Por Robert (Connor) Rojina, Filtragem de processo Donaldson
Quando um produto semilíquido se cola nas linhas de processamento e é levado para o dreno, o lucro também é levado junto. Você quer que cada grama de seu iogurte, sobremesa ou produto farmacêutico acabe na máquina de envase. Assim, como a maioria dos processadores, você pode usar um sistema de recuperação de produtos para salvar qualquer coisa deixada para trás na tubulação.
A recuperação de produtos geralmente envolve um “sistema de pigging”, que consiste de um cilindro flexível com uma extremidade de vedação de silicone que é empurrada através do tubo para forçar o produto restante a sair pela extremidade oposta. A força por trás desses sistemas é normalmente um encanamento inerte como ar comprimido ou água.
- Connor Rojina, Engenheiro de aplicações, Filtragem de processo Donaldson
Recuperar um produto pouco adianta se ele estraga o lote inteiro. A deterioração pode acontecer se uma vedação ou rachadura imperfeita no aparelho de pigging permitir impurezas da água da rede pública ou do ar comprimido, e essas impurezas se espalham no ambiente quente e úmido. Além disso, o próximo lote de produto passará através dos mesmos tubos de processamento e encontrará qualquer coisa depositada ali. Por causa deste risco de contato com alimentos, as melhores práticas são usar ar ou água estéreis neste processo de fabricação de alimentos.
Como são produzidos água e ar estéreis?
Há vários métodos usados para gerar ar ou água estéreis no processamento de alimentos e bebidas:
- osmose reversa (RO);
- pasteurização;
- esterilização por luz ultravioleta (UV);
- ozonização; e
- microfiltragem (para ar comprimido ou água).
Há prós e contras para cada método. Os sistemas de RO têm uma membrana delicada que pode ser dispendiosa de substituir, por isso são muitas vezes reservados para a água como ingrediente. Pasteurização, esterilização UV e ozonização são todas eficazes, mas acrescentam uma etapa de processo separada.
A microfiltragem está se tornando uma alternativa reconhecida para produzir água ou ar estéreis. O microfiltro correto atende às normas 3-A e tem vantagens de custo, uma vez que o elemento estéril pode ser integrado diretamente na linha de processo. A microfiltragem produz água semelhante à pasteurizada para uma série de usos, incluindo recuperação de processos e sistemas de limpeza no local.
Conforme as normas de produção farmacêutica, um filtro de ar ou água de grau estéril deve ter um tamanho consistente de poros de 0,2 mícron de diâmetro e reter 99,99999% de todos os patógenos. (as menores bactérias têm 0,2 mícron).
Antes de comprar um filtro, verifique cuidadosamente sua ficha técnica quanto ao tamanho de 0,2 mícron e procure um valor de redução logarítmica 7, que é a retenção necessária. Nem todos os fabricantes de filtros atendem às diretrizes da indústria a este respeito.
Trabalhe com um fornecedor como a Donaldson que segue os mais altos padrões independentes para ar ou líquidos usados em contato com alimentos ou aplicações de ingredientes.
O que constitui uma filtragem estéril?
Para produzir ar ou água estéreis segundo padrões farmacêuticos, um filtro deve ter um diâmetro consistente de poros de 0,2 micrômetros e remover 99,99999% de todas as partículas nessa faixa de tamanho.
Na ficha técnica do filtro, este desempenho é representado como um “filtro absoluto de 0,2 mícron com valor de redução logarítmica (LRV) de >7”.
Por outro lado, os filtros classificados nominalmente têm distribuição porosa aproximada e não são adequados para a produção de recursos estéreis da rede pública. Os filtros nominais são geralmente aceitos para aplicações não estéreis, como a pré-filtragem da água de alimentação da caldeira a vapor.
Filtro de profundidade de 1 mícron (pré-filtro) zoom 250x
Membrana PES de 0,2 mícron zoom 1000x
Design e manutenção ideais da microfiltragem estéril
Recentemente a Donaldson colaborou com uma empresa líder em iogurtes que converteu todos os seus sistemas de recuperação de produtos em fábricas em todo o mundo para a microfiltragem de cartuchos.
Aqui estão algumas práticas importantes a serem observadas se você quiser usar a microfiltragem para fins de recuperação de produtos similares:
Proteger os microfiltros com pré-filtragem
A captura de partículas duras pode desgastar precocemente o microfiltro, que é destinado principalmente para micróbios. Como este elemento é caro, proteja-o com uma série de pré-filtros projetados para filtrar todas as formas de sedimentos.
A quantidade de pré-filtros que seu ar ou água precisa depende da qualidade da fonte. Cada abastecimento municipal de água é diferente e as necessidades de filtragem podem mudar de acordo com a época à medida que o lençol freático sobe e desce. Mas, em geral, iniciar a filtragem a partir da fonte de água da cidade com um pré-filtro de 100 ou 50 micra, depois graduar para filtros mais finos em incrementos de 10 micra. Um pré-filtro de 1 mícron é recomendado pouco antes de a água ou o ar atingir o microfiltro final.
Em um sistema de ar comprimido, os contaminantes potenciais também incluem óleo e água condensada, além de sedimentos e microrganismos. Da mesma forma que em uma linha de água, use filtragem por estágios para produzir ar limpo e seco. Condicionar o ar com pré-filtros de baixo custo e progressivamente refiná-lo com filtros de micra mais finos. Perto do ponto de uso do ar, o microfiltro final deve ser dedicado à filtragem de bactérias com alta eficiência.
Você pode sobreviver com menos elementos, mas seu microfiltro final enfrentará um risco maior de entupimento ou desgaste precoce. Uma sequência de filtros projetada de forma ideal ajuda a prolongar a vida útil do filtro e assim, em última análise, suporta um custo total mais baixo.
Planejar a localização do filtro com base no risco
Se sua fábrica tem múltiplos pontos de uso para ar ou água estéril, coloque pré-filtros nas linhas de recursos da rede pública maiores e microfiltros finais nas linhas de ramificação o mais próximo possível do ponto de uso. A colocação exata dependerá do espaço disponível em sua fábrica.
Na melhor das hipóteses, um processo ocupa uma área compacta porque as distâncias de tubulação mais curtas reduzem o risco de contaminação. Se você tiver 1.000 pés de tubulação de carbono entre o último pré-filtro e o filtro final, isso constitui 1.000 pés de depósitos potenciais de carbono, ferrugem, crostas e detritos que podem chegar ao seu filtro final caro. Nessa situação, planejar pré-filtros adicionais para comprimentos de tubulação maiores. Realize uma análise de risco para cada um de seus locais e projete seu sistema para minimizar os riscos.
Maximizar a vida útil do filtro com tecnologia de qualidade
O custo de um sistema de filtragem é determinado em grande parte pelo tempo de duração dos elementos. Os pré-filtros expiram quando entopem. Para detectar um bloqueio, coloque manômetros a montante e a jusante do filtro e troque o filtro a uma queda de pressão pré-determinada.
O microfiltro é diferente. Se você o protegeu com pré-filtragem como recomendado, não deve precisar trocar um microfiltro devido ao entupimento. Mas é preciso matar periodicamente as bactérias que se acumulam sobre a membrana. Isso geralmente é feito com esterilização a vapor. O estresse térmico no filtro limita o número de ciclos de esterilização que ele pode tolerar. Mude o elemento quando ele atingir o número máximo de ciclos recomendado pelo fabricante.
Claramente, há uma vantagem de custo no uso de elementos que toleram o maior número de ciclos de vapor, que é uma área em que os filtros Donaldson são excelentes. Os microfiltros de líquidos LifeTec® da Donaldson, com membranas PTFE, têm 20% a mais de elementos filtrantes para suportar altos quocientes de vazão. Suas gaiolas de apoio rígidas resistem a temperaturas elevadas. Para ar comprimido, os filtros de ar Donaldson P-SRF V estão disponíveis.
Os testes da Donaldson mostram que eles duram até 160 ciclos de esterilização, em comparação com 100 a 150 para o filtro comparável mais próximo, com um valor de redução logarítmica de 9 a 0,2 mícron. Estes recentes avanços tecnológicos ajudam a reduzir ainda mais o tempo de inatividade da produção e os custos de manutenção. Embora os filtros de alta qualidade possam custar mais inicialmente, seu custo total de propriedade diminui substancialmente a cada dia em que permanecem em uso.
Trabalhar com um parceiro profissional de filtragem
Quando a Donaldson ajudou o processador de iogurte a instalar a microfiltragem de cartucho para sua linha de fabricação, houve colaboração do início ao fim. A Donaldson forneceu análises laboratoriais da qualidade da água, testou vários graus mícron para determinar o equilíbrio correto da proteção do pré-filtro, e forneceu expertise no produto em relação à esterilização adequada do vapor para ajudar a prolongar a vida útil do microfiltro.
A microfiltragem é um método eficaz e compatível com o 3-A para produzir água semelhante à pasteurizada e ar comprimido limpo e seco. Como suas linhas de produção são altamente exigidas, trabalhe com uma empresa de filtragem qualificada para obter o melhor desempenho e valor de seu sistema de filtragem estéril. Ela pode ajudá-lo a compreender os riscos de suas instalações e ajudar a projetar os locais e a sequência correta para a filtragem. Ela também pode fornecer produtos e tecnologia que ajudam a manter seus sistemas de recuperação de produtos em operação a um custo geral mais baixo.
Para falar com um especialista da filtragem de processo da Donaldson, entre em contato conosco hoje mesmo.
Maximizar a vida útil do filtro com tecnologia avançada
O estresse térmico pode limitar o número de ciclos de esterilização que um filtro pode tolerar quando o vapor é aplicado para esterilizar no local. Saiba como a tecnologia de filtragem pode ajudar a maximizar a vida útil do filtro e reduzir significativamente seu custo total de propriedade.
