Estudo da dispersão de depositos incrustantes obtidos em pasteurizadores de leite por detergentes acidos e alcalinos : influencia do PH, tempo e temperatura de reação

Resumo: Neste trabalho foi realizado o estudo in vitro da ação de detergentes alcalinos e ácidos sobre depósitos incrustantes formados na seção de aquecimento de trocadores de calor a placas durante o processo de pasteurização de leite, a fim de verificar a influência de parâmetros físico-químicos, tais como pH e temperatura, assim como o tempo de reação na dispersão dos depósitos. Os depósitos incrustantes utilizados nos experimentos foram obtidos através de ensaios realizados em laboratório piloto e em usina Industrial. Observou-se que as características do leite (acidez) e as condições operacionais empregadas (temperatura e homogeneização) interferem no grau de deposição e na composição dos depósitos. O depósito obtido no ensaio em usina industrial apresentou a seguinte composição química: 43,5X de proteínas, 43,0X de lipídeos e 7.5X de cinzas, sendo a fração protéica constituída principalmente por caseína (89,2X). Para verificar a influência do pH, da temperatura e do tempo de reação sobre o fenômeno de dispersão dos depósitos, os ensaios foram realizados utilizando-se um reator modelo, onde os depósitos retirados das placas dos trocadores de calor eram colocados em contato direto com as soluções detergentes. A dispersão dos diversos componentes dos depósitos (proteínas. lipídeos e cálcio) foi avaliada através da utilização de m~todos espectrofotométricos e colorimétricos. Os resultados dos ensaios mostraram a importância do pH das soluções detergentes no fenômeno de dispersão dos depósitos. Para as frações orgânicas, uma maior eficiência foi verificada utilizando-se soluções alcalinas, tendo sido mais eficaz a solução de hidróxido de sódio 1X (pH= 13,4). Nos experimentos realizados com os depósitos obtidos em usina industrial, a solução de hidróxido de sódio 1X foi responsável pela solubilização de 87.4 a 100.0X das proteínas. após 15 minutos de reação numa faixa de temperatura entre 28 e 80°C. Com relação a fração mineral, verificou-se a importância da adição de agentes seqüestrastes (EDTA) às soluções alcalinas a fim de evitar a redeposição de sais de cálcio insolúveis. Além disso, observou-se que a solubilização das proteínas promovida pelas soluções alcalinas poderia ser responsável pela liberação de cálcio em solução, facilitando assim sua complexação pelo EDTA. Os resultados obtidos com a utilização de detergentes ácidos mostraram que o ácido nítrico é eficiente na solubilização da fração mineral dos depósitos; após 15 minutos de reação e numa faixa de temperatura entre 26,5 e 80oC, o teor de cálcio solubilizado pelo ácido nítrico variou entre 53,1 e 7e,2X. Os experimentos realizados com ácido fosfórico indicaram que este ácido, ao contrário do preconizado por muitos autores, também atua na solubilização das proteínas dos depósitos. No estudo da influência da temperatura e do tempo sobre a reação dos depósitos com as soluções detergentes, foi observada a existência de um limite de temperatura (750C) acima do qual o aumento da temperatura não produz um aumento significativo do grau de dispersão dos depósitos. Verificou-se também que a solubilização de proteínas é um fenômeno rápido, uma vez que a maior parte é solubilizada nos primeiros 5 minutos de reação, principalmente a pH e temperaturas elevadasAbstract: This study examined in vitro the action of alkaline and acid detergents on soil deposited in the heating section of plate heat exchangers during milk pasteurization. The influence of the physico-chemical parameters, such as pH and temperature, as well as reaction time on the deposits dispersion was verified. The soil deposits used in the experiments were obtained through assays carried out in pilot and industrial plants. It was noted that the milk characteristics (acidity) and the operational conditions utilized (temperature and homogenization) influence the rate of soiling and the deposit composition. The deposits obtained in the industrial plant assays were composed of protein (43,5%), fat (43,0%) and minerals (7,5%). The protein phase was mainly composed of casein (89,2%) ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertation