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Na indústria de alimentos e bebidas, a separação minuciosa de partículas tem sido cada vez mais importante na produção de cervejas, sumos, sucos e muitos produtos lácteos. A filtração por membrana é simples e eficaz, utilizada para melhorar a qualidade dos alimentos processados.
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A filtração por membrana é uma técnica que utiliza uma barreira física, sob a forma de membrana porosa ou filtro, para separar as partículas num fluído. Estas partículas são separadas com base no seu tamanho e forma. E utilizam para tal o efeito da pressão e membranas especialmente desenhadas para o processo, apresentando poros com diferentes diâmetros. Todos eles pretendem a separação ou concentração de substâncias num líquido. Veja o processo simplificado do funcionamento de um sistema de filtração por membrana.
Sistema de Filtração por Membrana (osmose).
As filtrações mais utilizadas são as de ultrafiltração e osmose reversa.
Osmose reversa
Nesse método, uma pressão hidráulica é aplicada numa solução e essa pressão acaba sendo maior do que a própria pressão osmótica da solução. Assim, faz com que as moléculas de água e o solvente da solução se difundam através da membrana. As pressões típicas de operação estão entre 2500 kPa e 6800 kPa. Esse tipo de processo é usado para soluções que possuem uma concentração muito baixa de soluto e, caracteristicamente, é empregada para tratamento de água.
Ultrafiltração em processos
A membrana de ultrafiltração é empregada nos trabalhos com macromoléculas, como proteínas e ácidos nucleicos. Serve para fazer a concentração, diálise e purificação. Seus poros são tão pequenos que nem são classificados por tamanho de poro. Mas sim por uma estimativa de sua retenção molecular média. O maior uso desta membrana está na fabricação de insumos biotecnológicos de alta pureza. Como o princípio ativo de um fármaco, por exemplo. Esse processo tem se tornado cada vez mais comum na indústria de laticínios para fracionamento do leite.
Uso da ultrafiltração na indústria de alimentos e bebidas
Na indústria alimentar e de bebidas, a filtração por membrana é a mais moderna tecnologia para a clarificação, concentração, fracionamento (separação de componentes), dessalinização e purificação de uma variedade de bebidas. É também aplicada, com o objetivo de melhorar a segurança alimentar dos produtos. Sem ter de recorrer a tratamentos térmicos. Alguns exemplos de produtos finais, cuja produção implica na utilização desta técnica, são os sumos de frutas e vegetais (como a maçã e a cenoura), queijos (ricota), gelados, manteigas e leites fermentados; lacticínios desnatados ou com baixo teor em lactose; leite microfiltrado; cervejas, vinhos e cidras sem álcool, etc.
Ultrafiltração na fabricação do queijo
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A ultrafiltração do leite representa a primeira verdadeira inovação na história da confecção do queijo e oferece vantagens consideráveis, quer aos fabricantes, como aos consumidores. Durante o processo de fabrico de queijo, alguns dos nutrientes presentes no leite são perdidos no soro (hidratos de carbono, vitaminas solúveis e minerais). Estas perdas têm consequências econômicas consideráveis, no processo de transformação.
A ultrafiltração é um meio eficaz para recuperar estes subprodutos que podem serão utilizados posteriormente para desenvolver outros produtos alimentares. Ao mesmo tempo, o resultado é a obtenção de produtos de queijo com um maior valor nutricional.
Outra aplicação, no caso do queijo, é a utilização da microfiltração para eliminar microrganismos indesejados do leite utilizado na produção de queijo fresco. A ultrafiltração de leite é ainda outra maneira de aumentar os sólidos antes de moldar o queijo. A maior diferença entre Osmose Reversa e Ultrafiltração é que a Osmose reversa retém todo o sólido do leite. Enquanto a ultrafiltração permite a passagem da lactose e muitos outros minerais de leite através da membrana. Isto frequentemente tem um benefício para o produtor de queijo, uma vez que este queijo produzir menos soro de leite a ser manuseado e aumento do rendimento dos queijos moldados. Veja o fluxograma da filtração por membrana.
Leite microfiltrado
Técnicas clássicas utilizadas para melhorar a conservação e a segurança baseiam-se no tratamento térmico, como a pasteurização e esterilização. Estas técnicas alteram algumas das propriedades sensoriais do leite, como o seu sabor, por exemplo. A microfiltração constitui uma alternativa ao tratamento térmico. Na medida em que reduz a presença de bactérias e aumenta a segurança microbiológica dos produtos lácteos, ao mesmo tempo, preserva o seu sabor.
O leite microfiltrado fresco mantém-se durante mais tempo que o tradicional leite fresco pasteurizado. Existem ainda novidades na tecnologia de produção de membranas, que conduzem a condições de segurança e higiene semelhantes às obtidas pela termização do leite magro a 50°C.
Este processo vai permitir a comercialização de um novo tipo de leite, que pode ser armazenado à temperatura ambiente, durante cerca de seis meses, e que terá um sabor idêntico ao do leite fresco pasteurizado.
Ultrafiltração na indústria de sorvetes
Na indústria dos sorvetes, a ultrafiltração do leite antes da mistura é principalmente utilizada para alterar o conteúdo da lactose. O aumento do nível de proteína do sorvete permite mobilização de muita água. Contudo adicionando sólidos de leite em pó desnatado, aumenta especialmente o conteúdo de lactose que contribui para o estado arenoso da formação de cristal durante o congelamento. A ultrafiltração remove a lactose no permeado além de outros minerais lácteos. Utilizando a ultrafiltração, pode-se aumentar sua proteína sem o efeito colateral de aumento da concentração de lactose. Bem como o alcance de maior data de validade, devido ao menor choque térmico no ciclo de descongelamento.
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