Integrità del processo e prodotto nella produzione di yogurt presso Danone

Soluzione

Nella primavera del 2017, la divisione Ricerca e Sviluppo di Donaldson ad Haan, in Germania, concluse positivamente una lunga serie di test con filtri sterili per aria compressa, aria di fermentazione, anidride carbonica e altri gas di processo. Sono stati in grado di estendere in modo significativo la durata dei filtri sterili (P)-SRF garantendo al contempo l'elevato tasso di ritenzione, fondamentale per l'integrità del prodotto e del processo. Questo successo è stato possibile grazie all'impiego dei più recenti mezzi filtranti, che sono stati sottoposti a una lavorazione innovativa e all'ottimizzazione della stabilità meccanica e termica. Di conseguenza, sono state pienamente soddisfatte le richieste dei clienti, gli standard di qualità più elevati a livello mondiale e le direttive della direzione in materia di maggiore sicurezza, sostenibilità e innovazione.

Per Thomas Karollus, consulente tecnico di Donaldson per i filtri di processo, il passo successivo era ovvio: voleva mostrare a Danone i nuovi filtri e raccomandare alla società di confrontarli con le serie precedenti con applicazioni reali. La fiducia reciproca sviluppatasi in quasi 20 anni tra gli specialisti dei filtri di Donaldson e Danone a Ochsenfurt ha portato a una decisione rapida. Da luglio 2017, i precedenti elementi filtranti (P)-SRF e (P)-SRF N sono stati progressivamente sostituiti dai nuovi filtri sterili delle serie (P)-SRF C (C = aria compressa).

I nuovi filtri sterili nello stabilimento Danone di Ochsenfurt ...

Il filtro sterile (P)-SRF C soddisfa gli elevati standard sia dell'industria alimentare e delle bevande sia dell'industria farmaceutica, è efficace anche in condizioni operative estreme. L'elemento filtrante (P)-SRF C è un filtro plissettato di profondità dotato di rivestimento interno ed esterno di supporto e fondelli terminali in acciaio inossidabile. Il mezzo filtrante in borosilicato è impregnato di PTFE ed è dotato di tessuto protettivo esterno in PTFE. Il tasso di ritenzione è > 99,99999995% basato su 0,2 micron e > 99,99999995% basato su 0,02 micron. Per le particelle nanometriche (0,003 micron), la ritenzione è > 99,999999991%, che è stata verificata in base alla norma DIN EN 1822.

Tutti i componenti soddisfano i requisiti per il contatto indiretto con i prodotti alimentari in conformità al Titolo 21 del CFR (Codice dei regolamenti federali) e al Regolamento (CE) n.1935/2004. Nella fabbricazione del mezzo filtrante non viene impiegato nessun additivo chimico. Il design robusto consente oltre 160 cicli di sterilizzazione a 141 °C/290 °F in entrambe le direzioni di flusso consentendo inoltre l'adozione di altri metodi di sterilizzazione, quali l'ozono o il perossido di idrogeno (VPHP).

... e la loro importanza per la produzione

L'importanza di questi filtri per aria sterile risulta chiara se si considera la sequenza di processo nella produzione di yogurt:

Il contenuto di grassi e proteine del latte fresco viene agitato in modo piuttosto energico affinché le particelle di grasso si frantumino in particelle più piccole e si disperdano uniformemente. Durante il successivo processo di pastorizzazione, viene riscaldato a 90-95 °C/194-203 °F per alcuni minuti prima di essere raffreddato a 40 °C/104 °F. La fermentazione viene eseguita con una speciale miscela di cinque ceppi batterici.

La miscela viene fermentata in un serbatoio la cui temperatura viene mantenuta costante a 37 °C (99 °F) per un periodo di otto ore. Durante questo lasso di tempo, il latte acidifica e si addensa progressivamente. Durante questo stadio del processo, la miscela viene agitata delicatamente per mantenere una consistenza omogenea. Viene quindi raffreddata a 20 °C/68 °F per due ore al fine di ridurre l'attività di fermentazione. La miscela viene quindi travasata in tazze o bottiglie e infine raffreddata a 4 °C/39 °F per garantire che le colture rimangano intatte.(2)

I serbatoi vengono svuotati attraverso aria compressa sterile di elevata purezza; è qui che entra in gioco la filtrazione. L'aria compressa prodotta ed essiccata nella stazione centrale di aria compressa viene ridotta a circa 2 bar, con il filtro sterile (P)-SRF C che assicura che si tratta di aria sterile e priva di particelle. L'elevato tasso di ritenzione di batteri, virus e particelle fino a ≥ 3 nm (nanometri) supporta l'integrità del prodotto e del processo.

Dall'introduzione dei nuovi filtri sterili (P)-SRF C, il loro impiego in una vasta gamma di condizioni operative all'interno di industrie alimentari e farmaceutiche ha dimostrato che sono stati raggiunti più di 160 cicli di sterilizzazione. Ciò vale, ad esempio, per la sterilizzazione di 20 minuti in entrambe le direzioni di flusso con vapore saturo a 131 °C/268 °F. L'intervallo di sostituzione raccomandato da Donaldson è di 12 mesi.

Sterilizzazione di filtri con vapore saturo

In Danone, i filtri sono sterilizzati con vapore saturo, che deve soddisfare ugualmente elevati standard di purezza e viene filtrato mediante l'impiego di elementi filtranti a vapore Donaldson delle serie (P)-GS/(P)-GS VE e (P)-GSL N. L'elevata qualità del vapore contribuisce a estendere la durata dei filtri che richiedono la sterilizzazione a vapore, rendendo quindi l'intero processo più economico. Un'ulteriore peculiarità del nuovo filtro sterile (P)-SRF C riguarda le sue eccellenti proprietà di asciugatura. L'asciugatura e il ritorno immediato a pressioni differenziali ridotte dopo la sterilizzazione a vapore si ottengono in pochi secondi. Ne risulta una notevole riduzione dei tempi di fermo, del consumo di energia e delle sollecitazioni meccaniche sul setto filtrante.

La collaborazione tra Danone e Donaldson dimostra come, apportando piccole modifiche, si possono ottenere miglioramenti significativi con sostanziali benefici economici. Questo è perfettamente in linea con gli scopi e gli obiettivi aziendali di Donaldson: Sicurezza - Sostenibilità - Innovazione.