Ultrafiltração para Concentração de Proteína de Leite e Soro do Leite

O sistema de Ultrafiltração ROTAINOX é concebido em módulos e estágios, dimensionados conforme a vazão de projeto, a concentração desejada, o espaço disponível e as interfaces com a planta existente. O produto, seja ele leite ou soro, é primeiramente recebido em um tanque de equilíbrio, normalmente denominado BTD, que tem a função de estabilizar a alimentação ao sistema. A partir desse tanque, uma bomba de alimentação específicamente dimensionada garante a vazão nominal requerida e conduz o fluido até os módulos de ultrafiltração. Antes de entrar nos housings de membranas, o produto é submetido a um sistema de filtração dupla para remover partículas com diâmetro acima do especificado e, assim, reduzir significativamente o risco de entupimento dos canais de escoamento, deposição de sólidos e formação acelerada de fouling.

Dentro dos estágios de ultrafiltração, o produto circula em loops com bombas dedicadas, permitindo manter velocidades tangenciais adequadas na superfície das membranas, o que é fundamental para a manutenção da permeabilidade e da vida útil dos elementos. O fator de concentração é ajustado por meio de uma válvula de contrapressão, que controla a pressão transmembrana, garantindo que a relação entre o fluxo de alimentação e o fluxo de concentrado atenda à especificação de projeto. Em cada estágio, os housings geram duas correntes bem definidas: o permeado, constituído principalmente de água, lactose e parte dos sais, e o retentado, que corresponde ao concentrado proteico. A vazão de permeado é medida individualmente em cada estágio, criando condições favoráveis para o monitoramento de desempenho, a identificação de desvios entre módulos e a tomada de decisão quanto a limpezas, trocas de membrana ou ajustes operacionais. O permeado segue para um tanque pulmão, a partir do qual é recalcado por uma bomba dedicada, conforme seja para alimentação de uma Osmose Reversa, e posteriormente diafiltração, ou aproveitamento em outras etapas ou descarte controlado.

O concentrado, por sua vez, transporta a fração proteica concentrada em diferentes níveis (por exemplo, 34%, 60% ou 80% na base seca), de acordo com o arranjo de processo e o objetivo da aplicação. Este concentrado deixa o sistema por meio de um tanque e de uma bomba de descarga dedicados, normalmente já na temperatura adequada, resfriado por um trocador de calor a placas. Essa condição de saída resfriada reduz riscos microbiológicos, favorece o armazenamento temporário e melhora a interface com equipamentos como evaporadores, secadores ou sistemas de mistura.

Do ponto de vista de higienização (CIP), o equipamento é desenvolvido para que toda a linha interna dos módulos de ultrafiltração e das tubulações associadas seja lavada sem desmontagem. As etapas de pré-enxágue, lavagem alcalina, enxágue intermediário, lavagem ácida e sanitização, quando aplicáveis, podem ser configuradas e monitoradas diretamente na IHM do sistema, com controle de vazões, temperaturas, tempos de recirculação e concentrações. Essa abordagem reforça a segurança sanitária, a repetibilidade dos ciclos de limpeza e a rastreabilidade do processo, contribuindo de forma decisiva para a produção de alimentos seguros.

O sistema ROTAINOX é equipado com componentes de alta qualidade e de renome mundial. Bombas e válvulas sanitárias de fabricantes reconhecidos, como Alfa Laval e Fristam, são especificadas para garantir robustez, facilidade de manutenção e conformidade com normas higiênico-sanitárias internacionais. Instrumentos de medição de vazão, pressão, nível e temperatura de fornecedores como Endress+Hauser e Bürkert, asseguram leituras confiáveis e estáveis, essenciais para o controle fino do processo. As membranas de ultrafiltração são selecionadas considerando tipo de produto, corte molecular, condições de operação e vida útil esperada, podendo incluir, por exemplo, elementos fornecidos por Kovalus, entre outros fabricantes compatíveis. A automação se apoia em controladores lógicos programáveis de marcas como Siemens, Rockwell ou Schneider, possibilitando integrações com sistemas supervisórios, registro histórico de dados, alarmes, intertravamentos e diagnósticos remotos. A interface homem-máquina é projetada de forma intuitiva, apresentando ao operador a visão consolidada do status de bombas, válvulas e instrumentos, tendências de variáveis críticas, receitas de processo e de CIP e mensagens de alarme, tornando a operação mais segura e padronizada.