Effect of the enzymatic treatment, the crossflow velocity and the transmembrane pressure during the microfiltration of umbu (Spondias tuberosa Arr. Cam. ) diluted pulp.

Resumo: O umbu (Spondias tuberosa Arr. Cam.) é uma fruta tropical brasileira de grande potencial sócio-econômico e de excelentes características organolépticas. Seu consumo, porém, é limitado às regiões nativas do fruto, devido à sua alta perecibilidade. A expansão do mercado consumidor desta fruta implica no desenvolvimento de processos que permitam conservar e valorizar suas características sensoriais. A tecnologia de membranas apresenta grande potencial na clarificação de sucos de frutas, pois permite eliminar etapas da clarificação convencional, reduzindo o tempo e aumentando o rendimento, além de gerar um produto de alta qualidade. Neste trabalho, polpa diluída de umbu foi microfiltrada utilizando uma membrana tubular de polipropileno de diâmetro médio de poro de 0,2 um, com o objetivo de estudar o efeito do pré-tratamento enzimático da polpa e das condições operacionais velocidade tangencial e pressão transmembrana no fluxo de permeado e na formação da camada polarizada e do fouling. O permeado obtido apresentou-se levemente amarelado, límpido e sem presença de polpa, enquanto o retentado mostrou-se amarelo e opaco, com maior concentração de sólidos em suspensão. Houve retenção de sólidos totais e solúveis. Foram observados fluxos de permeado estabilizados de 40 a 65 kg/h_m². O tratamento enzimático contribuiu para o aumento do fluxo, pois reduziu a resistência gerada pela camada polarizada. A maior velocidade tangencial também influenciou positivamente no valor de fluxo de permeado, em conseqüência da remoção da camada polarizada pelas forças de arraste das partículas da polpa. O aumento da pressão transmembrana resultou em alto fluxo de permeado inicial, mas contribuiu para acentuar a queda deste valor, causada pela formação do fouling. Os dados experimentais se ajustaram bem ao modelo proposto pela teoria de renovação de superfície. Os valores da constante de declínio de fluxo foram maiores nos experimentos nos quais se utilizaram altas pressões, quando houve maior queda de fluxo no início do experimento.Abstract: Umbu (Spondias tuberosa Arr. Cam.) is a tropical fruit which is socially and economically important in Brazil and has excellent organoleptic characteristics. However, its consumption is limited to the native region of the fruit because of its high perishability. The increase of its consumer market demands the development of processes which keep and enhance its sensorial characteristics. The membrane technology presents a great potential in fruit juices clarification, as it eliminates steps of the traditional process, which reduces processing time and increases yield. Besides, the membrane process generates a high quality product. In this study, umbu diluted pulp was microfiltrated using a polypropylene tubular membrane of 0.2um average diameter pore. The purpose was to evaluate the effect of the enzyme treatment and the crossflow velocity and transmembrane pressure operating conditions in the permeate flux and in the polarized layer and fouling formation. The permeate was yellowish, clean, and free of pulp, while the retentate was yellow and opaque, with a higher concentration of suspension solids than that of the feed. There was total and soluble solids retention. It was observed stabilized flux values from 40 to 65 kg/h_m². The enzymatic treatment contributed to the flux increase, as it reduced the resistance due to polarized layer. The high crossflow velocity also influenced positively in flux, because of the polarized layer removal promoted by its sweeping action. The increase in transmembrane pressure resulted in high initial flux, but it also contributed to enhance its fall, in consequence of the fouling formation. Experimental data presented a good fit to the mathematical model proposed by the surface renewal theory. The rate of flux decline value was higher in runs in which high transmembrane pressure was applied, when the flux decrease was more intense