PT2006367E - Auxiliares de filtração e/ou de floculação para a purificação de alimentos líquidos - Google Patents

Description

ΕΡ 2 006 367/ΡΤ DESCRIÇÃO "Auxiliares de filtração e/ou de floculação para a purificação de alimentos líquidos" 0 presente invento refere-se a novos auxiliares de filtração e/ou de floculação para a purificação de alimentos líquidos, assim como a um método para a sua preparação, à utilização dos auxiliares melhorados de filtração e/ou de floculação, a um bolo de filtração usado para a purificação de alimentos líquidos.

As impurezas diferem na composição química relativamente aos produtos que as contêm. Podem ser de ocorrência natural ou ser adicionados, intencionalmente ou não, durante a manufatura de um produto.

Quando presentes num líquido, as impurezas podem afetar as propriedades do líquido ou outros aspetos. Observou-se que estas alteram as características sensoriais, tais como induzindo turbidez, descoloração ou uma alteração no paladar, ou até mesmo conferir toxicidade ao líquido. Essas impurezas podem ser de natureza orgânica ou inorgânica e incluem pós, micróbios, leveduras, conservantes, corantes e outras impurezas conhecidas.

As impurezas são geralmente removidas dos líquidos por meios físicos. Uma abordagem envolve uma decantação líquida, que se baseia no princípio de que elementos insolúveis apresentando uma densidade superior à do seu meio líquido tenderão a acumular-se na base do recipiente de decantação por gravidade. Para aumentar a velocidade deste processo relativamente lento, pode introduzir-se no líquido um aditivo de coagulação "auxiliar de floculação" para flocular todas ou parte das impurezas, formando assim um bolo de filtração que consiste no auxiliar e nas impurezas aglomeradas na base do recipiente de decantação. Para este fim, o pedido WO 03/024567 cita a utilização de compostos minerais, tais como géis de dióxido de silício amorfo, bentonite ou outras argilas capazes de aumentar o volume, ou compostos orgânicos, tais como proteínas, ictiocola, gelatinas, caseínas ou outros materiais capazes de flocular impurezas por contacto para 2 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ sedimentar essas impurezas. Assim que se considere a sedimentação suficientemente completa, a fase liquida purificada é extraída do bolo de filtração.

Uma segunda técnica consiste na centrifugação do liquido a purificar para acelerar as impurezas na direção das paredes da centrífuga e concentrar as impurezas ao longo das mesmas.

Uma terceira abordagem envolve a passagem do líquido a purificar através de um filtro permeável capaz de reter, por exclusão de tamanhos, as impurezas na superfície do filtro à medida que o líquido passa através dos seus poros, por gravidade e/ou sob vácuo e/ou sob pressão. Este processo é denominado "filtração de superfície". Os filtros de superfície podem, por exemplo, ser de natureza metálica ou têxtil. Numa filtração deste género, as partículas retidas são as que são maiores do que os poros do filtro.

Os filtros de superfície têm a desvantagem de uma baixa capacidade de retenção de pó (gramas de pó retidas por unidade de superfície do meio de filtração) . Além disso, nem todas as partículas com um diâmetro inferior ao dos poros do filtro passarão necessariamente através do filtro e as que permanecerem nos poros correm o risco de bloquear o fluxo de liquido.

Numa outra técnica conhecida como filtração em profundidade, um auxiliar de filtração consistindo num número de passagens tortuosas de diâmetro e configuração variável retém as impurezas por forças moleculares e/ou elétricas, adsorvendo as partículas no material do filtro, e/ou por exclusão de tamanhos, retendo as partículas se estas forem demasiado grandes para atravessar toda a espessura da camada de filtro. A filtração em profundidade tem uma elevada capacidade de retenção de pó, uma vez que o filtro de profundidade pode reter partículas em toda a sua matriz, e não unicamente à sua superfície. Além disso, devido aos fenómenos de adsorção que ocorrem no interior deste meio, um destes filtros pode reter partículas menores do que as suas passagens de fluxo. 3 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ

As técnicas de filtração em profundidade e filtração de superfície também podem ser combinadas, localizando a camada de filtração em profundidade no filtro de superfície; esta configuração apresenta a vantagem de as partículas gue, caso contrário, podiam bloquear os poros do filtro superfície, serem retidas na camada de filtração em profundidade.

Uma opção para introduzir uma camada de filtração em profundidade no filtro de superfície é efetuar a suspensão de um auxiliar de floculação no líquido a filtrar, permitindo que este auxiliar sedimente subsequentemente para que flocule todas ou parte das impurezas à medida que se depositam sobre um filtro de superfície, formando assim a camada de filtração em profundidade. Isso é conhecido como um sistema de filtração por aluvião. Opcionalmente, uma camada inicial de material de filtração pode ser aplicada por revestimento ou deposição no filtro de superfície antes de iniciar a filtração por aluvião.

Neste contexto, o especialista na matéria conhece FR 2689903, em que os vinhos brancos manchados por uvas pretas são descolorados por filtração utilizando carvão ativado e terra de diatomáceas. A filtração é realizada ligando um recipiente de vinho a um recipiente vazio de capacidade semelhante e colocando um filtro de placa entre as aberturas desses recipientes. Um pré-revestimento de terra de diatomáceas, que também é referido como diatomito ou Kieselguhr, e que é um material muito leve que consiste em esqueletos de algas siliciosas fósseis, denominadas diatomáceas, e celulose, ou só celulose, é aplicado no filtro de placas, seguido por um bolo de filtração de terra de diatomáceas e carvão ativado. Um volume separado de vinho é misturado com uma quantidade de Kieselguhr (terra de diatomáceas) e carvão ativado, e este volume é então doseado num volume principal de vinho assim que flui do primeiro recipiente para o segundo, a montante em relação ao filtro. No entanto, tal como indicado no último pedido WO 03/024567, uma das desvantagens desta tecnologia é o risco do meio de filtração reter uma quantidade significativa de vinho.

Para além disso, apesar de ser um material de elevada adsorção com uma elevada área de superfície, a terra de 4 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ diatomáceas, que é também referida como diatomito ou

Kieselguhr, e que é um material muito leve, consistindo de esqueletos de algas siliciosas fósseis, denominadas diatomáceas, na sua forma calcinada pode conter fibras de silica cristalina sob a forma de cristobalita, que se suspeita serem cancerígenos.

Uma alternativa à terra de diatomáceas é proposta em EP 0255696, que revela um processo de filtração, em particular para a cerveja, que utiliza um material de filtro que pode ser quimicamente regenerado, e que é, de preferência alumina em pó. Divulga-se aí que esta alumina dispõe, de preferência, de uma área de superfície específica de 0,7 a 1,2 m2/g. O último pedido WO 03/024567 indica, no entanto, que essa alumina apresenta geralmente uma densidade inaceitavelmente elevada, uma área de superfície específica inaceitavelmente baixa, uma distribuição de tamanhos de partícula inadequada e uma porosidade inaceitavelmente baixa em relação à terra de diatomáceas para aplicações de filtração por aluvião. 0 pedido WO 03/024567 refere-se a uma composição de pó para filtração de líquidos alimentares, à sua regeneração após um ciclo de utilização em filtração e à sua reciclagem. Esses pós são descritos como sendo apropriados para uma filtração por aluvião, como apresentando uma densidade adequada, como levando a um melhor desempenho de filtração e mínima retenção de líquido de filtração e como sendo compatível com diversos líquidos de bebidas. Esta composição é identificada como uma que é pelo menos 75% em peso de uma alumina de área de superfície específica elevada, nomeadamente de área de superfície especifica BET maior ou igual a 135 m2/g, em combinação com menos de 25% em peso de um material de filtração adicional, tal como pós ou fibras de celulose, certos pós de polímero ou fibras, grânulos de vidro, dióxido de silício amorfo, cinzas vulcânicas, argilas que não aumentam de volume, perlite, alumina de área de superfície específica baixa ou fibras de alumina. Indica-se que o material de filtração adicional deve apresentar uma distribuição granulométrica ou fator de forma que seja "compatível" com a alumina do invento, sem proporcionar qualquer indicação adicional sobre as características de 5

ΕΡ 2 006 367/PT compatibilidade. Menciona-se que o tamanho de partícula das partículas de alumina é útil no intervalo de 1 a 300 pm. Afirma-se, no entanto, que as partículas abaixo de 10 pm podem ter que ser separadas pois tendem a obstruir os poros do filtro.

Examinaram-se outros materiais para a purificação de líquidos, um dos quais é o talco, devido à sua elevada capacidade de adsorção. O talco é um mineral comum de silicato de magnésio que possui a fórmula química Mg3Si4Oio(OH)2 · Ocorre naturalmente, com proporções variáveis de minerais associados, tais como alfa-quartzo, calcite, clorite, dolomite, magnesite e flogopite, como massas foliadas com uma extraordinária clivagem basal, sendo a folha resultante não elástica, embora ligeiramente flexível. É séctil e muito macio, com uma dureza de 1, sendo assim o mais macio da escala de Mohs da dureza mineral.

Devido ao seu carácter hidrofóbico e às suas propriedades de adsorção muito boas no que diz respeito a substâncias orgânicas, o talco é muito útil em diversas aplicações, por exemplo, para utilizar em filtração e/ou floculação, dada a sua inércia ambiental e aos baixos custos associados.

Em geral, é especialmente vantajoso que os agentes de adsorção usados num processo de filtração apresentem uma razão de aspeto elevada, que é por exemplo o caso, de quando têm um formato de plaquetas e uma elevada área de superfície específica, o que garante boas características de adsorção desses materiais. Por exemplo, uma vantagem importante do talco em aplicações de adsorção é a estrutura de sanduíche do talco, que ao ser delaminado proporciona uma grande área de superfície ativa. A espessura de uma única "sanduíche" da camada de oxigénio/hidroxilo de magnésio octaédrico entre duas camadas de silício-oxigénio tetraédricas é cerca de 1 nm. Partículas individuais de talco não tratadas contêm geralmente várias centenas dessas sanduíches. O tamanho dessas partículas multi-sanduíche pode ser superior a 100 pm e determina a lamelaridade do talco. Um talco macrocristalino muito lamelar possui grandes plaquetas individuais, ao passo que as plaquetas de um talco compacto microcristalino são muito menores. Por delaminação dessas sanduíches, a área de 6

ΕΡ 2 006 367/PT superfície ativa do talco pode consequentemente aumentar de forma significativa.

Além disso, o valor de MAK ("Maximale Arbeitsplatzkonzentrationswerte gesundheitsgefãhrdender Marcondes"; concentração máxima de materiais perigosos no local de trabalho) para o talco (livre de fibras de amianto) é de 2 mg/m3, notavelmente maior do que o da terra de diatomáceas, que possui um valor de MAK de 0,3 mg/m3 de acordo com o "Grenzwerte am Arbeitsplatz 2005", publicado pela SuvaPro, empresa Suíça independente que se foca em questões de segurança no trabalho. Isso torna-o especialmente apropriado para utilização em alimentos.

No entanto, materiais que possuem uma razão de aspeto elevada têm o inconveniente essencial de terem tendência a fechar filtros em consequência da sua estrutura de plaquetas, formando uma rede altamente tortuosa (onde tortuosidade é definida como o comprimento real do caminho que um fluido segue através da estrutura de filtração a dividir pela dimensão física do meio de filtração na direção do fluxo) levando a uma baixa permeabilidade. A patente GB 1357607 divulga um método para a obtenção de água potável livre de germes, no qual a água passa através de uma membrana de carbono composta por carvão ativado e um material de suporte fibroso e, opcionalmente, através de um material auxiliar de filtração para adsorção de impurezas coloidais localizadas na membrana. Materiais auxiliares de filtração particularmente importantes são as fibras de amianto e o talco, que se adicionam à água natural e se misturam bem com a mesma. Além disso, o material auxiliar de filtração contém, de preferência, um outro constituinte que mantém a camada de filtro adicional porosa e solta, sendo particularmente adequado o Kieselguhr. Mais uma vez não é fornecida qualquer indicação das características deste componente adicional, nem mesmo das características do material auxiliar. O método descrito na GB 1357607 não satisfaz a necessidade de um sistema de filtração simples, eficiente do ponto de vista de custos, de alta eficiência em termos de capacidade de filtração e permeabilidade, levando a uma mínima retenção de líquidos, e evitando os inconvenientes da utilização de talco delaminado. 7 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ A patente U.S. 6416671 descreve um método para a remoção de moléculas orgânicas selecionadas do grupo constituído por moléculas químicas orgânicas e agentes biológicos, de uma solução líquida de resíduos, promovendo o contacto entre essa solução líquida de resíduos e um aglutinante de fase sólida e separando o complexo resultante da referida solução líquida de resíduos para remover as moléculas orgânicas da solução líquida de resíduos. O aglutinante de fase sólida inclui uma partícula ou partículas adsorventes unidas a uma matriz ou aprisionadas numa matriz. Por exemplo, a partícula ou partículas adsorventes podem ser associadas a um suporte de vidro poroso como por exemplo uma conta de vidro poroso. Podem ser usadas diferentes partículas adsorventes nos aglutinantes de fase sólida do presente invento. Exemplos de um adsorvente incluem o talco. O documento, no entanto, não se refere aos requisitos específicos de filtração de bebidas. Além disso, menciona-se que as partículas adsorventes podem ser unidas a uma matriz ou aprisionadas numa matriz por métodos conhecidos na arte sem se especificar esses métodos, especialmente no que diz respeito aos problemas de separação de partículas de talco das contas de vidro devido à diferente densidade e peso dos materiais, levando ao entupimento dos poros pelas partículas de talco quando antes se efetua a sua suspensão no líquido a purificar. Assim, no que diz respeito a esta concretização, menciona-se apenas que o auxiliar de filtração é usado mais adequadamente numa coluna. O pedido WO 2006/082323 refere-se a uma composição de pó para a filtração de alimentos líquidos, que se caracteriza por ser constituída por pelo menos 65% em peso de um mineral filossilicato com uma área de superfície especifica BET não superior a 40 m2/g e pelo menos um material filtrante. Além disso, este documento, no entanto, não aborda os problemas de entupimento do filtro, por exemplo, usando materiais com uma razão de aspeto elevada, os quais são especialmente úteis para filtração devido à sua elevada área de superfície específica e capacidade de adsorção. Pelo contrário, o pedido WO 2006/082323 menciona explicitamente o uso de filossilicatos de área específica baixa, possuindo de preferência um tamanho de partículas inferior a 10 pm para evitar o entupimento dos poros do filtro. 8 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ

Olhando para os documentos supramencionados, há um número de auxiliares de filtração e de floculação conhecidos na arte para a purificação de líquidos, em especial alimentos líquidos. No entanto, os materiais descritos na arte anterior têm inúmeras desvantagens, por exemplo, suspeita-se que sejam cancerígenos, têm uma absorção do líquido a purificar inaceitável, obstroem os poros do filtro ou têm uma capacidade de adsorção improvável. Os documentos sugerindo a utilização de espaçadores a fim de evitar o entupimento dos poros sofrem de separação do auxiliar de filtração ou de floculação e do espaçador devido à diferença de densidade, forma e/ou peso, quando se efetua antes a sua suspensão no líquido.

Deste modo, é um objeto do presente invento proporcionar auxiliares de filtração e/ou de floculação, que superem os problemas referidos acima, bem como um método para a sua preparação, a utilização de auxiliares melhorados de filtração e/ou de floculação, um bolo de filtração e pré-revestimento, superando os problemas referidos acima. A solução em conformidade com o presente invento define-se pelas características das reivindicações independentes. As concretizações preferidas estão descritas nas reivindicações dependentes e na descrição que se segue.

Embora a utilização de espaçadores para evitar o entupimento dos filtros pelo agente de adsorção falhe devido à separação do material espaçador e do material de agente adsorvente, que ocorre quando se dispersa o compósito no meio liquido, verificou-se agora que este problema pode ser superado por um auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação para a purificação de alimentos líquidos, compostos por partículas de espaçador e partículas de agente de adsorção, em que as partículas de espaçador são intrinsecamente hidrofóbicas ou podem sofrer hidrofobização e as partículas de agente a adsorção são intrinsecamente hidrofóbicas ou podem sofrer hidrofobização e estão associadas às partículas de espaçador, formando com elas um compósito. 9 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ "Associado" em conformidade com o presente invento define-se como unido através de forças associativas, neste caso forças associativas hidrofóbicas. "Compósito" em conformidade com o presente invento define-se como uma estrutura que consiste em dois ou mais componentes diferentes, formando um material macroscopicamente continuo. "Hidrofóbico" ou "que pode sofrer hidrofobização" em conformidade com o presente invento siqnifica que o agente de adsorção ou espaçador, conforme o caso, é suficientemente hidrofóbico ou pode tornar-se hidrofóbico para se associar ao outro, mas que não é hidrofóbico ou não pode tornar-se hidrofóbico ao ponto de permanecer na superfície do alimento líquido a purificar, mas que se pode molhar com o líquido nas condições de purificação conforme se descreve abaixo.

Este compósito em conformidade com o invento proporciona uma estrutura de tipo "cardhouse", que garante características de boa permeabilidade e de capacidade de fluxo tão elevada, e ao mesmo tempo capacidade de adsorção elevada.

Os agentes de adsorção em conformidade com o presente invento têm uma razão de aspeto elevada para garantir boa capacidade de adsorção.

Prefere-se que as partículas de agente de adsorção apresentem uma razão de aspeto A elevada, de 150 a 300, de preferência de 226 a 280 e com maior preferência de 262 a 275, conforme se determina em conformidade com a equação de Hohenberger apresentada a seguir:

onde a área de superfície específica, Os, é dada em m2/g e é medida usando o método de BET como se descreve abaixo, os valores de d5o e d84 são medidos usando instrumentação Malvern MasterSizer S numa amostra de material disperso em 50 a 80 ml de água, adicionando 10 ml de pirofosfato de sódio 0,1%, para 10

ΕΡ 2 006 367/PT que o valor de dx seja o tamanho de partícula para o qual x por cento do volume das partículas sejam menores do que d. O valor é dado em pm. "rf" é a densidade do enchimento em g/cm3, medida pelo AccuPyc 1330.

Os agentes de adsorção adequados para o presente invento são talco.

Os talcos que podem ser usados no presente invento são quaisquer talcos comercialmente disponíveis de diferentes origens.

Num minério natural rico em talco, o talco é encontrado sempre associado com pelo menos um outro mineral, tal como olivina, serpentina, clorite, biotite, piroxénio e anfíbola, dolomite e Magnesite dependendo de sua origem. Assim, distinguem-se quatro principais minérios: minérios derivados de carbonato de magnésio, que podem ser encontrados por exemplo em Yellowstone (Montana, EUA), Respina (Espanha), Three Springs (Austrália) e Haicheng (China), minérios derivados de serpentinito tais como os provenientes de Vermont (EUA), Quebec e Ontário (Canadá) e Sotkamo (Finlândia), minérios derivados de silicosos ou silico-aluminosos, por exemplo, dos Pirenéus franceses (França), e minérios derivados de depósito sedimentar de magnésio, que são sempre encontrados associados a impurezas, tais como quartzo, argila, materiais orgânicos e hidróxidos de ferro.

Para o presente invento pode utilizar-se qualquer um destes quatro tipos de minério de talco e suas combinações, desde que não contenham componentes prejudiciais em quantidades que iriam torná-los impróprios para o uso em alimentos líquidos ou que esses componentes sejam separados antes da sua utilização. Preferem-se os minérios derivados de carbonato de magnésio (Austrália e China) e minérios derivados de serpentinito (Finlândia) ou suas combinações. Na presente invento podem também ser úteis talcos da Alemanha, Florença (Itália), Tirol (Áustria), Shetland (Escócia), Noruega, Transvaal (África do Sul), os Apalaches, Califórnia e Texas (EUA).

Analisou-se a composição e a pureza dos talcos úteis no presente invento por métodos conhecidos na arte, nomeadamente 11 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ fluorescência de raios-X (FRX) (FRX sequencial ARL 9400) e difração de raios X (DRX) (difração de Bragg 2teta de 5-100°, utilizando um sistema de DRX avançado Bruker AXS D8 com radiação CuK , fendas de diveêgcia automatizadas e um detetor sensor de posição linear. A corrente e a tensão de tubo foram respetivamente 50 mA e 35 kV: o comprimento do passo foi 0,02° 2teta e o tempo de contagem 0,5 s.Passo-1) .

No presente invento prefere-se utilizar talcos com um teor de talco puro > 80% em peso, com maior preferência > 90% em peso, por exemplo > 95% em peso ou > 98% em peso e até 100% em peso.

Quaisquer impurezas presentes devem ser de natureza e/ou apresentar-se em quantidade adequada para contato com alimentos.

As partículas de talco, em conformidade com o presente invento estão delaminadas. Desta maneira a estrutura de sanduíche do talco desempenha um papel importante, que por delaminação, também conhecida como esfoliação, proporciona uma grande área de superfície ativa. A delaminação dos filossilicatos como o talco é conhecida há muito tempo e é geralmente realizada por moagem, por exemplo, moendo o talco num moinho de esferas ou por combinação de um moinho de esferas e um homogeneizador conforme descrito no pedido de patente europeia 07009687.0.

Numa concretização preferida do presente invento, o material agente de adsorção tem uma área de superfície específica superior a 40 m2/g, por exemplo, 45 m2/g, medida utilizando o método de BET em conformidade com a ISO 9277. Prefere-se especialmente que a área de superfície específica seja > 40 m2/g. A área de superfície específica pode ser medida com qualquer equipamento apropriado à determinação da área de superfície específica, por exemplo, com um Analisador de porosimetria e de área de superfície TriStar 3000 (Micromeritics), opcionalmente com um sistema de preparação de amostras como o sistema SmartPrep, um sistema de preparação de amostras e desgaseificação totalmente automático (Micromeritics). 12 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ

As partículas do agente de adsorção utilizado no presente invento têm um valor de d50 de 0,05 a 5 pm, de preferência de 0,1 a 4 pm, com maior preferência de 0,3 a 2 pm, especialmente de 0,5 a 1 pm, por exemplo, 0,6 pm conforme se mede utilizando um Sedigraph™ 5100 da Micromeritics Instrument Corporation. O método e o instrumento são conhecidos do técnico qualificado e são vulgarmente usados para determinar o tamanho de grão de enchimentos e pigmentos. A medição é feita numa solução aquosa de Na4P207 a 0,1% em peso. Efetua-se a dispersão das amostras utilizando um agitador de alta velocidade e supersónicos.

Materiais espaçadores especialmente úteis no presente invento têm uma baixa razão de aspeto.

Numa seleção especial de concretizações do invento, as partículas de espaçador possuem uma baixa razão de aspeto de 1 a 50, de preferência de 5 a 40, com mais preferência de 7 a 35, com maior preferência de 8 a 33, em conformidade com a equação de Hohenberger apresentada anteriormente neste documento, onde a área de superfície específica, Os, é dada em m2/g e medida usando o método BET, os valores de dso e ds4 são medidos usando instrumentação de Malvern MasterSizer S numa amostra de material disperso em 50 a 80 ml de água, adicionando 10 ml de pirofosfato de sódio a 0,1%, para que o valor de dx seja o tamanho de partículas na qual x por cento do volume das partículas é menores do que d. O valor é dado em pm. "rf" é a densidade do enchimento em g/cm3, medida pelo AccuPyc 1330 (Micromeritics). O espaçador pode adicionalmente apresentar uma razão de aspeto em relação à razão de aspeto do material agente de adsorção de 0,020 a 0,166, de preferência de 0,022 a 0,142, com mais preferência de 0,026 a 0,127.

Devido à sua utilização em alimentos líquidos, o espaçador é vidro. Este vidro pode ser natural ou pode sofrer um passo de processo, tal como no caso, por exemplo, da perlite.

As partículas de vidro úteis no presente invento podem ser produzidas a partir de qualquer vidro convencional, de 13 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ qualquer forma convencional. Pode, por exemplo, ser produzido a partir de resíduos de vidro, tais como de garrafas de bebida convencionais por esmagamento, por exemplo, num britador de mandíbulas como uma mandíbula britadora PULVERISETTE do tipo 01.703 n° 706 disponibilizado por Fritsch GmbH, Alemanha e subsequente submetido a moagem seca ou molhada num moinho apropriado, tal como um moinho de esferas, por exemplo, moagem seca num Alpine Labor-Kugelmiihle do tipo 1-25 LK, usando quaisquer esferas de moagem convencionais que possam ser usadas para moer vidro, por exemplo, bolas de aço ou bolas de moagem de esteatite com tamanhos adequados, que são conhecidos pelos especialistas na matéria. Por exemplo, pode utilizar-se uma mistura de bolas de moagem de esteatite disponibilizada por Befag Verfahrenstechnik AG com um diâmetro de 15 mm, 20 mm e 28 mm numa relação de peso de 12:74:14.

Os tipos de vidro disponíveis comercialmente, tal como o pó de vidro Recofill® MG-450 disponibilizado por Reidt GmbH & Co. KG, Alemanha, são também úteis no presente invento.

Para utilização em alimentos líquidos, o espaçador deve ser resistente aos ácidos e estável num intervalo de pH de 3 a 8. Além disso, não deve libertar quaisquer substâncias nocivas, como metais pesados, em quantidades que excedam o teor permitido em alimentos líquidos. Além disso, o espaçador não deverá conter quaisquer substâncias que alterem as propriedades sensoriais dos alimentos líquidos. A adequação dos espaçadores em relação a esses requisitos é facilmente determinada, por exemplo, filtrando o alimento líquido usando o espaçador e analisando o filtrado quanto a substâncias prejudiciais, por exemplo, análises de ICP-/ RFA-, ou análises, que são todas conhecidos de um técnico qualificado.

Para utilização no presente invento, as partículas de espaçador têm um valor de dso de 1 a 50 μιη, de preferência de 4 a 30 pm, com mais preferência de 8 a 20 pm, especialmente de 10 a 15 pm ou 11 a 14 pm, por exemplo, 12 pm, medido pelo Sedigraph 5100 mencionado acima.

Numa concretização preferida, o valor de d5o das partículas de espaçador é 1 a 40 vezes maior do que o valor 14 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ de d5o das partículas de agente de adsorção, de preferência de 5 a 30 vezes, e com maior preferência de 15 a 25 vezes, por exemplo, 20 vezes maior.

Além disso, o material espaçador pode apresentar uma área de superfície específica inferior a 5 m2/g e de preferência é de 0,1 a 4 m2/g, com mais preferência de 0,5 a 3 m2/g, com maior preferência de 0,75 a 2,5 m2/g, especialmente de 1,5 a 2 m2/g, medida utilizando o método BET em conformidade com a ISO 9277. Mediu-se a área de superfície específica com um analisador de porosimetria e de área de superfície TriStar 3000 (Micromeritics) , com um sistema de preparação de amostras como o sistema de FlowPrep-060, um sistema de preparação de amostras e desgaseificação totalmente automático (Micromeritics).

No que diz respeito ao peso das partículas de agente de adsorção e das partículas de espaçador, é especialmente vantajoso se a razão de peso de agente de adsorção: espaçador for de 5:95 a 95:5, de preferência de 15:85 a 85:15, com mais preferência de 25:75 a 75:25, e com maior preferência de 40:60 a 60:40, por exemplo, 50:50. Prefere-se especialmente uma razão de peso de agente de adsorção: espaçador de 25:75.

As partículas de espaçador e as partículas de agente de adsorção devem ser hidrofóbicas, como se definiu anteriormente, a fim de formarem um compósito em conformidade com o invento.

As partículas de espaçador são submetidas a hidrofobização. A hidrofobização pode ser realizada por quaisquer agentes de hidrofobização, que são fisiologicamente aceitáveis, e por quaisquer técnicas conhecidas na arte.

As partículas de espaçador são submetidas a hidrofobização com um agente lipofílico, que é selecionado de preferência do grupo constituído por compostos da fórmula R-X, em que R é um resíduo de hidrocarboneto contendo de 8 a 24 átomos de carbono, de preferência selecionados de alquilo, alquilarilo, arilalquilo, arilo e X representa um grupo funcional, selecionado de preferência do grupo constituído por carboxilato e hidroxilo. Com mais preferência, o agente 15 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ lipofílico da fórmula R-X é selecionado a partir de ácidos gordos ou álcoois gordos. Prefere-se especialmente os ácidos gordos, como o ácido esteárico, ácido palmítico ou misturas de qualquer destes ácidos.

Para a hidrofobização das partículas de espaçador em conformidade com o presente invento é particularmente útil uma mistura de ácido esteárico e ácido palmítico, onde uma razão em peso relativo de ácido esteárico para ácido palmítico é de cerca de 1:10 a cerca 10:1, de preferência de cerca de 1:7 a cerca de 7:1, com mais preferência de cerca de 1:5 a cerca de 5:1, em particular de cerca de 1:3 a cerca de 3:1. Prefere-se especialmente uma razão de 1:1.

Conforme já foi anteriormente mencionado, é uma característica específica dos presentes auxiliares de filtração e/ou de floculação, o facto de proporcionarem uma razoável permeabilidade ao liquido e não entupirem os poros. Assim, prefere-se que os auxiliares de filtração e/ou de floculação tenham uma permeabilidade ao líquido superior a lxlO-18, de preferência superior a lxlO-17, com mais preferência superior a lxlCT16, com ainda mais preferência superior a lxlO-15 m2, em especial superior a lxlO-14 m2, por exemplo, superior a lxlCT13 m2 e particularmente superior a lxlO-12 m2, determinado em conformidade com a lei de Darcy relativamente ao hexadecano a uma pressão compreendida entre 0,1 e 7 bar em conformidade com o método descrito nos exemplos.

Devido à formação de compósitos de espaçador e de agente de adsorção, portanto, é possível combinar materiais com propriedades de sedimentação diferentes, seja devido a uma diferença nas suas densidades ou devido à sua forma. As partículas do agente de adsorção em conformidade com o descrito anteriormente agarram-se às partículas de espaçador e formam um bolo de filtração essencialmente homogéneo, no qual o termo homogéneo se refere a uma distribuição uniforme das diferentes partículas no bolo de filtração.

Um outro aspeto do presente invento é proporcionar um método para a preparação de um auxiliar de filtração e/ou de 16

ΕΡ 2 006 367/PT floculação conforme descrito anteriormente. Este método caracteriza-se pelos seguintes passos: -mistura do agente de adsorção e do espaçador em meio aquoso -isolamento do compósito resultante. O compósito é obtido pela sua separação dos componentes liquidos por, por exemplo, decantação e/ou filtração e/ou centrifugação. Opcionalmente, seca-se subsequentemente o compósito.

Numa concretização especifica o agente de adsorção e/ou o espaçador sofrem hidrofobização antes de serem misturados um com o outro. A hidrofobização compreende, de preferência, os seguintes passos: -dissolução do agente lipofílico num solvente e, subsequentemente, -mistura da solução resultante com as partículas de espaçador e/ou partículas de agente de adsorção a submeter a hidrofobização.

Qualquer solvente capaz de dissolver ou pelo menos dispersar o agente lipofílico é apropriado ao uso no presente invento, como por exemplo o isopropanol, heptano, tolueno ou as suas misturas. Prefere-se especialmente a utilização de isopropanol.

Além disso, um agente lipofílico especialmente útil para a preparação do auxiliar de filtração e/ou do auxiliar de floculação do presente invento é uma mistura de ácido esteárico e ácido palmítico na razão em peso de cerca de 1:10 a cerca de 10:1, de preferência de cerca de 1:7 a cerca de 7:1, com mais preferência de cerca de 1:5 a cerca de 5:1, em particular de cerca de 1:3 a cerca de 3:1. Prefere-se, em especial, uma razão de 1:1. O agente lipofílico é usado de preferência numa concentração de 0,01 a 2% em peso, de preferência de 0,05 a 17 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ 1% em peso, com mais preferência de 0,1 a 0,5% em peso, com base no peso das partículas de espaçador e/ou de agente de adsorção.

Divulga-se um processo para remover as impurezas de alimentos líquidos que inclui um passo em que se implementa um auxiliar de filtração e/ou de floculação em conformidade com o invento.

Esse processo pode incluir um número de técnicas usando adsorventes para a purificação de líquidos, em especial de alimentos líquidos, por exemplo, centrifugação, decantação e especialmente qualquer tipo de processos de filtração.

Se o alimento líquido se destina à purificação por decantação, o correspondente processo pode incluir os seguintes passos: -introdução do auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação no alimento líquido a tratar, -floculação e adsorção das impurezas pelo auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação, -separação do alimento líquido das impurezas floculadas ou adsorvidas, juntamente com o auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação por decantação.

Um outro processo é a purificação por centrifugação. Este processo pode incluir os seguintes passos: introdução do auxiliar de filtração floculação no alimento líquido a tratar e/ou r auxiliar de floculação e adsorção das impurezas filtração e/ou auxiliar de floculação, pelo auxiliar de introdução do alimento líquido centrifugadora. a tratar numa ativação da referida centrifugadora para separar as impurezas floculadas ou adsorvidas, juntamente com o auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação do alimento líquido a tratar.

Quanto a isso, quaisquer centrifugadoras comercialmente disponíveis podem ser usadas num processo em conformidade com 18 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ ο invento, por exemplo, uma centrifugadora do tipo C312 (IG Instrumentengesellschaft AG).

Existem várias técnicas de filtração, tais como filtração de bolo ou filtração por aluvião, o último, opcionalmente, incluindo um pré-revestimento.

Se a formação de um bolo de filtração pelas partículas separadas ocorre durante a filtração, esta é denominado "filtração de bolo". Neste caso, o bolo de filtração formado no meio filtrante, como um papel de filtro, assume a função de separação durante a filtração. Uma forma especial de filtração de bolo é a denominada filtração por aluvião, onde um auxiliar de floculação e/ou de filtração é adicionado ao líquido a purificar, floculando as partículas a separar e/ou ajudando a formar um bolo de filtração que efetua a filtração.

Verificou-se agora que os auxiliares de filtração e/ou floculação em conformidade com o invento são especialmente úteis nesses processos de filtração. Portanto, uma concretização particularmente preferida é um processo de filtração, compreendendo os seguintes passos: -introdução do auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação no alimento líquido a tratar, -floculação e/ou adsorção das impurezas pelo e/ou no auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação, -formação de um bolo de filtração do auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação e as impurezas, -passagem do referido líquido a tratar através do referido bolo por gravidade e/ou por pressão. O bolo de filtração é formado, opcionalmente, por sucção do alimento líquido contendo o auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação através de um meio filtrante como um papel de filtro, em que o bolo de filtração é formado sobre o meio filtrante que adsorve outras impurezas à medida que o alimento líquido passa através do bolo.

Um outro processo de filtração é a tão conhecida filtração de pré-revestimento, na qual os auxiliares de 19 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ filtração estão em suspensão num líquido, que não é o líquido a filtrar, e se depositam num meio de filtração como telas metálicas dentro de um recipiente pressurizado, ou folhas celulósicas em placas para processos de filtração em estruturas. As telas e/ou celulose não atuam como filtro principal, atuam antes como septo dos auxiliares de filtração. 0 pré-revestimento do auxiliar de filtração serve então como suporte para o bolo de filtração que se forma no topo do pré-revestimento das partículas a separar e um auxiliar de filtração e/ou de floculação serve para flocular as partículas ou para apoiar a formação do bolo de filtração, que efetua a filtração. Além disso, o pré-revestimento pode ser usado sozinho sem a formação de um bolo de filtração sobre dele.

Como acontece com as folhas de filtro, a pressão diferencial criada sinaliza o fim da execução da filtração. Uma vez que o pré-revestimento é normalmente mais espesso do que uma folha/almofada filtrante, os filtros de pré--revestimento originam execuções mais longas e têm uma maior capacidade de retenção de sujidade. O bolo de filtração e o pré-revestimento gasto é geralmente expelido.

Verificou-se que o processo de filtração como se descreveu anteriormente é especialmente vantajoso, se um pré-revestimento é formado antes da formação do bolo de filtração em conformidade com um processo de filtração de pré-revestimento, ou uma filtração por pré-aluvião, se o bolo de filtração se forma como se descreveu anteriormente relativamente à filtração por aluvião.

Nesta concretização forma-se primeiro o pré-revestimento efetuando a suspensão do material de pré-revestimento num líquido e recolhendo-o no meio filtrante, permitindo que o líquido passe através do meio filtrante, por exemplo, um papel de filtro com uma retenção de 12-25 pm e um diâmetro de cerca de 47 mm (N.° 589; Schleicher & Schuell AG). Posteriormente faz-se passar o alimento líquido contendo o auxiliar de filtração e/ou de floculação nele dispersado através deste pré-revestimento, no qual se forma um bolo de filtração do referido auxiliar de filtração e/ou de floculação por cima do pré-revestimento. 20 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ Ο pré-revestimento pode ser formado a partir do auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação em conformidade com o invento, que pode ser o mesmo ou diferente daquele que é usado para o bolo de filtração. No entanto, o pré-revestimento também pode ser um material diferente, que, por exemplo, é selecionado do grupo constituído por Kieselguhr, tais como Becogur® 3500 ou Becogur® 200 (disponibilizado por E. Begerow GmbH & Co., Alemanha), perlite como Perlite D12 (Knauf Perlite, Alemanha) , talco não delaminado, vidro, espuma de vidro, vidro expandido como Liaver® (Liapor, Alemanha), argila expandida como Liapor® (Liapor, Alemanha), caulinite, mica, vermiculite, sepiolite, celulose como Becocel 100 (disponibilizado por E. Begerow GmbH & Co., Alemanha) e suas misturas.

Os materiais utilizados como pré-revestimento podem ter um d50 de valor 10-50 ym, de preferência de 12 a 40 ym, com mais preferência entre 15 e 30 ym, por exemplo, de 20 a 25 ym, medido pelo Sedigraph 5100 acima mencionado. O tamanho de partículas das partículas de pré--revestimento medido por triagem, por exemplo, com um EasySieve, AS 200 (Retsch GmbH, Alemanha) não deve, de preferência, exceder 100 ym, é de preferência inferior a 90, por exemplo, de 70 a 90 ym, mas também inferior a 70 ym, por exemplo, inferior a 50 ym, por exemplo, de 45 a 50 ym.

Os processos descritos anteriormente podem ser efetuados na forma de processo descontínuo, semi-contínuo ou contínuo.

Os alimentos líquidos que podem ser purificados por um auxiliar de filtração e/ou um auxiliar de floculação, em conformidade com o invento, são aquosos, como sumos ou concentrados de sumos alimentares, xaropes de açúcar, vinhos, cervejas, sidras, vinagres, licores, bebidas espirituosas ou outros líquidos de consumo do género.

Em todos os casos, o invento deve ser implementado em condições tais que os alimentos líquidos não atuem removendo qualquer camada de hidrofobização sobre o espaçador ou sobre o agente de adsorção, de modo a que as forças hidrofóbicas 21 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ entre ο espaçador e ο agente de adsorção sejam destruídas, como se encontra facilmente no âmbito das competências do especialista. A tensão superficial dos alimentos líquidos adequada ao presente invento pode ser superior a 35 mN/m, de preferência superior a 45 mN/m e com maior preferência superior a 60 mN/m, medida com um tensímetro Kruss usando um anel de Du Nouy.

Tendo em conta os processos de purificação acima, um bolo de filtração, composto por um auxiliar de filtração e/ou floculação em conformidade com o invento é um outro aspeto do presente invento.

Prefere-se então que o bolo de filtração seja essencialmente homogéneo segundo a análise de SEM e/ou SEM/EDS (microscopia eletrónica de varrimento / espectroscopia de energia dispersiva de raios-x) no que diz respeito a uma distribuição uniforme de partículas de agente espaçador e de agente de adsorção. A tensão superficial dos alimentos líquidos pode ser superior a 35 mN/m, de preferência superior a 45 mN/m e com maior preferência superior a 60 mN/m, medida com um tensímetro Kruss usando um anel de Du Noiiy.

Um último aspeto do invento é a utilização de um auxiliar de filtração e/ou de floculação do invento para remover impurezas de alimentos líquidos, como se definiu anteriormente, em que o auxiliar de filtração e/ou de floculação pode ser usado vantajosamente nesses processos de purificação, como um processo de decantação, um processo de centrifugação ou um processo de filtração, especialmente uma filtração de superfície como uma filtração de bolo ou um processo de filtração por aluvião. Em relação ao último, o bolo de filtração, bem como, opcionalmente, o pré--revestimento pode ser formado a partir do auxiliar de filtração e/ou de floculação. os testes que se seguem

As figuras, os exemplos e ilustrarão o presente invento. 22 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ

Descrição das Figuras A Figura 1 mostra a distribuição de tamanhos de partícula de vidro branco usado moído. A Figura 2 mostra uma imagem obtida por SEM das partículas de vidro branco usado moído. A Figura 3 mostra a distribuição de tamanhos de partícula de pó de vidro de MG-450. A Figura 4 mostra uma imagem obtida por SEM de um compósito de pó de vidro gue sofreu hidrofobização/ talco delaminado.

As Figuras 5a a c mostram imagens obtidas por SEM/EDS do terço superior, do centro e do terço inferior de uma placa formada a partir de um compósito de pó de vidro hidrofobizado/ talco delaminado. A Figura 6 apresenta as curvas de filtração de cerveja de amostras do invento e amostras comparativas efetuadas num pré-revestimento de Becogur 3500 em termos de tempo de filtração em função do volume de filtração. A Figura 7 apresenta as curvas de filtração de cerveja de várias amostras do invento e comparativas, efetuadas num pré-revestimento de Perlite D12 em termos do tempo de filtração em função do volume de filtração. A Figura 8 apresenta a turbidez de filtrados de cerveja tratada com várias amostras do invento e comparativas.

EXEMPLOS

Mediram-se todos os valores de d5o das partículas utilizando um Sedigraph™ 5100 da Micromeritics Instrument Corporation. 0 técnico qualificado conhece o método e o instrumento e utiliza-os vulgarmente para determinar o tamanho de grão de enchimentos e pigmentos. A medição é efetuada numa solução aquosa de 0,1% em peso de Na4P207. 23 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ

Efetua-se a dispersão das amostras utilizando um agitador de alta velocidade (fornecedor: Kinematica AG, tipo Polytron PT 3000, 6014 Littau) e supersónicos. I. Produtos Testados

Talco delaminado 0 talco delaminado usado nos exemplos apresentava um dso de aproximadamente 0,6 pm, medido pelo SediGraph 5100, uma área de superfície específica BET de 45,7 m2/g e densidade de 2,7 g/cm3.

Produziu-se a partir de talco proveniente da Finlândia (Finntalc), que possuía uma área de superfície específica BET de 1,8-2,3 m2/g, um valor de dso de 13 pm e a seguinte composição química:

MgO 31% em peso Si02 60% em peso AI2O3 0,5% em peso CaO 0,1% em peso FeO 2,1% em peso

Vidro Hidrofobizado a) Vidro branco Usado

Moeu-se silicato amorfo branco de garrafas de vidro branco padrão num moinho de granulação N°. 157664, do tipo 1,25 LC, Alpine, Augsburg, durante 40 h, com cylpebs de aço (cones truncados com uma altura de 15 mm, um diâmetro de 12 mm no topo e um diâmetro de 15 mm na base) e uma razão em peso de vidro: cylpebs de aproximadamente 1:11.

Removeu-se então as partículas com um tamanho de grão superior a 50 pm usando um peneiro de Fritsch GmbH com um tamanho de abertura de 50 pm em conformidade com a DIN-4188 num agitador de peneiros AS 200 da Retsch GmbH, Alemanha. Um exemplo do pó de vidro resultante apresentou uma curva de distribuição de tamanhos de partícula medidos usando um

Sedigraph 5100 e esta encontra-se representada na Figura 1. 24 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ

Este produto apresentou um valor de d5o que variava entre 10 e 15 pm e uma densidade de 2,5 g/m2. Este vidro oferece a vantagem de apresentar baixas quantidades de zinco solúvel em HC1, conforme se mediu por análise de ICP, em conformidade com determinados requisitos de processamento de alimentos.

Os resultados da análise por FRX (realizada no espectrómetro de Raios-X do tipo ARL 9400 disponibilizado pela Thermo-ARL, Suiça) do pó de vidro são os seguintes:

Si na forma de Si02 73,0% em peso Al na forma de Al203 1,6% em peso Ca na forma de CaO 11,1% em peso Mg na forma de MgO 1,4% em peso Na na forma de Na20 12,0% em peso K na forma de K20 0,7% em peso Fe na forma de Fe203 0,3% em peso A análise de FRX da composição quimica do vidro branco usado representa a composição quimica típica conhecida do vidro de garrafa e de tanque. As partículas resultantes estão apresentadas na Figura 2.

Submeteu-se 500 g desse pó de vidro a hidrofobização, misturando-o com 0,1% em peso (0,5 g) de uma mistura de razão molar de 1:1 de ácido esteárico e ácido palmítico, previamente dissolvido em isopropanol a 50°C durante 20 minutos. b) Pó de Vidro Recofill® MG-450 O Pó de vidro Recofill® MG-450 encontra-se disponível através da Reidt GmbH & Co. KG, Alemanha. Mediu-se, duas vezes, a distribuição de tamanhos de partícula deste produto por Sedigraph 5100 e apresenta-se na Figura 3.

Os valores de d5o foram respetivamente 12,04 pm e 12,25 pm. A densidade é 2,5 g/m2. Este vidro também oferece a vantagem de apresentar baixas quantidades de zinco solúvel em HC1, conforme se mede por análise de ICP, em conformidade com determinados requisitos de processamento de alimentos. 25 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ

Os resultados da análise por FRX (realizada no espectrómetro de Raios-X do tipo ARL 9400 disponibilizado pela Thermo-ARL, Suíça) do pó de vidro são os seguintes:

Si na forma de SÍO2 72,9% em peso AI na forma de AI2O3 1,7% em peso Ca na forma de CaO 11,1% em peso Mg na forma de MgO 1,4% em peso Na na forma de Na20 11,6% em peso K na forma de K20 0,5% em peso Fe na forma de Fe203 0,3% em peso Ba na forma de BaO 0,1% em peso A análise por FRX do pó de vidro MG-450 produziu uma composição elementar que correspondia amplamente à composição elementar do vidro branco usado.

Submeteu-se 500 g desse pó de vidro a hidrofobização, misturando-o com 0,1% em peso (0,5 g) de uma mistura de razão molar 1:1 de ácido esteárico e ácido palmítico, previamente dissolvido em isopropanol a 50°C durante 20 minutos. A confirmação de que o vidro se encontra hidrofobizado é dada por titulação (quadro 1). 0 menor valor de ácido no ensaio 2 mostra que, após a mistura do vidro na solução de ácido esteárico / palmítico (aq) existe apenas uma pequena percentagem de ácido que ficou na solução. Deste modo, após a filtração e/ou a centrifugação da suspensão, o vidro é "revestido" com o ácido até 94,5%.

Quadro 1

Amostra Descrição Valor de ácido [mg de KOH/ g de substância] 1 Solução (aq.) antes da adição do pó de vidro 0,2785 relativos à solução 2 Solução (aq.) após a adição do pó de vidro 0,0153 relativos à solução 26 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ

Outros Materiais

Utilizou-se Finntalc M50 como amostra de pré-revestimento ou comparativa na filtração de alimentos líquidos. Encontra-se disponível comercialmente através da MONDO minerais OY, Finlândia, e tinha um valor de d50 de aproximadamente 18,3 pm medido por SediGraph 5100 e uma área de superfície específica BET de 1,5 m2g_1. O talco proveniente da Finlândia ("Finntalc") tem a área de superfície específica BET de 2,3 m2/g, um valor de dso de 13 pm, e a seguinte composição química:

MgO 31% em peso Si02 60% em peso A1203 0,5% em peso CaO 0,1% em peso FeO 2,1% em peso

Como pré-revestimento ou bolos de filtração comparativos utilizaram-se também os seguintes materiais:

Becogur 200 (Kieselguhr) (disponibilizado por E. Begerow GmbH & Co., Alemanha) : d50 cerca de 12,8 pm, medido pelo LS

Analysator Coulter.

Becogur 3500 (Kieselguhr) (disponibilizado por E. Begerow GmbH & Co., Alemanha) : d50 cerca de 28 pm, medido pelo LS

Analysator Coulter.

Perlite D12 (disponibilizado por Knauf Perlite GmbH, Alemanha) : d5o cerca de 16 pm, medido pelo Alpine

Luftstrahlsieb 200 LS (% em peso).

Liaver corresponde ao vidro expandido "Bláhglas" e encontra-se disponível através da empresa Liapor, Alemanha. Peneirou-se por análise de peneiração seca (controle AS 200 de EasySieve) para obter a distribuição de tamanhos de partícula mencionada e o valor de d5o de cerca de 25 pm a 45 pm, medido pelo SediGraph 5100.

Becocel 100 (celulose): (disponibilizado por E. Begerow GmbH & Co., Alemanha): dimensão excessiva de triagem: < 35% 27 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ em peso > 32 pm; < 3% em peso > 100 pm; < 0,5% em peso > 200 pm (de acordo com a folha de dados do fornecedor). II. Testes de Permeabilidade

Efetuou-se a construção de bolos de filtração por formação de placas. 1. Formação de placas

Formou-se uma suspensão aquosa de um talco delaminado com um valor de d5o de 0,6 pm e pó de vidro branco usado hidrofobizado com um valor d5o de 13,9 pm numa razão em peso de talco: vidro de 25:75, com um teor de sólidos de 41,5% em peso. Colocou-se esta pasta num instrumento para formar placas conforme se descreve em Ridgway, C.J., Gane, P.A.C., Schoelkopf, J. 2004: "Modified calcium carbonate coatings with rapid absorption and extensive liquid uptake capacity", Colloids and Surfaces A: Physiochem. and Eng. Asp., 2361-3 91-102, de tal modo que a altura desta pasta no instrumento era aproximadamente 5 a 5,5 cm. Tomou-se algum cuidado para evitar a presença de bolhas de ar na referida pasta. Agitou-se minuciosamente então a referida pasta antes da aplicação de uma pressão de 15 bar sobre a mesma para formar uma placa de 0,9 a 2,5 cm de altura e até permanecer cerca de 0,5 a 1 mm de água sobre a superfície superior da placa. 2. Testes de homogeneidade da placa A fim de obter bons resultados de permeabilidade, é necessário uma distribuição homogénea das partículas de diferentes materiais no bolo de filtração. Utilizaram-se vários métodos para controlar a homogeneidade da placa como por exemplo medições de permeabilidade na orientação transplanar, bem como na orientação planar de amostras e análises por SEM/ EDS. À primeira vista, na foto obtida por SEM da Figura 4, parece estar uma separação de fases com talco delaminado acima e pó de vidro por baixo. No entanto, as figuras 5a a 5c representando imagens obtidas por SEM/EDS do terço superior, do centro e do terço inferior da placa mostram claramente que 28 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ ο talco delaminado está preso ao pó de vidro (manchas brancas), mesmo na direção do fundo. As placas de talco não mostram qualquer textura foleada mas estão bastante bem separadas por partículas de vidro, como consequência da hidrofobização do pó de vidro.

Assim, a separação que ocorreu durante a construção da placa acima é antes uma separação das frações de compósito devido às diferentes taxas de sedimentação do que uma separação de fase dos constituintes compósitos. 3. Testes de permeabilidade da placa

Avaliaram-se as medições de permeabilidade relativamente à passaqem de hexadecano através da placa. Primeiro secou-se a placa em estufa, durante 2 dias, a uma temperatura de 40 a 80°C e depois poliu-se a seco usando uma máquina de moagem automatizada de Jean Wirtz Phoenix 4000 para formar pequenos blocos que posteriormente incorporaram uma resina epóxi Buehler EPO-THIN de baixa viscosidade misturada com endurecedor numa razão em peso de 100 partes de resina para 39 partes de endurecedor. Secou-se então com ar a placa incorporada antes da sua transferência para um dispositivo de permeabilidade, conforme se descreve em Ridgway, C.J., Schoelkopf. J., Goes, P.A.C. (2003): “A new method for measuring the liquid permeability of coated and uncoated papers and boards", Nordic Pulp and Paper Research Journal, 18(4), 377-381. Adicionou-se então hexadecano ao espaço acima da placa, e aplicou-se uma pressão adequada entre 0,1 e 7 bar para fazer o liquido fluir através da placa sem causar a decomposição da placa. Assim que a primeira gota de hexadecano atingiu o equilíbrio, registou-se a massa acumulada [g] em função do tempo [s] até se obter um resultado linear. Calculou-se então a permeabilidade em conformidade com a lei de Darcy da seguinte forma:

29

ΕΡ 2 006 367/PT onde : k - permeabilidade do liquido (m2) dm/dt - caudal (kg/s) - viscosidade do liquido (kg/m/s) 1 - comprimento da amostra (m) - densidade do liquido (kg^)n A - área da secção transversal da superfície que recebe o líquido (m2) P - diferença de pressão aplicada (kg/m/^b A viscosidade do hexadecano usado para calcular a permeabilidade ao líquido foi 0,0034 Ns/m2 e a densidade 773 kg/m3. Ajustou-se a diferença de pressão aplicada entre 0,lxl05 e 7, 0xl05 Pa. Determinou-se duas vezes a permeabilidade ao líquido. Efetuaram-se as medições de permeabilidade na orientação transplanar das amostras. Os resultados são apresentados no quadro 2.

Quadro 2

Caudal (kg/s) Comprimento da amostra (m) Área da secção reta da amostra (m2) Permeabilidade ao líquido (m2) 3,09xl0“7 1, 92xl0~2 7, 52xl0“5 7, 69xl0~16 3,73xl0“7 1, 92xl0“2 7, 52 xlO”5 9,28xl0~16 III. Testes de Filtração

Efetuaram-se os seguintes testes de filtração para avaliar a eficácia de vários auxiliares de filtração, do invento e comparativos, num processo de filtração de cerveja para a determinação de curvas de filtração de cerveja e de turbidez. Testou-se a qualidade da cerveja antes (não filtrada) e após (filtrado) o processo de filtração, determinando a turbidez [NTU] (clarificação). a) Métodos

Filtração de pré-revestimento A filtração de pré-revestimento corresponde a uma filtração de superfície, durante a qual um auxiliar de filtração suporta o acúmulo do bolo de filtração. Para o pré-revestimento, adiciona-se 1,8 g (correspondente a um pré- 30 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ -revestimento de 1 kg/m2) de um material grosseiro referido como "pré-revestimento" a 2000 ml de água da torneira e agita-se durante 10 minutos, utilizando um agitador magnético. Assim que se inicia a filtração de água regista-se o tempo [h] para os volumes filtrados a 800 ml, 1600 ml e 2000 ml. Após a formação do pré-revestimento, traz-se a cerveja para o pré-revestimento através de uma torneira de três vias (etapa 2, ver abaixo) . Para os testes de filtração utilizou-se um equipamento de filtração simplificado em conformidade com Raible Niemsch (descrito em: Kreisz, S., Der Einfluss von Polysacchariden aus Malz, Hefe und Bakterien auf die Filtrierbarkeit von Wurze und Bier. - Thesis, Lehrstuhl fur Technologie der Brauerei I und Getránketechnologie, Technische Universitãt Munchen, 2003) composto por uma garrafa de alimentação na qual se aplicava vácuo, um cilindro de vidro de filtração com uma placa de peneiro e um papel de filtro (N° . 589; Schleicher & Schuell AG) e um tubo interno com aberturas laterais localizado na garrafa de alimentação. Ligados a este equipamento através da torneira de três vias estavam um copo para a filtração de pré-revestimento (água) e um copo para o material não filtrado.

Filtração de alimentos líquidos O segundo passo no processo de filtração corresponde à filtração da cerveja. Para cada ensaio adiciona-se 0,8 g de um material mais fino em diferentes proporções referido como "bolo de filtração" a 1000 ml de cerveja não filtrada e agita-se durante 10 minutos, utilizando um agitador magnético. Inicia-se a filtração quando o pré-revestimento está concluído. Durante o ciclo de filtração, regista-se o tempo [h] a um volume de 200 ml, 400 ml, 600 ml, 800 ml e 1000 ml de cerveja filtrada.

Para cada ensaio de filtração utiliza-se um papel de filtro com uma retenção de 12-25 pm e um diâmetro adaptado ao diâmetro do equipamento de filtração, no presente caso de cerca de 47 mm, (N°. 589; Schleicher & Schuell AG, não se troca o papel de filtro após a filtração do pré--revestimento). O vácuo aplicado durante o processo de filtração é constante e igual a 360 mbar (para o pré-

revestimento, bem como para a filtração de cerveja). O 31 ΕΡ 2 006 367/PT líquido de filtração corresponde a cerveja Zwickel não filtrada, 5,2% em volume de alc. de Miiller Brãu, Baden, Suíça, armazenada a uma temperatura de 4°C, que é referida como não-filtrada, dado que neste momento ainda contém material de levedura e haze.

No quadro 3 apresentam-se as sequintes amostras testadas.

Quadro 3

Amostra Material para pré-revestir Razão de mistura Material para bolo de filtração Razão de mistura 1 (comp.) Becogur 3500 — 100:0 Becogur 200 — 100:0 2 Becogur 3500 — 100:0 Talco delaminado Vidro hidr. MG-450 25:75 3 Becogur 200 — 100:0 Talco delaminado Vidro hidr. MG-450 25:75 4 Perlite D12 — 100 : 0 Talco delaminado Vidro hidr. MG-450 25:75 5 (comp) Perlite D12 — 100:0 Talco delaminado Finntalc 25:75 6 (comp) Perlite D12 — 100:0 Vidro hidr. MG-450 — 100:0 7 (comp) Perlite D12 — 100:0 Finntalc — 100:0 8 Perlite D12 — 100:0 Talco delaminado Vidro hidr. MG-450 50:50 9 Finntalc M50 — 100:0 Talco delaminado Vidro hidr. MG-450 25:75 10 Becocel 100 — 100:0 Talco delaminado Vidro hidr. MG-450 25:75 11 (comp.) Finntalc M50 — 100:0 Finntalc M50 — 100:0

No sistema de filtração, fixou-se um tubo interno com aberturas laterais para evitar que o não filtrado batesse na placa de peneiro como um único jato durante a filtração (o que dificultaria a construção de um pré-revestimento e/ou 32 ΕΡ 2 006 367/ΡΤ bolo de filtração uniforme). Deste modo, inicia-se a filtração assim que o vácuo atinge 360 mbar, usando a torneira de três vias. b) Resultados

Curvas de Filtração e Turbidez

As Figuras 6 e 7 ilustram as curvas de filtração de cerveja usando várias amostras de pré-revestimento e amostras de bolo de filtração, construídas sobre um pré-revestimento respetivamente, avaliada pela determinação do volume de filtração [ml] em função do tempo de filtração [h].

Conforme se mostra na Figura 6, comparam-se duas amostras diferentes de bolo de filtração (1) e (2) construído sobre um pré-revestimento de Kieselguhr grosseiro (Becogur 3500) em relação à sua capacidade de caudal. O tempo [h] necessário para filtrar aproximadamente 500 ml de cerveja é amplamente igual em ambos os ensaios. Perto de um volume de filtração de 600 ml a capacidade de caudal (volume de filtração (ml) em função do tempo de filtração (h) ) diminui fortemente no ensaio (1), ao passo que a estrutura mais grosseira do talco delaminado combinado com vidro MG-450 permite uma filtração mais eficaz do que a estrutura porosa do Kieselguhr (Becogur 200).

Observa-se algo semelhante na Figura 7, onde o pré--revestimento é composto por Perlite D12. A curva de filtração da amostra de bolo de filtração (4) é mais rápida do que a de (8) possuindo uma quantidade superior de talco no bolo de filtração. Pode concluir-se que a capacidade de caudal diminui devido à reduzida estrutura de "cardhouse". O melhor resultado de um elevado caudal é dado pela utilização de um Finntalc grosseiro ((7); comparativo) como bolo de filtração. Em combinação com talco delaminado, no entanto, possuindo uma capacidade de adsorção mais elevada, o caudal diminui fortemente ((5); comparativo). Pode concluir-se que uma quantidade maior de talco delaminado e/ou uma quantidade muito maior de vidro MG-450 ((6); comparativo) num bolo de filtração diminui a capacidade de caudal. 33

ΕΡ 2 006 367/PT

Mediu-se a turbidez com um Turbidimeter (Model 2100P ISO; Hach Company, EUA) . Em conformidade com a figura 8, a menor turbidez determinada da cerveja filtrada é obtida com amostra (3), seguida pela (2) e (1). Com uma turbidez entre 2,29 e 2,75 NTU os meios de filtração de (1), (2), (3), (5) (comparativo) e (8) são eficazes para filtração de cerveja.

Considerando a capacidade de caudal, (2) em conformidade com o invento apresenta melhores resultados, também relativamente ao exemplo comparativo (1). Comparando as amostras (4) e (8) com os exemplos comparativos (6) e (7), a última teve uma capacidade de fluxo um pouco melhor, mas as amostras do invento têm um desempenho significativamente melhor em relação aos valores de turbidez. O exemplo comparativo (5) tem valores de turbidez comparáveis, mas, como mencionado, uma capacidade de fluxo muito baixa.

Os melhores resultados quanto à capacidade de caudal e turbidez são alcançados através da utilização de um bolo de filtração composto por talco delaminado com uma área de superfície específica > 40 m2g_1 misturado com vidro hidrofobizado numa razão de 25:75, construída sobre um pré--revestimento de Kieselguhr grosseiro durante o processo de filtração.

Lisboa, 2014-05-22

Claims (36)

1. ΕΡ 2 006 367/ΡΤ 1/6 REIVINDICAÇÕES 1. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação para a purificação de alimentos líquidos compreendendo um agente de adsorção e um espaçador, as partículas de espaçador são intrinsecamente hidrofóbicas ou sofreram hidrofobização, e as partículas de agente de adsorção são intrinsecamente hidrofóbicas ou sofreram hidrofobização e encontram-se associadas às partículas de espaçador, formando com elas um compósito que se caracteriza por o agente de adsorção ser talco com uma área de superfície especifica superior a 40 m2/g e um valor de dso de 0,05 a 5 pm, e por o espaçador ser vidro com um valor de d5o de 1 a 50 pm e hidrofobizado com um agente lipofílico.
2. 2. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com a reivindicação 1, que se caracteriza por as partículas de agente de adsorção possuírem uma elevada razão de aspeto.
3. 3. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, que se caracteriza por as partículas de agente de adsorção possuírem uma razão de aspeto de 150 a 300, de preferência de 226 a 280, e com maior preferência de 262 a 275, conforme determinado em conformidade com a equação de Hohenberger.
4. 4. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, que se caracteriza por o talco possuir um teor de talco puro > 80% em peso, de maior preferência > 90% em peso, ainda de maior preferência > 95% em peso ou > 98% em peso e com a maior preferência até 100% em peso.
5. 5. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, que se caracteriza por as partículas de agente de adsorção possuírem um valor de d5o de 0,1 a 4 pm, de preferência de 0,3 a 2 pm, com mais preferência de 0,5 a 1 pm.
6. 6. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, que se ΕΡ 2 006 367/ΡΤ 2/6 caracteriza por as partículas de espaçador possuírem uma baixa razão de aspeto.
7. 7. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, que se caracteriza por as partículas de espaçador possuírem uma razão de aspeto de 1 a 50, de preferência de 5 a 40, com maior preferência de 7 a 35, com a maior preferência de 8 a 33, conforme se determina em conformidade com a equação de Hohenberger.
8. 8. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, que se caracteriza por o espaçador possuir uma razão de aspeto em relação à razão de aspeto do agente de adsorção de 0,020 a 0,166, de preferência de 0,022 a 0,142, com maior preferência de 0,026 a 0,127.
9. 9. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, que se caracteriza por as partículas de espaçador possuírem um valor de dso de 4 a 30 pm, de preferência de 8 a 20 pm, de preferência de 10 a 15 pm ou 11 a 14 pm.
10. 10. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, que se caracteriza por o valor de d5o das partículas de espaçador ser de 1 a 40 vezes superior ao valor de dso das partículas de agente de absorção, de preferência de 5 a 30 vezes, com a maior preferência para 15 a 25 vezes.
11. 11. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, que se caracteriza por o material espaçador possuir uma área de superfície específica inferior a 5 m2/g, sendo de preferência de 0,1 a 4 m2/g, com maior preferência de 0,5 a 3 m2/g, com ainda maior preferência de 0,75 a 2,5 m2/g, e com a maior preferência de 1,5 a 2 m2/g.
12. 12. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, que se caracteriza por as partículas de agente de adsorção e as ΕΡ 2 006 367/ΡΤ 3/6 partículas de espaçador se encontrarem presentes numa razão em peso de agente de adsorção : espaçador de 5:95 a 95:5, de preferência de 15:85 a 85:15, com maior preferência de 25:75 a 75:25, e com a maior preferência de 40:60 a 60:40, sendo especialmente preferida a razão 25:75.
13. 13. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 12, que se caracteriza por as partículas de agente de adsorção sofrerem hidrofobização com um agente lipofílico.
14. 14. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13, que se caracteriza por o agente lipofílico ser selecionado do grupo que consiste em compostos de fórmula R-X, onde R é um resíduo hidrocarboneto possuindo de 8 a 24 átomos de carbono, de preferência selecionado de alquilo, alquilarilo, arilalquilo, arílo, e X representa um grupo funcional, de preferência selecionado do grupo que consiste em carboxilato e hidroxilo.
15. 15. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 14, que se caracteriza por o agente lipofílico ser selecionado do grupo que consiste em ácidos gordos, ácido esteárico, ácido palmitico e misturas de quaisquer desses ácidos.
16. 16. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com a reivindicação 15, que se caracteriza por o agente lipofílico ser uma mistura de ácido esteárico e de ácido palmitico.
17. 17. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com a reivindicação 16, que se caracteriza por a razão em peso relativa de ácido esteárico para ácido palmitico ser de cerca de 1:10 a cerca de 10:1, de preferência de cerca de 1:7 a cerca de 7:1, com mais preferência de cerca de 1:5 a cerca de 5:1, em particular de cerca de 1:3 a cerca de 3:1, e especialmente de preferência é 1:1.
18. 18. Auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 17, que se caracteriza por o auxiliar de filtração e/ou auxiliar de ΕΡ 2 006 367/ΡΤ 4/6 floculação possuir uma permeabilidade liquida superior a 1x10“ 18, de preferência superior a 1χ10“17, com maior preferência superior a 1χ10“16, ainda com maior preferência superior a 1χ10“15 m2, em especial superior a 1χ10“14 m2, superior a 1χ10“13 m2, e em particular superior a 1χ10“12 m2, determinada em conformidade com a lei de Darcy em relação a hexadecano numa pressão entre 0,1 e 7 bar.
19. 19. Método para a preparação de um auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 18, que se caracteriza pelos passos de: - mistura do agente de adsorção e de espaçador num meio aquoso e; - separação do compósito resultante.
20. 20. Método de acordo com a reivindicação 19, que se caracteriza por o compósito ser isolado por decantação e/ou filtração e/ou centrifugação.
21. 21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 ou 20, que se caracteriza por o agente de adsorção e/ou o espaçador serem hidrofobizados antes de se misturarem um com o outro.
22. 22. Método de acordo com a reivindicação 21, que se caracteriza pelos passos de: -dissolução de um agente lipofílico num solvente; -mistura da solução resultante com as partículas de espaçador e/ou as partículas de agente de adsorção a submeter a hidrofobização.
23. 23. Método de acordo com a reivindicação 22, que se caracteriza por o solvente ser selecionado do grupo que consiste em isopropanol, heptano, tolueno, ou suas misturas.
24. 24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 ou 23, que se caracteriza por o solvente ser isopropanol.
25. 25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 24, que se caracteriza por o agente lipofílico ser uma mistura de ácido esteárico e ácido palmítico numa razão em ΕΡ 2 006 367/ΡΤ 5/6 peso de cerca de 1:10 a cerca de 10:1, de preferência de cerca de 1:7 a cerca de 7:1, com mais preferência de cerca de 1:5 a cerca de 5:1, em particular de cerca de 1:3 a cerca de 3:1, e especialmente de preferência 1:1.
26. 26. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 25, que se caracteriza por o agente lipofílico ser usado numa concentração de 0,01% a 2% em peso, de preferência de 0,05% a 1% em peso, com maior preferência de 0,1 a 0,5% em peso com base no peso das partículas de espaçador e/ou de agente de adsorção.
27. 27. Utilização de um auxiliar de filtração e/ou auxiliar de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, para remover impurezas de alimentos líquidos.
28. 28. Utilização de acordo com a reivindicação 27, que se caracteriza por o alimento liquido a tratar ser selecionado do grupo que consiste em alimentos líquidos aquosos, sumos alimentares, concentrados de sumo, xaropes de açúcar, vinhos, cervejas, cidras, vinagres, licores, e bebidas espirituosas.
29. 29. Utilização de acordo com a reivindicação 28, que se caracteriza por a tensão superficial do alimento líquido ser superior a 35 mN/m, de preferência superior a 45 mN/m, e com a maior preferência superior a 60 mN/m, conforme se mede com um tensímetro de Kruss usando um anel de du Nouy.
30. 30. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 7 a 29, que se caracteriza por o auxiliar de filtração e/ou o auxiliar de floculação ser usado num processo de decantação.
31. 31. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 29, que se caracteriza por o auxiliar de filtração e/ou o auxiliar de floculação ser usado num processo de centrifugação.
32. 32. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 29, que se caracteriza por o auxiliar de filtração e/ou de floculação ser usado num processo de filtração. ΕΡ 2 006 367/PT 6/6
33. 33. Utilização de acordo com a reivindicação 32, que se caracteriza por o processo de filtração ser uma filtração por aluvião.
34. 34. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 32 ou 33, que se caracteriza por se formar um bolo de filtração a partir do auxiliar de filtração e/ou de floculação.
35. 35. Utilização de acordo com qualquer uma das reivindicações 32 ou 34, que se caracteriza por se formar um pré-revestimento a partir do auxiliar de filtração e/ou floculação.
36. 36. Bolo de filtração compreendo um auxiliar de filtração e/ou de floculação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19. Lisboa, 2014-05-22