Ao fazer a pergunta: “Qual é a função dos filtros de ar em sua fábrica de alimentos e bebidas?”, você normalmente ouvirá sujeira ou remoção de pó na resposta. Alguns observadores mais astutos podem até sugerir a remoção de aerossóis de óleo e água.
Embora estas sejam as respostas corretas, provavelmente a mais importante contaminação quando o ar está diretamente em contato com o produto alimentar é a remoção de microorganismos transportados pelo ar. Estas entidades microscópicas podem ser totalmente inofensivas ou podem ser uma ameaça à vida se certas condições estiverem presentes. Ao mesmo tempo, um compressor de ar produz este ambiente “determinado” de umidade, calor e óleo que permite que muitos organismos prosperem. Como é impossível saber o tempo todo que organismos estão presentes dentro de um sistema de ar comprimido, é de grande importância implementar bons processos de fabricação que protejam tanto o processador quanto o cliente.
Há uma variedade de organizações que apresentam padrões, recomendações e melhores práticas para mitigar o risco de deterioração do produto devido à contaminação por microorganismos. A seguir estão as recomendações da Donaldson para melhor proteger você, seu produto e seus consumidores: filtragem, esterilização, monitoramento e manutenção.
1. Filtragem
Pré-filtragem
Os contaminantes presentes de forma natural no ar ambiente são concentrados pelo compressor, criando grandes concentrações de partículas e bactérias que são muito difíceis de filtrar. Além disto, a ação mecânica do compressor introduz ainda mais partículas e aerossóis de óleo que devem ser removidos do ar. À medida que o ar esfria no tanque receptor, ele normalmente se torna 100% saturado com vapor de água formando condensação. Esta condensação é transportada a jusante em pequenas gotas aerossolizadas que irão sobrecarregar e danificar os secadores refrigerados e dessecantes se não forem removidos com um separador de arrasto e um pré-filtro coalescente. A Donaldson oferece tanto um separador ciclônico quanto um filtro coalescente para pré-filtragem.
Secagem
Após deixar os pré-filtros, o ar foi tratado para remover aerossóis de ar/óleo e partículas com tamanho >5 micra.
Entretanto, o ar ainda está saturado e qualquer resfriamento irá formar condensação.
Com o tempo, o condensado causará custos significativos, incluindo corrosão e congelamento. A interface de água líquida e óleo também fornece essas condições para suportar a colonização bacteriana.
É mais fácil e seguro deter o crescimento de microorganismos do que prendê-los depois do fato. As duas formas mais comuns de reduzir a concentração de vapor de água e óleo são resfriar o ar com um secador refrigerado ou adsorver o vapor com um secador por adsorção. A Donaldson recomenda o uso de um secador de dessecante regenerativo sem calor – o Ultrapac™ Smart. Este secador utiliza um material adsorvente higroscópico que se renova através de um processo de regeneração sem calor. Ele proporciona economias significativas de custos operacionais que os secadores refrigerados e os secadores de regeneração de calor não podem compensar. Além disso, o Ultrapac Smart contém tanto um pré-filtro para proteger o dessecante da contaminação, quanto um pós-filtro para proteger o equipamento a jusante.
Filtragem no ponto de uso
(Donaldson série DF, série P-EG, série PG-EG)
Agora que o ar está relativamente limpo e livre de água/óleo e partículas maiores, ele está pronto para a filtragem final antes que o ar entre em contato com o próprio produto ou com uma superfície de contato do produto. A filtragem no ponto de uso é importante, já que a filtragem anterior não foi projetada para remover bactérias a uma taxa de retenção absoluta. Além disso, pode haver incrustações ou contaminações entre os pré-filtros e o filtro do ponto de uso. A energia cinética é proporcional ao quadrado da velocidade, de modo que mesmo partículas pequenas podem possuir energia suficiente para danificar e desarmar um filtro de ar estéril a altas velocidades do ar. A Donaldson recomenda o uso de um filtro coalescente de grau M ou S e um filtro de carbono ativado. O filtro de carbono ativado adsorverá vários compostos (por exemplo, vapor de hidrocarboneto, perfume, cítricos, ácido sulfúrico, tolueno e metanol) que podem afetar o cheiro ou o sabor do produto final.
Finalmente, é o próprio filtro de ar estéril. O filtro de ar estéril Donaldson foi projetado especificamente para remover mais de 99,99998% de contaminantes do tamanho de bactérias.
Uma reconhecida norma industrial ASTM F838 usa Pseudomonas Diminuta (ATCC 19146) como o organismo de desafio com um diâmetro médio de 0,3 mícron. Um filtro de grau estéril produzirá um filtrado estéril quando desafiado com bactérias de 1,0x107 por cm².
Isto é importante em parte porque os fabricantes de filtros às vezes avaliam seus filtros estéreis em 0,01 mícron. A ciência da filtragem mostra que é realmente mais fácil para a maioria dos filtros capturar 0,01 mícron do que 0,2 mícron, e é por isso que a Donaldson avalia seus elementos estéreis em 0,2 mícron. A gama completa de elementos de ar estéril Donaldson oferece eficiências de filtragem maiores ou iguais a 99,99998% a 0,2 mícron.
2. Esterilização
(filtros de vapor Donaldson P-GS e P-GSL N)
Até agora, foram explicados dois métodos de controle de microorganismos em alimentos e bebidas processados. A secagem remove a água que é necessária para a vida. A filtragem remove a alimentação das bactérias do óleo e as próprias bactérias. Enquanto as bactérias permanecerem no filtro, e enquanto o suprimento de ar no ponto de uso estiver seco, as bactérias são esporos inativos. Entretanto, sob certas condições, as bactérias podem ser reativadas. Neste caso, as bactérias podem crescer através dos meios filtrantes e chegar a um produto ou processo a jusante.
Uma maneira de proteger contra o risco de crescimento de bactérias é esterilizar a vapor ou autoclavar os filtros de ar estéreis. O calor desses processos cria reações intracelulares irreversíveis que desabilitam permanentemente os microorganismos. Como o vapor é comumente disponível em instalações de esterilização de linhas e tanques, é conveniente usar este vapor para a esterilização de filtros e carcaças. O vapor saturado é ideal para a esterilização do filtro, pois ele abandona seu calor a uma temperatura constante e este calor é usado para desnaturar as proteínas intracelulares dos microorganismos e torná-las inativas. É igualmente importante filtrar o próprio vapor. A Donaldson oferece dois tipos diferentes de filtros de vapor para produzir vapor culinário – o filtro de aço inoxidável sinterizado P-GS e o filtro de aço inoxidável plissado P-GSL N.
3. Monitoramento
O elemento de ar estéril não criará uma pressão diferencial para notificar quando uma troca de filtro for necessária. É importante fazer medições e registros periódicos para detectar a presença de contaminação microbiana. Um método consiste em conduzir testes de integridade dos elementos esterilizados do ar.
O tipo de filtro de ar estéril utilizado determinará o tipo de teste utilizado para verificar a integridade do filtro. Para elementos filtrantes de profundidade (por exemplo, P-SRF e P-SRF V), os filtros podem ser submetidos a um teste de integridade usando um teste de dispersão de óleo aerossolizado. Para filtros de membrana (por exemplo, PT N e P-SRF X), a integridade é verificada usando qualquer ponto de bolha de teste de fluxo difusivo. Estes métodos de teste devem ser usados para todos os filtros de ponto de uso para verificar se o ar em contato direto ou indireto com os alimentos está limpo e seguro.
4. Manutenção
Ao longo de muitas horas de uso, os filtros ficam obstruídos com contaminantes. O elemento passa por enormes tensões e, em dado momento, a integridade do filtro pode ser comprometida. A escolha da disposição adequada dos filtros sequenciais em série reduzirá muito a tendência de bloqueio, protegerá melhor a integridade dos filtros estéreis e levará a economias significativas através da redução dos custos de manutenção ao longo do tempo.
A Donaldson documentou os intervalos de troca de filtro recomendados que ajudarão a garantir que seu processo esteja protegido se os cronogramas de manutenção preventiva forem cumpridos. A proteção de seu processo, de seu cliente e da reputação de sua empresa pode depender apenas dele.
