BRPI0610175A2

BRPI0610175A2 - filtração por membrana de um produto

Info

Publication number: BRPI0610175A2
Application number: BRPI0610175-5A
Authority: BR
Inventors: Fleming Skou
Original assignee: Johnson Diversey Inc
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2010-06-01
Also published as: US20090314712A1; WO2006127579A3; CN101180114A; EP1888212A2; MX2007014388A; CA2609407A1; WO2006127579A2; AU2006251615A1; KR20080012888A; JP2008542007A; EP1726353A1

Abstract

A invenção retere-se a um método para filtração por membrana de um produto em uma instalação de membrana (1), contendo os estágios de A) filtrar o produto com um primeiro sistema de membrana (2) da instalação de membrana (1), B) limpar o primeiro sistema de membrana (2) por um procedimento de limpeza de multi-etapas incluindo pelo menos uma etapa de enxágue com água e pelo menos um etapa de limpeza com uma solução de limpeza, resultando em pelo menos uma solução de limpeza contaminada, C) filtrar a pelo menos uma solução de limpeza contaminada com um segundo sistema de membrana (9), resultando em uma solução de limpeza recuperada e D) empregar a solução de limpeza recuperada em um etapa de limpeza do estágio B).

Description

"FILTRAÇÃO POR MEMBRANA DE UM PRODUTO"

Campo da invenção

A presente invenção refere-se a um método parafiltração por membrana de um produto em uma usina de membra-na e a uma usina de membrana para filtração por membrana deum produto.

Antecedente da Invenção

A filtração por membrana é uma tecnologia vantajo-sa, que é aplicada em uma escala industrial em usinas demembrana, por exemplo, pela indústria de laticínios, pelaindústria de bebida e alimento, pela indústria de metal, pe-la indústria farmacêutica ou pela indústria de água.

U.S 2005/0053707 Al, por exemplo, refere-se a ummétodo e um aparato para separação seqüencial de vários com-ponentes nutricionais do leite, particularmente separaçãoseqüencial de várias proteínas de leite, carboidrato, enzi-mas, e minerais contido no leite, colostro, soro, ou outrosprodutos de laticínios, empregando módulos de filtração defluxo cruzado compreendendo membranas de filtração. De a-cordo com uma modalidade, o leite de uma fonte de leite fluiatravés de um primeiro módulo de filtração cruzada para re-mover as bactérias contidas nele e através de seis outrosmódulos de filtração cruzada capturar e filtrar as fraçõesdefinidas do leite.

As tecnologias de separação por membrana de micro-filtração, ultrafiltração, nanofiltração e osmose reversapossuem características que as tornam atrativas como proces-so de separação, esterilização, reciclo e recuperação, in-cluindo:

- processo continuo, resultando em operação auto-mática e ininterrupta;

- utilização de baixa energia envolvendo nem alte-ração de fase nem de temperatura;

- designio modular com nenhuma limitação de tama-nho significante;

- minimo de partes em movimento, com baixos reque-rimentos de contenção;

- nenhum efeito sobre a formar ou substancia quí-mica dos componentes separados;

- separação efetuada com nenhuma adição quimicarequerida.

Um dos problemas principais na operação de proces-sos de membrana é sujeira da membrana. A sujeira da membra-na é referida como o declínio de fluxo de um filtro de mem-brana causado pela acumulação de certos componentes do pro-duto filtrado sobre a superfície da membrana ou na matriz damembrana. Certos materiais sujos podem ser removidos pormeios hidráulicos químicos tal como purificação ou lavagemcontracorrente do filtro; a maioria pode ser removida pormeios químicos tal como limpeza no local (CIP) ou limpezaquimica.

No estado da técnica as soluções de limpeza, quesão empregadas para limpeza quimica de usinas de membranasão dispostas após o processo de limpeza. Por causa daspreocupações econômicas e ambientais, é desejável recuperarpelo menos parte das soluções de limpeza e/ou água nas solu-ções de limpeza para reutilização.

Sumário da Invenção

A presente invenção é com base no objetivo de for-necer um método para filtração por membrana de um produto emuma usina de membrana, incluindo um procedimento de limpezado sistema de filtração por membrana empregando, que reduzos custos totais da filtração por membrana e o qual reduz adescarga de soluções de limpeza contaminadas no ambiente.

Este objetivo é obter através de um método parafiltração por membrana de um produto em uma usina de membra-na, contendo as fases:

A) filtrar o produto com um primeiro sistema demembrana da usina de membrana,

B) limpar o primeiro sistema de membrana atravésde um procedimento de limpeza de multi-etapa incluindo pelomenos uma etapa de enxágüe com água e pelo menos uma etapade limpeza com uma solução de limpeza, resultando em pelomenos uma solução de limpeza contaminada,

C) filtrar a pelo menos uma solução de limpezacontaminada com um segundo sistema de membrana, resultandoem uma solução de limpeza recuperada e

D) empregar a solução de limpeza recuperada em umaetapa de limpeza da fase B).

Neste contexto uma usina de membrana é uma dispo-sição compreendendo pelo menos um sistema de membrana parafiltração por membrana de um produto industrial, preferivel-mente com um fluxo de membrana mais elevado do que 3001/(h*m2) .O produto filtrado com o sistema de membrana dausina de membrana de acordo com a presente invenção na faseA) é preferivelmente um produto de laticinios, um produtofarmacêutico, um produto de fermentação ou alimento ou águacom resíduos.

A fase de limpeza B) é uma parte integral da ope-ração de sistema de membrana que tem um impacto profundo nodesempenho e economias do processo de filtração por membra-na. A sujeira da membrana é geralmente categorizada em qua-tro áreas: sujeira de inorgânica, sujeira particu-las/colóides, sujeira biológica e sujeira orgânica. Se assujeiras são inorgânicas, particulas/colóides, biológica ouorgânica, sua presença na membrana resulta em um fluxo per-meado diminuído ou em uma pressão de alimento necessária au-mentada para manter o mesmo fluxo. A fase de limpeza B) dométodo de acordo com a presente invenção deveria ser inicia-da em intervalos de tempo regulares predeterminados ou de-pendendo da diminuição do desempenho do sistema de membranacomo um resulta da sujeira. A fase de limpeza B) é preferi-velmente implementada empregando equipamento de limpeza nolocal padrão (CEP) e as trajetórias de fluxo, todas as eta-pas de adição química a circulação, impregnação, drenagem edescarga sendo completamente automatizadas. 0 conceito deCIP refere-se aos procedimentos de limpeza sendo aplicadossem uma desmontagem do dispositivo a ser limpo.

A fase de limpeza B) compreende um procedimento delimpeza de multi-etapa, as etapas individuais do qual sãodependendo do tipo e quantidade de sujeira existente. Acombinação apropria, por exemplo, de etapas de pré-enxágüe,limpeza e pós-enxágüe no procedimento de limpeza de multi-etapa é importante.

Uma vez que a causa da sujeira da membrana é iden-tificada, várias soluções de limpeza podem ser empregadaspara a pelo menos uma etapa de limpeza para remover os mate-riais de sujeira da membrana e restaurar o fluxo de membranado primeiro sistema de membrana. A compatibilidade químicada membrana e de outros componentes da usina de membrana li-mita os tipos e as concentrações permissíveis máximas dassoluções de limpeza empregadas na fase B) do método de acor-do com a presente invenção. Além disso, os fatores comotemperatura, duração do período de limpeza e condições hi-drodinâmico todos afetam a eficiência da limpeza do procedi-mento de limpeza de multi-etapa.

A pelo menos uma etapa de enxágüe com água e a pe-lo menos uma etapa de limpeza com uma solução de limpeza nafase B) do método de acordo com a invenção podem ser reali-zadas por impregnação, lavagem dianteira ou lavagem traseirada membrana com água ou solução de limpeza ou por uma combi-nação destes. Durante um processo de impregnação, as mem-branas do primeiro sistema de membrana são impregnadas comágua ou com uma solução de limpeza durante um período prede-terminado de tempo. Quando a lavagem dianteira é aplicada,as membranas do primeiro sistema de membrana são lavadas comágua ou uma solução de limpeza dianteira, a água ou soluçãode limpeza fluindo através do sistema mais rapidamente doque durante a fase de filtração A). Por causa do fluxo rá-pido e turbulência resultante, as partículas absorvidas sãolibertadas e descarregadas da membrana. A lavagem traseiraé um processo de filtração inverso. Um liquido (por exem-plo, água, permeado ou solução de limpeza) é lavado de modoretrógrado através da membrana sob pressão, os poros da mem-brana sendo lavados ao avesso.

Cada etapa, uma pluralidade de etapas ou todas asetapas do procedimento de limpeza de multi-etapa da fase B)resulta em uma solução de limpeza contaminada contendo umasolução de limpeza, água e contaminates. Na fase C) do mé-todo de acordo com a presente invenção esta pelo menos umacorrente de solução de limpeza contaminada é filtrada com umsegundo sistema de membrana, resultando em uma corrente desolução de limpeza recuperada. Por esta etapa de filtraçãopelo menos uma parte da solução de limpeza e/ou água da cor-rente de solução de limpeza contaminada é recuperada parareutilização sem a adição de substâncias químicas, com umuso de energia relativamente baixa e condições do processobem - organizado. A reutilização da solução de limpeza re-cuperada na fase D) do método de acordo com a presente in-venção ajuda a evitar os dano ao ambiente por substânciasquimicas descarregadas ou por desperdício de água. Alémdisso, o método para filtração por membrana de um produto emuma usina de membrana torna-se mais econômico economizando-se soluções de limpeza e/ou água.

De acordo com uma modalidade preferida da presenteinvenção, o primeiro sistema de membrana e o segundo sistemade membrana, cada, contêm pelo menos uma membrana seleciona-da do grupo de membranas de microfiltração (MF), ultrafil-tração (UF), nanofiltração (NF) ou osmose reversa (RO). Asmembranas são preferivelmente membranas com base em celulo-se, com base em polímero ou com base em cerâmico.

A microfiltração é um processo de membrana de bai-xa pressão para separação as partículas coloidais ou suspen-sas, bactérias ou glóbulos de gordura na faixa de 0,05 alOum. A microfiltração pode ser empregada por exemplo, parafermentação, clarificação de caldo e clarificação de biomas-sa e recuperação.

A ultrafiltração é um processo de fracionamentoseletivo empregando pressões até 10 bar. A ultrafiltração éamplamente empregada no fracionamento de leite e soro e emfracionamento de proteína. São concentrados solutos e sóli-dos suspensos de um peso molecular maior do que 1000. Opermeado contém sais e solutos orgânicos de peso molecularbaixo. A nanofiltração pode realizar aplicações de separa-ção tal como desmineração, remoção de cor e dessalinação. Ananofiltração permite que pequenos ions passem através damembrana, ao mesmo tempo em que excluindo ions maiores e amaioria dos componentes orgânicos. Pode ser considerada umaosmose reversa solta.

A osmose reversa é uma técnica de eficiência ele-vada para correntes de processo desidratação, concentra-ção/separação de substâncias de peso molecular baixo em so-luções ou limpeza de água com resíduos. Certas membranas depolímero empregadas para osmose reversa rejeitam mais do que99% de todos os sólidos iônicos.Essas quatro tecnologias de separação são normal-mente definidas com base no tamanho do poro ou na sua funçãode remoção. De acordo com uma modalidade preferida da pre-sente invenção pelo menos um dos primeiro e segundos siste-mas de membrana é um sistema de membrana tubular. Os siste-mas de membrana tubulares podem ser divididos em sistemascom membranas de fibra oca, capilar ou tubular. Um sistemade membrana tubular contém uma pluralidade de tais membranasde fibra oca, capilar ou tubular.

As membranas tubulares são tubos que têm um diâ-metro de cerca de 5 a 15 mm. Uma pluralidade de tais mem-branas tubulares é normalmente colocada em uma cápsula desustentação cilíndrica, uma vez que as membranas não são au-to-sustentáveis. 0 fluxo em uma membrana tubular é normal-mente ao avesso.

As membranas capilares têm um diâmetro, que é me-nor do que aquele das membranas tubulares, isto é 0,5 a 5mm. Uma pluralidade de membranas capilares é empacotada pa-ra aplicação. As membranas capilares são suficientementefortes para resistir às pressões de filtração. O fluxo a-través das membranas capilares podem ser ambos ao avesso ouexterno.

As membranas de fibra oca são membranas com um di-âmetro abaixo de 0,l|im. Em um sistema de membrana com mi-lhares de membranas de fibra oca de fibras tipo de palha-oca são agrupadas em um pacote. Durante a operação, um fil-trado (por exemplo, água) é passado através das paredes dafibra sob pressão ou em um vácuo e o retentado é retido pe-Ias paredes da fibra. As membranas de fibra oca podem so-mente ser empregadas para tratamento de água com um teor desólidos suspenso baixo.

De acordo com uma modalidade preferida da presenteinvenção, a pelo menos um etapa de limpeza na fase B) é rea-lizada com uma solução de limpeza que tem um volume total emuma faixa entre 3000 1 e 10000 1, mais preferivelmente entre4000 e 9000 1. Este volume de solução de limpeza pode serfornecido em um tanque de contenção, que é conectável aoprimeiro sistema de membrana.

Em uma modalidade preferida da presente invenção apelo menos um etapa de limpeza na fase B) é realizada com asolução de limpeza contendo um cáustico, um sequestrante eum tensoativo ou um ácido e um tensoativo.

O cáustico é tipicamente empregado para limparmembranas sujas por sujeira orgânica ou uma microbiana. Afunção do cáustico é duas: hidrólise e solubilização. Osmateriais orgânicos incluem polissacarideos e proteínas sãohidrolisados por cáustico. Um sequestrante pode ligar cál-cio livre na solução de limpeza para prevenir calcificação eformação de sabão de ácido graxo.

Os ácidos são principalmente empregados para remo-ver escamas e dióxidos de metal de camadas sujeiras. Porvia de exemplo, ácido citrico é efetivo para limpar uma mem-brana, que esta suja por óxidos ferros, porque não somentedissolve os precipitados de oxido ferro, porém também formamcomplexo com ferro.

Os tensoativos têm ambas as estruturas hidrófilase hidrofóbicas. Os tensoativos podem formar micelas comgordura, óleo e proteínas na água. Eles podem ajudar a lim-par membranas sujas por estes materiais. Alguns tensoativospodem romper as funções das paredes de célula bacteriana ealguns podem interferir interações hidrofóbicas entre bacté-rias e membranas. Os tensoativos desse modo afetam a sujei-ra dominada por formação de biopelículas. Os tensoativosempregados nas soluções de limpeza na fase B) da presenteinvenção podem ser anfotérico e/ou aniônico.

Além disso, as soluções de limpeza podem conteroxidantes como hipocloritos de sódio ou peróxido de hidrogê-nio para oxidar e solubilizar depósito orgânico, as soluçõesde limpeza preferivelmente tendo temperaturas maiores do que60°C.

Preferivelmente, a pelo menos um etapa de limpezana fase B) é realizada com uma solução de limpeza contendopelo menos um componente selecionado do grupo de hidróxidode sódio, hidróxido de potássio, hipoclorito de sódio, ácidode fosfórico, ácido de nítrico, um agente de complexação co-mo ácido tetraacético de diamina de etileno ou um derivadodestes, ácido de nitrilotriacético ou um derivado destes,trifosfato de potássio e um sequestrante como um fosfonatoou um acrilato.

Os sistemas de membrana empregados para a presenteinvenção podem ser administrados em fluxo de ponta morta, emfluxo cruzado ou alternadamente em fluxo de ponta morta efluxo cruzado.

A filtração de ponta morta ocorre com todo o li-quido a ser filtrado que entra no sistema de membrana sendocomprimido através da membrana. Alguns sólidos e componen-tes do liquido permanecerão atrás da membrana, dependendo dotamanho de poro da membrana.

Quando a filtração de fluxo cruzado ocorre, o li-quido a ser filtrado é fluido de modo de fluxo tangencialatravés de superfície da membrana. Uma parte do liquido comcomponentes selecionados permeados através da membrana for-mando um permeado. 0 resto do liquido e seus componentessão retidos pela membrana formação um retentado.

De acordo com uma modalidade preferida da presenteinvenção, durante a fase C) do método para filtração pormembrana, o segundo sistema de membrana é administrado emfluxo de ponta morta até que a sujeira acumulada reduza odesempenho do sistema em 5 a 30% e em seguida administradoem fluxo cruzado para lavar a sujeira acumulada para fora dosegundo sistema de membrana. Tal filtração de ponta mortaforçando 100% da água através da membrana com períodos oca-sionais da característica de fluxo cruzado permite reduzir aconcentração de contaminantes na superfície da membrana.Uma diminuição de desempenho em 5 a 30% neste contexto sig-nifica ou redução de 5 a 30% no fluxo permeado em pressõesinalteradas ou um aumento de 5 a 30% na pressão de alimentopara manter os mesmos fluxos.

Em uma modalidade preferida da presente invençãoum terceiro sistema de membrana filtra a solução de limpezacontaminada na fase C) alternativamente ou alternadamentepara o segundo sistema de membrana. Este terceiro sistemade membrana pode servir como um sistema de confiança ou so-bressalente, que é somente empregado no caso de falha do se-gundo sistema de membrana, por exemplo, por causa de um tam-ponamento de suas membranas. 0 terceiro sistema de membranapode também servir como um sistema de membrana alternativo,que continua a filtração da solução de limpeza contaminada,por exemplo, ao mesmo tempo em que o segundo sistema de mem-brana é limpo ou lavado. Uma possibilidade é, que o tercei-ro do sistema de membrana filtre a solução de limpeza conta-minada na fase C), sendo administrada no fluxo de ponta mor-ta, ao mesmo tempo em que o segundo sistema de membrana éadministrado em fluxo cruzado para lavar a sujeira acumuladafora do segundo sistema de membrana e que o terceiro sistemade membrana é administrado em fluxo cruzado para lavar a su-jeira acumulada fora do terceiro sistema de membrana, aomesmo tempo em que o segundo sistema de membrana é adminis-trado na fluxo de ponta morta.

A solução de limpeza recuperada deixando o segundoe/ou terceiro sistema de membrana é preferivelmente mistura-da com uma solução de limpeza e/ou água antes de ser empre-gada novamente na etapa de limpeza da fase B). Adicionando-se a solução de limpeza e/ou água à solução de limpeza recu-perada, a concentração original da solução de limpeza empre-gada para limpar o primeiro sistema de membrana é ajustadaantes de ser reutilizada.

De acordo com uma modalidade da invenção, o proce-dimento de limpeza de multi-etapa da fase B) compreende asetapasi) enxaguar o primeiro sistema de membrana com água,

ii) limpar o primeiro sistema de membrana com umaprimeira solução de limpeza contendo cáustico,

iii) enxaguar o primeiro sistema de membrana comágua,

iv) limpar o primeiro sistema de membrana com umasegunda solução de limpeza contendo um ácido,

v) enxaguar o primeiro sistema de membrana com água,

vi) limpar o primeiro sistema de membrana com umaterceira solução de limpeza contendo cáustico e

vii) enxaguar o primeiro sistema de membrana comágua.

Na etapa vi) o cáustico abre os poros da membranapara sua próxima aplicação de filtração, os poros sendo fe-chados pelo ácido da etapa iv) . A terceira solução de lim-peza empregada na etapa vi) pode ser uma solução de limpezadiferente ou a mesma como empregada na etapa ii).

A presente invenção também se refere a uma usinade membrana para filtração por membrana de um produto, com-preendendo um primeiro sistema de membrana para filtrar oproduto, pelo menos um tanque de contenção carregado com umasolução de limpeza, o tanque de contenção sendo conectávelao primeiro sistema de membrana por uma linha de solução delimpeza, pelo menos um tanque de coleta para coletar uma so-lução de limpeza contaminada, que sai do primeiro sistema demembrana por uma linha de coleta, o tanque de coleta sendoconectado a pelo menos um outro sistema de membrana parafiltrar a solução de limpeza contaminada, o pelo menos umoutro sistema de membrana sendo conectado a uma linha de re-torno, que é conectada ao tanque de contenção para retornauma solução de limpeza recuperada do pelo menos um outrosistema de membrana adicional para o tanque de contenção. 0método de acordo com a presente invenção pode ser realizadoem tal usina de membrana.

A presente invenção é explicada em maior detalheabaixo com referência ao desenho.

Descrição da Figura

Figura 1 mostra um diagrama de fluxo apresentandoesquematicamente a seqüência de ações em um método de acordocom a presente invenção, que é realizado em uma usina demembrana de acordo com a presente invenção.

A usina de membrana 1 compreende um primeiro sis-tema de membrana 2 para filtrar um produto, por exemplo, umproduto de laticínios, na fase A) do método de acordo com apresente invenção. Um tanque de contenção 3 é carregado comalguns milhares de litros de uma solução de limpeza. Estetanque de contenção 3 é conectável ao primeiro sistema demembrana 2 por uma linha de solução de limpeza 4 para reali-za a limpeza na fase B) do método de acordo com a presenteinvenção. Quando o tanque de contenção 3 é conectado aoprimeiro sistema de membrana 2 através da linha de soluçãode limpeza 4, como mostrado na figura 1, a filtração do pro-duto é interrompida e o primeiro sistema de membrana 2 élimpo por um procedimento de limpeza de multi-etapa, uma e-tapa de limpeza de qual inclui a solução de limpeza fluindodo tanque de contenção 3 através do primeiro sistema de mem-brana 2. Do primeiro sistema de membrana 2 duas correnteemergem, uma corrente de permeado 5 e uma corrente de reten-tado 6, quando o primeiro sistema de membrana é organizadopara filtração de fluxo cruzado. Ambas as correntes 5, 6contêm uma solução de limpeza contaminada durante a fase delimpeza B) do método de acordo com a presente invenção. Ascorrentes 5, 6 são incorporadas a uma linha de coleta comum7, que conduz a solução de limpeza contaminada a um tanquede coleta 8, onde é coletada. Esta solução de limpeza con-taminada não é descarregada, porém é filtrada por dois ou-tros sistemas de membrana 9, 10. O tanque de coleta 8 é co-nectado a estes sistemas de membrana 9, 10 por uma linha detransporte 11, que divide em duas linhas paralelas 12, 13,que são conectadas a um dos dois sistemas de membrana 9, 10cada. Os dois sistemas de membrana 9, 10 contêm membranasde microfiltração, ultrafiltração, nanofiltração ou osmosereversa 16, 17. O liquido, que entra um dos dois sistemasde membrana 9, 10 por uma das duas linhas paralelas 12, 13pode sai dos sistemas de membrana 9, 10 por uma linha depermeado 14, 15 ou uma linha retentado 18, 19. As duas li-nhas de permeados 14, 15 dos sistemas de membrana 9, 10 seincorporam em uma linha de retorno comum 20, que é conectadaao tanque de contenção 3 para retorna uma solução de limpezarecuperada e/ou água dos sistemas de membrana 9, 10 paratanque de contenção 3, onde é armazenado para a próxima eta-pa de limpeza do primeiro sistema de membrana 2. Uma vezque nem todo o volume de solução de limpeza será recicladopela etapa de filtração nos dois sistemas de membrana 9, 10,a solução de limpeza recuperada é misturada com uma soluçãode limpeza e/ou água para tampar o tanque de contenção 3.

O segundo e terceiro sistemas de membrana 9, 10são empregados alternativamente ou alternadamente para fil-trar a solução de limpeza contaminada vinda do tanque de co-leta 8. Eles podem ser administrados em fluxo de ponta mor-ta, em fluxo cruzado ou alternadamente em fluxo de pontamorta e fluxo cruzado cada. Para esta administração de flu-xo, uma primeira válvula de entrada 21 e uma primeira válvu-la de saida 22 do segundo sistema de membrana 9 e uma segun-da válvula de entrada 23 e uma segunda válvula de saida 24do terceiro sistema de membrana 10 pode ser abertas ou fe-chadas.

Uma possivel aplicação do segundo e terceiro sis-tema de membrana 9, 10 de acordo com a presente invenção écomo segue. A primeira válvula de entrada 21 é aberta, asegunda válvula de entrada 23 e a primeiro e segunda válvulade saida 22, 24 são fechadas. Portanto, o segundo sistemade membrana 9 realiza uma filtração de ponta morta da solu-ção de limpeza contaminada vindo através da linha de trans-porte 11 do tanque de coleta 8. O liquido filtrado (á-gua/solução de limpeza recuperada) passa através da primeiralinha de permeado 14 e pela linha de retorno 20, deixandouma quantidade de sujeira para atrás. Quando certa quanti-dade de sujeira se acumulou na primeira membrana 16 o segun-do sistema de membrana 9 necessita ser lavado para restaurarseu desempenho do sistema, que está reduzido pela sujeirabloqueando sua membrana 16. Portanto a primeira válvula desaida 22 é aberta resultando em um fluxo cruzado no segundosistema de membrana 9, que lava a sujeira de sua membrana 16na primeira linha retentado 18, de onde é descarregado ourecirculado para o tanque de coleta 8. Ao mesmo tempo, umafiltração de ponta morta pode ser realizada pelo terceirosistema de membrana 10, a válvula de entrada 23 da qual éaberta ao mesmo tempo em que a sua válvula de saida 24 per-manece fechada. O liquido filtrado (água/solução de limpezarecuperada) então sai do terceiro sistema de membrana 10 a-través da segunda linha de permeado 15 e a linha de retorno20. Quando certa quantidade de sujeira se acumulou na se-gunda membrana 17, o terceiro sistema de membrana 10 é lava-do e o segundo sistema de membrana 9 assume o controle dafiltração de ponta morta novamente.

A usina de membrana 1 de acordo com a presente in-venção preferivelmente contém uma pluralidade de tanques decontenção 3, cada tanque de contenção 3 contendo uma soluçãode limpeza e/ou água diferente. Cada tanque de contenção 3contém água e/ou solução de limpeza suficiente para limparpelo menos um primeiro sistema de membrana 2 em pelo menosuma etapa de limpeza. A usina de membrana 1 também compre-ende pelo menos um tanque de coleta 8. Se somente um tanquede coleta 8 é fornecido, ele deve ser completamente esvazia-do através da linha de transporte 11, antes que ele possacoletar a próxima (tipo diferente de) solução de limpezacontaminada vindo do primeiro sistema de membrana 2. A usi-na de membrana 1 de acordo com a figura 1 inclui dois outrossistemas de membrana adicional 9, 10 para filtrar as solu-ções de limpeza contaminadas. Em outra modalidade da pre-sente invenção, a usina de membrana inclui somente um outrês ou mais outros sistemas de membrana para esta etapafiltragem.Números de Referência

1. usina de membrana

2. primeiro sistema de membrana

3. tanque de contenção

4. linha de solução de limpeza

5. corrente de permeado

6. corrente de retentado

7. linha de coleta

8. tanque de coleta

9. segundo sistema de membrana

10. terceiro sistema de membrana

11. linha de transporte

12. primeira linha

13. segunda linha

14. primeira linha de permeado

15. segunda linha de permeado

16. primeira membrana

17. segunda membrana

18. primeira linha de retentado

19. segunda linha de retentado

20. linha de retorno

21. primeira válvula de entrada

22. primeira válvula de saida

23. segunda válvula de entrada

24. segunda válvula de saida

Claims

1. Método para filtração por membrana de um produ-to em uma usina de membrana (1), CARACTERIZADO pelo fato deque contém as fases.A) filtrar o produto com um primeiro sistema demembrana (2) da usina de membrana (1),B) limpar o primeiro sistema de membrana (2) porum procedimento de limpeza de multi-etapa incluindo pelo me-nos uma etapa de enxágüe com água e pelo menos uma etapa delimpeza com uma solução de limpeza, resultando em pelo menosuma solução de limpeza contaminada,C) filtrar a pelo menos uma solução de limpezacontaminada com um segundo sistema de membrana (9), resul-tando em uma solução de limpeza recuperada eD) empregar a solução de limpeza recuperada em umaetapa de limpeza da fase B).

2. Método, de acordo com reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro sistema de membra-na (2) e o segundo sistema de membrana (9) cada contém pelomenos uma membrana selecionada do grupo de membranas de mi-crofiltração (MF), ultrafiltração (UF), nanofiltração (NF)ou osmose reversa (RO).

3. Método, de acordo com uma das reivindicações 1ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um dos pri-meiro e segundos sistemas de membrana (2, 9) é um sistema demembrana tubular.

4. Método, de acordo com qualquer das reivindica-ções 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos umaetapa de limpeza na fase B) é realizada com uma solução delimpeza tendo um volume total em uma faixa entre 3000 litrose 10000 litros.

5. Método, de acordo com qualquer das reivindica-ções 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos umaetapa de limpeza na fase B) é realizada com uma solução delimpeza contendo cáustico, um sequestrante e um tensoativoou um ácido e um tensoativo.

6. Método, de acordo com qualquer das reivindica-ções 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos umaetapa de limpeza na fase B) é realizada com uma solução delimpeza contendo pelo menos um componente selecionado dogrupo de hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hipoclo-rito de sódio, ácido de fosfórico, ácido de nitrico, um a-gente de complexação como ácido tetracético de diamina deetileno ou um derivado destes, ácido de nitrilotriacético ouum derivado destes, trifosfato de potássio e um sequestrantecomo um fosfonato ou um acrilato.

7. Método, de acordo com qualquer das reivindica-ções 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a filtração nafase A) é realizada com um produto selecionado do grupo deprodutos de laticínios, produtos farmacêuticos, produtos defermentação ou alimento e água com resíduos.

8. Método, de acordo com qualquer das reivindica-ções 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que os primeiro e se-gundos sistemas de membrana (2, 9) são administrados em flu-xo de ponta morta, em fluxo cruzado ou alternadamente emfluxo de ponta morta e fluxo cruzado.

9. Método, de acordo com qualquer das reivindica-ções 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que durante a fase C)o segundo sistema de membrana é administrado em fluxo deponta morta até que a sujeira acumulada reduza o desempenhodo sistema em 5 a 30% e em seguida administrado em fluxocruzado para lavar a sujeira acumulada fora do segundo sis-tema de membrana.

10. Método, de acordo com qualquer das reivindica-ções 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que um terceiro sis-tema de membrana (10) filtra a solução de limpeza contamina-da na fase C) alternativamente ou alternadamente pelo segun-do sistema de membrana (9).

11. Método, de acordo com qualquer das reivindica-ções 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que um terceiro sis-tema de membrana (10) filtra a solução de limpeza contamina-da na fase C) , sendo administrada em fluxo de ponta morta,ao mesmo tempo em que o segundo sistema de membrana (9) éadministrado em fluxo cruzado para lavar a sujeira acumuladafora do segundo sistema de membrana (9) e o terceiro sistemade membrana (10) sendo administrado em fluxo cruzado paralavar a sujeira acumulada fora do terceiro sistema de mem-brana (10), ao mesmo tempo em que o segundo sistema de mem-brana (9) é administrado em fluxo de ponta morta.

12. Método, de acordo com qualquer das reivindica-ções 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a solução delimpeza recuperada é misturada com solução de limpeza e/ouágua antes ser reutilizada em uma etapa de limpeza da fase B).

13. Método de, acordo com qualquer das reivindica-ções 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o procedimentode limpeza de multi-etapa da fase B) compreende as etapasi) enxaguar o primeiro sistema de membrana (2) com água,ii) limpar o primeiro sistema de membrana (2) comuma primeira solução de limpeza contendo cáustico,iii) enxaguar o primeiro sistema de membrana (2) com água,iv) limpar o primeiro sistema de membrana (2) comuma segunda solução de limpeza contendo um ácido,v) enxaguar o primeiro sistema de limpeza (2) comágua,vi) limpar o primeiro sistema de membrana (2) comuma terceira solução de limpeza contendo cáustico evii) enxaguar o primeiro sistema de membrana (2)com água.

14. Usina de membrana (1) para filtração por mem-brana de um produto, CARACTERIZADA pelo fato de que compre-ende um primeiro sistema de membrana (2) para filtrar o pro-duto, pelo menos um tanque de contenção (3) carregado comuma solução de limpeza, o tanque de contenção (3) sendo co-nectável ao primeiro sistema de membrana (2) por uma linhade solução de limpeza (4), pelo menos um tanque de coleta(8) para coletar uma solução de limpeza contaminada, que saido primeiro sistema de membrana (2) por uma linha de coleta(7), tanque de coleta (8) sendo conectado a pelo menos umoutro sistema de membrana (9, 10) para filtrar a solução delimpeza contaminada, pelo menos um outro sistema de membrana(9, 10) sendo conectado a uma linha de retorno (20), que éconectada ao tanque de contenção (3) para retorna uma solu-ção de limpeza recuperada do pelo menos um outro sistema demembrana (9, 10) para o tanque de contenção (3).