Válvula de retenção sanitária versus válvula de retenção padrão: qual é a diferença?

As válvulas de retenção sanitárias são usadas em sistemas de processamento limpo. Eles deixam o fluido fluir em uma direção e impedem que ele volte. Seu interior é liso, não tem fendas e é fácil de limpar. Válvulas de retenção padrão são usadas para controle de fluxo industrial geral. Eles se concentram no desempenho de pressão e temperatura em vez de higiene. Essa diferença é muito importante. A segurança do produto depende da interrupção do crescimento bacteriano dentro da válvula. O tempo de atividade operacional depende de uma limpeza rápida e eficaz. A conformidade regulatória depende do cumprimento de regras rígidas de design e materiais. Uma comparação entre válvula de retenção sanitária e válvula de retenção padrão mostra as principais diferenças em design, materiais, aplicações, métodos de limpeza e padrões da indústria. A escolha do tipo errado de válvula aumenta os riscos de contaminação, aumenta o tempo de inatividade e pode causar falhas nas inspeções.

Principais conclusões

• As válvulas sanitárias têm interiores lisos que drenam por conta própria. Isso impede o crescimento de bactérias e torna a limpeza rápida.

• As válvulas padrão são feitas para pressão e custo, mas seu interior áspero pode reter fluidos e causar contaminação.

• As válvulas sanitárias são feitas de aço inoxidável 316L e borracha aprovada pela FDA, mas as válvulas padrão são feitas de latão, ferro fundido ou plástico.

• As válvulas sanitárias são usadas em linhas de alimentos, bebidas e medicamentos, enquanto as válvulas padrão lidam com água, óleo e gás.

• As válvulas sanitárias usam sistemas CIP para limpar sem removê-las, mas as válvulas padrão precisam de limpeza manual e causam mais tempo de inatividade.

Válvula de retenção sanitária versus válvula de retenção padrão: projeto

A comparação entre uma válvula de retenção sanitária e uma válvula de retenção padrão começa pelo formato. Ambos os tipos de válvula permitem que o fluxo siga em uma direção e impeçam que ele volte. Ambos têm duas vagas. Mas seu interior é moldado de maneira importante para a limpeza.

Projeto de Válvula Sanitária

As válvulas sanitárias possuem interior sem rachaduras ou fendas. Cada parte que toca o fluido é lisa e polida. O corpo da válvula permite que todo o líquido seja drenado por gravidade. Nenhum fluido permanece no interior após a interrupção do processo. Esta forma autodrenante não permite que as bactérias cresçam.

Um interior liso faz mais do que parecer limpo. Impede o crescimento de bactérias e torna a limpeza mais rápida. O biofilme não pode aderir a uma superfície espelhada. Os fluidos de limpeza chegam a todas as áreas molhadas sem a necessidade de ferramentas especiais.

Para válvulas sanitárias utilizadas no processamento de laticínios, o acabamento superficial interno deve ser Ra (Roughness Average) de 0,8 micrômetros ou menos. Esta regra se aplica a todas as válvulas sanitárias, incluindo válvulas de retenção. O documento não diz que diferentes tipos têm regras diferentes. A superfície superlisa evita que o biofilme grude nas partes molhadas. Essas peças devem ser de aço inoxidável 316L para resistir aos danos causados ​​pelas lavagens com ácido lácteo.

As válvulas de retenção sanitárias também evitam cantos vivos e bolsões mortos. Uma válvula de retenção esférica em linha limpa usa uma esfera lisa e uma sede correspondente. Uma válvula de retenção silenciosa para uso limpo possui um disco com mola de formato liso. Esses designs mantêm o produto em movimento e não deixam nada para trás.

Projeto de válvula padrão

As válvulas padrão concentram-se no desempenho da pressão e no custo. Seu formato interno geralmente apresenta áreas rebaixadas, conexões roscadas e superfícies fundidas ásperas. Esses recursos retêm fluidos e partículas. As bactérias podem crescer nessas bolsas e resistir à limpeza normal.

Uma válvula de retenção oscilante padrão, por exemplo, possui um disco articulado dentro de um corpo fundido. A área da dobradiça e a cavidade corporal criam espaços onde o fluido permanece após o desligamento. Uma válvula de retenção de esfera padrão pode ter uma sede usinada com pequenas folgas ao redor da esfera. Essas lacunas retêm restos de fluido.

As válvulas padrão ainda funcionam bem para água, óleo e gás. Eles lidam com altas pressões e temperaturas. Seu design simplesmente não visa a limpeza. Um interior áspero aumenta a chance de contaminação no uso de alimentos ou drogas. Essa contaminação pode arruinar um lote inteiro.

Ambas as famílias de válvulas têm duas aberturas e permitem que o fluxo siga em uma direção. Somente válvulas sanitárias são construídas para limpeza de dentro para fora. A tabela abaixo mostra a lacuna de design.

Os projetos sanitários custam mais no início. Eles compensam esse custo tendo menos lotes rejeitados e tempos de limpeza mais rápidos. Os projetos padrão economizam dinheiro em tubos simples onde a limpeza não importa. Combinar o design com o trabalho ainda é a escolha principal.

Verifique os materiais da válvula comparados

O material que você escolhe diferencia as válvulas de retenção sanitárias e padrão. Isso muda o quão bem eles resistem à ferrugem, quão fáceis são de limpar e se atendem às regras. Uma válvula de retenção sanitária usa aço inoxidável e materiais de borracha aprovados pela FDA . Uma válvula de retenção padrão usa latão, ferro fundido, aço carbono ou plástico.

Materiais para válvulas sanitárias

As válvulas de retenção sanitárias usam aço inoxidável 316 ou 316L para todas as peças que tocam o fluido. A Série Sanitária 3-A precisa dessa nota para o corpo. As molas usam aço inoxidável 316 como padrão, mas você também pode obter Hastelloy C-276. As sedes e vedações vêm em elastômeros aprovados pela 3-A. Estes incluem EPDM, Viton, silicone, Kalrez e AFLAS. Também existem versões USP Classe VI para uso de drogas. O acabamento da superfície interna é 32 Ra ou mais liso, e 15 Ra está disponível se você solicitar.

A escolha do elastômero depende do fluido. EPDM funciona bem com água, vapor e soluções de limpeza agressivas. O PTFE oferece uma resistência química muito boa e funciona em muitas temperaturas. Mas o PTFE não é muito elástico, por isso pode ser difícil vedar em tamanhos grandes. Todos os elastômeros que tocam em alimentos ou medicamentos devem atender às regras da FDA, como 21 CFR 177.2600 para EPDM.

EPDM é um dos elastômeros mais comuns para juntas sanitárias. Oferece grande resistência química, boas propriedades térmicas e um preço baixo para uso em medicamentos, cuidados pessoais e alimentos. Sua maior fraqueza são os produtos à base de petróleo. Eles causam inchaço e alterações de forma que podem quebrar o selo.

Vale a pena falar sobre PTFE principalmente porque não é um elastômero. O PTFE é um plástico com pouca elasticidade e memória. Não possui muito “fator de esmagamento” ou compressão, por isso é difícil de vedar, principalmente em tamanhos grandes. Ainda assim, o PTFE funciona muito bem com muitos produtos químicos e em muitas temperaturas.

Elastômero	Faixa de temperatura	Principais aplicações e compatibilidade química
EPDM	-40°C a +150°C	Excelente resistência a soluções CIP cáusticas; adequado para serviços de alimentos, laticínios e bebidas.
PTFE	-200°C a +260°C	Resistência química praticamente universal; usado para produtos químicos agressivos e serviço de vapor.

Materiais de válvula padrão

As válvulas de retenção padrão usam latão, ferro fundido, aço carbono e plástico. Esses materiais suportam bem a pressão e o fluxo. Eles resistem à ferrugem em configurações comuns de fábrica. Mas eles não atendem aos padrões de limpeza. Suas superfícies podem reter bactérias e causar contaminação em processos limpos. A escolha do material aqui considera o custo e a resistência, não o quão limpos eles são ou as regras da FDA.

Verifique aplicações de válvulas

O trabalho que uma válvula deve realizar decide qual tipo funciona melhor. Uma válvula de retenção sanitária mantém os produtos puros em processos limpos. Uma válvula de retenção padrão controla o fluxo em sistemas industriais em geral. Cada tipo funciona em um ambiente diferente.

Aplicações Sanitárias

As válvulas de retenção sanitárias são usadas sempre que um produto deve permanecer livre de bactérias e sujeira. As fábricas de alimentos os utilizam nas linhas de leite, iogurte, suco e molhos. As cervejarias os colocam em tubos de transferência de cerveja. Os fabricantes de bebidas os instalam em sistemas de xaropes e refrigerantes. As empresas farmacêuticas dependem deles para soluções medicinais, vacinas e água estéril. Os laboratórios de biotecnologia os utilizam em equipamentos de fermentação e cultura celular.

Essas válvulas impedem que um lote contamine outro. Uma válvula de retenção silenciosa com disco acionado por mola fecha rapidamente e interrompe o fluxo reverso quando as bombas param. Esse fechamento rápido evita que um produto se misture com outro. Também impede que fluidos de limpeza entrem nas linhas de produtos. Em processos críticos, um lote sujo pode custar milhares de dólares e prejudicar os consumidores. As válvulas de retenção sanitárias impedem que isso aconteça.

Aplicativos padrão

As válvulas de retenção padrão lidam com água, óleo, gás e encanamento geral. Os sistemas municipais os utilizam como preventores de refluxo nas linhas de água potável. Um dispositivo de prevenção de refluxo impede que a água suja retorne ao abastecimento de água limpa. Residências e empresas os colocam em bombas de depósito, linhas de irrigação e tubulações de alimentação de caldeiras. As operações de petróleo e gás os utilizam em linhas de combustível e sistemas hidráulicos. As fábricas os colocam em linhas de ar comprimido e vapor.

Os sistemas de água e esgoto dependem de válvulas padrão para fluxo unidirecional constante. Uma estação de tratamento de água os utiliza para evitar que a água tratada se misture com o esgoto bruto. Um dispositivo de prevenção de refluxo em uma linha de água pública protege a água potável contra contaminação química ou biológica. Estas válvulas também funcionam em sistemas de água e águas residuais em estações elevatórias e sistemas de drenagem. Eles lidam bem com fluidos sujos porque a limpeza não é o objetivo.

A tabela abaixo mostra a divisão entre as duas famílias de válvulas.

A escolha entre uma válvula de retenção sanitária e uma válvula de retenção padrão se resume a uma pergunta: o processo precisa de limpeza? Se sim, apenas uma válvula sanitária funciona. Caso contrário, uma válvula padrão economiza dinheiro e funciona bem. A próxima seção explica como a limpeza e a manutenção diferem entre os dois tipos.

Limpeza e Manutenção

A maneira como você limpa uma válvula depende muito de seu design. As válvulas de retenção sanitárias limpam-se dentro do tubo. As válvulas de retenção padrão devem ser retiradas e esfregadas manualmente. Essa diferença afeta diretamente o tempo de inatividade e os custos de mão de obra.

Limpeza de Válvula Sanitária

Uma válvula de retenção sanitária nunca deixa seu tubo para ser limpo. Um sistema Clean-in-Place (CIP) cuida de todo o trabalho. O sistema empurra fluidos de limpeza quentes através da linha em alta velocidade. O interior liso e sem fendas permite que o fluido alcance todas as superfícies molhadas. Não existem pontos mortos onde as bactérias possam se esconder.

Os operadores seguem uma receita de limpeza definida. Um ciclo CIP normal usa uma solução cáustica de 1–4%. Este produto químico decompõe a sujeira orgânica na superfície do metal. O operador observa o ponto de ajuste de condutividade durante o ciclo. Uma leitura entre 30 e 50 mS/cm mostra que a solução ainda é forte o suficiente para limpar. Após a lavagem cáustica, um enxágue com água remove todos os resíduos químicos. A esterilização no local (SIP) ocorre após o enxágue. O vapor quente mata todos os microorganismos que sobraram.

O resultado é uma limpeza constante sem tocar na válvula. O tempo de inatividade cai conforme a duração do ciclo CIP. A mão de obra permanece baixa. A linha volta à produção rapidamente. Um sistema CIP bem projetado limpa a válvula sempre perfeitamente.

Limpeza de válvula padrão

As válvulas de retenção padrão precisam de limpeza manual. O design interno retém fluidos e detritos nas fendas. Essas bolsas bloqueiam o fluxo e escondem bactérias. Uma simples descarga não pode limpá-los bem.

Um técnico deve desligar completamente a válvula. Eles desparafusam os flanges dos tubos ou desparafusam as conexões roscadas. Eles removem a válvula da linha e a levam para uma estação de lavagem. Em seguida, eles desmontam o corpo. Eles removem o disco, o pino da dobradiça e a sede. Eles esfregam cada parte com uma escova e um produto químico de limpeza.

Esse processo leva horas. A linha permanece desligada durante todo o período de limpeza. Os custos trabalhistas aumentam rapidamente. A remontagem corre o risco de erros. Uma peça desalinhada pode causar vazamento ou falha mecânica.

Os detritos presos tornam-se uma fonte de contaminação no próximo lote. Mesmo uma lavagem cuidadosa pode deixar passar a contaminação oculta em uma peça fundida áspera ou em um bolsão profundo. As válvulas padrão funcionam bem para fluidos sujos. Eles não são adequados para processos que exigem uma superfície limpa garantida e com retorno rápido.

Normas Regulamentadoras

As regras ajudam os engenheiros a escolher e verificar cada tipo de válvula. As válvulas sanitárias seguem regras de limpeza. As válvulas padrão seguem regras de pressão e resistência. Seguir as regras é importante tanto para a escolha quanto para a verificação das válvulas.

Padrões de Válvulas Sanitárias

Três grupos estabelecem as regras para válvulas sanitárias. As Normas Sanitárias 3-A cobrem como as peças que tocam o produto são feitas e acabadas. O FDA controla materiais que entram em contato com alimentos e medicamentos. O EHEDG estabelece regras europeias de higiene para equipamentos que devem estar limpos.

De acordo com os Padrões Sanitários 3-A, todas as peças que tocam o produto – incluindo aquelas de válvulas de retenção – devem ter uma rugosidade média máxima (Ra) de 0,8 micrômetros (32 micropolegadas).

O FDA classifica os aditivos alimentares em três grupos: diretos, diretos secundários e indiretos. Os aditivos alimentares indiretos podem entrar em contato com os alimentos, mas não devem ser adicionados a eles. Isso inclui embalagens, recipientes e equipamentos de processamento de alimentos. A principal regra federal para borracha e produtos de borracha é 21 CFR 177.2600, chamada de “artigos de borracha destinados ao uso repetido”. Cada válvula sanitária possui uma sede de vedação de elastômero, portanto, esta regra se aplica a muitas válvulas. Os materiais que tocam o fluido devem seguir as partes corretas do Título 21 do CFR:

• FDA 21 CFR 174 – Aditivos Alimentares Indiretos: Geral

• FDA 21 CFR 177 – Aditivos Alimentares Indiretos: Polímeros

• FDA 21 CFR 178 – Aditivos Alimentares Indiretos: Adjuvantes, Auxiliares de Produção e Sanitizantes

• FDA 21 CFR 181 – Ingredientes Alimentares Préviamente Sancionados

Um comprador que ignora essas regras corre o risco de falhar nas inspeções e arruinar lotes.

Padrões de válvula padrão

As válvulas padrão seguem regras mecânicas e de pressão. API 6D e API 594 abrangem válvulas de retenção oscilantes para usinas de petróleo e gás, petroquímicas e de energia. API 6D é o padrão mundial para válvulas de tubulações.

Construída 100% de acordo com o padrão API 6D – a referência global para válvulas de dutos, fabricada pelo American Petroleum Institute – esta válvula de retenção oscilante atende a todas as necessidades de linhas de petróleo e gás de longa distância, refinarias petroquímicas e usinas de energia.

ASME B16.34 estabelece limites de pressão e temperatura para válvulas flangeadas, rosqueadas e com extremidade soldada, incluindo válvulas de retenção. A norma mostra que à medida que a temperatura aumenta, as classificações de pressão diminuem. Quando o fluido fica mais quente, os materiais da válvula ficam mais fracos. Os engenheiros devem diminuir a pressão para manter a válvula segura. ASME B16.34 agrupa materiais por composição e resistência e, em seguida, fornece classes de pressão como Classe 150, 300, 600, 900, 1500, 2500 e 4500.

Os padrões ANSI também definem tamanhos e comprimentos entre faces. Uma válvula de retenção padrão usada em água e águas residuais deve atender a essas regras para um trabalho seguro. Um preventor de refluxo em uma linha de água potável precisa da certificação correta. Um dispositivo de prevenção de refluxo evita que a água suja entre em água limpa. Um segundo dispositivo anti-refluxo pode proteger um tubo separado. Um terceiro dispositivo de prevenção de refluxo geralmente fica no medidor de água. Um quarto preventor de refluxo pode servir como linha de fogo. Cada um mantém a água suja fora do abastecimento de água potável.

A comparação entre válvula de retenção sanitária e válvula de retenção padrão se resume a uma questão principal: o processo precisa de limpeza? As válvulas sanitárias têm interiores lisos e autodrenantes. Eles usam aço inoxidável 316L e peças de borracha aprovadas pela FDA. As válvulas padrão usam latão, ferro fundido ou plástico. Eles seguem as regras API, ASME e ANSI. As válvulas sanitárias funcionam em linhas de alimentos, bebidas e medicamentos. Eles são limpos com sistemas Clean-in-Place. Válvulas padrão lidam com água, óleo e gás. Eles precisam de limpeza manual.

Os compradores devem escolher a válvula adequada ao trabalho. Um processo limpo precisa de uma válvula de retenção sanitária para impedir a contaminação. Uma linha geral de fábrica pode usar uma válvula padrão e economizar dinheiro. A escolha errada leva à contaminação, tempo de inatividade ou falhas nas inspeções.

Perguntas frequentes

Uma válvula de retenção padrão pode funcionar em uma linha de alimentos?

Não. Uma válvula de retenção padrão tem superfícies ásperas e pequenas lacunas que retêm alimentos e bactérias. Essas condições causam contaminação. Somente uma válvula de retenção sanitária com aço inoxidável 316L polido e vedações em conformidade com a FDA atende às regras de segurança alimentar.

O que significa Clean-in-Place (CIP) para uma válvula de retenção sanitária?

CIP limpa a válvula sem retirá-la da tubulação. A solução cáustica quente flui pela linha em alta velocidade. O interior liso permite que o fluido alcance todas as superfícies. O processo mata bactérias e elimina os resíduos por conta própria.

Qual acabamento superficial uma válvula de retenção sanitária precisa?

A superfície molhada deve ter uma rugosidade média (Ra) de 0,8 micrômetros ou menos. As Normas Sanitárias 3-A exigem este acabamento. Uma superfície espelhada impede a aderência do biofilme e torna a limpeza rápida e confiável.

Com que frequência alguém deve inspecionar uma válvula de retenção sanitária?

Os operadores devem verificar a válvula durante cada ciclo CIP. Eles verificam as configurações de limpeza como temperatura e condutividade. A inspeção visual regular das vedações e sedes durante as paradas de manutenção detecta o desgaste antes que cause vazamentos ou contaminação.