Integridade de processos e produtos na produção de iogurte na Danone

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).

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.

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.

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.