PT831960E - Adjuvantes de filtracao suportes de filtracao processo de filtracao utilizando os mesmos e processo de regeneracao dos referidos adjuvantes - Google Patents

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PT831960E
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Description

DESCRIÇÃO "ADJUVANTES DE FILTRAÇÃO, SUPORTES DE FILTRAÇÃO, PROCESSO DE FILTRAÇÃO UTILIZANDO OS MESMOS E PROCESSO DE REGENERAÇÃO DOS REFERIDOS ADJUVANTES" O presente invento refere-se a um processo de regeneração in situ de um adjuvante de filtração, utilizável na filtração de líquidos, nomeadamente de cerveja em fase de fim de conservação. Refere-se igualmente a um novo processo de filtração que compreende uma tal regeneração.
Os adjuvantes de filtração constituem as substâncias utilizadas nas separações sólido-líquido com a formação de um depósito sobre um crivo ou suporte, quer isoladadamente, quer em mistura com as substâncias a reter, e asseguram, por meio de uma acção principalmente mecânica, a eficácia da separação.
Muitos tipos de adjuvantes de filtração podem ser diferenciados de acordo com os seus constituintes principais. O tipo de adjuvante mais ffequentemente utilizado em fábricas de cerveja é a terra de diatomáceas ("kieselguhr"), composta principalmente de diatomáceas calcinadas.
Outros tipos de adjuvantes compreendem nomeadamente as perlites de origem de rocha vulcânica, o amido, a celulose, bem como as substâncias sintéticas poliméricas fibrosas. -2-
Estes adjuvantes diferentes formam, durante a filtração, um meio poroso que capta as impurezas a eliminar e facilitam o escoamenteo da fase líquida.
Os adjuvantes descritos anteriormente podem ser utilizados quer na técnica dita de pré-camada, quer na técnica dita de aluviamento.
Um sector industrial no qual os adjuvantes de filtração são utilizados é no campo da fabricação de cerveja.
Com efeito, a grande maioria das cervejas colocadas no mercado devem apresentar uma cor brilhante e ser isentas de micro-organismos. Para o fabricante de cerveja, estas exigências são geralmente respeitadas quando a cerveja possui um valor de transparência E.B.C. (European Brewing Convention) inferior a 0,5° EBC e um teor em micro-organismos inferior a 5 leveduras por litro.
Os valores de transparência E.B.C. e a sua apreciação são definidos na publicação: Analytica-E.B.C., 4a Ed., 1987, Revue de la Brasserie et des Boissons Ed., Zurique.
Até ao presente, o processo mais económico e mais eficaz para atingir estes valores consiste em utilizar um adjuvante de filtração no processo de fabricação da cerveja.
Com efeito, após a sua maturação nos reservatórios de armazenagem, deve ser clarificada e filtrada antes do seu acondicionamento, para eliminar um determinado número de impurezas, em particular uma turvação coloidal, bem como leveduras. Após filtração, a cerveja apresenta então uma cor brilhante e uma estabilidade suficiente para a sua conservação. A filtração com adjuvante da cerveja é geralmente realizada por utilização de uma das duas técnicas seguintes, a saber a filtração sobre massa ou a filtração em aluviamento, em que esta última necessita da formação de uma pré-camada prévia. A filtração em aluviamento, de longe a mais correntemente utilizada, consiste em depositar sobre o meio filtrante, e antes da filtração propriamente dita, uma primeira pré-camada do adjuvante de filtração de uma dimensão grosseira para proteger o suporte de filtração (por exemplo filtros tipo “bougies” ou filtros-planos) por um lado e facilitar a demolição do filtro após filtração e limpeza do suporte de filtração por outro. Frequentemente, uma segunda pré-camada do adjuvante com uma dimensão similar à utilizada para o aluviamento é deposta para auxiliar a obtenção de um filtrado transparente desde do início do ciclo de filtração.
Em aluviamento, o adjuvante é misturado com a cerveja antes da filtração para formar uma suspensão. Esta suspensão forma, quando da filtração, um bolo misto contendo à vez as impurezas e o adjuvante.
Quando o ciclo de filtração termina, o bolo de adjuvante que retém as impurezas retidas, nomeadamente as leveduras, é eliminado por demolição sob a forma de uma suspensão espessa, normalmente designada por lodo.
No caso em que a filtração é realizada por utilização de filtros tipo “bougies”, a demolição é geralmente realizada por envio em contra-corrente no meio filtrante de uma emulsão gás-água sob pressão que descola o bolo do -4- referido meio filtrante e fá-lo tombar no fundo da cuba de filtração onde é recolhido.
No caso em que a filtração é realizada por utilização dos filtros de pratos horizontais, o bolo é eliminado pela força centrífuga criada pela rotação dos elementos filtrantes.
Na filtração sobre massa, o adjuvante é deposto directamente sobre o suporte filtrante antes da filtração da cerveja. A utilização dos adjuvantes de filtração, em particular o "kieselguhr", apresenta no entanto um determinado número de inconvenientes.
Um dos principais inconvenientes reside no facto do adjuvante só poder ser utilizado num único ciclo de filtração. O fabricante de cerveja é então obrigado a rejeitar o adjuvante, nomeadamente o "kieselguhr", e a utilizar uma nova quantidade de adjuvante fresco. São conhecidos os problemas postos por este resíduo ao ambiente, para além do custo suplementar do produto final associado a um aprovisionamento regular em adjuvante.
As técnicas de regeneração do adjuvante, em particular do "kieselguhr", foram equacionadas, sem responderem totalmente às necessidades industriais.
Com efeito, as técnicas actuais de regeneração dos adjuvantes, em particular do "kieselguhr", apenas permite obter uma regeneração parcial do adjuvante. O fabricante de cerveja é assim obrigado a adicionar, a cada novo -5- ciclo de filtração, uma determinada quantidade de adjuvante fresco para compensar a baixa de eficácia da filtração devida nomeadamente ao crescimento da quantidades de impurezas presentes, e a rejeitar, após vários ciclos de filtração, o adjuvante regenerado parcialmente, com os problemas já mencionados anteriormente.
Por outro lado, estes processos necessitam de utilizar instalações particulares e distintas das instalações de filtração. Eles implicam por isso encargos importantes de investimentos e de funcionamento, nomeadamente encargos de transporte do adjuvante para o local de regeneração. A EP-A-0 611 249 descreve um processo de regeneração de um adjuvante de filtração, em particular o "kieselguhr" ou o vidro, o qual consiste num tratamento enzimático em água quente. Este tratamento é efectuado numa instalação de regeneração distinta da instalação de filtração. E referido que os enzimas atacam as impurezas orgânicas de peso molecular elevado e as transformam numa forma solúvel em água de peso molecular inferior. Os tratamentos complementares de limpeza são possíveis, nomeadamente por utilização de uma solução de soda diluída, ou por utilização de um oxidante. É possível submeter a lama de Kieselgur a um tratamento por ultrasons, o qual é conhecido por melhorar a acção dos processos de separação.
Este documento refere que o processo permite eliminar até 80% das impurezas orgânicas aderentes, essencialmente leveduras e proteínas, de maneira que se pode obter uma perda ao fogo inferior a 2%. As impurezas restantes estão presentes como não sendo prejudiciais, quer do ponto de vista da filtração, quer do ponto de vista da higiene. No entanto, um resíduo de 2% de impurezas orgânicas tem um efeito cumulativo do ponto de vista da filtração e tem necessariamente uma influência negativa do ponto de vista da higiene. -6-
Por outro lado, a EP-A-0 253 233 descreve um processo de regeneração de Kieselgur por meio de uma solução de soda. O Kieselgur é tratado num recipiente de aquecimento exterior à instalação de filtração que utiliza este adjuvante. O adjuvante é mantido na presença da solução de soda durante uma duração pré-determinada, e é submetido a agitação suave: esta última referência faz parte da reivindicação 1 e portanto é considerada como uma característica essencial do processo assim descrito.
Este documento precisa que após um tratamento de cerca de 1 hora, praticamente todas as substâncias que contêm a albumina, bem como as leveduras, são quase eliminadas completamente. O Kieselger compreende ainda 1 a 2% de substâncias orgânicas, contituídas essencialmente por polisacaridos. E referido que estes polisacaridos, que podem ser eliminados em caso de necessidade por hidrólise ácida, não interferem com a filtração, de modo que não é necessário eliminá-los. O Kieselgur assim tratado pode ser reutilizado com adição de cerca de 10 a 20% de Kieselgur novo.
Esta primeira prioridade é citada como arte anterior na introdução da EP-A-0 611 249, que precisa que este processo permite somente obter uma taxa de reciclagem de cerca de 70% e que restam de 2 a 5% de impurezas orgânicas no Kieselgur regenerado, em que esta percentagem é determinada por perda ao fogo.
Tendo em conta os elevados investimentos necessários para realizar -7- a instalação de tratamento, este processo está presente como economica e tecnicamente não rentável e não utilizável.
Enfim, a US-A-3 220 928 descreve um processo para limpar as telas filtrantes dos filtros-prensas empregues nas fábricas de cerveja. De acordo com este processo, desmonta-se o filtro-prensa, retira-se de cada elemento filtrante o bolo acumulado sobre a tela filtrante, depois volta-se a montar e fecha-se o filtro-prensa com as mesmas telas filtrantes, faz-se em seguida passar no filtro-prensa uma solução enzimática de limpeza com uma actividade amilolítica e proteolitica, e finalmente lava-se para eliminar a solução de limpeza.
Este documento não ensina um processo que permita regenerar in situ um adjuvante de filtração carregado de impurezas orgânicas constituídas essencialente de leveduras.
Foram levadas a cabo investigações para desenvolver um adjuvante regenerável que permita resolver os problemas descritos anteriormente. Um adjuvante de filtração deste tipo foi especialmente proposto, consistindo em esferas de material sintético, as quais podem ser regeneradas nas instalações de filtração existentes. Este adjuvante todavia só permite resolver uma parte dos inconvenientes referidos anteriormente.
Com efeito, a forma quase esférica das partículas de adjuvante necessita da utilização de partículas de uma dimensão relativamente importante, especialmente superior a 100 pm, para obter uma permeabilidade aceitável do bolo e conduzir a um meio filtrante com uma espessura importante. Por outro lado, a eficácia da filtração é geralmente insuficiente. O invento tem por principal objectivo remediar em grande parte -8- estes inconvenientes, propondo um processo de regeneração a um nível satisfatório de adjuvantes sem utilizar instalações especiais. O invento tem igualmente por objectivo propor um novo processo de filtração que compreende uma tal regeneração que permite obter um líquido que responda às exigências actuais de qualidade.
Os adjuvantes de filtração regeneráveis utilizáveis para a filtração de líquidos, especialmente de cerveja em fim de conservasção, compreendem grãos incompressíveis poliméricos sintéticos ou naturais ou grãos incompressíveis naturais, os quais possuem um coeficiente de esfericidade que variam entre cerca dc 0,6 e cerca de 0,9. O coeficente de esfericidade é definido de acordo com o método descrito na publicação “Medição da dimensão de partículas”, T. Allen, p. 76-77, Chapman e Hall Ed., Londres 1974.
De preferência, os novos adjuvantes de acordo com o invento compreendem grãos de uma dimensão média que varia entre cerca de 20 pm e cerca de 70 pm, formando um bolo de filtração com uma porosidade compreendida entre cerca de 0,4 e cerca de 0,8 e com uma massa específica que varia entre cerca de 1.000 e cerca de 1.500 kg/m3. A porosidade do bolo de filtração é determinada pelo método descrito por R. Leenaerts em: A Filtração Industrial de Líquidos, Tomo 1, Capítulo 2, Sociedade Belga de Filtração Ed., 1974.
De preferência, os adjuvantes compreendem grãos com uma dimensão média que varia entre cerca de 20 pm com uma afastamento-tipo de cerca de 10 pm e cerca de 70 pm com um desvio padrão de cerca de 25 pm. -9-
De preferência, os adjuvantes possuem uma dimensão média de grãos de cerca de 35 pm com um desvio padrão de cerca de 15 pm e uma massa específica de cerca de 1.200 kg/m3.
Os adjuvantes formam o esqueleto de um meio poroso que capta as impurezas quando se depositam sobre a superfície sem por isso se colmatar instantaneamente. Para esse feito, deve-se ter uma ponte entre as partículas de adjuvante de modo que as impurezas se alogem nas cavidades situadas entre as partículas de adjuvante sem aumentar a deformação nem participá-la à estrutura do meio granular. A obtenção de uma porosidade adequada do meio poroso colnsiste no emprego de um adjuvante cuja forma favoreça a formação de uma superfície de contacto entre as partículas e cuja a distribuição granulométrica seja suficientemente apertada para não dar lugar a uma distribuição de dimensão de poros demasiado importante.
Os adjuvantes possuem uma forma de grãos intermédia entre a forma fibrosa e compressível de adjuvantes do tipo "kieselguhr" e a forma praticamente esférica dos adjuvantes sintéticos da técnica anterior que constituem bolos de baixa porosidade.
De acordo com uma modo de realização preferido do invento, os adjuvantes compreendem grãos incompressíveis poliméricos sintéticos ou naturais e grãos incompressíveis naturais obtidos especialmente a partir de poliamida, de policloreto de vinilo, de produtos fluorados tais como TEFLON®, de polipropileno, de poliestireno, de polietileno, de determinados derivados de silício, por exemplo de riolitos ou de vidro, bem com das suas misturas. -10- A título ilustrativo e não limitativo das poliamidas utilizáveis, referiremos especialmente o policaprolactama, a adipamida de poli(hexametileno), o nonanodiamida de poli(hexametileno), a sebacamida de poli(hexametileno), a dodecanodiamida de poli(hexametileno), o poliundecanolactama, o polilauril-lactama e/ou suas misturas.
As poliamidas anteriores pertecem à família de produtos
/«V comercializados sob a marca NYLON .
De acordo com uma forma particularmente preferida, a poliamida que constitui o constituinte principal dos adjuvantes do presente invento é o poliundecanolactama.
De preferência, os adjuvantes são de qualidade alimentar e resistem às soluções ácidas e alcalinas diluídas. Eles apresentam além disso uma resistência suficiente à abrasão e aos agentes de regeneração, bem como a temperaturas da ordem de 100°C. Elas são além disso indeformáveis sob o efeito da pressão de filtração. O invento refere-se a um novo processo de regenaração in situ de adjuvantes de filtração, novo em si mesmo e que pode ser utilizado especialmente para a regeneração dos adjuvantes do invento. O processo de regeneração de acordo com o invento é definido na reivindicação 1.
Uma composição enzimática utilizável de acordo com o invento compreende as proteases, agentes capazes de lisar as leveduras, eventualmente os agentes de catálise enzimática, tais como definidos anteriormente. O processo de reneração in situ de acordo com o invento é particularmente bem adaptado à regeneração dos adjuvantes mencionados anteriormente, mas não ficará limitado a estes adjuvantes particulares, nem ao processo de filtração de acordo com o invento descrito atrás. O invento tem igualmente por objectivo um novo processo de filtração de líquidos, tal como definido na reivindicação 12. O processo de filtração de um líquido, especialmente de cerveja em fim de conservação que compreende as etapas de desarejamento, de depósito de uma pré-camada sobre um suporte de filtração, e de recirculação, é caracterizado pelo facto da etapa de filtração ser realizada com um adjuvante de filtração de acordo com o presente invento.
De preferência, as proporções entre o adjuvante e o líquido a filtrar variam entre cerca de 25 g de adjuvante/hl de líquido e cerca de 250 g de adjuvante/hl de líquido.
De acordo com o invento, o processo de filtração segue as mesmas etapas que uma filtração com "kieselguhr" até ao fim da etapa dos produtos de cauda ("nachlaufs"). Designa-se normalmente por "nachlauf" a etapa que consiste, após o ciclo de filtração, na evacuação da cerveja para fora do meio filtrante por realização de uma lavagem com água.
Estas etapas consistem especialmente numa desgazeificação ou num desarejamento do filtro que compreende o meio filtrante e da aparelhagem de filtração. Uma pré-camada é depositada sobre o suporte filtrante de acordo com a técnica convencional, a saber a um caudal próximo de 25 hl/hm . -12- A água que encheu o filtro é de seguida evacuada efectuando uma passagem da cerveja adicionada com adjuvante na etapa designada pela dos produtos de cabeça ("vorlauf'). Logo que a composição da mistura água-cerveja seja satisfatória, a etapa de filtração é iniciada e o filtrado obtido é de seguida enviado para a unidade de engarrafamento.
De acordo com uma forma de realização preferida do invento, o processo comporta ainda uma etapa de estabilização. Esta etapa pode ser efectuada durante ou após a etapa de filtração propriamente dita, utilizando os aditivos convencionalmente empregues, tais como nomeadamente os geles de sílica, os taninos gálicos, etc. Geralmente, quando a estabilização é efectuada após a filtração, os enzimas proteolíticos e a polivinilpirrolidona (PVPP), de preferência regeneráveis, são utilizáveis.
Vantajosamente, a estabilização é efectuada de forma concomitante com a filtração.
Vantajosamente, a composição enzimática compreende proteases bem como agentes capazes de lisar as leveduras.
Referiremos, a título não limitativo, como composições enzimáticas utilizáveis no quadro do presente invento, o produto disponível comercialmente sob a denominação SP299 da firma Novo, Dinamarca, e o produto YLE® disponível comercialmente na firma Amano, Japão.
Os agentes de catálise enzimática podem eventualmente ser adicionados à composição enzimática com o objectivo de melhorar ainda a sua eficácia. - 13-
Sublinharemos a propósito do tratamento enzimático do adjuvante que este tratamento não é efectuado necessariamente no fim de cada ciclo de filtração, mas unicamente quando a subida em pressão no filtro durante o ciclo de filtração se toma demasiado importante.
De preferência, o tratamento enzimático é realizado quando a subida em pressão por hora se torma muito importante e significativamente mais elevada que com um adjuvante de filtração não engordurado. Entende-se por adjuvante não engordurado um adjuvante fresco ou totalmente regenerado.
Por exemplo, o tratamento enzimático é realizado quando a subida de pressão na cuba de filtração atinge cerca de 80% da pressão máxima autorizada pela estrutura mecânica do filtro, seja num período de tempo significativamente mais curto do que com um adjuvante não engordurado, seja com um volume de cerveja filtrada significativamente mais reduzido que com um adjuvante não engordurado.
Quando o processo de filtração de acordo com o presente invento compreende uma etapa de estabilização, a regeneração do adjuvante de filtração provoca igualmente a regeneração do agente de estabilização, por exemplo do PVPP. O processo de filtração do presente invento permite por isso obter uma cerveja que responde às exigências em termos de clareza e estabilidade e permite igualmente regenerar o adjuvante de filtração directamemte na cuba de filtração sem ter de o transportar e sem ter de modificar as instalações existentes. O processo de filtração de acordo com o presente invento é colocado em prática com diferentes suportes de filtração. - 14-
De acordo com uma primeira forma de realização, a filtração é realizada sobre filtros tipo “bougies”, já largamente utilizados na indústria cervejeira. Os filtros tipo “bougies” utilizáveis no quadro da colocação em prática do processo do presente invento compreendem um fio enrolado em espiral em tomo de um suporte vertical, em que a distância entre duas espiras varia entre cerca de 20 pm e cerca de 70 pm, de preferência entre cerca de 20 pm e cerca de 45 pm.
Vantajosamente, o fio é feito a partir de material de qualidade alimentar, resistente aos reagentes utilizados no processo de filtração. De acordo com uma forma particularmente vantajosa, o fio enrolado em espiral tem uma forma trapezoidal, em que o lado maior do trapézio está dirigido no sentido do exterior do filtro tipo “bougies”, do lado do material a filtrar. Deste forma, as partículas contidas na cerveja e de dimensão inferior à distância entre espiras, passam através do filtro, sem o risco de se colmatarem na espessura do fio e obtruirem assim o filtro, em que a dimensão da passagem na espessura do fio é maior que a distância de passagem entre duas espiras. A título de exemplos não limitativos de filtro tipo “bougies” utilizáveis, citaremos os produtos do tipo “Trislot”, comercializados pela firma Bekaert, Bélgica.
De acordo com uma outra forma de realização do presente invento, o suporte de filtração compreende crivos, de preferência horizontais, ainda designados por filtros-planos com uma dimensão de malha que varia entre cerca de 10 pm c cerca dc 70 μηι, de preferência entre cerca de 10 pm e cerca de 20 pm. - 15-
Da mesma maneira que anteriormente, os filtros-planos são feitos de um material de qualidade alimentar, resistente aos solventes e reagentes utilizados na filtração. A título de exemplo não limitativo de um crivo utilizável, citaremos o crivo do tipo Ml5 comercializado pela firma South West Screen, da Bélgica.
Os suportes de filtração consistem em “bougies” que compreendem um fio feito a partir de um material de qualidade alimentar resistente aos reagentes utilizados no processo de filtração, enrolado em espiral em tomo de um suporte vertical, em que a distância entre duas espiras varia entre cerca de 20 pm e cerca de 70 pm, de preferência entre cerca de 20 pm e cerca de 45 pm e possuem a forma trapezoidal, tal como definida anteriormente.
De acordo com um outro modo de realização, os suportes de filtração consistem em crivos, de preferência horizontais, feitos a partir de um material de qualidade alimentar resistente aos reagentes utilizados no processo de filtração, com uma dimensão de malha que varia entre cerca de 10 pm e cerca de 70 pm, de preferência entre cerca de 10 pm e cerca de 20 pm.
As vantagens e características sumplementares do invento tomar-se-ão evidentes à luz da descrição mais pormenorizada que se segue dos modos de realização do presente invento, dados a título puramente ilustrativo e não limitativo. -16-
Exemplo 1) Instai ação O adjuvante utilizado é o Nylon 11, disponível comercialmente sob a designação RILSAN® da firma Atochem, França. O filtro tipo “bougies” utilizado é constituído por uma zona de alimentação cónica e por uma virola cilíndrica com um diâmetro de 215 mm e com uma altura de 2,05 m. Três “bougies” de 32 mm de diâmetro cujo interior comunica com zona de recolha do filtrado são suspensos na virola. A altura dos “bougies” é de 1,5 m e a distância entre os seus eixos é de 86 mm, para depositar um bolo com uma espessura de 25 mm no máximo, preservando uma distância de 15 mm entre a superfície do bolo e a parede da virola. O volume total do filtro é de 78 1 e a superfície de filtração é de 0,45 m2. O patamar de corte dos “bougies” é de 30 pm e o perfil do fio trapezoidal. 2) Filtração 2.1) Depósito da pré-camada A instalação é em primeiro lugar esterilizada e desarejada antes do depósito da pré-camada que é levado a um débito de 20 a 30 hl/hm2, e da mesma maneira que sobre um filtro industrial. A injecção da suspensão de mosto contendo o RILSAN® é efectuada durante 7 minutos, em média, e uma recirculação de 15 minutos permite depositar a totalidade do adjuvante. Se a estabilização da cerveja é efectuada ao mesmo tempo que a filtração, a pré-camada é constituída por uma mistura de RILSAN® e de PVPP disponível comercialmente na firma Gaf, U.S.A..
Neste caso, as proporções entre estes dois constituintes (PVPP/RILSAN®) são as mcsma3 que para o aluvioamento, a saber de 2/1 a 1 /4 em peso, para que após demolição, a composição da massa filtrante regenerada - 17- não seja modificada. Independentemente da adição de PVPP, a concentração na pré-camada atinge de 1,5 a 2 kg/m2, valor superior aos teores recomendados convencionamente, mas que representa uma espessura de bolo sensivelmente vizinha da obtida para os adjuvantes tradicionais. 2.2) Filtração A escolha do caudal de filtração é condicionada pela subida de pressão, bem como pelos tempos de contacto necessários para obter um efeito estabilizador suficiente. Para este efeito, as instalações de estabilização por meio de PVPP funcionam com um caudal próximo de 10 hl/hm .
Um primeiro ensaio realizado sobre um filtro-plano, com uma cerveja do tipo Pils contendo um milhão de leveduras/ml, à qual foi adicionada uma mistura de 25 a 200 g/hl de R1LSAN® e 50 g/hl de PVPP, deu lugar a uma subida de pressão que variou entre 15.000 e 30.000 N.m' /hora, de acordo com a composição da mistura, em que o PVPP representava entre 205 e 67% em peso do aluviamento total. Para teores idênticos de "kieselguhr", uma subida de pressão superior a 80.000 N.m'2/hora foi constatada nas mesmas condições.
Um segundo ensaio é realizado com uma cerveja do tipo Pils obtida por fabricação contínua ("darauflassen") e cuja carga após centrifugação atinge 300.000 leveduras/ml. Ela conduz, para uma concentração total em aluviamento de 150 g/hl (100 g/hl de adjuvante e 50 g/hl de PVPP) a uma diferença de 'y pressão entre a entrada e a saída do filtro de 50.000 N.m após 20 horas de filtração e isto para um caudal de 10 hl/hm .
Sempre a 10 hl/m2 e para o mesmo teor em aluviamento, uma cerveja cuja carga seja de 5 milhões de leveduras por ml conduz a uma subida de j pressão de 35.000 N.m' /hora. - 18- 2.3) Qualidade da cerveja A clareza da cerveja após filtração responde às normas nesta matéria. Ela é largamente inferior a 0,7° EBC, valor recomendado e é, no caso de ensaio conduzido a baixa temperatura, inferior a 0,5° EBC. Os valores de 0,3° EBC foram medidos com regularidade. A esterilidade da filtração é verificada por recolha de amostras de 0,5 1 que são filtradas sobre uma membrana de nitrato de celulose de 0,45 pm de patamar de corte. A membrana é cultivada com o auxílio de um meio de cultura do tipo agar de extracto de malte e é incubada a 30°C durante 5 dias. Um patamar de 0 levedura/0,5 1 é atingido no fim do "vorlauf'.
Comparando as características da cerveja antes e após filtração e independentemente da concentração em adjuvante, não se detectou nenhum fenómeno de adsorção pelo adjuvante de filtração de acordo com o presente invento, em particular no que diz respeito à cor e ao teor em isohumulonas. Por outro lado, a adição de 50 g/hl de PVPP ao aluviamento conduz a uma redução de 50% em concentração de polifenois totais, mesmo na presença de leveduras.
Duas cervejas de referência, uma filtrada pelo processo de acordo com o invento, a outra por um processo convencional, foram submetidas a uma degustação por um grupo de oito especialistas. Não se detectou qualquer diferença significativa de gosto.
Os resultados obtidos são resumidos no quadro I em anexo ao presente pedido de patente. - 19- 2.4) Regeneração
Uma lavagem da massa filtrante realizada dentro do sistema de filtragem e sem demolição com uma solução de soda a 2% a uma temperatura de 80°C conduziu a uma redução da dimensão das leveduras de 40% ao fim de duas horas de tratamento.
Estes resíduos tomam-se demasiado grandes para poderem ser eliminados do bolo por simples lavagem e provocam ao acumularem-se um crescimento da subida de pressão durante a filtração. Assim, para uma cerveja, contendo inicialmente um milhão de leveduras/ml, filtrada a um caudal de 10 hl/hm2 em presença de 50 g/hl de RILSAN® e de 50 g/hl de PVPP, a subida de pressão varia de um factor de três após cinco ciclos.
Um tratamento enzimático permite remediar esta situação, ao reduzir a dimensão das leveduras de 25% a 35% após o tratamento durante duas a três horas. O tratamento enzimático é realizado por lavagem da massa filtrante por uma solução de enzimas dispopnível comercialmente sob a denominação YLE® da firma Amano. O tratamento enzimático é efectuado a um pH de 5-6 a uma temperatura de 50°C após o ataque com soda, o que implica levar o pH e a temperatura para os valores anteriores.
Os resíduos desta lise são de seguida eliminados por meio de uma segunda lavagem com soda. A periodicidade do tratamento enzimático depende da carga inicial da cerveja antes de filtração, do tipo de filtro utilizado e do comprimento do ciclo desejado.
Exemplo comparativo
Os volumes da cerveja filtrada pelo processo do invento e por um -20- processo de filtração convencional foram comparados por extrapolação, sohre uma unidade de filtração constituída por um filtro único tipo “bougies”. Neste ensaio comparativo, a superfície de filtração é de 80 m2 e permite depositar um bolo com um volume de 3 m3 com uma distância entre bolos depositados sobre os “bougies” de 5 mm no fim da filtração. A carga da cerveja antes da filtração é suposta ser de um milhão de leveduras/ml e o caudal de filtração é de 10 hl/hm2. O volume filtrado por ciclo é calculado de modo a que o volume deixado livre pelos lodos seja totalmente cheio no fim do ciclo e que a diferença de pressão final não ultrapasse 400.000 N.m2, valor que permite uma contra-pressão importante.
Para um teor de aluviamento (a) dado, o volume filtrado por ciclo (Vf) é calculado a partir do volume livre para o bolo (3 m3) e da concentração em adjuvante da pré-camada (a,,) de acordo com a reacção: 3 pcs - 80 ap
Vf = - a na qual pGS representa a massa específica aparente do bolo. A pressão final é então calculada de acordo com a lei de funcionamento relativa a uma filtragem cilíndrica efectuada a débito constante, tal como descrita por J. Hermia et al., em Filtração e Separação, 1994, 31, 721-725.
Os resultados são ilustrados no quadro II que figuram em anexo ao presente pedido de patente.
No quadro II, ap designa o peso de adjuvante por metro quadrado -21 - de superfície; a designa o peso de adjuvante por hl de cerveja; pGS designa a massa aparente específica do bolo; ΔΡ designa a perda de carga do bolo; tf o tempo de filtração e Vf o volume filtrado.
Para além da vantagem de poder regenerar in situ a massa filtrante, o novo processo de acordo com o invento permite filtrar volumes geralmente mais importantes de cerveja que os processos convencionais.
Deste modo, apesar do invento ter sido descrito, particularmente no precedente, com base na utilização da técnica de filtração por aluviamento, os novos adjuvantes e suportes do invento e processos de filtração e de regeneração do invento podem ser utilizados com a mesma eficácia na técnica de filtragem por pré-camada.
Anexo Quadro I
Características da cerveja filtrada
Ensaio com RILSAN® isolado Ensaio com mistura RILSAN®/PVPP Cerveja não filtrada Cerveja filtrada Cerveja não filtrada Cerveja filtrada Cor(EBC) 6,2 6,1 5,4 5,0 Isohumulonas (EBU) 23,1 22,8 23,3 22,9 Polifenois (mg/1) 196 184 200 90 -22-
Quadro II
Volumes filtrados de acordo com o tipo de aluviamento "kieselguhr" RILSAN® isolado RIL S AN®/P VPP aD (kg/m2) 1 2 2 a (g/hl) 100 80 50 + 50 pGS(kg/m3) 325 480 350 ΔΡ (N.m'2) 360.000 40.000 90.000 tf (h) 12,0 14,9 11,1 Vf(hl) 8.950 14.870 8.900
Lisboa, 10 de Outubro de 2001 ^--- ^ 1
ALBERTO CANELAS Agente Oficia! da Propriedade Industrial RUA VtCTOR CORDON, 14 1200 LISBOA

Claims (12)

  1. -1 - -1 -
    REIVINDICAÇÕES 1. Processo de regeneração de um adjuvante de filtração constituído por grãos naturais ou poliméricos sintéticos ou naturais indeformáveis sob o efeito da pressão de filtração, com um coeficiente de esfericidade compreendido entre cerca de 0,6 e 1, em que este adjuvante é de preferência formado de grãos com um coeficiente de esfericidade compreendido entre cerca de 0,6 e cerca de 0,9, com uma dimensão média compreendida entre cerca de 20 μιη e cerca de 70 μιη, adaptados a formar um bolo de filtração com uma porosidade compreendida entre cerca de 0,4 e cerca de 0,8 e uma massa específica compreendida entre cerca de 1.000 kg/'m3 e cerca de 1.500 kg/m3 e de preferência igual a cerca de 1.200 kg/m3, estando este adjuvante carregado de impurezas orgânicas constituídas essencialmente de leveduras após filtração de um líquido carregado destas impurezas, por exemplo para a preparação de uma bebida tal como cerveja, e estando o referido adjuvante depositado sobre o suporte filtrante de uma instalação de filtragem, em que este processo compreende uma etapa que consiste em lavar a massa filtrante com uma composição enzimática apropriada, sendo esta etapa seguida de uma lavagem com uma solução de soda, caracterizado por compreender as etapas seguintes: a) efectuar uma lavagem prévia da massa filtrante a regenerar, in situ na instalação de filtragem, com uma solução de soda com uma concentração compreendida entre cerca de 2% e cerca de 5%, a uma temperatura de pelo menos cerca de 80°C durante um período compreendido entre cerca de 60 minutos e cerca de 120 minutos; b) sobre a massa filtrante que foi submetida à etapa a), efectua-se de seguida in situ, na instalação de filtragem, a lavagem anteriormente referida com uma composição enzimática apropriada, em que esta lavagem é efectuada a uma temperatura compreendida entre cerca de 40°C e cerca de 60°C, durante um -2- período de tempo compreendido entre cerca de 100 minutos e cerca de 200 minutos. c) depois, sobre a massa filtrante que foi submetida à etapa b), efectua-se uma segunda lavagem com uma solução de soda para eliminar os resíduos produzidos na referida etapa b).
  2. 2. Processo de regeneração de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a composição enzimática compreender especialmente proteases, agentes capazes de lisar as leveduras, eventualmente agentes de catálise enzimática, e compreendem por exemplo a composição SP 299® de NOVO ou a composição YLE® de AMANO.
  3. 3. Processo de regeneração de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o tratamento enzimático ser realizado quando a subida de pressão por hora se toma demasiado importante e significativamente mais elevada que com um adjuvante de filtração não engordurado.
  4. 4. Processo de regeneração de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o tratamento enzimático ser realizado quando a subida de pressão na cuba de filtração atinge cerca de 80% da pressão máxima autorizada para a construção mecânica do filtro.
  5. 5. Processo de regeneração de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por compreender, entre as etapas a) e b), uma etapa que consiste em levar o adjuvante até uma temperatura compreendida entre 40°C e 60°C e a um pH compreendido entre 5 e 6.
  6. 6. Processo de regeneração de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o adjuvante compreender grãos com uma -3- dimensão média compreendida entre cerca de 20 pm, com um desvio padrão de cerca de 10 pm, e cerca de 70 pm, com um desvio padrão de cerca de 25 pm.
  7. 7. Processo de regeneração de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o adjuvante compreender grãos com uma dimensão média de cerca de 35 pm com um desvio padrão de cerca de 15 pm e com uma massa específica de cerca de 1.200 kg/m3.
  8. 8. Processo de regeneração de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado por os grãos poliméricos sintéticos serem grãos obtidos especialmente a partir de poliamida, de policloreto de vinilo, de produtos fluorados, de polipropileno, de polistireno, de polietileno, de determinados derivados de silício, por exemplo de riolitos, de vidro, bem como das suas misturas.
  9. 9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por os grãos de poliamida consistirem de preferência em grãos de policaprolactama, de adipamida de poli(hexametileno), de nonanodiamida de poli(hexametileno), de sebacamida de poli(hexametileno), de dodecanodiamida de poli(hexa-metileno), de poliundecanolactama, de polilauril-lactama e/ou de suas misturas.
  10. 10. Processo de regeneração de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por ser aplicado para regenerar grãos de adjuvantes de filtragem que compreendem igualmente berlindes sensivelmente esféricos ou constituídos por berlindes sensivelmente esféricos.
  11. 11. Processo de regeneração de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o adjuvante de filtração ser misturado com um agente de estabilização da bebida a filtrar, por exemplo o PVPP. -4-
  12. 12. Processo de filtração pela técnica de aluviamento, de um líquido carregado de impurezas orgânicas constituídas essencialmente por leveduras, por exemplo para a preparação de uma bebida tal como cerveja, com utilização de um adjuvante de filtração constituído por grãos naturais ou poliméricos sintéticos ou naturais, indeformáveis sob o efeito da pressão de filtração, com um coeficiente de esfericidade que varia entre cerca de 0,6 e cerca de 0,9, com uma dimensão média compreendida entre cerca de 20 pm e cerca de 70 pm, adaptados a formar um bolo de filtração com uma porosidade compreendida entre cerca de 0,4 e cerca de 0,8 e uma massa específica compreendida entre cerca de 1.000 kg/m3 e cerca de 1.500 kg/m3 e de preferência igual a cerca de 1.200 kg/m3, em que este adjuvante é misturado com o referido líquido a filtrar carregado com estas impurezas e é depositado sobre o suporte filtrante de uma instalação de filtração, carregando-se com as referidas impurezas durante uma operação de filtração do referido líquido, caracterizado por compreender, após uma ou várias operações de filtração, uma etapa de regeneração in situ por colocação em prática do processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 11. Lisboa, 10 de Outubro de 2001
    ALBERTO CANELAS Agente Oficia! da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA
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