A indústria de bebidas opera em um equilíbrio delicado entre a química fina e a eficiência mecânica. Enquanto gestores monitoram obsessivamente parâmetros como pressão diferencial e vazão, uma variável exógena frequentemente subestimada tem o poder de desestabilizar toda a linha de produção: a temperatura. 

Com a frequência crescente de ondas de calor globais, as plantas industriais enfrentam desafios sazonais que testam os limites de seus equipamentos, transformando o calor excessivo em um catalisador de ineficiência e perda de qualidade.

Compreender a termodinâmica por trás da clarificação e estabilização de fluidos é essencial para manter a competitividade. O aumento não planejado da temperatura da água de alimentação ou do ambiente fabril não é apenas um desconforto operacional; é um agente que altera a viscosidade, acelera a biologia e compromete a integridade dos materiais. 

Neste artigo, exploraremos como o estresse térmico atua como um inimigo invisível do processo de filtração e quais tecnologias e práticas podem blindar sua produção contra esses efeitos.

O paradoxo da viscosidade no processo de filtração

À primeira vista, o aumento da temperatura pode parecer benéfico para a hidráulica do sistema. É um princípio da física dos fluidos que a viscosidade da maioria dos líquidos, como água e xaropes, diminui à medida que a temperatura sobe. 

Operacionalmente, isso reduz a energia necessária para o bombeamento e parece facilitar a passagem do fluido pelos meios porosos. No entanto, essa “facilidade” esconde uma armadilha perigosa para a eficiência da retenção de partículas.

Quando a viscosidade cai drasticamente devido ao calor, a dinâmica das partículas contaminantes muda. Em vez de ficarem retidas na superfície do meio filtrante formando uma torta de filtração (cake) fácil de remover, as partículas ganham mobilidade e penetram mais profundamente na matriz do filtro. 

Isso causa o fenômeno conhecido como bloqueio de poros ou pore plugging. Diferente da colmatação superficial, esse entupimento interno é frequentemente irreversível e resiste aos ciclos padrão de limpeza (CIP), reduzindo drasticamente a vida útil dos cartuchos e membranas.

 Portanto, o que parece ser um ganho hidráulico inicial acaba por comprometer a longevidade e a eficácia de todo o processo de filtração.

Instabilidade química: como o calor cria a turvação permanente

Um dos maiores pesadelos para a qualidade visual de cervejas, vinhos e sucos é a turvação, conhecida tecnicamente como haze. A temperatura atua aqui não apenas como um fator ambiental, mas como um catalisador na turvação. A formação de turbidez é geralmente resultado da interação entre proteínas e polifenóis presentes na bebida.

Existem dois tipos principais de turvação: a reversível (chill haze) e a permanente. A turvação a frio ocorre em baixas temperaturas e desaparece quando a bebida aquece. O perigo real reside na transição para a turvação permanente, uma reação que é acelerada pelo calor. 

Temperaturas elevadas catalisam a oxidação e a polimerização dos polifenóis, criando ligações covalentes fortes com as proteínas. Uma vez formados, esses complexos grandes e insolúveis não se dissolvem mais, precipitando-se definitivamente na garrafa.

Isso significa que o estresse térmico durante o armazenamento ou transporte, antes mesmo da etapa final do processo de filtração, pode gerar partículas deformáveis e gelatinosas. 

Esses colóides proteicos são notoriamente difíceis de filtrar, pois tendem a se espalhar sobre a superfície dos filtros de membrana, criando uma camada impermeável que paralisa o fluxo quase instantaneamente.

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O fator biológico na filtração na indústria de bebidas

Enquanto a química afeta a estética, a microbiologia impacta diretamente a segurança alimentar. A relação entre calor e crescimento microbiano segue uma lógica implacável: em muitas faixas de temperatura, a taxa metabólica das bactérias pode dobrar a cada aumento de 10°C. Isso transforma uma carga bacteriana gerenciável no inverno em um desafio crítico durante o verão.

O calor favorece a formação e o fortalecimento de biofilmes nas tubulações e carcaças de filtros. Bactérias submetidas a estresse térmico tendem a aumentar a produção de substâncias poliméricas extracelulares (EPS), criando uma matriz viscosa e protetora que adere tenazmente às superfícies. 

Esse biofilme age como um escudo, protegendo os microrganismos contra agentes sanitizantes e liberando periodicamente aglomerados de biomassa que sobrecarregam os filtros finais.

Além disso, em processos que utilizam água de rios ou reservatórios, o calor sazonal promove o florescimento de algas. A morte e decomposição dessas algas liberam matéria orgânica dissolvida e toxinas que, além de causarem odores indesejados, são agentes potentes de colmatação orgânica, exigindo paradas muito mais frequentes para limpeza e substituição de elementos filtrantes no processo de filtração.

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Limitações dos polímeros e a solução do titânio sinterizado

A integridade física do próprio elemento filtrante é posta à prova sob altas temperaturas. A maioria dos filtros cartucho utilizados na indústria é fabricada em polímeros como polipropileno (PP) ou poliestersulfona (PES). 

Embora eficientes em condições normais, esses materiais possuem limitações térmicas claras. O polipropileno, por exemplo, pode começar a perder rigidez estrutural acima de 60°C a 80°C. Sob pressão, as fibras amolecidas podem compactar ou os poros podem deformar, permitindo a passagem de contaminantes.

Para aplicações críticas onde o calor é uma constante, como na filtração de vapor culinário, xaropes quentes ou recuperação de condensado, materiais plásticos são insuficientes. 

É neste cenário que a tecnologia de titânio sinterizado se destaca. Fabricados a partir da fusão de pó de titânio puro em altas temperaturas, esses filtros criam uma estrutura rígida e porosa capaz de suportar operações contínuas acima de 280°C.

Diferente dos polímeros descartáveis, os cartuchos de titânio são regeneráveis. Eles suportam limpezas agressivas, incluindo pirólise e uso de solventes a quente, mantendo sua eficiência de retenção inalterada. 

Ao adotar filtros metálicos em pontos de alto estresse térmico, a indústria elimina a variável da deformação material, garantindo um processo de filtração robusto e previsível, independentemente das oscilações de temperatura.

Boas práticas para blindar a operação contra o calor

Para mitigar os impactos das ondas de calor e garantir a estabilidade da produção, é necessário adotar protocolos operacionais específicos para “modo verão”. A tecnologia deve ser acompanhada de gestão inteligente.

Uma das práticas mais críticas envolve o ajuste dos processos de retrolavagem em filtros de areia ou multimídia. A eficiência da retrolavagem depende da expansão do leito filtrante, que é causada pelo arrasto da água. 

Como a água quente é menos viscosa, ela exerce menos força sobre os grãos de areia. Se a vazão de retrolavagem não for aumentada nos meses quentes, o leito não expandirá o suficiente para ser limpo adequadamente, resultando em acúmulo de lodo e canais preferenciais. Ajustar a vazão para compensar a baixa viscosidade é vital.

Outro ponto de atenção é o isolamento térmico das tubulações. Manter o calor fora das linhas frias é tão importante quanto manter o calor dentro das linhas de vapor. A falta de isolamento adequado leva à condensação externa, criando poças que incubam patógenos, e permite o ganho de calor no produto, o que pode causar a desgaseificação precoce (formação de bolhas) e o bloqueio de filtros por “air binding”.

Por fim, a manutenção rigorosa de torres de resfriamento é indispensável. O calor aumenta a evaporação e a concentração de sólidos, elevando o risco de incrustações e crescimento de Legionella. 

Aumentar a frequência de purgas e o monitoramento de biocidas garante que a água de utilidades não se torne um vetor de contaminação para o processo de filtração principal.

A estabilidade térmica não é apenas um detalhe técnico; é um pré-requisito para a qualidade. Ao combinar o conhecimento sobre a física dos fluidos com a escolha de materiais avançados como o titânio sinterizado, sua planta estará preparada para enfrentar qualquer clima.

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