Filtración eficiente en la Industria de las bebidas

Calidad y eficiencia son las dos premisas que Sartorius promueve mediante un proceso de filtrado seguro. Por otra parte, es imperativo realizar un test de integridad periódico para determinar el correcto funcionamiento del sistema.

Máquinas de filtrado sartorius

La filtración final consiste de una prefiltrasion (filtro de profundidad con una o dos etapas) y una filtración por una membrana. Esto garantiza que la bebida se envasa libre de microorganismos dañinos y en consecuencia se podrá obtener un producto final de calidad. A su vez, las características del producto (sabor, color y aroma) no deberían verse alteradas. Estos sistemas aseguran la eficiencia del proceso con alto rendimiento, prolongada vida útil y empleo sin parada.

Área de utilización

Durante la producción de cerveza y vino se practican diferentes tipos de filtración, como por ejemplo la de flujo trangencial, que sirven para reducir la turbidez, la concentración de partículas y microorganismos. En la elaboración de algunas bebidas se les dosifica gas carbónico u oxígeno que han sido filtrados mediante una membrana hidrophobica para esterilizarlos antes de su dosificación. Dependiendo del grado de automatización de la línea completa de envasado se instalan sistemas de filtración semiautomáticos o totalmente automáticos.

EL REQUISITO PRINCIPAL PARA UN PROCESO DE
FILTRACIÓN SEGURO ES QUE SE REALICEN CICLOS REGULARES DE LIMPIEZA Y ESTERILIZACIÓN.

La gran mayoría de filtros se componen de dos cuerpos. El primero contiene cartuchos de prefiltración (1 o 2 etapas dependiendo de la filtrabilidad de la bebida), mientras que el segundo cuenta con cartuchos de filtración de membranas. Ambos cuerpos están integrados a la infraestructura correspondiente de la envasadora. Por otra parte, la instalación está provista de conexiones con agua, vapor, gas y CIP. Estos son necesarios para la limpieza y esterilización tanto de los cartuchos y accesorios como los correspondientes a los equipos completos. La presión en el sistema de filtración es controlada por un medidor de diferencial de presión. La estructura del equipo contiene los instrumentos de medición y las conexiones necesarias para poder realizar el test de integridad.

Instalaciones totalmente automáticas están provistas de un software con programas para efectuar el test de integridad y con otros para la limpieza y esterilización. Tanto los datos del proceso y los resultados del test de integridad se almacenan en un banco de datos. Una evaluación sistemática de los primeros se prestan para la optimización del proceso y garantizan la eficiencia y reducen la filtración.

Cartuchos de la prefiltración y filtro de membranas

La matriz del filtro del cartucho de prefiltración es una estructura tridimensional compuesta de hilos. La retención de partículas y microorganismos se realiza mayormente en el fondo de la matriz mediante una retención mecánica o por adsorción. El mérito de este elemento filtrante es su extremadamente alta capacidad de retención de partículas, la cual es influenciada por el diámetro de los hilos y la dimensión del vellón utilizado.

Los cartuchos de filtración de membranas se utilizan principalmente en la última etapa, ya que garantizan una retención total de partículas y de microorganismos dañinos a la bebida. Esta se realiza principalmente en la superficie de la membrana expuesta al flujo mediante un “efecto cedazo”. Partículas y microorganismos de mayor tamaño que el diámetro de los poros de la membrana serán retenidas con certeza.

La selección del diámetro de los poros depende del tamaño de los microorganismos o partículas que se quieran retener. La combinación (cartuchos de prefiltración + cartuchos de membrana) óptima debería ser seleccionada tomando en cuenta lo siguiente:

Cuán exigentes son las especificaciones del filtrado (libre de microorganismos dañinos).
Proceso de elaboración.
Costo tolerable de esta filtración en comparación con la tecnología convencional.
Eficiencia.

Material de membranas y del vellón

La vida útil de estos filtros en la industria de las bebidas suele ser entre unos meses y un año, dependiendo del producto filtrado y de las condiciones del proceso. Durante su tiempo de servicio se esterilizan los cartuchos de filtración regularmente con agua caliente o vapor, como también se regeneran periódicamente con agua fría o caliente y diferentes productos de limpieza. Al desarrollar nuevos productos para los cartuchos de filtración, Sartorius toma en cuenta las exigencias de las condiciones de proceso.

Cartuchos de filtración sartorius

La matriz filtrante en la prefiltración consiste primordialmente de polipropileno. La combinación de vellones finos y gruesos tiene una muy fuerte influencia sobre la retención de partículas y la duración de las corridas de los cartuchos.
Vellones de polipropileno como Sartopure PP (con una tasa de retención desde 0,45y hasta 50y) se caracterizan por una amplia compatibilidad con diferentes sustancias químicas, lo que permite utilizar ácidos y álcalis con un pH de 1 – 14 para la limpieza y regeneración de los cartuchos. En la industria de bebidas se utiliza principalmente agua caliente (> 80°C) o vapor (105°C – 110°C) para la esterilización. La construcción completa del cartucho de prefiltración (drainage Vlies adapter) es de polipropileno.

Jumbo Star, filtro de Sartorius (con una tasa de retención desde 0,45y hasta 20y), se desarrolló especialmente para usos que requieren de muy altos caudales. La matriz de filtración se confecciona con una tecnología de plisado (formación de pliegues) desarrollada recientemente. Esta nueva estructura geométrica garantiza una larga vida útil, como tambien una protección máxima para el filtro de membranas. El Jumbo Star puede sustituir a muchos cartuchos estandar de filtro mientras garantiza los costos más bajos de filtración para condiciones de proceso fidedignas.

Los filtros de membranas se caracterizan por su tamaño de poros, por ejemplo: 0,2 μm; 0,45 μm o 0,65 μm. Para la selección más correcta del tamaño de poros del filtro de membranas es indispensable determinar el tamaño del microorganismo dañino a remover. Por tal motivo, se encuentra disponible en la industria de alimentos y bebidas un filtro de membranas correspondiente para cada uso.

Aquasart PS, Vinosart PS, Sartocool PS

Para bebidas se utilizan principalmente filtros de membranas con una membrana de PESU (poliéster sulfonal). En el área de filtración de bebidas se consiguen los mejores resultados (caudal y estabilidad) mediante la utilización una capa de membrana. En la industria de alimentos y bebidas se le pone un gran valor a la estabilidad de las membranas de los cartuchos, ya que el filtro sufre fuertes variaciones de presión durante la filtración, aunque también se exige que pueda filtrar altos caudales de líquido.
Diferentes estructuras de la membrana, así como modificaciones específicas, garantizan la máxima seguridad microbiológica al costo mínimo para los más variados usos de la filtración, llámese: cerveza, vino y agua. La membrana de PESU, utilizada en los productos Sartocol PS, Vinosart PS y Aquasart PS, se caracteriza por una excelente compatibilidad con soluciones CIP ácidos y alcalinos con pH de 1 a 14.

La vida del filtro se alarga con las regeneraciones, reduciendo así los costos de filtración.

EL PRODUCTO
FILTRADO DEBERÍA QUEDAR LIBRE DE
MICROORGANISMOS DAÑINOS A LA BEBIDA, LO QUE SE CONSIGUE CON LA APLICACIÓN DE UN FILTRO DE MEMBRANAS.

La calificación de cartuchos de filtro

Los cartuchos de filtración de membranas son testados individualmente para su integridad durante el proceso de producción. De este modo, Sartorius puede garantizar la más alta calidad de sus productos y unas condiciones confiables del proceso en esta última etapa directamente antes del envasado. La DIN EN ISO 9001:2000 define los métodos de prueba relevantes a la práctica con respecto a la calificación del caudal, la estabilidad térmica y mecánica, la compatibilidad química y el tiempo de vida. Los cartuchos de prefiltración se someten a pruebas periódicas para determinar su grado de retención de partículas de determinado tamaño. También se les hacen pruebas bajo condiciones para corroborar su capacidad para retener partículas, como también su efectividad en la protección del filtro de membranas.

El aspecto determinante en la calificación de los filtros de membranas es la comprobación de la habilidad de retención de bacterias mediante el Bacteria Challenge Test, el cual se realiza con microorganismos dañinos típicos para la bebida.

Test de integridad

Para garantizar la más alta calidad microbiológica del producto, es necesario comprobar su integridad en periodos regulares. Este testeo se realiza después de la esterilización del sistema completo y antes de la siguiente corrida de filtración. Se garantiza de esta manera que el filtro total retiene los microorganismos dañinos a la bebida.

Más información: www.sartorius.com

 

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Cambian los alimentos y en el Código Alimentario Argentino