A precisão do caudal é um aspeto importante a ter em conta quando se lida com indústrias como a farmacêutica, alimentar e de bebidas ou de petróleo e gás. A qualidade de um produto e a sua conformidade com os regulamentos dependem do controlo preciso do seu fluxo. Para simplificar, o termo "número de lóbulos da bomba" refere-se ao número de lóbulos existentes em cada rotor de uma bomba de lóbulos rotativos. A relação entre o número de lóbulos da bomba e a precisão do caudal pode ser utilizada como orientação para selecionar as bombas de forma óptima, em função do seu desempenho.
Compreender a contagem de lóbulos
Definição e princípios básicos
O que é um lóbulo de bomba?
Um lóbulo de bomba é um dos componentes rotativos encontrados numa bomba de lóbulo rotativo. Estes lóbulos são montados em eixos sincronizados. Quando estes veios rodam em conjunto, fazem com que o volume da câmara de bombagem aumente no seu lado de sucção, criando assim vácuo ou baixa pressão que suga o fluido que está a ser bombeado através dela a partir do mundo exterior. À medida que estes lóbulos continuam a rodar, o fluido fica preso entre eles e a caixa antes de ser finalmente libertado quando o tamanho diminui novamente devido à rotação contínua.
Como é determinada a contagem dos lóbulos
A contagem dos lóbulos nas bombas de lóbulos rotativos é determinada pela contagem do número de lóbulos presentes em cada rotor; os fabricantes produzem diferentes modelos com várias quantidades para se adequarem a diferentes utilizações. Esta caraterística também afecta outros aspectos relacionados com a suavidade ou a precisão do fluxo a obter com este equipamento.
Tipos de bombas com base na contagem de lóbulos
Bombas monobloco
Estas têm apenas um único lóbulo por cada rotor, pelo que também são simples em termos de conceção e construção; uma vez que não é necessária muita precisão nem grandes quantidades de uma só vez - as bombas de lóbulo único podem funcionar muito bem aqui! Estas caraterísticas conduzem frequentemente a custos mais baixos durante o processo de produção, mas surgem sempre algumas desvantagens, como uma menor precisão durante as operações a alta velocidade devido ao número limitado de pontos de vedação entre as cavernas ocupadas pelo líquido em torno da área do alojamento onde o fluido entra.
Bombas Multi-Lobo
As bombas multi-lóbulos têm mais do que um lóbulo ligado a cada rotor; isto aumenta a precisão e a suavidade durante os processos de bombagem, tornando-as assim adequadas para áreas que necessitam de níveis de precisão elevados, como as que lidam com o fabrico de medicamentos ou a indústria de processamento de alimentos, entre outras. A razão para isso é simplesmente o facto de existirem mais pontos de vedação nas bombas de lóbulos múltiplos do que nas de lóbulos simples, pelo que a pulsação é minimizada, levando à manutenção de um caudal constante.
Vantagens e desvantagens de diferentes contagens de lóbulos
Bombas monobloco
Vantagens:
- Conceção e construção simples
- Custos de produção mais baixos
- Facilidade de manutenção
Desvantagens:
- Precisão de caudal reduzida
- Aumento das taxas de pulsação
- Não recomendado para aplicações que exijam elevados níveis de precisão de bombas multi-lobo
Bombas Multi-Lobo
Vantagens:
Obtenção de maior precisão de caudal
Os caudais uniformes são estabelecidos devido à ausência de flutuação na velocidade que ocorre quando se utilizam outros tipos de bombas com menos lóbulos por rotor - isto pode afetar a precisão da dosagem durante a fase de preparação do medicamento, especialmente se for crítico que sejam administradas quantidades precisas em intervalos regulares dentro de determinados períodos de tempo.
Desvantagens:
O projeto e a construção são mais complexos;
A sua produção é mais dispendiosa do que a dos seus homólogos que têm apenas alguns lóbulos montados em cada eixo do rotor; por vezes, as peças desgastam-se frequentemente, exigindo assim reparações ou substituições frequentes.
Conhecer a diferença entre bombas de lóbulo único e bombas de lóbulo múltiplo ajudá-lo-á a fazer a escolha certa ao selecionar uma bomba para as suas necessidades. Tudo depende do que pretende da bomba - se é necessária uma precisão de caudal elevada ou baixa, facilidade de utilização, relação custo-eficácia, etc.
Quantidade de lóbulos da bomba versus precisão do caudal
Teoria
Dinâmica de Fluidos e Interação de Lóbulos
As bombas de lóbulos rotativos dependem da dinâmica dos fluidos para o seu funcionamento. A eficiência e a precisão no movimento dos fluidos são determinadas pela forma como os lóbulos interagem. O refluxo e as pulsações são reduzidos através da criação de pontos de vedação por cada lóbulo. Quando existem mais lóbulos, o fluxo é mais suave porque são criadas mais vedações, o que também aumenta a precisão.
Além disso, o número de zonas mortas nas câmaras da bomba diminui com o aumento do número de lóbulos utilizados. Um fluxo impreciso pode resultar de áreas onde os líquidos não circulam corretamente devido à estagnação causada por estas regiões designadas por "zonas mortas". É possível obter um fluxo uniforme e contínuo assegurando a utilização de muitos lóbulos, o que torna este dispositivo adequado para aplicações que necessitem de sistemas de dosagem precisos e de um manuseamento uniforme dos fluidos em qualquer altura.
Modelos matemáticos
Foram avançadas teorias em torno de modelos matemáticos para explicar a relação entre as quantidades dos lóbulos das bombas e a precisão dos caudais. Este tipo de simulações imita o que se passa no interior das câmaras de bombagem desde o ponto zero até à saída do tubo. Os engenheiros utilizam-nas para prever os desempenhos em diferentes configurações.
Por exemplo, um estudo realizado sobre novos perfis de rotores revelou que o perfil ECE de três segmentos registou melhores resultados em comparação com os modelos convencionais. Isto mostra-nos porque devemos otimizar o nosso número de lóbulos para melhorar a precisão do fluxo. Existe muito conhecimento adquirido através de modelos matemáticos sobre a forma como diferentes contagens afectam as propriedades do fluxo.
Implicações práticas
Casos de estudo
Estudo de caso da indústria farmacêutica Uma empresa farmacêutica necessitava de bombas doseadoras precisas para a administração de medicamentos líquidos. Surgiram inconsistências com o seu sistema inicial de bomba de lóbulo único devido a caudais instáveis que entravam e saíam do mesmo. No entanto, mais tarde foram utilizados sistemas de lóbulos múltiplos que permitiram não só resolver este problema, mas também obter caudais de alta precisão durante todo o processo, satisfazendo assim as necessidades regulamentares rigorosas, em que qualquer ligeiro desvio poderia conduzir a uma situação de risco de vida.
Estudo de caso da indústria de alimentos e bebidas Outro exemplo envolve as fábricas de processamento de alimentos que lidam com substâncias espessas, como xaropes ou molhos, durante o processo de transferência entre tanques; também aqui se utilizavam inicialmente bombas de um só lóbulo, o que causava irregularidades e desperdício, resultando assim em custos acrescidos ao longo do tempo, antes de as atualizar para bombas de vários lóbulos, reduzindo assim as perdas incorridas ao longo das linhas e permitindo, ao mesmo tempo, um melhor controlo da qualidade do produto através de uma distribuição mais uniforme conseguida dentro de cada tanque.
Exemplos do sector
Indústria Farmacêutica A indústria farmacêutica prima pela precisão quando se trata de medições de caudal. Uma dosagem incorrecta pode levar a resultados catastróficos e, por isso, foram implementados regulamentos muito rigorosos relativamente a esta questão em todo o mundo, de modo a garantir a segurança dos pacientes As bombas de lóbulos múltiplos oferecem as dosagens precisas necessárias para este tipo de aplicações críticas a partir de diferentes pontos de vedação necessários, contribuindo para reduzir as pulsações que causam variações, garantindo assim taxas de entrega consistentes.
Indústria alimentar e de bebidas Para vários processos no âmbito do fabrico de alimentos e bebidas, a consistência é fundamental, especialmente em termos da quantidade de material que deve ser utilizada num determinado momento. As bombas de lóbulo único tendem a deixar passar grandes quantidades de substância de uma só vez, causando assim danos no produto devido a transbordamento. As bombas de lóbulo múltiplo, por outro lado, permitem uma afinação fina que permite proporções sucessivamente mais pequenas por ciclo, alcançando assim uma maior precisão ao longo das fases de produção, mesmo quando se trata de misturas mais espessas, como xaropes ou molhos, em que uma distribuição uniforme poderia ser difícil sem este tipo de equipamento.
Aplicações práticas e recomendações de produtos
Sectores que beneficiam de elevada precisão de fluxo
Indústria farmacêutica
Para dosear corretamente e manter uma qualidade consistente, a indústria farmacêutica necessita de precisão. As bombas multilóbulos são boas a reduzir a pulsação para obter um caudal constante, o que é ideal para este campo. É muito importante ter um controlo preciso do fluxo para cumprir regulamentos rigorosos e garantir a segurança dos pacientes. As bombas de lóbulos rotativos Ace têm um desempenho fiável enquanto bombeiam suavemente, tornando-as adequadas para utilização com produtos farmacêuticos delicados.
Indústria alimentar e de bebidas
Do mesmo modo, a indústria alimentar e de bebidas beneficia muito da precisão do caudal elevado. A uniformidade no fornecimento garante que não há desperdício e também ajuda a manter a qualidade dos produtos, que não deve mudar com o tempo. Esta consistência só pode ser alcançada se forem utilizadas bombas multi-lobo, uma vez que estas são concebidas especificamente para lidar com líquidos espessos, como xaropes ou molhos. Estes tipos de bombas criam uma distribuição uniforme, aumentando assim a eficiência global durante a produção. A Titan Flow Meters fabrica medidores de caudal de líquidos que são precisos e eficientes para vários processos industriais, incluindo os utilizados em alimentos e bebidas.
Produtos recomendados
A: Bombas de lóbulos rotativos Ace
Bombas de lóbulos rotativos Ace têm uma construção robusta, sendo a conceção modular a sua caraterística distintiva, entre outras numerosas caraterísticas dignas de menção. Podem ser configuradas de forma flexível, aumentando assim a flexibilidade do processo, bem como a fiabilidade operacional, além de serem aplicáveis em meios de baixa, média ou alta viscosidade devido à sua ação de bombagem suave. Em suma, estas máquinas funcionam bem em diferentes condições, incluindo em áreas como a farmacêutica ou a indústria alimentar, onde outros modelos podem falhar.
B: Medidores de caudal Titan
Medidores de caudal Titan são construídos principalmente para o desempenho, por isso não pense duas vezes neles se precisar de medições precisas das taxas de movimento dos seus líquidos; engrenagens ovais, medidores de turbina, etc., fazem parte da sua gama, atendendo a todos os tipos de necessidades de processamento de metais leves, mas isto não significa que outros produtos químicos não possam ser medidos com precisão, uma vez que até as indústrias farmacêuticas também exigem padrões semelhantes.
As indústrias que requerem um manuseamento preciso de fluidos devem compreender como os diferentes números de lóbulos afectam a precisão do caudal. Um maior número de lóbulos proporciona normalmente caudais mais suaves e mais precisos. É por isso que as bombas multi-lóbulos são consideradas as melhores para aplicações de alta precisão em que é necessário fornecer quantidades exactas em períodos específicos sem que ocorram quaisquer desvios pelo caminho. Por conseguinte, a seleção correta de uma bomba garantirá a produção de produtos de qualidade e, ao mesmo tempo, aumentará a eficiência operacional de uma organização.
