Sistema de microfiltración | Pall Corporation

Sistema de microfiltración Aria de Pall Los sistemas de membranas Aria de Pall están diseñados para cumplir con los estrictos requisitos de la industria láctea y de otros tipos, produciendo agua de alta calidad independientemente de las variaciones en el agua de origen sin tratar.

El sistema de microfiltración Aria™ de Pall clarifica de manera uniforme el agua de río con picos de alta turbidez

Producto: Sistema Aria AP de Pall

 

Con la complejidad cada vez mayor de los equipos y las operaciones de productos lácteos, existe una tendencia cada vez mayor a favor de procesos de tratamiento de agua más confiables y de mayor calidad. Asimismo, a medida que la utilización de nuestros recursos hídricos se vuelve más intensiva, para satisfacer la demanda, puede ser necesario usar agua de fuentes que representan un mayor desafío. En muchos casos, el suministro de agua proviene de una fuente de agua superficial, con frecuencia un río, que puede tener picos de alta turbidez durante eventos de fuertes lluvias.

 

En el pasado, en muchas de estas situaciones se usaron la clarificación y la filtración de medios convencionales. No obstante, a medida que estos sistemas quedan obsoletos y las regulaciones se hacen más estrictas, estas plantas pueden tener dificultades para manejar las cargas de turbidez pico. En algunos casos, se requieren productos químicos de tratamiento de agua adicionales para mantener el suministro durante un evento de turbidez; en otros casos, se suspende la operación de la planta de tratamiento hasta que pase el evento, enfoque que puede requerir considerables volúmenes de almacenamiento de agua tratada.

 

El desafío

Un importante productor lácteo que opera una de las plantas de ingredientes más grandes del mundo obtenía el agua de proceso de dos ríos cercanos, y luego la trataba con sistemas de clarificación/filtración convencionales. Para apoyar la producción de más de 60 toneladas de productos por hora, incluidos polvos, queso salado seco, crema y mozzarella, es fundamental un suministro uniforme y regular de agua de alta calidad.

 

Con la turbidez general cotidiana del agua de río, la planta de tratamiento de agua existente cumple con los requisitos de calidad y capacidad del sitio. No obstante, durante eventos de alta turbidez, la planta de tratamiento de agua del sitio tenía problemas para manejar las cargas de sólidos más elevadas y la disminución en la calidad y la capacidad de tratamiento de agua del sitio. Con frecuencia, los eventos de alta turbidez experimentados en el sitio duran un par de días. No obstante, la capacidad de almacenamiento de agua tratada en el sitio es de apenas un par de horas. En casos extremos, los eventos de alta turbidez pueden causar interrupciones graves y tiempo de inactividad para el sitio de producción, debido a la escasez de agua tratada.

 

El productor necesitaba analizar los requisitos de filtración a fin de producir agua de alta calidad en forma constante, independientemente de las variaciones de turbidez y los picos que caracterizan a su agua de alimentación.

 

 

La solución:

Sistema de microfiltración Aria de Pall Los sistemas de membranas Aria de Pall están diseñados para cumplir con los estrictos requisitos de la industria láctea y de otros tipos, produciendo agua de alta calidad independientemente de las variaciones en el agua de origen sin tratar. Los módulos Aria de Pall usan una tecnología patentada de membrana de fibra hueca de PVDF (fluoruro de polivinilideno) con técnicas de unión avanzadas para crear un diseño de módulo de una resistencia excepcional. 

 

Las membranas tienen un tamaño de poro nominal de 0,1 μm y pueden remover sólidos en suspensión, bacterias, quistes y ooquistes, materia orgánica y otros contaminantes de las fuentes de agua superficial y subterránea.

 

La membrana de PVDF (fluoruro de polivinilideno) de alta porosidad es el corazón del sistema, lo que significa que puede diseñarse un sistema a flujos de mayor sostenibilidad en comparación con otras membranas, o se puede operar con una menor resistencia a la contaminación, menor presión en el cabezal de bombeo o mayores intervalos entre las secuencia de regeneración, lo cual tendrá beneficios operativos significativos, incluida la flexibilidad operativa cuando se encuentran eventos de turbidez.

 

A fin de garantizar una máxima eficiencia y un menor costo total de propiedad, Pall ha desarrollado técnicas para mantener las membranas libres de materiales contaminantes. Estas técnicas se integran como modos operativos específicos dentro del software de automatización.

 

• En condiciones normales, el agua se filtra en modo directo de afuera hacia adentro a través de la fibra hueca. Según la calidad del agua, puede hacerse recircular una cantidad pequeña de fluido, lo que tiene como resultado una menor acumulación de contaminantes y desechos en la superficie de la membrana.

 

• El retrolavado, o la SASRF (limpieza neumática simultánea con flujo inverso) a intervalos regulares (cada 15 a 120 minutos), tiene como resultado un flujo sostenido durante un tiempo de filtración más prolongado. Se inyecta aire a baja presión en el lado de alimentación del módulo como un proceso mecánico para remover desechos y disminuir la tasa de incremento general de la presión transmembrana. Al mismo tiempo, el material filtrado que se ha acumulado en el tanque de flujo inverso dedicado se bombea en dirección inversa dentro del módulo. Después de un ciclo de SASRF (limpieza neumática simultánea con flujo inverso) de 30 segundos, todos o gran parte de los desechos acumulados se han barrido para drenarlos. Un filtrado o agua de alimentación que circula hacia adelante a alta velocidad a través de la superficie externa de las fibras de la membrana completa el ciclo SASRF.


• El mantenimiento de flujo mejorado (EFM) es otro ciclo automatizado que utiliza agua tibia con soluciones químicas suaves adaptadas a los ensuciadores específicos que pueden estar presentes. El intervalo de tiempo entre el mantenimiento de flujo mejorado es definido por el usuario y depende de las condiciones de ejecución de la membrana. El mantenimiento de flujo mejorado se usa para reducir la frecuencia con la cual una membrana parcialmente contaminada hace que el sistema opere con una eficiencia inferior. Puesto que permite a las membranas operar a altas velocidades de flujo, el mantenimiento de flujo mejorado permite un sistema de menor tamaño, lo que permite ahorrar espacio en la planta y costos en las instalaciones, además de una menor presión transmembrana promedio, que genera ahorros en la energía de bombeo. Esto es posible gracias a las fibras huecas de PVDF (fluoruro de polivinilideno), durables, fuertes y resistentes a los químicos. Pueden estar sujetas a miles de ciclos de mantenimiento de flujo mejorado sin reducción en la vida de servicio.

 

• Aunque los procesos de SASRF (limpieza neumática simultánea con flujo inverso) y mantenimiento de flujo mejorado están diseñados para eliminar partículas en suspensión y contaminantes de rutina, en ocasiones puede ser necesario realizar un proceso de limpieza in situ completo (por lo general una vez al mes). Este protocolo de 2 pasos que usa una solución acídica y una solución cáustica con cloro vuelve a los módulos a una condición de “casi nuevos” y puede llevarse a cabo cientos de veces en el transcurso de la vida útil de estos. Debido a la baja frecuencia de la operación de limpieza in situ, el proceso es semiautomatizado.

Se llevó a cabo una prueba piloto en la planta de productos lácteos durante un período de 8 meses, a fin de confirmar los parámetros de diseño preliminares del sistema de microfiltración, incluidos los procesos de flujo operativo y mantenimiento de flujo. Se demostró que un tratamiento previo con 2,5 a 5 ppm de cloruro de polialuminio, seleccionado entre los químicos de floculación usados en la planta de tratamiento de agua existente, inyectado directamente en el tanque de alimentación de microfiltración piloto, era beneficioso durante condiciones de agua normal y en eventos de alta turbidez.

 

Los ciclos de SASRF (limpieza neumática simultánea con flujo inverso), cada 15 a 20 minutos, y un mantenimiento de flujo mejorado diario con 500 ppm de hipoclorito de sodio, demostraron ser muy eficientes para mantener la presión transmembrana por debajo de los 1,5 bar durante los eventos de turbidez, con un flujo de 65 lmh. El sistema piloto de microfiltración de Pall pudo continuar operando con una turbidez de agua de alimentación de hasta 450 NTU. No fue necesario detener el sistema de microfiltración debido a ningún evento de alta turbidez del agua de alimentación durante el período de prueba. Durante la prueba, la turbidez del material filtrado mediante microfiltración permaneció por debajo de 0,1 NTU.

 

El sistema de microfiltración Aria de Pall demostró que podía proporcionar un suministro ininterrumpido de agua de alta calidad a la planta de lácteos, de ambas fuentes fluviales, en condiciones normales y eventos de alta turbidez.

La tecnología de filtración de flujo tangencial incrementa el rendimiento y reduce los desperdicios

Hasta el 80 % del extracto contenido en la levadura sobrante que se deposita en el fondo de los tanques después de la fermentación y la maduración puede recuperarse ahora, en lugar de desecharse. La cerveza puede recuperarse y volver a mezclarse en el proceso de elaboración a una relación de hasta el 5 % sin afectar de manera negativa la calidad de la cerveza, lo cual aumenta el rendimiento y reduce el volumen total de cerveza que se debe producir. Esto representa una huella de CO² más baja, una reducción en el uso de agua y una disminución de los costos de producción. Además, el flujo de desperdicio minimizado reduce los costos de desecho y garantiza que se devuelve al medioambiente un nivel inferior de demanda bioquímica de oxígeno y demanda química de oxígeno.
Hasta el 80 % del extracto contenido en la levadura sobrante que se deposita en el fondo de los tanques después de la fermentación y la maduración puede recuperarse ahora, en lugar de desecharse. La cerveza puede recuperarse y volver a mezclarse en el proceso de elaboración a una relación de hasta el 5 % sin afectar de manera negativa la calidad de la cerveza, lo cual aumenta el rendimiento y reduce el volumen total de cerveza que se debe producir. Esto representa una huella de CO² más baja, una reducción en el uso de agua y una disminución de los costos de producción. Además, el flujo de desperdicio minimizado reduce los costos de desecho y garantiza que se devuelve al medioambiente un nivel inferior de demanda bioquímica de oxígeno y demanda química de oxígeno.
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Fábrica de cerveza artesanal preserva su imagen y limita sus pérdidas

Aunque la cerveza es restrictiva para el crecimiento bacteriano debido a su bajo pH, su concentración de etanol y su bajo contenido de oxígeno, la presencia de determinadas bacterias que alteran la cerveza —entre ellas, Lactobacillus, Pediococcus, Pectinatus y Megasphaera— puede generar sabores desagradables, turbidez y acidez. Tales deficiencias de calidad hacen que el producto sea inaceptable y con frecuencia ocasionan altas pérdidas económicas y una imagen negativa de la marca. Durante todo el proceso de producción, debe prevenirse la contaminación microbiana indeseada para lograr la calidad final necesaria de la cerveza. Esta contaminación puede originarse a causa de ingredientes (incluida la levadura), servicios de aire y agua que entran en contacto con el producto, y el ambiente.
Aunque la cerveza es restrictiva para el crecimiento bacteriano debido a su bajo pH, su concentración de etanol y su bajo contenido de oxígeno, la presencia de determinadas bacterias que alteran la cerveza —entre ellas, Lactobacillus, Pediococcus, Pectinatus y Megasphaera— puede generar sabores desagradables, turbidez y acidez. Tales deficiencias de calidad hacen que el producto sea inaceptable y con frecuencia ocasionan altas pérdidas económicas y una imagen negativa de la marca. Durante todo el proceso de producción, debe prevenirse la contaminación microbiana indeseada para lograr la calidad final necesaria de la cerveza. Esta contaminación puede originarse a causa de ingredientes (incluida la levadura), servicios de aire y agua que entran en contacto con el producto, y el ambiente.
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El sistema Pall Aria™ rescata a un productor de agua de manantial embotellada del cierre de su planta

El agua de manantial es un recurso natural valioso, que exige un buen tratamiento de purificación antes de aparecer en las góndolas de las tiendas como un producto embotellado de alta pureza y agradable a la vista. La filtración es un paso clave del proceso necesario para lograr una calidad del producto consistentemente alta. Los costos asociados a la filtración pueden ser considerables, según la calidad del agua de origen. Los filtros desechables son una solución técnica sólida, pero su uso puede volverse insostenible desde el punto de vista económico debido a la escasez de fuentes de agua y su calidad variable.
El agua de manantial es un recurso natural valioso, que exige un buen tratamiento de purificación antes de aparecer en las góndolas de las tiendas como un producto embotellado de alta pureza y agradable a la vista. La filtración es un paso clave del proceso necesario para lograr una calidad del producto consistentemente alta. Los costos asociados a la filtración pueden ser considerables, según la calidad del agua de origen. Los filtros desechables son una solución técnica sólida, pero su uso puede volverse insostenible desde el punto de vista económico debido a la escasez de fuentes de agua y su calidad variable.
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El Sistema Microflow ofrece una recuperación de la inversión en 10 meses en la purificación de la salmuera del queso

La salazón por inmersión en salmuera se usa para muchas variedades de queso en todo el mundo. Durante las inmersiones repetidas, la grasa, las partículas de cuajada y los microorganismos del queso, más la acumulación de proteínas y otros componentes, se acumulan en un entorno rico en nutrientes para los microorganismos resistentes a la sal. Así, la salmuera reutilizada puede convertirse en un reservorio de microorganismos no deseados, como las bacterias que producen gases o pigmentos, la levadura y el moho, o los patógenos resistentes a la sal, que contaminan el queso y afectan su calidad. Un buen control de la salmuera y su operación es esencial para garantizar una producción diaria consistente. La eliminación de la salmuera también atrae cada vez más atención. Los costos elevados de eliminación o las limitaciones de volumen en áreas específicas impulsan la demanda de una mayor utilización de la salmuera, a fin de generar ahorros de costos operativos y minimizar la huella medioambiental de la planta.
La salazón por inmersión en salmuera se usa para muchas variedades de queso en todo el mundo. Durante las inmersiones repetidas, la grasa, las partículas de cuajada y los microorganismos del queso, más la acumulación de proteínas y otros componentes, se acumulan en un entorno rico en nutrientes para los microorganismos resistentes a la sal. Así, la salmuera reutilizada puede convertirse en un reservorio de microorganismos no deseados, como las bacterias que producen gases o pigmentos, la levadura y el moho, o los patógenos resistentes a la sal, que contaminan el queso y afectan su calidad. Un buen control de la salmuera y su operación es esencial para garantizar una producción diaria consistente. La eliminación de la salmuera también atrae cada vez más atención. Los costos elevados de eliminación o las limitaciones de volumen en áreas específicas impulsan la demanda de una mayor utilización de la salmuera, a fin de generar ahorros de costos operativos y minimizar la huella medioambiental de la planta.
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Destilerías mejoran la calidad y reducen los costos operativos con la tecnología SUPRApak™

La filtración de bebidas alcohólicas puede ser una tarea difícil. Es fundamental eliminar los contaminantes que pueden causar turbidez y conservar los componentes que mejoran la calidad del producto. Las placas filtrantes son el método tradicional para lograr este delicado equilibrio. Las placas están compuestas de una exclusiva matriz de materiales que proporcionan una excelente combinación de adsorción y filtración de profundidad, por lo que son una solución ideal para la reducción de la turbidez y la remoción de la opacidad en las bebidas alcohólicas. Las placas filtrantes están disponibles en múltiples grados, para cubrir una amplia gama de aplicaciones, desde la filtración de concentrados hasta la reducción de la turbidez fría en las bebidas alcohólicas de colores oscuros y la remoción de partículas en las bebidas destiladas de colores claros. Además, muchas unidades de filtro con placas y marcos tienen la flexibilidad para añadir o quitar placas según el tamaño del lote, la velocidad de flujo o el producto específico que se debe filtrar.
La filtración de bebidas alcohólicas puede ser una tarea difícil. Es fundamental eliminar los contaminantes que pueden causar turbidez y conservar los componentes que mejoran la calidad del producto. Las placas filtrantes son el método tradicional para lograr este delicado equilibrio. Las placas están compuestas de una exclusiva matriz de materiales que proporcionan una excelente combinación de adsorción y filtración de profundidad, por lo que son una solución ideal para la reducción de la turbidez y la remoción de la opacidad en las bebidas alcohólicas. Las placas filtrantes están disponibles en múltiples grados, para cubrir una amplia gama de aplicaciones, desde la filtración de concentrados hasta la reducción de la turbidez fría en las bebidas alcohólicas de colores oscuros y la remoción de partículas en las bebidas destiladas de colores claros. Además, muchas unidades de filtro con placas y marcos tienen la flexibilidad para añadir o quitar placas según el tamaño del lote, la velocidad de flujo o el producto específico que se debe filtrar.
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Sistemas de clarificación del caldo de fermentación para la fabricación de alimentos y forrajes

Los productores de ingredientes para alimentos y forraje a granel, como aminoácidos, ácidos orgánicos y vitaminas, usan la fermentación como base de su producción. Los procesos industriales biotecnológicos modernos de la actualidad usan cultivos celulares microbianos cuidadosamente seleccionados y purificados, a fin de producir una variedad cada vez mayor de ingredientes y aumentar la productividad. Durante la fermentación, los microorganismos se multiplican en biorreactores industriales, utilizando una fuente de carbohidratos como energía. El crecimiento microbiano progresa en condiciones muy controladas de aireación, velocidad de agitación, temperatura, pH y otros parámetros. La fermentación puede durar de un par de horas a varios días. Los productos finales metabólicos producidos por los microorganismos son la base de muchos ingredientes que usamos en la actualidad.
Los productores de ingredientes para alimentos y forraje a granel, como aminoácidos, ácidos orgánicos y vitaminas, usan la fermentación como base de su producción. Los procesos industriales biotecnológicos modernos de la actualidad usan cultivos celulares microbianos cuidadosamente seleccionados y purificados, a fin de producir una variedad cada vez mayor de ingredientes y aumentar la productividad. Durante la fermentación, los microorganismos se multiplican en biorreactores industriales, utilizando una fuente de carbohidratos como energía. El crecimiento microbiano progresa en condiciones muy controladas de aireación, velocidad de agitación, temperatura, pH y otros parámetros. La fermentación puede durar de un par de horas a varios días. Los productos finales metabólicos producidos por los microorganismos son la base de muchos ingredientes que usamos en la actualidad.
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Con el sistema Oenoflow™ HS, el productor de sidra maximiza las ganancias y aumenta la capacidad productiva.

La filtración es una operación clave en la producción moderna de sidra para poder brindar un producto que permanezca estable y brillante en anaqueles. Tradicionalmente, la clarificación de sidra se ha llevado a cabo con tecnología basada en placas o tierra de diatomeas. No obstante, con una mayor rentabilidad, operación más sencilla y volúmenes más bajos de desperdicio, los sistemas de filtración de flujo tangencial como el sistema Oenoflow XL de Pall se han hecho más populares en el transcurso de la última década.
La filtración es una operación clave en la producción moderna de sidra para poder brindar un producto que permanezca estable y brillante en anaqueles. Tradicionalmente, la clarificación de sidra se ha llevado a cabo con tecnología basada en placas o tierra de diatomeas. No obstante, con una mayor rentabilidad, operación más sencilla y volúmenes más bajos de desperdicio, los sistemas de filtración de flujo tangencial como el sistema Oenoflow XL de Pall se han hecho más populares en el transcurso de la última década.
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Filtración de TAB mejora en gran medida la calidad y el rendimiento del té listo para beber

El té listo para beber, los jugos y las bebidas de frutas, las bebidas carbonatadas, entre otras, están sujetas a alteraciones debido a la presencia de TAB (esporas bacterianas acidofílicas) resistentes al calor. Las esporas termoacidofílicas pueden originarse debido a la exposición a la materia prima agrícola, como en la producción de jugo de frutas, o debido a la contaminación en los ingredientes de la bebida, como los edulcorantes, el jugo o té concentrados, o los saborizantes, las esencias y los colorantes de los extractos naturales.
El té listo para beber, los jugos y las bebidas de frutas, las bebidas carbonatadas, entre otras, están sujetas a alteraciones debido a la presencia de TAB (esporas bacterianas acidofílicas) resistentes al calor. Las esporas termoacidofílicas pueden originarse debido a la exposición a la materia prima agrícola, como en la producción de jugo de frutas, o debido a la contaminación en los ingredientes de la bebida, como los edulcorantes, el jugo o té concentrados, o los saborizantes, las esencias y los colorantes de los extractos naturales.
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La experiencia de filtración de sedimentos por flujo tangencial ofrece eficiencia y economía en Yalumba

La recuperación de vino de los sedimentos representa una de las formas de filtración más complicadas que enfrentan las bodegas. La alta concentración y variabilidad de los sólidos en suspensión limita las tecnologías de filtración adecuadas, al tiempo que las regulaciones medioambientales estrictas y los programas de sostenibilidad incrementan la presión para reducir los volúmenes de desperdicio. Tradicionalmente, la filtración de borras se realiza con sistemas basados en filtros auxiliares como el tambor de vacío rotatorio (RVD) o los filtros de prensa de cámara. Aunque estos sistemas suelen tener una buena recuperación volumétrica del vino a partir de los sólidos, tienen algunas desventajas inherentes que pueden afectar la calidad del vino. El diseño abierto permite la entrada de oxígeno y con frecuencia es necesario volver a procesar el vino recuperado. Por lo general, el vino pierde valor y se usa en mezclas, en lugar de volver a agregarlo al lote original.
La recuperación de vino de los sedimentos representa una de las formas de filtración más complicadas que enfrentan las bodegas. La alta concentración y variabilidad de los sólidos en suspensión limita las tecnologías de filtración adecuadas, al tiempo que las regulaciones medioambientales estrictas y los programas de sostenibilidad incrementan la presión para reducir los volúmenes de desperdicio. Tradicionalmente, la filtración de borras se realiza con sistemas basados en filtros auxiliares como el tambor de vacío rotatorio (RVD) o los filtros de prensa de cámara. Aunque estos sistemas suelen tener una buena recuperación volumétrica del vino a partir de los sólidos, tienen algunas desventajas inherentes que pueden afectar la calidad del vino. El diseño abierto permite la entrada de oxígeno y con frecuencia es necesario volver a procesar el vino recuperado. Por lo general, el vino pierde valor y se usa en mezclas, en lugar de volver a agregarlo al lote original.
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