Beneficios de la inyección Venturi frente a la difusión por burbujas

Durante los últimos veinte años, he sido testigo del ir y venir de las empresas de lavandería Ozone.
He sido testigo de afirmaciones extravagantes de algunas de estas empresas. Francamente, estoy cansado de escuchar las mentiras y falacias descaradas que afirman algunas de estas empresas.
Me gustaría ver los hechos y ayudar a nuestros lectores a tomar una decisión informada sobre el lavado con ozono.

VEAMOS LAS DOS PRINCIPALES DIFERENCIAS DE DISEÑO.

Algunas empresas de lavado de ozono utilizan difusores de burbujas finas, mientras que otras utilizan inyección directa de Venturi. La gente afirma que ambos tienen ventajas. Por lo tanto, debemos examinar los criterios de diseño de cada uno y seleccionar el que sea apropiado.
El gas ozono se disuelve en el agua utilizando presión. No se necesita mucha presión para comenzar a disolver el ozono en agua. En la industria, llamamos a la capacidad de disolver gas en agua “Transferencia de masa”. La eficiencia de Mass Transfer depende en gran medida de los criterios de diseño del dispositivo.
La idea del método de inyección por difusión de burbujas finas que se usa en las lavadoras proviene de la industria del agua embotellada. Las plantas de agua embotellada introducen ozono en grandes columnas (o tanques) de agua. Suelen tener más de 15 pies de altura. El agua fluye hacia la parte superior del tanque y sale del tanque por la parte inferior. El difusor de burbuja fina se coloca en el fondo del tanque. El ozono se introduce a través de ese difusor en el fondo del tanque. El agua ingresa al tanque por la parte superior y fluye hacia abajo, y finalmente sale del tanque por la parte inferior.

Debido al contraflujo del agua, las burbujas de ozono se agitan violentamente a medida que ascienden. Esta turbulencia se presta a una transferencia de masa bastante decente del gas ozono al agua. Los tanques utilizados en la planta de tratamiento de agua de Las Vegas tienen 32 pies de altura. Recuerde que se necesita presión para transferir el ozono a la solución de agua. Cada pulgada de la columna de agua agrega más presión a la piedra difusora en el fondo del tanque. Cuanto más alto es el tanque, mayor es la presión en el fondo. Entonces, mayor es la transferencia de masa de ozono en el agua.

Una vez que el ozono no disuelto llega a la parte superior del tanque, se elimina a través de una salida de aire. Luego, se destruye al pasar por el sistema de destrucción de ozono.
Con todo, esta es una forma muy segura y efectiva de disolver el ozono en agua.
Los diseñadores de sistemas de difusión de burbujas finas implementaron este tipo de sistema en una lavadora extractora. Sin embargo, omitieron un par de ingredientes clave.
Primero, la columna de agua en una lavadora/extractor no se acerca a la de un tanque de agua de 32 pies de alto. Es más como 12 pulgadas. Esto permite una eficiencia de transferencia de masa mucho menor del gas ozono. Varios ingenieros de ozono han calculado que la eficiencia está en algún lugar en el rango de 25-40% en el mejor de los casos. Eso significa que, en el mejor de los casos, el 60 % del gas ozono no se disuelve. Esto es importante porque el 1 % del gas ozono sin disolver puede hacer que una habitación sea insegura para los trabajadores de la lavandería.

En el diseño de agua embotellada, puede capturar este gas no disuelto y destruirlo. El principal problema aquí es que los diseñadores de alguna manera se olvidaron de incluir esta importante pieza del rompecabezas. El sentido común te dice que si introduces aire a la fuerza en un recipiente sin sellar, el aire se escapará. Algunas empresas han tratado de encubrir este importante defecto de diseño. Mediante la instalación de un monitor de ozono que, en teoría, apaga los generadores de ozono cuando se alcanza un cierto nivel. En realidad, el generador de ozono solo funciona durante unos segundos antes de apagarse debido a la sobresaturación de ozono de la habitación. Luego, el sensor de la habitación tarda varios minutos en restablecerse y permitir que el sistema vuelva a encender el generador. He sido testigo del funcionamiento del generador de ozono durante 45 segundos durante un paso de lavado de 7 minutos. Eso no va a matar a muchos «Super Bugs».

¿POR QUÉ HAY TANTOS DIFUSORES DE BURBUJAS EN LA INDUSTRIA?

Recientemente asistí a una conferencia sobre ozono. El orador invitado dijo que un sistema de difusión de burbujas finas en una lavadora era «tan fácil de construir que incluso un hombre de las cavernas podría hacerlo». No es solo que sea fácil de construir, sino que también es barato construir este tipo de sistema. Por eso hay tantos en el mercado, y el bajo precio mantiene la atención del potencial comprador desinformado.
El sistema de inyección Venturi utiliza la presión del flujo de agua en la tubería para crear succión. Cuando se aplica a este puerto de succión, el 85-90 % del gas ozono se disuelve instantáneamente en el agua. Dado que todavía tenemos esta agua y gas sin disolver dentro de la tubería de agua, se puede pasar fácilmente a través de una cámara de desgasificación de ozono que elimina el gas de ozono sin disolver donde se puede destruir. El resultado es agua ozonizada 100% disuelta que va a la lavadora.

Esta es una simplificación excesiva del proceso. Pero debería transmitir el punto sin entrar en todos los hechos de ingeniería hidráulica que hacen que esta sea una forma mucho más confiable y estable de disolver el ozono en agua. La desventaja del Sistema de Inyección Venturi es que cuesta más construir este tipo de sistema. Otra razón para no considerar el tipo de tecnología de difusión de burbujas finas es el tiempo que se tarda en llegar a la concentración.

Aquellos de ustedes que operan lavanderías comerciales saben que nunca querrán llenar una lavadora con agua fría y luego aumentar la temperatura a 160 grados porque lleva demasiado tiempo. Sé que hay algunos casos en los que esto es inevitable. Pero normalmente llenaría su lavadora con su agua caliente estándar, generalmente 130-140 grados, luego agregaría inyección de vapor para aumentar la temperatura en esos pasos de lavado en los que necesita una temperatura un poco más alta.

Lo mismo ocurre con el difusor de burbuja fina. Un sistema de inyección Venturi llena instantáneamente la lavadora con agua ozonizada altamente concentrada que inicia instantáneamente el proceso de limpieza y desinfección. Un sistema de difusión de burbujas finas puede tardar hasta 20 minutos en alcanzar los niveles de ozono donde se inicia el sistema de inyección Venturi. Ninguno de nosotros tiene tanto tiempo extra disponible en nuestro ciclo de lavado.

EL PROBLEMA DEL TIEMPO DE CICLO

Algunos sistemas de inyección Venturi en el mercado permiten utilizar válvulas de llenado y líneas de agua más grandes de lo normal. Esto permitirá tiempos de llenado mucho más rápidos. He visto cómo se llenaba una lavadora/extractor de 60 lb en menos de 25 segundos, mientras que el tiempo de llenado estándar era de más de 2 minutos. En un ciclo de lavado de hospitalidad estándar con cinco rellenos, esto acortaría su ciclo de lavado en más de 7 minutos del tiempo total de funcionamiento. Al lavar un promedio de diez cargas por día, este tipo de sistema de lavado con ozono eliminaría fácilmente más de una hora de procesamiento por día.
En el gráfico a continuación, puede ver dos pruebas idénticas que muestran la concentración de ozono durante un ciclo de lavado completo. Observe que en el sistema de inyección Venturi, los niveles comienzan altos y se disipan lentamente antes de drenar el agua en cada baño. También debe notar el efecto del PH en cada baño en el ciclo de lavado. Durante los pasos de detergente y blanqueador, el ozono se reduce ya que es contrarrestado por el PH más alto de la química de lavado. A medida que se enjuagan el detergente y la lejía, puede ver que el ozono permanece mucho más tiempo.
En el difusor de burbujas finas, notará que los niveles de ozono nunca superan los 0,2 PPM de ozono en el agua. También es evidente que el PH más alto dificulta la superación del ozono cuando se usa un difusor de burbuja fina.

No estoy afirmando que el sistema de difusión de burbujas finas no funcione o que no limpie la ropa, sino que no es tan efectivo como un sistema de inyección Venturi diseñado adecuadamente. Los resultados serán más consistentes con el sistema de inyección Venturi que con un sistema de difusión de burbuja fina comparable.

By: Mark E. Moore