas de envase automáticas, mesmo com fluidos desafiadores. Cada alteração na viscosidade deve ser acompanhada de uma reavaliação da vazão, altura do bico e tempo. O objetivo é sempre manter os envase uniformes e o processo funcionando com eficiência, minimizando o tempo de inatividade para ajustes.
Impacto da viscosidade do líquido em máquinas de envase Perguntas frequentes
A transparência é a pedra angular da nossa Equipe Yundu. É por isso que abaixo você encontra as perguntas e respostas mais comuns que recebemos sobre nossa máquina de envase.
Viscosidade é a medida da resistência de um líquido ao fluxo. Ela determina a facilidade com que um produto passa por bombas, bicos e tubulações em uma máquina de envase.
A viscosidade afeta a vazão, a precisão do enchimento e a seleção do tipo de máquina. Líquidos finos podem respingar ou pingar, enquanto líquidos espessos precisam de bombas mais potentes ou enchimentos de pistão.
Enchedores por gravidade e transbordamento são ideais para fluidos aquosos. Proporcionam enchimento rápido e econômico, mas requerem bicos antigotejamento para evitar respingos e formação de espuma.
Líquidos de viscosidade média, como xaropes ou xampus, geralmente são enchidos usando bombas de engrenagem ou bombas de lóbulo, que proporcionam controle volumétrico preciso.
Os enchimentos de pistão são os mais confiáveis para pastas, géis e cremes. Eles usam deslocamento positivo para empurrar fluidos pesados com precisão para dentro dos recipientes.
A maioria dos líquidos fica mais rala quando aquecida. Controlar a temperatura do produto garante uma viscosidade estável, o que ajuda a manter a precisão e a velocidade de enchimento consistentes.
Líquidos finos podem respingar, espumar ou vazar dos bicos. O uso de enchimentos temporizados, bicos com controle de espuma e sistemas anti-gotejamento ajuda a reduzir o desperdício e melhorar a precisão.
Fluidos espessos se movem lentamente e podem entupir bicos comuns. Bicos de diâmetro largo ou aquecidos reduzem a resistência e permitem uma distribuição suave e precisa do produto.
O enchimento de baixo para cima abaixa o bico para dentro do recipiente e o levanta durante o enchimento. Este método evita bolhas de ar e reduz respingos em produtos espessos ou espumosos.
Eles ajustam a velocidade da bomba, o tamanho do bico, o tempo de enchimento e o controle de temperatura. A calibração das máquinas com produtos reais garante resultados de enchimento consistentes e precisos.
