Aplicação de membranas na indústria de alimentos

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familiarização com o tema utilizou-se de outras expressões relacionadas ao objetivo geral e

objetivos específicos. Os resultados de artigos utilizados no trabalho estão descritos nas

referências.

DESCRIÇÃO DOS RESULTADOS DA PESQUISA BIBLIOGRÁFICA

MICROFILTRAÇÃO

A microfiltração é um método de separação por membranas utilizada para realizar a

separação de sólidos em suspensão e bactérias. É o método mais próximo que tem da filtração

convencional. Seus poros têm tamanho de 0,1 a 0,2 micrômetros e força motriz < 2 bar.

O método é bastante simples: por força da gravidade ou outro método de pressão, água

e compostos dissolvidos passam pela membrana enquanto bactérias, material em suspensão ou

emulsão ficam retidos na membrana, como mostra a figura 1.

Figura 1- Processo com membrana de microfiltração

Fonte: Nitto, 2013.

ULTRAFILTRAÇÃO

A ultrafiltração está situada entre a microfiltração e a nanofiltração. É um processo de

separação por membranas utilizado quando se deseja purificar e fracionar soluções contendo

macromoléculas. O diâmetro dos poros das membranas varia entre 0,001 até 0,05 micrômetros,

e como são menores em relação à microfiltração, uma força motriz maior é necessária para

obter fluxos permeados elevados o suficiente para que o processo possa ser utilizado

positivamente. A força motriz utilizada é de 1-10 bar. Membranas de ultrafiltração tem o

objetivo de purificar soluções contendo matéria biológica, rejeitar solutos, normalmente

macromoléculas, como as proteínas, sendo que no permeado passam açúcares e sais.

NANOFILTRAÇÃO

É um processo que tem como técnica, desassociar soluções heterogêneas e solutos que

se denotam dissolvidos na água. Essa membrana opera como barreira seletiva, viabilizando

passagens de alguns componentes na mesma hora em que obstrui acesso de outros. Entre

variadas técnicas de filtração, a nanofiltração se designa por ser um dos meios utilizados para

efetivar a separação por membrana. Sua aplicação está situada entre a osmose reversa e a

ultrafiltração que também são processos de mesmos fins, porém quando estas duas não são

eficazes, a nanofiltração é vista como melhor opção.

Essa técnica retém espécies iônicas de tamanhos maiores, incluindo íons bivalentes e

multivalentes, além das moléculas com maiores complexidades. As pressões a serem

trabalhadas são mais baixas, operando com uma força motriz de 5 a 35 bar; remove cálcio e

magnésio, mas não é tão eficiente na remoção de dessalinização deixando passar um pouco de

cloro desse modo, são empregues bombas para aumento dos níveis de pressão, resultando

então em maior economia nos gastos relacionados aos investimentos e operações.

As vantagens presentes na utilização do processo de nanofiltração são: 1) operação

eficiente – devido as membranas de baixa pressão; 2) taxas de retenção de sal; 3) custos

reduzidos; 4) longa vida útil das membranas; 5) melhor qualidade de produção – alta

porcentagem de produção interna; 6) qualidade pura; 7) instalação do sistema facilitadora de

serviço em estruturas de aço ou de aço inoxidável anticorrosivo e com revestimento de pó.

OSMOSE REVERSA

A Osmose é o nome dado ao movimento da água entre meios com concentrações

diferentes de solutos separados por uma membrana semipermeável. É um processo físico

químico importante na sobrevivência das células. A osmose pode ser vista como um tipo especial

de difusão em seres vivos. A Osmose Reversa é um processo de separação que usa pressão para

forçar uma solução através de uma membrana que retém o soluto em um lado e permite que o

solvente passe para o outro lado. Mais formalmente, é o processo de forçar a solução de uma

região de alta concentração de soluto através de uma membrana para uma região de baixa

concentração de soluto, através da aplicação de uma pressão externa que exceda a pressão

osmótica¹.

Na indústria de alimentos e bebidas, a separação minuciosa de partículas tem sido cada

vez mais importante na produção de cerveja, sumos, sucos e muitos produtos lácteos. A filtração

por membrana é simples e eficaz, utilizada para melhorar a qualidade dos alimentos

processados. Nesse método uma pressão hidráulica é aplicada numa solução e essa pressão

acaba sendo maior do que a própria pressão osmótica da solução, fazendo com que as moléculas

de água e o solvente da solução se difundem através da membrana. As pressões típicas de

operação estão entre 2500 kPa e 6800 kPa. Esse tipo