Por Matthew Coultas, gerente de Desarrollo Empresarial de Aflex Hose

Contaminación, aumento del oxígeno disuelto, pérdida de carbonatación y tiempo de inactividad por mantenimiento imprevisto: estos son solo algunos de los desafíos más costosos que enfrentan las cervecerías en la actualidad, ya que pueden provocar desperdicios de producto, reducción de la vida útil de almacenaje e importantes pérdidas monetarias debido a las interrupciones en la producción. Pero es posible evitar estas situaciones estresantes tomando la decisión estratégica, a menudo ignorada, de seleccionar la manguera adecuada para cada proceso de la elaboración de cerveza. Con la tecnología de manguera correcta, las cervecerías pueden proteger la calidad y uniformidad del producto y optimizar los procesos de limpieza.

En la elaboración de cerveza, las mangueras se usan en procesos tales como la descarga de materias primas, diversas tareas de transferencia durante la producción y transporte del producto por las líneas de filtración, envasado, embotellado y enlatado de alta velocidad. Sin embargo, los ensambles de manguera deben hacer mucho más que solo transportar producto.
 
En los últimos 20 años, los procesos de limpieza en sitio (CIP) y limpieza de vapor en sitio (SIP) han evolucionado hasta ser más frecuentes, utilizar más productos químicos agresivos y operar a temperaturas más altas que nunca. Por lo tanto, las mangueras de las cervecerías deben soportar ciclos reiterados de limpieza y la exposición a productos químicos y altas temperaturas, además de mantener la higiene y ofrecer una extensa vida útil de manera confiable y sin comprometer la calidad de la cerveza.

¿Qué define a la manguera ideal para la elaboración de cerveza?

Las características ideales de una manguera para aplicaciones de elaboración de cerveza son las siguientes:

• No absorbente: no absorbe los productos ni los químicos de limpieza, que más tarde podrían volver a liberarse a la cerveza
• No filtrante: no contiene adhesivos que puedan filtrarse hacia el producto a través del revestimiento interno o de alguna fisura no detectada de este 
• Insípida e inodora: preserva los perfiles de sabor y aroma
• Resistente a la formación de biopelícula
• Fácil de limpiar por dentro
• Resistente a las torcedura y fácil de manipular
• Larga vida útil: incluso con ciclos frecuentes de CIP/SIP
• Resistencia química: no se ve afectada por los ácidos y álcalis fuertes 
• No se ve afectada por la limpieza con agua caliente ni por soluciones con detergente a 60-85 °C

Compatible con CIP

En la elaboración de cerveza, las mangueras están expuestas a transferencias de producto, llenados reiterados y ciclos de limpieza que emplean productos químicos agresivos. De forma habitual, las superficies expuestas quedan sujetas a extensos procesos de limpieza CIP que eliminan la suciedad y eliminan bacterias. Estos ciclos de limpieza, que suelen tomar más de una hora, tienen lugar una vez al día o tras cada cambio de producto, lo que somete a las mangueras a un estrés considerable. Con frecuencia, lo que más afecta la vida útil de la manguera y el costo total de adquisición es el proceso de limpieza. Además, la duración del ciclo de CIP puede tener un impacto considerable en la productividad de la cervecería.

Los productos químicos que se utilizan para esas tareas de limpieza dependen principalmente de la naturaleza de la suciedad (la materia no deseada adherida a las superficies de contacto de los alimentos o bebidas). Aunque dicha suciedad consta sobre todo de residuos de producto, también puede contener minerales del suministro de agua, residuos insolubles de detergente, biopelículas pegajosas formadas por microorganismos y contaminantes ambientales como polvo o lubricante de máquinas. Esta suciedad es una fuente de nutrientes para las bacterias, por lo que se debe eliminar.

En el ámbito de la elaboración de cerveza, las levaduras y bacterias pueden crear películas invisibles sobre las superficies que son muy difíciles de quitar. El resultado es que se necesitan limpiadores y desinfectantes ácidos altamente oxidantes, como el ácido fosfórico, el ácido nítrico o el ácido clorhídrico.

Una vez eliminada la suciedad, se debe desinfectar el circuito para destruir los microorganismos. Dependiendo de la bebida y el proceso, esto puede implicar el uso de vapor, agua caliente o desinfectantes químicos.

El cloro es el desinfectante químico más utilizado, y se puede aplicar en forma de cloro líquido, hipoclorito de sodio o cloraminas inorgánicas. En solución, estas sustancias forman ácido hipocloroso (HOCl), cuya eficacia depende del pH, la concentración, la temperatura y el tiempo de exposición.

Otros desinfectantes que se utilizan son peróxidos, ácidos grasos, compuestos de amonio cuaternario y iodo. En conjunto, generan un entorno de operación sumamente agresivo para los materiales de las mangueras.

Evaluación de mangueras expuestas a los productos químicos estándar de la limpieza CIP y la esterilización; zonas con biopelícula residual tras el proceso CIP

Las mangueras de caucho nitrílico son muy utilizadas debido a su bajo costo, pero comienzan a deteriorarse en cuanto quedan expuestas a los productos químicos estándar de la limpieza CIP y la esterilización. Por otro lado, las mangueras de caucho EPDM son más costosas que las de nitrilo y tienen una mayor resistencia general a los productos químicos y la temperatura, pero su vida útil sigue siendo limitada.

Las mangueras de silicona ofrecen flexibilidad y resistencia a las altas temperaturas, y se usan habitualmente en aplicaciones de llenado de bebidas. Sin embargo, la silicona puede resquebrajarse y liberar productos de degradación tras la exposición a los productos químicos de la limpieza CIP, lo cual compromete la calidad del producto.

Las mangueras de caucho con revestimiento de FEP ofrecen una mayor resistencia química, pero los revestimientos internos unidos con adhesivo corren el riesgo de sufrir filtraciones, colapsos y agrietamientos por fatiga, especialmente en aplicaciones donde se necesita una gran flexibilidad o curvas cerradas.

Las mangueras FaBLINE™ de Aflex Hose, una empresa de Watson-Marlow Fluid Technology Solutions (WMFTS), resisten todos los aspectos de los procesos CIP y SIP, ya sea productos químicos, altas temperaturas o largos tiempos de limpieza. La fabricación avanzada de FaBLINE permite que las cervecerías:

• Mejoren la eficacia de la limpieza
• Reduzcan la duración del ciclo de CIP
• Disminuyan el consumo de productos químicos y servicios públicos
• Minimicen el riesgo de contaminación, deterioro y retiro del mercado

"El revestimiento interno de PTFE con pared interna lisa de FaBLINE mejora la extracción de suciedad y reduce la contaminación cruzada al eliminar el atrapamiento de producto, las zonas de concentración de microbios y la acumulación de residuos después de la transferencia".

Exigencias del embotellado de alta velocidad

La velocidad de las líneas de llenado y envasado sigue aumentando, por lo que el tiempo de inactividad imprevisto resulta cada vez más costoso. Por tanto, el costo total de adquisición debe tomar en cuenta mucho más que el precio inicial de la manguera, por ejemplo:

• El costo de la manguera y la instalación
• Tiempo adicional de CIP no productivo
• El producto desperdiciado o fuera de especificación
• El consumo de productos químicos y servicios públicos
• Las pérdidas de productividad
• El riesgo para la empresa en caso de contaminación y retiro del producto del mercado

Además, el rendimiento de la manguera tiene efectos que van más allá de la cervecería. Cuando falla una manguera, la percepción suele ser que está fallando una máquina, lo que perjudica la reputación del fabricante de la máquina de llenado. Por esto, la selección de las mangueras es un aspecto importante para las cervecerías y los fabricantes de máquinas de llenado.

Las mangueras FaBLINE con revestimiento interno de PTFE tienen un mejor rendimiento que las alternativas de PVC, nitrilo, EPDM, cloropreno, IIR (caucho de butilo halogenado), silicona y HDPE en aplicaciones con máquinas de envasado de bebidas.

El diseño de FaBLINE es ideal para el movimiento repetitivo de ascenso y descenso de una máquina de llenado de latas. Las pruebas de laboratorio de Aflex (con una máquina de ensayos de flexión en U con rodillos) demostraron que FaBLINE puede resistir más de 100.000 ciclos de flexión reiterada con radios de curvatura estrechos y la máxima presión de trabajo. En comparación, las mangueras de algunos competidores fallaron antes de alcanzar los 13.400 ciclos.

Rendimiento de diversas categorías de diseño de manguera en relación con las características ideales de una manguera

Mangueras confiables para reducir los problemas por oxígeno disuelto

La mitigación del riesgo de absorción del oxígeno resulta especialmente crucial durante el proceso de envasado que transfiere la cerveza a latas, botellas o barriles. Algunas mangueras pueden aportar altos niveles de oxígeno disuelto (OD), lo que afecta el sabor del producto final y reduce la vida útil de almacenaje de la cerveza.

Por cada 10 ppmm (partes por mil millones) de OD, se pierde un mes de vida útil de almacenaje, además de que el sabor de la cerveza se ve afectado.

Cervecería La Tropical, una de las cervecerías más icónicas de Miami con profundas raíces históricas en Cuba, mejoró la eficiencia de su línea de enlatado instalando mangueras FaBLINE y resolviendo el problema del OD.

Tras sufrir problemas de oxigenación en su línea de enlatado a causa de las mangueras de PVC, en 2023 La Tropical optó por mangueras FaBLINE (de 0,5") con cubierta azul de EPDM y conexiones Tri-Clover.

Las doce mangueras FaBLINE instaladas en la línea de enlatado de La Tropical redujeron los niveles de oxígeno disuelto en 50 ppmm, hasta casi eliminarlos por completo. Además, la fábrica usa ahora una manguera FaBLINE para transferir cerveza carbonatada desde el tanque de cerveza clarificada hasta el pasteurizador flash, tras experimentar pérdidas de carbonatación con mangueras de EPDM debido a la formación de espuma en la misma aplicación.

También en los Estados Unidos, la fábrica artesanal de cerveza y sidra Wyndridge Farm, con sede en Pensilvania, recurrió a las mangueras FaBLINE para resolver con urgencia niveles inaceptablemente altos de oxígeno disuelto justo antes de envasar un pedido de 21.000 cajas de cerveza artesanal de un mayorista europeo.

Para diagnosticar el problema, Wyndridge Farm midió el OD a lo largo de su línea de producción y descubrió que la absorción de oxígeno se producía en las mangueras de silicona de la máquina de llenado de latas.

En menos de un día, Wyndridge pudo reducir los niveles de OD de 100-150 ppmm a un valor muy por debajo de 50 y enviar el pedido europeo a tiempo.

Mangueras para optimizar la vida útil de almacenaje

El diseño de FaBLINE permite que el revestimiento interno de PTFE se expanda en el lado externo y se comprima en el lado interno de las curvas. Esto mantiene un diámetro interno liso y circular a lo largo de toda la manguera, que no sufre distorsiones, lo que permite lograr una circulación suave y homogénea con una cantidad mínima de turbulencias y reducir así el riesgo de microaireación durante la transferencia.

Además, el revestimiento interno de PTFE reduce el ingreso de oxígeno a través de la pared de la manguera, y su gran resistencia a la limpieza CIP/SIP previene el agrietamiento o la permeabilidad de las capas, que dan lugar a la absorción de oxígeno. Por otro lado, el tramado externo evita los ciclos de expansión y contracción de la manguera que pueden absorber oxígeno, algo importante durante las etapas de transferencia y llenado.

Las características de FaBLINE han demostrado ser útiles para evitar la oxidación de la cerveza y preservar el sabor y la vida útil de almacenaje.

Tiempo de operación elevado sin tiempo de inactividad imprevisto

Una importante cervecería mexicana optó por cambiar a mangueras FaBLINE para mejorar la confiabilidad, la higiene y la continuidad del suministro en sus plantas del país, sin que los exigentes regímenes de limpieza CIP causaran efectos negativos.

La fábrica, que produce cervezas de renombre mundial, había estado usando mangueras de NBR (caucho de nitrilo butadieno) desde su puesta en servicio. Con el tiempo, la asistencia técnica y la disponibilidad de los repuestos tanto del fabricante como de los distribuidores locales dejaron de estar disponibles. El rendimiento, la limpieza y la durabilidad son requisitos importantes para la manguera del proceso de descarga de jugo de tomate, un ingrediente de alta calidad que se emplea para elaborar una cerveza de estilo michelada. Tras descargar el jugo de tomate, las mangueras FaBLINE se limpian mediante un proceso CIP con agua caliente y sosa cáustica.

Después de una exhaustiva evaluación técnica conjunta del equipo de ingeniería de Watson-Marlow y el departamento de mantenimiento de la cervecería, se seleccionó la manguera Aflex FaBLINE de 3" con accesorios de calidad alimentaria. En un principio, la fábrica probó una manguera durante un año, tras lo cual instaló otras más. Desde la implementación, la operación en la cervecería ha sido estable y sin fallas durante más de dos años para la primera manguera y durante un año en el caso de otras dos.

La manguera FaBLINE ofrece flexibilidad, resistencia a la fatiga y una pared interna lisa que permite trabajar con alto caudal. El diseño sin uniones de FaBLINE no permite la filtración de ninguna sustancia al producto y, en las pruebas de flexión en U con rodillos, su resistencia a la fatiga fue hasta diez veces mayor que la de la manguera FEP de pared interna lisa. La manguera FaBLINE tiene un radio de curvatura pequeño, requiere poca fuerza para doblarla y es fácil de instalar.

Al cambiar a mangueras FaBLINE, la cervecería artesanal con sede en Suiza Dr. Gab’s mejoró de manera considerable el tiempo de operación, la confiabilidad y la seguridad del proceso con respecto a cuando usaba alternativas de caucho. Las mangueras anteriores causaban problemas porque tenían defectos y sufrían reventones que exigían tareas excesivas de limpieza y provocaban la pérdida de producto. 

En consecuencia, Dr. Gab’s ha estado confiando cada vez más en las mangueras FaBLINE para la transferencia de cerveza hacia y desde el carbonatador. Desde que compró más de 25 mangueras FaBLINE, la fábrica las usa ante todo en aplicaciones exigentes, como la carbonatación final. Tras el agregado de ácido carbónico, la cerveza se transfiere a la línea de embotellado aplicando alta presión.

Diseñada para mejorar el tiempo de operación, la higiene y la vida útil

Las mangueras FaBLINE, flexibles y antitorsión, se utilizan en diversas aplicaciones de elaboración de cerveza alrededor del mundo gracias a su rendimiento confiable e higiénico y su mayor vida útil en comparación con otras mangueras.

En el caso de las cervecerías que cambian mangueras cada uno, dos o incluso tres años, ya es hora de recurrir a una solución higiénica más rentable. Cuando se toman en cuenta todos los costos por tiempo de inactividad, pérdidas de producto y falta de eficiencia en la limpieza, las mangueras FaBLINE ofrecen una amortización rápida, además de confiabilidad operativa a largo plazo.

Las mangueras FaBLINE ofrecen estas ventajas a las cervecerías:

• Eliminan el riesgo de contaminación, ya que el revestimiento interno de PTFE es no absorbente
• Exhiben una resistencia química excepcional para la limpieza CIP, lo que reduce la duración del ciclo y el riesgo de deterioro del producto
• Resisten las altas temperaturas de la limpieza SIP
• Utilizan accesorios prensados higiénicos y con revestimiento interno de PTFE que no necesitan mantenimiento
• Ofrecen protección contra el oxígeno disuelto y la pérdida de carbonatación
• Exhiben una vida útil excepcional que reduce el tiempo de inactividad y el costo de los repuestos
• Ofrecen mejores caudales, tiempos más breves de carga/descarga y menor costo de procesamiento
• Son flexibles y resistentes a las torceduras
• Tienen un radio de curvatura pequeño y se necesita poca fuerza para doblarlas

Más información sobre los ensambles de manguera FaBLINE