La tecnología de filtración por membranas es un componente clave en un nuevo sistema recientemente instalado para ayudar a que los productores de jugo de kiwi formen un concentrado de mayor calidad. El sistema de ósmosis inversa también reduce el consumo de energía mediante la disminución de la temperatura de procesamiento y la limitación del tiempo requerido para la evaporación.
Los productores de jugo de kiwi en Quimei, Provincia de Xian, China, utilizaban la evaporación convencional para concentrar su jugo, pero las altas temperaturas requeridas por la evaporación provocaban que el concentrado cambiara de color verde a marrón. Durante el proceso de reconstitución, se podría agregar colorante artificial para restablecer el color del jugo a un verde de aspecto más natural, pero esto disminuye el valor de mercado del concentrado de jugo. Los productores estaban buscando un sistema que les permitiera procesar el jugo a temperaturas más bajas, entre 95 y 122 °F (35 y 50 ºC), a fin de eliminar los perjuicios en cuanto a color y a sabor del jugo a causa de la degradación térmica.
Alberto Bertuzzi, SpA, la compañía italiana especializada en el procesamiento de alimentos, propuso utilizar un sistema de filtración por membranas como una manera de resolver el problema de degradación térmica e incrementar el valor de mercado del producto final. El alto nivel de materia en suspensión en el jugo de kiwi era una cuestión crítica y el posible ahorro de energía desempeñó un papel importante en la decisión de utilizar tecnología de membranas en la planta. Bertuzzi seleccionó la tecnología de membranas modulares B1 como el componente principal en un sistema personalizado de filtración por membranas que satisfaría las necesidades de los productores de jugo. Este sistema de filtración por ósmosis inversa, que tiene una capacidad de aporte de hasta 1321 galones (5000 litros) por hora, según la especificación del producto final, se construyó como una línea de proceso especial en una planta existente. PCI Membrane Systems, en la actualidad representada en América por Membrane Specialists, proporcionó una prueba breve del proceso del cliente, y asesoramiento técnico y de ingeniería, a fin de asistir en el desarrollo de la línea.
A velocidades óptimas de flujo cruzado a través de las membranas, el jugo se puede concentrar a 20/22 grados Brix. Por ende, se requiere una etapa de evaporación mucho más corta para alcanzar la máxima concentración. Esto disminuye los requisitos de energía en un 50% en comparación con el proceso de evaporación tradicional y expone el jugo al calor por períodos más cortos.
La selección de las membranas correctas para utilizar en el sistema fue crítica para el éxito del proyecto y hubo muchos factores involucrados en la selección. Este paquete de membranas tuvo que alcanzar tasas de retención óptimas de hasta el 99%. Además, el paquete tenía que ser capaz de brindar un buen flujo a temperaturas más bajas mientras que, al mismo tiempo, tenía que ser capaz de soportar la limpieza con sustancias químicas alcalinas agresivas y la sanitización con agua a altas temperaturas. El paquete de membranas AFC99 f cumplió todos los requisitos de Bertuzzi.
Los módulos de filtración B1 que componen el sistema están construidos casi totalmente con acero inoxidable (consulte la fotografía). Además, los canales de diámetro grande del módulo B1 minimizan la posibilidad de que se produzca una obstrucción, de modo que no hay necesidad de realizar una filtración previa exhaustiva.
La ósmosis inversa es el proceso de filtración más fino: elimina las partículas al nivel molecular más pequeño. El proceso utiliza una membrana semipermeable que retiene casi todas las especies disueltas, incluidos elementos orgánicos de bajo peso molecular, azúcares y sales. Esto permite que el líquido que se está concentrando pase a través de la membrana mientras se rechaza la materia en suspensión. La configuración de flujo cruzado permite que las membranas se limpien por sí solas en forma continua. A medida que aumenta la concentración del líquido que se rechaza, las bombas generan la fuerza impulsora requerida para continuar el proceso de concentración.
Los módulos de filtración por membranas B1 son ideales para aplicaciones en toda la industria de alimentos y bebidas, donde se requieren una concentración de líquidos eficaz en cuanto al costo y una alta calidad de los productos.
Membrane Specialists, adopta un enfoque imparcial para la selección de membranas de flujo cruzado, lo que garantiza una solución verdaderamente independiente, ideal para cada aplicación. Membrane Specialists ofrece toda la gama de geometrías de membranas, incluidas las membranas en espiral, las membranas de fibra hueca y las membranas de cerámica y poliméricas tubulares. Esta selección de configuraciones posibilita la realización de pruebas en todo el espectro de filtración: desde la ósmosis inversa, pasando por la nanofiltración y la ultrafiltración hasta la microfiltración. Las pruebas se pueden llevar a cabo en los laboratorios de Membrane Specialists o en su sitio de trabajo, con o sin asistencia.
Las membranas de ósmosis inversa se colocan en carcasas de módulos de filtración construidos casi totalmente con acero inoxidable. Los canales de diámetro grande minimizan la posibilidad de que se produzca una obstrucción, de modo que no hay necesidad de realizar una filtración previa exhaustiva.