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Osmose Reversa para Soro e Leite

Osmose Reversa para Soro e Leite

A tecnologia de filtração por membranas é um conjunto de processos de separação de alta eficiência que utiliza membranas semipermeáveis para dividir um fluxo líquido em duas correntes: o permeado, fração que atravessa a membrana, e o retentado, fração que é retida. Dependendo da estrutura da membrana e do tamanho de seus poros, são estabelecidas diferentes faixas de operação, como Osmose Reversa (RO), Nanofiltração (NF), Ultrafiltração (UF) e Microfiltração (MF). A Osmose Reversa é normalmente utilizada quando se deseja remoção intensa de sais dissolvidos e pequenas moléculas, em substituição ou complemento a processos térmicos de concentração com consumo energético mais elevado. A Nanofiltração se aplica em situações em que se busca separar moléculas orgânicas de maior tamanho, parte de sais multivalentes e determinados compostos específicos, permitindo ajuste fino da composição de soro, águas de processo e bebidas entre outros. A Ultrafiltração, por sua vez, é amplamente utilizada para retenção de proteínas, coloides e macromoléculas, sendo a tecnologia-chave para produção de concentrados proteicos a partir de leite e soro, além de diversas aplicações em alimentos, bebidas, farmacêutico e biotecnologia. Já a Microfiltração é empregada em faixas de poros maiores, voltada à remoção de partículas em suspensão, gorduras e microrganismos, contribuindo para clarificação, padronização e suporte à estabilidade microbiológica.

Essas tecnologias encontram aplicação em uma ampla gama de segmentos industriais, como o lácteo, o de bebidas, o alimentício em geral, o farmacêutico, o químico fino e o de tratamento e reúso de água. Em todos esses contextos, a filtração por membranas se destaca pela eficiência energética, pela operação em baixa temperatura, pela possibilidade de modularidade e ampliações, pela redução na geração de resíduos e efluentes e pela grande precisão no atendimento às especificações de produto. Em comparação com outros processos, o uso de membranas permite maior preservação das propriedades nutricionais e sensoriais, menor consumo de energia e melhor aproveitamento da matéria-prima. Na prática, isso se traduz em produtos de maior valor agregado, melhor rendimento industrial e menor impacto ambiental ao longo de toda a cadeia produtiva.

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Informações

O setor lácteo e de ingredientes derivados do leite opera sob pressão crescente por eficiência energética, disponibilidade de utilidades e padronização de qualidade, em um contexto de custos elevados e metas de sustentabilidade mais rigorosas. Em paralelo, a indústria busca reduzir a dependência de etapas térmicas intensivas, minimizar geração de efluentes e ampliar o reúso interno de água, mantendo segregação sanitária e rastreabilidade compatíveis com padrões globais. Nesse ambiente, tecnologias por membranas ganham protagonismo por entregar separações a frio, com controle de processo orientado por dados e alta repetibilidade operacional.

A Osmose Reversa (OR) aplicada ao soro de leite é utilizada como etapa estratégica de pré-concentração e/ou recuperação hídrica, dependendo da arquitetura da planta. Quando operada sobre soro doce ou ácido previamente clarificado e condicionado, a OR promove remoção seletiva de água com alta rejeição de sólidos dissolvidos, elevando o teor de sólidos totais no retentado e reduzindo o volume. Em configurações integradas, a OR também é aplicada no permeado de UF/NF (ex.: permeado de nanofiltração ou ultrafiltração), gerando um permeado de baixa condutividade para reúso controlado e concentrando a carga remanescente em uma corrente dedicada, melhorando o balanço hídrico e reduzindo a carga em ETE.

Para leite (integral ou desnatado), a OR se posiciona como alternativa robusta de concentração a frio, especialmente para reduzir volume de processo e otimizar a capacidade de evaporadores, quando aplicável. A operação é baseada em módulos de membranas em regime de alta rejeição e pressões típicas de média a alta, com recirculação e controle rigoroso de TMP, vazões e temperatura para manter estabilidade de fluxo e preservar a qualidade do produto. O retentado apresenta aumento de sólidos totais com mínima alteração térmica, enquanto o permeado é majoritariamente água, permitindo estratégias de integração em utilidades e enxágues, conforme política de segregação e requisitos de qualidade da planta.

A implementação de OR em soro e leite, quando suportada por pré-tratamento adequado, instrumentação sanitária e rotinas de CIP parametrizadas, amplia a previsibilidade operacional e a consistência de especificação do concentrado. O resultado é um processo mais eficiente em energia e utilidades, com redução de volumes em etapas térmicas, melhor gestão de água e efluentes e maior flexibilidade para atender diferentes demandas de mercado em ingredientes e bases lácteas.

O Sistema de Osmose Reversa (OR) ROTAINOX é projetado para processamento de soro de leite e leite (integral ou desnatado), com foco em remoção seletiva de água para pré-concentração de sólidos e/ou recuperação de água de processo para reúso controlado, conforme segregação e requisitos sanitários da planta. A operação é baseada em membranas de OR em regime de alta rejeição, tipicamente em média a alta pressão (faixas usuais de 20 a 30 bar, variando com temperatura, composição, viscosidade, fator de concentração e recuperação desejada), utilizando o gradiente de pressão transmembrana como força motriz, com arquitetura adequada para estabilidade hidráulica e proteção dos elementos.

Durante o processo, o permeado de OR é composto majoritariamente por água com baixíssimo teor de sólidos dissolvidos, enquanto o retentado concentra os componentes retidos. No soro, a OR é aplicada como etapa de pré-concentração antes de evaporadores/secadores e/ou como polimento de correntes de permeado (ex.: após UF/NF), reduzindo volume hidráulico e melhorando o balanço de utilidades, com gestão dedicada do retentado concentrado em sais/solutos. No leite, a OR atua como concentração “a frio”, elevando sólidos totais com mínima carga térmica, reduzindo volume a jusante e ampliando capacidade efetiva de equipamentos térmicos subsequentes, mantendo previsibilidade de especificação e consistência de produto quando operada dentro da janela definida de viscosidade e pressão.

Uma estratégia amplamente adotada em plantas de ingredientes é integrar OR ao arranjo de membranas e utilidades, direcionando o permeado para reúso interno (enxágues controlados, utilidades e/ou preparação de soluções, conforme projeto e segregação) e reduzindo captação e geração de efluentes. Ao concentrar correntes com alta eficiência de remoção de água, a OR reduz consumo específico de vapor em evaporação, melhora a estabilidade do circuito hídrico e contribui para maior disponibilidade da linha. Em paralelo, quando aplicada ao permeado de NF/UF no contexto de soro, a OR entrega uma água de baixa condutividade que suporta estratégias de CIP e enxágue com maior repetibilidade, reduzindo interferências por sais/dureza e mitigando riscos de incrustação em recirculações aquecidas.

O sistema de OR ROTAINOX é concebido em módulos e estágios, dimensionados conforme vazão de projeto, condutividade/composição da alimentação, metas de recuperação (%), limites de pressão, disponibilidade de utilidades e interfaces com a planta existente. O produto (soro ou leite) é recebido em tanque de equilíbrio (BTD) para estabilização de vazão, temperatura e condição de alimentação, seguido por bomba de alimentação e bomba(s) de alta pressão com controle de rampa, assegurando pressurização estável, proteção das membranas e transientes controlados.

Antes dos housings, a corrente passa por filtração de segurança em filtro duplo (micra adequada ao serviço), mitigando risco de deposição, bloqueio de canais e eventos de fouling acelerado. A OR opera com malhas de controle dedicadas para pressão/TMP, vazões, temperatura e condutividade, permitindo ajuste fino de recuperação e monitoramento contínuo de desempenho. A vazão e a qualidade do permeado são acompanhadas por instrumentação sanitária, com registro de tendências, alarmes e intertravamentos, favorecendo rastreabilidade, diagnóstico de desvios e tomada de decisão orientada por dados.

O permeado de OR é direcionado para tanque dedicado, com bombeamento específico para pontos de reúso definidos em projeto, sempre com segregação e controle sanitário adequados. O retentado é encaminhado para tanque e bombeamento dedicados, para integração a etapas subsequentes (pré-concentrado) ou para gestão/tratamento quando se tratar de correntes de polimento. O conjunto é desenvolvido para operação com CIP completo, sem desmontagem, parametrizado em IHM, cobrindo pré-enxágue, lavagens alcalina/ácida e sanitização, com controle de vazão, temperatura, tempo e condutividade, assegurando consistência operacional e maior vida útil dos elementos.

Detalhes Técnicos

Modelos

SSC

Dimensionamento

PRNT25: 2500x1000 || PRNT50: 2800x1500 || PRNT80: 3200x1750 || PRNT100: 3500x2000 || PRNT150: Aprox.: 7200x2000

Vazão

0,5 a 60m³/h (outras vazões mediante avaliação)

Temperatura Máxima de Pasteurização

Mínimo 72°C

Temperatura Máxima do Sistema

100ºC

Tempo de Retenção

16 a 18 segundos

Taxa de Regeneração

Até 94%

Materiais

AISI-304L e AISI-316L

Placas

KELVION

Instrumentos

ENDRESS + HAUSER

Válvula de Controle de Vapor

BÜRKERT

Bombas

ROTAINOX, ALFA LAVAL e FRISTAM

Certificações

3-A Sanitary Standards (EUA), EHEDG – European Hygienic Engineering & Design Group

Automação/Elétrica

SCHNEIDER, SIEMENS e ROCKWELL

Imagens

Benefícios e Diferenciais do Sistema ROTAINOX

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Projeto sob medida para cada aplicação
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Pré-concentração com redução de carga térmica
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Recuperação hídrica e permeado de baixa condutividade
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Operação estável com controle de TMP, vazões e qualidade
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Filtração de segurança e estratégia de mitigação de fouling/scaling
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Conceito modular e escalável
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Design sanitário e CIP completo
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Componentes e instrumentação de padrão internacional

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