Neste episódio do ZwitterCo Unfiltered, Jon Goodman se junta a Scott Brown e Leonid Semenihin para responder às perguntas dos clientes sobre programas de limpeza para sistemas de membrana. A equipe compara como os sistemas de ultrafiltração, osmose reversa e nanofiltração são limpos na América do Norte e na Europa, e discute por que esses programas podem ser tão diferentes dependendo da região, do fluxo de alimentação e do projeto do sistema.
A limpeza é um dos tópicos mais questionados pelos clientes da ZwitterCo, e também uma das partes menos padronizadas da operação de um sistema de membranas. Neste episódio do ZwitterCo Unfiltered, o apresentador John Goodman conversou com Leonid Semenihin, engenheiro de vendas da ZwitterCo na Europa, e Scott Brown, especialista em laticínios na América do Norte, para explicar como os programas de limpeza funcionam na prática para ultrafiltração, osmose reversa e nanofiltração, e por que esses programas variam tanto dependendo da localização da fábrica.
Noções básicas de temperatura e surfactantes
A conversa começou com duas perguntas frequentes da ZwitterCo. O limite operacional das membranas Evolution é de 55 °C, com a limpeza definida em 50 °C, o que corresponde aos limites das membranas convencionais moldadas em bases de poliéster, permitindo que os elementos Evolution sirvam como substitutos diretos. Sobre a seleção de surfactantes, a orientação foi evitar surfactantes aniônicos durante a carga máxima do sistema e manter-se completamente afastado de surfactantes catiônicos, como compostos de amônio quaternário.
Os tensoativos não iônicos são a opção preferida. Uma complicação comum para os clientes: as fichas técnicas e as FISPQ (Fichas de Informações de Segurança de Produtos Químicos) nem sempre informam se um produto de limpeza formulado ou uma mistura de enzimas contém um tensoativo aniônico ou não iônico, por isso é importante confirmar diretamente com o fornecedor de produtos químicos de limpeza.
Por que os programas de limpeza europeus e norte-americanos divergem?
Leonid explicou que o cloro foi praticamente eliminado dos programas de limpeza europeus porque os subprodutos da reação de agentes clorados podem ser tóxicos e bioacumulativos, e os limites de segurança alimentar não estão definidos para todos eles. Em seu lugar, muitos clientes europeus utilizam a limpeza PHT, um programa de pH e temperatura elevados, no qual o estágio alcalino final é realizado a 60-70 °C e com pH entre 10 e 12, em vez dos 50 °C padrão. O PHT é usado quase exclusivamente em ultrafiltração; a osmose reversa e a nanofiltração na Europa seguem, em grande parte, as mesmas etapas de limpeza que na América do Norte, já que os elementos de osmose reversa padrão não suportam temperaturas de nível PHT.
O calor também pode servir como uma etapa de sanitização independente. Manter um sistema a 70 °C por 20 a 30 minutos funciona como uma pasteurização em lote sem adição de produtos químicos, e alguns clientes combinam essa manutenção com a etapa alcalina final para sanitizar e limpar em uma única etapa.
A desvantagem se torna evidente em sistemas maiores e mais complexos, onde o controle uniforme da temperatura em todas as seções da tubulação se torna difícil. Alguns clientes que enfrentaram esse desafio começaram a substituir a etapa de sanitização térmica pela sanitização com ácido peracético. O ácido peracético também é usado na Europa, embora mais comumente como oxidante para melhorar o desempenho da limpeza do que como sanitizante. A ZwitterCo ainda não possui dados próprios sobre o uso das membranas Evolution PCM ou Evolution SF a 70 °C para sanitização, e testes com clientes interessados estão em andamento.
Um programa típico norte-americano
Scott descreveu uma sequência comum de limpeza nos EUA: uma lavagem de produção e uma breve lavagem de precipitação, seguidas por uma lavagem alcalina de aproximadamente 15 minutos com pH entre 10.5 e 10.7 para soltar a maior parte da sujeira, outra lavagem e, em seguida, uma lavagem cáustica recirculada por 20 a 25 minutos com pH próximo a 11. Muitos programas adicionam então uma lavagem enzimática com pH entre 9 e 10, realizada a uma temperatura mais baixa para preservar a atividade enzimática.
Essa etapa enzimática tende a ser a mais cara e a mais demorada do processo. Como as membranas Evolution não sofrem entupimento da mesma forma que os elementos filtrantes convencionais, alguns clientes conseguiram eliminar completamente a lavagem enzimática, o que, segundo estimativas de Scott, pode representar uma economia de cerca de 45 minutos no tempo de lavagem, além de outros 15 a 20 minutos de enxágue e água de lavagem, sem contar a economia com produtos químicos.
Do lado europeu, Leonid observou que os clientes de proteína vegetal às vezes executam até três etapas enzimáticas separadas em um único programa: uma para quebrar a incrustação de proteínas, uma etapa de lipase para incrustação de gordura e, em alguns casos, uma etapa de celulase para incrustação fibrosa.
Por que não existem duas plantas que se limpem da mesma maneira?
Ambos os convidados concordaram que os programas de limpeza variam muito, mesmo dentro de um mesmo país. Scott apontou diferenças na dureza da água local, desde Idaho até a Califórnia, Texas e Novo México, se uma estação de tratamento usa água de poço polida ou amaciada, a idade dos separadores da estação e a tendência das estações de operarem muito além de sua capacidade original de projeto. Um cliente do norte da Califórnia que passou a realizar uma sanitização semanal por calor, após ajustar os controles do sistema que originalmente o desligavam a 50°C (122°F), viu seus problemas com bactérias serem resolvidos.
Especificamente para osmose reversa e nanofiltração, Leonid descreveu o programa europeu típico como uma pré-lavagem com solução alcalina, uma lavagem alcalina completa, uma limpeza enzimática, uma etapa ácida para inativar a enzima e remover resíduos, e uma etapa alcalina final. A ultrafiltração adiciona uma etapa de sanitização térmica após isso; a osmose reversa dispensa essa etapa porque a membrana não tolera a temperatura. Na América do Norte, a sanitização da osmose reversa normalmente utiliza ácido peracético a uma temperatura baixa, em torno de 21°C (70°F), em vez de calor, já que o aquecimento do ácido peracético causa a liberação de gases e cria um ambiente inseguro.
Fale com a ZwitterCo sobre o seu programa de limpeza.
Se você está tentando entender como está o seu programa de limpeza, seja para tirar dúvidas sobre a seleção de surfactantes, limpeza PHT ou até que ponto você pode reduzir as etapas enzimáticas, entre em contato com a ZwitterCo para discutir seu sistema e aplicação específicos.
