Integridad de procesos y productos en la producción de yogur en Danone

Solución

En la primavera de 2017, la división de Investigación y Desarrollo de Donaldson en Haan (Alemania) informó que había concluido con éxito una larga serie de pruebas con filtros estériles para aire comprimido, aire de fermentación, dióxido de carbono y otros gases del proceso. Lograron ampliar significativamente la duración del servicio de la serie de filtros estériles (P)-SRF sin dejar de garantizar la alta tasa de retención, que es crucial para la integridad de productos y procesos. Esto se consiguió gracias al uso de los más recientes medios filtrantes, que se habían sometido a un procesamiento innovador y la optimización de la estabilidad mecánica y térmica. En consecuencia, se cumplieron las solicitudes de los clientes, los más altos estándares de calidad mundiales de las pautas de producción y administración relacionadas con una mayor seguridad, sostenibilidad e innovación.

Para Thomas Karollus, ingeniero asesor de Filtración de procesos en Donaldson, el siguiente paso era obvio; quería mostrar a Danone los nuevos filtros y recomendar que la empresa los comparara con la serie anterior mediante su uso. La confianza mutua desarrollada a lo largo de más de 20 años entre los especialistas de filtros en Donaldson y Danone en Ochsenfurt hizo que esto fuera una decisión rápida. Desde julio de 2017, los elementos filtrantes (P)-SRF y (P)-SRF N anteriores se han ido reemplazando gradualmente por los nuevos filtros estériles de la serie (P)-SRF C (C = aire comprimido).

Los nuevos filtros estériles en la planta de Danone en Ochsenfurt...

El filtro estéril (P)-SRF C cumple los altos requisitos del sector alimentario y de bebidas y del sector farmacéutico y también es efectivo bajo condiciones de funcionamiento extremas. El filtro (P)-SRF C es un filtro plisado de profundidad con un revestimiento de soporte interno y externo y tapas finales de acero inoxidable. El medio filtrante de borosilicato está impregnado con PTFE y viene equipado con una tela protectora exterior de PTFE. La tasa de retención es de >99,99999995 % basada en partículas de 0,2 micras y de >99,99999995 % en 0,02 micras. Para partículas de nanoescala (0,003 micras), la retención es de > 99,999999991 %, verificado por la DIN EN 1822.

Todos los componentes cumplen los requisitos para el contacto indirecto con alimentos de acuerdo con el CFR epígrafe 21 y el reglamento (CE) n.º1935/2004. No se usaron aditivos químicos en la fabricación del medio filtrante. El diseño sólido permite más de 160 ciclos de esterilización a 141 °C (290 °F) en ambas direcciones de flujo y también permite el uso de otros métodos de esterilización, como el ozono o el VPHP.

... y su importancia para la producción

La importancia de estos filtros de aire estéril es evidente al considerar la secuencia de proceso involucrada en la producción de yogur:

El contenido de grasa y proteína de la leche fresca entregada se ajusta y la leche se bate con suficiente fuerza para que las burbujas de grasa se rompan en partículas más pequeñas y se dispersen de forma homogénea. Durante el siguiente proceso de pasteurización, se calienta a 90-95 °C (194-203 °F) durante unos minutos antes de enfriarse a 40 °C (104 °F). La fermentación se lleva a cabo con una mezcla especial de cinco cepas de bacterias.

La mezcla se fermenta en un depósito cuya temperatura se mantiene constante a 37 °C (99 °F) durante ocho horas. Durante este tiempo, la leche se acidifica y se espesa gradualmente. En este paso del proceso, la mezcla se bate ligeramente para mantener una consistencia suave. Luego se enfría a 20 °C (68 °F) durante dos horas a fin de reducir la actividad de la fermentación. La mezcla se decanta en copas o botellas y al final se enfría a 4 °C (39 °F) para asegurar que los cultivos se mantengan intactos.(2)

Los depósitos se vacían aplicando presión con aire comprimido estéril de alta pureza; aquí es donde la tecnología de filtración entra en juego. El aire comprimido producido y secado en la estación de aire comprimido central se reduce aproximadamente a 2 bares, con el filtro estéril (P)-SRF C asegurándose de que este aire sea estéril y esté libre de partículas. La alta tasa de retención (bacterias, virus y partículas) de hasta ≥ 3 nm es compatible con la integridad del producto y del proceso.

Desde la introducción de los nuevos filtros estériles (P)-SRF C, su uso en diversas condiciones de funcionamiento en las industrias de alimentos y farmacéutica ha demostrado que se logran más de 160 ciclos de esterilización. Esto se aplica, por ejemplo, a la esterilización de 20 minutos en ambas direcciones de flujo con vapor saturado a 131 °C (268 °F). El intervalo de sustitución recomendado por Donaldson es de 12 meses.

Esterilización de filtros con vapor saturado

En Danone, los filtros esterilizan con vapor saturado, el que debe satisfacer los más altos estándares de pureza y se filtra usando los filtros de vapor de Donaldson de las series (P)-GS/(P)-GS VE y (P)-GSL N. La alta calidad del vapor contribuye la duración ampliada del servicio de los filtros que requieren esterilización, lo cual hace que todo el proceso sea más rentable. Otra nueva característica del filtro estéril (P)-SRF C está relacionada con sus excelentes capacidades de secado. El secado con aire caliente y el retorno inmediato a bajas presiones diferenciales tras la esterilización por vapor se completa en segundos. En consecuencia, se reduce considerablemente el consumo de energía y el estrés mecánico en el medio filtrante.

La cooperación entre Danone y Donaldson demuestra cómo se pueden lograr mejoras significativas con sustanciales beneficios económicos al realizar pequeños cambios. Esto es completamente coherente con las metas y objetivos corporativos de Donaldson: Seguridad – Sostenibilidad – Innovación.