A filtração está presente ao longo de todo o processo alimentício, principalmente em laticínios

por Tiago Dias

Os alimentos encontrados atualmente nas prateleiras dos supermercados, ou até mesmo direto do fabricante, já chegam ao consumidor devidamente embalados e limpos, conforme suas próprias especificações. No começo do processo de fabricação desses alimentos, na maioria das vezes, o que vem a ser um queijo ou iogurte, na verdade é uma grande mistura, podendo conter impurezas ou ingredientes não indicados; por isso é necessário separá-los.
A filtração em óleos comestíveis é um bom exemplo. Segundo o Dr. Roberto Hermínio Moretti, Professor e Titular Decano da Faculdade de Engenharia de Alimentos da UNICAMP, o óleo de soja é um dos principais exemplos: "São filtrados 3 milhões de litros de óleo de soja por ano no Brasil.
Existem muitos processos para separação de misturas, mas o método a ser empregado depende das condições materiais e do tipo da mistura, se ela é homogênea ou heterogênea, entre outras características. Catação, ventilação, levigação, peneiração, separação magnética, destilação e flotação são alguns dos processos utilizados durante a fabricação, porém, a filtração é o método mais encontrado nas indústrias alimentícias. Os alimentos dependem da eficiência da filtração tanto para a remoção de
partículas quanto de microorganismos, como por exemplo, a esterilização do ar em processos que envolvem produtos lácteos. Dependendo do grau obtido de remoção de partículas em suspensão de alimentos removidas do alimento no estado líquido, o processo pode ser complementado com a pasteurização ou esterilização pelo calor. "A filtração está presente ao longo de todo o processo alimentício, aplicada nas matérias-primas, utilidades, ingredientes intermediários (como aromatizantes) e até na filtração de segurança em máquinas de envase", comenta Cláudio Oguko Higa, Diretor da Engefiltro. A empresa é distribuidora no Brasil da linha de filtros de sistemas de filtração e separadores da Pall Corporation para diversas aplicações, entre elas, a indústria alimentícia.

Processos
Processos como Decantação e Centrifugação são de uso específico, conforme o resultado esperado. No caso do primeiro, separam-se os componentes de misturas heterogêneas, constituídas de um componente sólido e outro líquido ou de dois componentes líquidos. O método consiste em deixar a mistura em repouso e o componente mais denso, sob a ação da força da gravidade, formará a fase inferior, enquanto o menos denso ocupará a fase superior. Já a Centrifugação é usada para acelerar a decantação da fase mais densa de uma mistura heterogênea constituída de um componente sólido e outro líquido.
A manteiga, por exemplo, é separada do leite por centrifugação, já que o líquido é mais denso que a manteiga.

Filtração
A Filtração é utilizada para separação de misturas heterogêneas, constituídas de um componente sólido e outro líquido ou de um componente sólido e outro gasoso. A mistura deve passar através de um filtro, constituído de material poroso, onde as partículas de maior diâmetro ficam retidas no filtro. "A porosidade dos elementos filtrantes pode variar, de acordo com o tamanho mínimo de partículas que queremos remover. Existem elementos filtrantes ou terras diatomáceas que podem remover desde partículas de 10 µ de diâmetro, até filtros mais finos que podem ter como porosidade: 5; 3; 1; 0,45 micra, sendo estes últimos os filtros esterilizantes", comenta Moretti.

Higa, da Engefiltro, esclarece: "Na fabricação de iogurtes, por exemplo, utilizam-se filtros esterilizantes hidrofóbicos para esterilização do ar comprimido empregado nos processos fermentativos, filtros para vapor que atendem à especificação de vapor grau alimentício, filtros de partículas e esterilizantes para água de processo, filtros para aromatizantes, filtros de respiro, entre outros". A Filtração é largamente utilizada em alimentos líquidos, como por exemplo: Cervejas, vinhos, refrigerantes, chás, entre outros. Nesses casos, a finalidade da filtração é deixar a bebida límpida, além de eliminar grande parte dos microorganismos que deteriorariam a bebida. Segundo Moretti, a cerveja e o vinho podem ser filtrados de tal maneira que todos os microorganismos podem ser removidos e assim não precisar de pasteurização, tornando-se um chopp esterilizado ou vinho pasteurizado. Este processo chama-se Filtração Esterilizante (Leia mais na reportagem especial sobre filtração de bebidas na edição n° 25 e sobre cerveja na edição n° 10).
No segmento alimentício a diversidade de filtros abrange as necessidades de cada produto. Há os filtros do tipo autoclave com diatomita, filtro prensa, filtro de profundidade e membrana esterilizante. "Há certa popularidade do filtro do tipo autoclave, formado por quadros filtrantes em telas de aço inoxidável, que podem trabalhar até pressões de 6 kg/cm2, utilizando terra diatomácea como pré-capa e como ajudante de filtração", comenta. Há também filtros cujo meio filtrante é formado imediatamente antes da filtração, e os filtros constituídos por elementos filtrantes pré-fabricados, que uma vez saturados devem ser substituídos por elementos novos. Os filtros que trabalham com terra diatomácea como ajudante de filtração possuem um dosador automático de terra, que adiciona exatamente a quantidade necessária para promover uma filtração perfeita, por longos períodos, sem entupimento.

Saturação
Pela própria definição, filtro é um dispositivo que deve remover contaminantes. Assim, após algum tempo em processo, a maioria dos seus poros devem ter sido bloqueados por esses contaminantes. Os poucos poros livres restantes não são mais suficientes para permitir a vazão de processo, caracterizando o momento da troca do elemento filtrante (no caso de cartuchos descartáveis) ou de regenerá-lo (no caso de cartuchos recuperáveis, como os metálicos). Porém, isso é um bom sinal - se o filtro não entope, ele não está cumprindo sua função.
Quando a causa do saturamento do filtro final é a presença de uma grande quantidade de contaminantes, com tamanho superior à micragem do filtro, é provável que um pré-filtro contribua para melhorar a vida útil. Em alguns casos, porém, o ideal é aumentar a área filtrante do filtro final.
Um pré-filtro, para ser eficiente, teria de ser extremamente fino, com uma micragem muito próxima ao do filtro final. Assim, nesses casos em que os pré-filtros têm de ter uma micragem muito próxima ao do filtro a ser protegido, a melhor solução é aumentar a área filtrante do filtro final, o que contribui para reduzir os custos do processo e obter o resultado esperado.
Mas atenção, pré-filtros devem ser confiáveis (ou seja, de classificação absoluta e com matriz de poros fixa), do contrário a sua inclusão no processo pode prejudicar o filtro final, que passaria a ter de remover os contaminantes naturais do produto e, além disso, fibras e outros resíduos provenientes do próprio pré-filtro. Dentro da empresa Vigor, leite, creme de leite, sobremesas lácteas e produtos fermentados são os principais alimentos que necessitam de filtração durante o processo de fabricação. "A filtração está presente desde a recepção da matéria-prima principal, no processo de fabricação até o envase do produto final (filtros de linha)", comenta Lourival Alves Ferreira, Gerente de Pesquisa e Desenvolvimento do Grupo Vigor. "A importância aqui é reter possíveis grumos formados durante a produção".

Etapa obrigatória
A filtração inicial é obrigatória para produtos que utilizam leite como matéria-prima com diferentes finalidades. No caso do requeijão e queijo, o material retido pelo filtro é o produto principal a ser obtido; já no processamento do leite - para obtenção de leite pasteurizado e UHT, por exemplo - o filtrado é o produto importante. "No processo de fabricação de requeijão e de queijo, há uma etapa de fabricação da massa, obtida através da coagulação do leite, e que será filtrada no filtro prensa. Esta etapa influi fortemente no rendimento de produto", comenta Cláudia Militz da Costa, Gerente de Pesquisa e Desenvolvimento do Grupo Avipal, fabricante do leite e requeijão Elegê.
A filtração, ao lado da clarificação, é etapa fundamental para o leite. Os procedimentos e cuidados - tanto nos postos como na fábrica - afetam profundamente a qualidade dos produtos finais. "Todos os produtos possuem algum tipo de filtro durante o processo de produção ou envase. Entre os produtos da empresa que mais utilizam filtros em suas linhas, estão os leites pasteurizados e UHT, iogurtes, bebidas lácteas, requeijão, molhos, leite condensado, nata e creme de leite", esclarece Militz, do grupo Avipal. O filtro de linha simples ou duplo, colocado na tubulação da bomba centrífuga de sucção, é constituído de
tela muito fina e muitas vezes contém uma camisa de tecido bem encorpado para reter as impurezas menores. Como função complementar, o filtro de linha visa prevenir que materiais estranhos interfiram no processo e sejam envasados. Como prevenção, o grupo Avipal utiliza principalmente filtros do tipo cartucho de aço inoxidável. "É o mais adequado para o processo, pois combina resistência e adequação aos procedimentos de limpeza da indústria", diz Militz. Edison Ricco Junior, Gerente de Engenharia da Apexfil, fabricante de diversos tipos de filtros para o setor alimentício, explica o processo de filtração do cartucho: "O sistema de filtração é voltada para filtração de profundidade ou superficial, com isso os cartuchos são aplicados para pré-filtros até retenções mais finas. Porém, isso tudo depende de um estudo detalhado para cada aplicação". O segmento ainda utilizam filtros para vapor, focando a assepsia na linha, bem como os filtros coalescentes para ar comprimido (veja matéria sobre filtros coalescentes página 06).

Beneficiamento do leite
Obrigatoriamente, o leite precisa ser filtrado na ordenha, no momento de entrada na indústria. A filtração também ocorre na etapa da pasteurização, seguida da clarificação por centrifugação. "Há outros processos de separação como a centrifugação, empregada na remoção de gordura do leite, por exemplo. Também podemos citar que, na produção de manteiga, o creme de leite utilizado é batido em equipamento específico e, pela aglomeração dos glóbulos de gordura, ocorre a separação do leitelho", explica Militz. A primeira filtração, mais simples, consiste em coar o leite para retirar as impurezas visíveis, antes de colocá-lo no tanque de recepção.

Seguida da filtração, vem a clarificação, operação que pode ser feita em máquina especial denominada filtro centrífugo, ou ainda através da desnatadeira padronizadora, que clarifica o leite retirando as impurezas que passam no filtro de linha de tela fina. Há ainda o processo de pasteurização, tratamento térmico do leite em temperatura inferior ao ponto de ebulição durante um tempo determinado, sendo resfriado imediatamente – o que é suficiente não só para destruir os microorganismos patogênicos do leite, mas também a quase totalidade da flora bacteriana.
Para se conseguir um bom queijo, por exemplo, deve-se empregar leite puro, fresco e filtrado, para que não tenha nenhum tipo de resíduos, sejam eles grosseiros ou finos. "Na fabricação do queijo, utilizamos filtro de linha com malha inox, antes da padronização/desnate do leite, evitando que o líquido fique sujo", comenta Luiz Antonio Rodrigues Guimarães, Superintendente da Lacticínio Scala.
A coagulação do queijo concentra a proteína do leite retendo também a gordura. O fenômeno da coagulação se deve basicamente à caseína, que coagula ao perder a estabilidade química.

Aplicação de Membranas
"Uma das aplicações interessantes é o uso de membranas cerâmicas para remoção da bactéria Listeria monocytogenes, um dos microorganismos mais patogênicos, grande preocupação da indústria de laticínios", explica Higa, da Engefiltro. A gama de aplicações e de matérias-primas utilizadas na fabricação das membrana é bem mais abrangente, incluindo uso de membranas para remoção de gordura do leite, separação de caseína de outras proteínas do leite, concentração de proteí nas, entre outros. A filtração por permeação com membranas é utilizada para uma variedade de separações. A distinção entre as técnicas de filtração clássica e as de filtração com membranas de MF (Microfiltração) e UF (Ultrafiltração) é que estas apresentam poros menores e, por isto, oferecem maior resistência à separação. A fase que atravessa a membrana é conhecida como permeado e a retida pela membrana, que é a fase enriquecida em um ou mais componentes, é chamada de retentado ou concentrado. Nos processos com membranas há dois tipos de filtração, a convencional e a tangencial.
Na filtração convencional, o fluido escoa perpendicularmente através da membrana filtrante, enquanto que na tangencial, o escoamento é paralelo à área da membrana. Este último tipo de sistema de filtração, largamente utilizado em processamento do leite e soro de queijo é mais eficiente, pois facilita o arraste dos solutos, evitando que estes se acumulem sobre a superfície da membrana.