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Integridade de processos e produtos na produção de iogurte na Danone

Vida útil dos filtros estéreis estendida

Indústria: Produção de iogurte

Problema: Os filtros estéreis, que são usados na fábrica da Danone, têm que atender às altas exigências da indústria de alimentos e bebidas e também ser eficazes sob condições extremas de operação.

Solução: Os novos filtros estéreis Donaldson permitem uma considerável extensão da vida útil dos filtros, enquanto mantêm altas taxas de retenção – levando a uma significativa economia de custos.

Situação

Os produtos de iogurte e sobremesa são de particular importância para a indústria de laticínios. Na Alemanha, o consumo anual de iogurte per capita em 2016 foi de 16,8 kg / 37 lbs(1). ACTIVIA da Danone é uma das marcas mais conhecidas de iogurte. A produção na fábrica de Ochsenfurt am Main na Alemanha é realizada sob condições rigorosas que regem a integridade do produto, envolvendo a filtragem como uma das principais tecnologias na sequência do processo biotecnológico. Uma nova série para a filtragem estéril de ar comprimido garante um alto grau de confiabilidade do processo. Este desenvolvimento inovador também traz consigo um fator econômico de particular importância: a vida útil do filtro é consideravelmente prolongada.

(P)-SRF C filtro de profundidade de ar estéril plissado
Solução

Na primavera de 2017, a divisão de Pesquisa e Desenvolvimento da Donaldson em Haan/Alemanha pôde relatar a conclusão bem sucedida de uma longa série de testes com filtros estéreis para ar comprimido, ar de fermentação, dióxido de carbono e outros gases de processo. Eles tinham sido capazes de estender significativamente a vida útil da série de filtros estéreis (P)-SRF enquanto ainda garantiam a alta taxa de retenção, que é crucial para a integridade do produto e do processo. Este sucesso foi possível com o uso dos mais recentes meios filtrantes, que passaram por um processamento inovador e otimização da estabilidade mecânica e térmica. Como resultado, as solicitações dos clientes, os padrões de qualidade mais elevados em todo o mundo na produção e as diretrizes de gestão relativas a maior segurança, sustentabilidade e inovação foram todos atendidos.

Para Thomas Karollus, Engenheiro Consultor da Donaldson para filtros de processo, o próximo passo era óbvio – ele queria mostrar à Danone os novos filtros e recomendar que a empresa os comparasse com as séries anteriores, utilizando-os na prática. A confiança mútua que se desenvolveu ao longo de quase 20 anos entre os especialistas em filtros da Donaldson e da Danone, em Ochsenfurt, foi tomada para uma decisão rápida. Desde julho de 2017, os elementos filtrantes anteriores (P)-SRF e (P)-SRF N foram gradualmente substituídos pelos novos filtros estéreis da série (P)-SRF C (C = ar comprimido).

Sistema de filtragem na sala do tanque
Os novos filtros estéreis na fábrica da Danone em Ochsenfurt.

O filtro (P)-SRF C estéril atende às altas exigências tanto da indústria de alimentos e bebidas quanto da indústria farmacêutica, e também é eficaz sob condições operacionais extremas. O elemento filtrante (P)-SRF C é um filtro de profundidade plissado com revestimento de apoio interno e externo e tampas de fechamento feitas de aço inoxidável. O meio filtrante borossilicato é impregnado com PTFE e é equipado com tecido de proteção exterior PTFE. A taxa de retenção é > 99,99999995% com base em 0,2 micra e > 99,99999995% com base em 0,02 micra. Para partículas de nanoescala (0,003 micra), a retenção é > 99,999999991%, o que foi verificado com base na norma DIN EN 1822.

Todos os componentes atendem aos requisitos para contato indireto com alimentos de acordo com o Título 21 do CFR (Código de Regulamentos Federais) e o Regulamento (CE) Nº 1935/2004. Nenhum aditivo químico é usado na fabricação do meio filtrante. O projeto robusto permite mais de 160 ciclos de esterilização a 141 °C / 290 °F em ambas as direções de fluxo e também permite o uso de outros métodos de esterilização, tais como ozônio ou VPHP.

… e seu significado para a produção

O significado desses filtros de ar estéreis torna-se claro ao considerar a sequência de processo envolvida na produção de iogurte:

O conteúdo de gordura e proteína do leite fresco entregue é ajustado, e o leite é mexido vigorosamente o suficiente para que a gordura se estilhace em partículas menores e se disperse uniformemente. Durante o processo de pasteurização subsequente, ele é aquecido a 90-95 °C / 194-203 °F por alguns minutos antes de ser resfriado a 40 °C / 104 °F. A fermentação é realizada com uma mistura especial de cinco linhagens bacterianas.

Thomas Karollus, engenheiro de vendas da Donaldson, explica a tecnologia de filtragem na sala do tanque. O filtro (P)-SRF C estéril garante altas taxas de retenção e uma longa vida útil.

A mistura é fermentada em um tanque cuja temperatura é mantida constante a 37 °C / 99 °F por um período de oito horas. Durante este tempo, o leite acidifica e gradualmente engrossa. Durante esta etapa do processo, a mistura é suavemente agitada para manter uma consistência suave. Depois é resfriado a 20 °C / 68 °F por duas horas a fim de reduzir a atividade do fermento. A mistura é então decantada em copos ou garrafas e finalmente resfriada a 4°C/39°F para garantir que as culturas permaneçam intactas.(2)

Os tanques são esvaziados por pressão com ar comprimido estéril e de alta pureza; é aqui que entra em jogo a tecnologia de filtragem. O ar comprimido produzido e seco na estação central de ar comprimido é reduzido a aproximadamente 2 bar, com o filtro esterilizado (P)-SRF C assegurando que este ar seja estéril e livre de quaisquer partículas. Alta taxa de retenção de bactérias, vírus e partículas de até 3 nm (nanômetros) para ajudar a garantir a integridade do produto e do processo.

Desde a introdução dos novos filtros estéreis (P)-SRF C, seu uso sob uma ampla gama de condições operacionais nas indústrias alimentícia e farmacêutica tem mostrado que mais de 160 ciclos de esterilização são alcançados. Isto se aplica, por exemplo, à esterilização de 20 minutos em ambas as direções de fluxo com vapor saturado a 131 °C / 268 °F. O intervalo de substituição recomendado pela Donaldson é de 12 meses.

(P)-GSL N filtro de vapor – grande plano da teia de fibra de aço inoxidável
Esterilização dos filtros com vapor saturado

Na Danone, os filtros são esterilizados com vapor saturado, que deve atender padrões de pureza igualmente altos, e são filtrados usando os elementos filtrantes de vapor Donaldson da série (P)-GS/(P)-GS VE e (P)-GSL N. A alta qualidade do vapor contribui para a vida útil prolongada dos filtros que requerem esterilização, tornando assim todo o processo mais econômico. Outra característica do novo filtro (P)-SRF C estéril está relacionada com suas excelentes características de secagem. A secagem por sopro, e o retorno imediato a baixas pressões diferenciais após a esterilização a vapor, é concluída em poucos segundos. Como resultado, os tempos de parada, o consumo de energia e as tensões mecânicas no meio filtrante são significativamente reduzidos.

A cooperação entre a Danone e a Donaldson demonstra como melhorias significativas com benefícios econômicos substanciais podem ser alcançadas por meio de pequenas mudanças. Isto está completamente de acordo com as metas e objetivos corporativos da Donaldson: Segurança – Sustentabilidade – Inovação.

Tem mais perguntas sobre como nossos produtos beneficiam o seu negócio?

(1) Fonte: MIV/molkerei industrie
(2) Fonte: 
www.danone.com – www.danoneactivia.co.uk/about-us/how-activia-yogurt-produced
Aviso importante
Muitos fatores além do controle da Donaldson podem afetar o uso e o desempenho dos produtos Donaldson em uma determinada aplicação, incluindo as condições sob as quais o produto é usado. Uma vez que estes fatores são únicos dentro do conhecimento e controle do usuário, é essencial que este avalie os produtos para determinar se o produto é adequado para o propósito particular e adequado para a aplicação do usuário. Todos os produtos, especificações de produtos, disponibilidade e dados estão sujeitos a alteração sem aviso prévio, e podem variar de acordo com a região ou país. 

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