Calderas en industria alimenticia: qué tratamiento usar

El tratamiento de calderas en industria alimenticia tiene una restricción que no existe en el resto de la industria: no alcanza con que el programa químico funcione, además tiene que ser compatible con un establecimiento que produce alimentos. Esa condición descarta de entrada varios secuestrantes de oxígeno de uso corriente y obliga a revisar cada componente del programa.

En este artículo se ordenan las cuatro funciones que cubre un programa de caldera de agua caliente —antiincrustante, dispersante, inhibidor de corrosión y secuestrante de oxígeno—, se explica por qué los programas multiproducto fallan por logística antes que por química y qué aporta una formulación única en polvo con secuestrante aprobado por la FDA.

Qué es el tratamiento de calderas y por qué aparece en plantas de alimentos

Definición y química del problema

Una caldera concentra el agua de aporte: el vapor o el agua caliente se consumen, las sales quedan. Ese ciclado dispara tres fenómenos simultáneos. La dureza precipita como carbonato de calcio sobre la superficie de intercambio. La sílice forma depósitos vítreos particularmente difíciles de remover. Y el oxígeno disuelto que ingresa con el agua de reposición ataca el acero en forma de picadura localizada, que es la corrosión que perfora tubos sin adelgazarlos de manera uniforme.

Valores típicos en plantas de alimentos (mg/L)

Los valores que hay que conocer antes de definir el programa son los del agua de aporte —dureza, alcalinidad, sílice, cloruros, conductividad, hierro— y los del agua del calentador, que es donde se verifica que el programa esté funcionando. La ficha de INSTANT I-SOFT® ON documenta resultados sin formación de incrustaciones con sílice de hasta 300 mg/L en el agua tratada.

Cómo se detecta en planta: análisis e indicadores de campo

• Consumo de combustible que sube sin cambios en la demanda de vapor o de agua caliente.
• Temperatura de gases de chimenea más alta de lo habitual.
• Depósito blanco duro en la inspección interna, o picaduras localizadas en el fondo del cuerpo.
• Conductividad del agua del calentador fuera del rango objetivo.
• Consumo creciente de agua de reposición por purgas más frecuentes.

Causas: de dónde viene el problema

Agua de aporte con dureza y sílice

En la mayoría de las plantas del interior bonaerense y del litoral el agua de pozo llega con dureza moderada a alta y con sílice que, aunque no genere ruido en el análisis, es la que después limita el ciclado. La sílice no se controla con purga tan fácilmente como la dureza.

Oxígeno disuelto por ingreso de aire

El oxígeno entra con el agua de reposición y, en sistemas de agua caliente, también por venteos y por sellos en depresión. Cuanta más reposición hay —porque hay pérdidas o porque no se recupera condensado— más oxígeno ingresa al sistema.

Retorno de condensado contaminado

Cuando el condensado se recupera y arrastra producto por una fuga en un intercambiador, aporta materia orgánica y, en planta alimenticia, azúcares o grasas que carbonizan sobre la superficie caliente y alteran los controles de alcalinidad.

Consecuencias operativas y costos

Impacto sobre equipos, proceso y producto

La incrustación aísla térmicamente la superficie de intercambio: la misma demanda de calor exige más combustible y eleva la temperatura del metal, que es la antesala de la falla. La corrosión por picadura, en cambio, no avisa con pérdida de eficiencia: avisa con una pérdida de contención. En planta alimenticia, un corte no programado del suministro de agua caliente detiene el CIP y con él la línea.

Riesgo normativo y de descarga

El establecimiento responde ante SENASA y la autoridad bromatológica provincial por la inocuidad de todo insumo en contacto directo o indirecto con el producto, lo que incluye el programa de tratamiento de agua. Del lado ambiental, las purgas se evalúan contra el límite de vertido aplicable de la jurisdicción, que conviene verificar: en provincia de Buenos Aires interviene la Autoridad del Agua (ADA) y, en la cuenca Matanza-Riachuelo, ACUMAR.

Costo total: OPEX, paradas no programadas y reposición de activos

El costo del programa químico es la parte visible. La parte cara está en el combustible adicional que consume una superficie incrustada, en las horas de producción perdidas por una limpieza correctiva y en la reposición anticipada de un equipo que falló por picadura.

Tratamiento de calderas en industria alimenticia: soluciones convencionales y sus límites

Programas con múltiples productos líquidos: logística y error de dosis

Un esquema clásico dosifica antiincrustante, dispersante, inhibidor de corrosión y secuestrante por separado. Son cuatro bidones, cuatro bombas, cuatro puntos de control y cuatro oportunidades de error. Además, el volumen de almacenamiento y el flete pesan: dos cajas de 20 kg de producto en polvo de esta gama rinden lo mismo que 800 litros de un químico convencional.

Sulfito sin aprobación alimentaria: restricción de uso

El sulfito es el secuestrante de oxígeno más difundido y el más económico, pero aporta sólidos disueltos que obligan a purgar más y, sin aprobación alimentaria, su uso queda restringido en establecimientos que producen alimentos.

Hidrazina: descartada en industria alimentaria

La hidrazina es un carcinógeno reconocido. Más allá de su desempeño técnico, su manipulación en una sala de calderas dentro de una planta de alimentos es inviable en la práctica. El tema se trata en detalle en cómo reemplazar la hidrazina en calderas.

Solución Watch Water: INSTANT I-SOFT® ON

I-SOFT® ON: mecanismo de acción y qué resuelve

INSTANT I-SOFT® ON, el tratamiento de calderas de agua caliente con secuestrante aprobado por FDA, es un polvo instantáneo que cubre cuatro funciones en un solo producto:

• Antiincrustante de tecnología avanzada, sin fosfatos ni fosfonatos, con resultados documentados sin formación de incrustaciones con sílice de hasta 300 mg/L.
• Dispersante, que mantiene en suspensión los sólidos y evita que se depositen sobre la superficie de intercambio.
• Inhibidor de corrosión a base de toliltriazol biodegradable, específico para cobre y aleaciones no ferrosas.
• Secuestrador de oxígeno no volátil aprobado por la FDA, que ataca la causa raíz de la corrosión por picadura.

El producto cuenta con certificación NSF/ANSI 60 y pertenece a la gama INSTANT I-SOFT® de químicos instantáneos en polvo, formulada libre de fosfatos, fosfonatos, EDTA, NTA y agentes complejantes no biodegradables.

Qué NO hace el producto (límites declarados por el fabricante)

• No reemplaza al desaireador. El secuestrante actúa sobre el oxígeno residual, no sobre una desaireación mecánica deficiente.
• No es la formulación para calderas de vapor. Su secuestrante es no volátil y no protege la línea de condensado; para vapor corresponde I-SOFT® OV.
• No remueve una incrustación ya formada: para eso se usa un desincrustante específico, como se explica en el artículo sobre limpieza química industrial.
• La aprobación FDA es del secuestrante de oxígeno y la certificación NSF/ANSI 60 es del producto; ninguna de las dos reemplaza la validación del programa ante la autoridad sanitaria local.
• Los resultados con sílice de hasta 300 mg/L corresponden a condiciones ensayadas por el fabricante y deben verificarse sobre el agua de cada planta.

Parámetros de diseño y dosificación

Análisis de agua requerido antes de dimensionar

Antes de definir el programa hacen falta: análisis fisicoquímico completo del agua de aporte (dureza, alcalinidad, sílice, cloruros, sulfatos, hierro, conductividad, pH), caudal de reposición en m³/h, presión y temperatura de trabajo, porcentaje de retorno de condensado, materiales del circuito y régimen de purga actual.

Dosificación: g/m³ o mL/m³ según dureza, sílice y caudal

La preparación es directa: 5 kg de polvo disueltos en 100 litros de agua desmineralizada u osmótica dan una solución al 5% lista para dosificar. La dosis general es de 50 mL/m³ de esa solución, con lo que una bolsa de 5 kg trata unos 2.000 m³ de agua para calentadores, calderas de agua caliente y procesos de agua caliente.

Puesta en marcha, control analítico y mantenimiento

La puesta en marcha empieza por verificar el estado interno del equipo: si hay incrustación previa, primero se limpia y recién después se arranca el programa preventivo. La solución madre se prepara con agua desmineralizada u osmótica para no aportar dureza en la propia preparación. El control de rutina se hace con los cuatro parámetros de la tabla, con kits de prueba disponibles a través de GWC, y se complementa con la inspección interna programada.

Caso de aplicación

Unificación de cuatro productos líquidos en un solo polvo dosificado al 5%

Como ejemplo típico, una planta láctea de Santa Fe con dos calderas de agua caliente y agua de pozo de dureza moderada y sílice apreciable venía operando con cuatro productos líquidos distintos y una sala de químicos que ocupaba un espacio considerable. Los problemas reportados eran de gestión más que de química: errores de dosis al reponer bidones, stock desbalanceado entre productos y dificultad para auditar el programa frente a una inspección.

El reemplazo por una única formulación en polvo con secuestrante aprobado por FDA resuelve simultáneamente el requisito alimentario, el volumen de almacenamiento y la cantidad de puntos de dosificación a controlar.

Qué se midió antes y después

Los indicadores de seguimiento de una migración así son: los cuatro parámetros de control del agua del calentador, el consumo de combustible por unidad producida, la frecuencia de purga, el volumen de químico almacenado en planta y el resultado de la inspección interna programada.

Qué se puede y qué no se puede extrapolar

El rendimiento declarado y los valores de control son los del fabricante y se sostienen dentro de los rangos ensayados. La dosis efectiva depende de la calidad del agua de aporte, del porcentaje de reposición y del régimen de purga de cada instalación, por lo que el programa se ajusta con analítica propia durante las primeras semanas.

Próximo paso: análisis de agua y cotización

Qué datos enviar a GWC

Caudal de reposición en m³/h, análisis fisicoquímico completo del agua de aporte, presión y temperatura de trabajo, porcentaje de retorno de condensado, materiales del circuito, programa químico actual y límite de vertido aplicable a las purgas. Si el caso excede este escenario, la referencia general es incrustación en calderas de vapor: costos y prevención.

Ensayo de laboratorio y prueba piloto en sitio

Con esos datos se define la dosis inicial, el punto de dosificación y el plan de control analítico de las primeras semanas. Si además tiene incrustación instalada o problemas de sílice, conviene leer incrustación en calderas de vapor y sílice en calderas de alta presión, y revisar los artículos existentes sobre agua en la industria farmacéutica y acero inoxidable.

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