Utilizacão de ar comprimido na produção de levedura industrial: o papel determinante de soluções de blowers e ar comprimido fiáveis e energeticamente eficientes
Muitos processos na produção de levedura industrial requerem a utilização de ar de baixa pressão ou comprimido. Um dos mais importantes procedimentos é a fermentação à escala industrial (o processo de cultivo). Neste processo, os blowers têm de ventilar e agitar a mistura de levedura de forma fiável para obter rendimentos ideais. A ventilação pode representar até 50% do consumo total de energia de uma fábrica de levedura. Por isso a fiabilidade e eficiência energética dos blowers é decisiva para manter os custos operacionais por tonelada de levedura o mais baixo possível. Neste artigo, analisamos as aplicações típicas de ar de baixa pressão e ar comprimido na produção de levedura e mostramos como as avançadas soluções da KAESER cumprem estes requisitos.
Utilização típica de ar comprimido na produção de levedura
Inteligentes soluções de ar comprimido KAESER em utilização na produção de levedura industrial
Transferência
Esquema do processo em detalhe
Ar comprimido na produção de levedura industrial
Fermentação à escala industrial
A fermentação à escala industrial (cultivo aeróbio) é um processo decisivo para a produção de levedura, que é necessária, por exemplo, na indústria alimentar para produzir pão. Do fermento-mãe até à fermentação comercial, o ar de baixa pressão é indispensável durante todo o crescimento celular em tanques de fermentação de grande volume.
Os blowers ventilam e misturam a mistura de levedura nos fermentadores. A ventilação fornece oxigénio às células de levedura, enquanto a mistura garante condições homogéneas e melhora a transferência de substância. Por norma, a levedura é produzida num processo de fed-batch.
Isto significa que, após uma fase inicial de arranque, o substrato é continuamente introduzido no biorreator, para evitar uma concentração de açúcar muito elevada no início.
Concentrações de açúcar demasiado elevadas iriam inibir o crescimento das células de levedura. Devido ao fornecimento de substrato, o volume do conteúdo do biorreator aumenta continuamente. Para garantir um fornecimento uniforme de oxigénio, o sistema de blowers tem de se adaptar à situação em constante mudança, ou seja, aumentar a pressão para compensar o maior volume e aumentar o caudal, para fornecer a quantidade de oxigénio suficiente para fornecimento da quantidade de células de levedura crescente. O objetivo da fermentação é manter as células de levedura na fase de crescimento exponencial. O controlo da fermentação, com um fornecimento ideal de substrato e a associada ventilação, é essencial para alcançar um resultado ideal para a produção de levedura.
Em especial o blower, tem de se adaptar de imediato aos parâmetros do processo, que estão em constante mudança. Se a ventilação for insuficiente ou excessiva, o produto pode deteriorar-se, e a eliminação do lote estragado, a limpeza dos reservatórios de fermentação e a retoma do processo de produção podem consumir muito tempo, recursos e energia.
A necessidade de ventilação de uma fermentação à escala industrial é, geralmente, um dos maiores consumidores de energia num sistema de produção biotecnológico, representando até 50% do consumo total de energia de um sistema. Um fornecimento fiável e eficiente de ar de baixa pressão é, por isso, decisivo não só para o sucesso do processo aeróbio, como também para o consumo total de energia dos blowers de ventilação.
A KAESER trabalha em estreita colaboração com os seus clientes para fornecer potentes sistemas de blowers para resultados de fermentação aeróbia ideais, eficiência máxima e baixo consumo de energia. Para alcançar o máximo desempenho com uma central de múltiplos blowers, o SIGMA AIR MANAGER 4.0 pode ser integrado, que adapta o funcionamento dos blowers de forma dinâmica, com base nos requisitos de caudal e pressão em tempo real, garantindo sempre uma produção de ar de baixa pressão otimizada.
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Acabamento da levedura
O ar para instrumentos de elevada pureza, que requer uma pressão típica de 6-7 bar(g), é indispensável para o comando de válvulas e para o funcionamento de equipamentos pneumáticos num sistema de produção de levedura industrial. Este é especialmente necessário para uma série de processos de processamento final:
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sistemas de secagem a funcionar
Graças à sua simplicidade e à sua eficácia na remoção de humidade, os ventiladores são frequentemente utilizados no processo de secagem para produção de levedura seca. No entanto, existem métodos de secagem alternativos que funcionam com ar comprimido e oferecem uma melhor eficiência de secagem e qualidade do produto, tais como:
Secagem em cama fluidizada; neste método, o ar comprimido é utilizado para fluidizar as partículas de levedura e garantir uma secagem uniforme. Um fluxo de ar uniforme é decisivo para a manutenção de condições de secagem uniformes e de temperaturas de secagem ideais, melhorando assim a eficiência global do processo de secagem.
Secagem por pulverização; neste método, o ar comprimido é necessário para atomizar o creme de levedura em finas gotículas. O ar comprimido limpo e seco é decisivo para uma secagem eficiente e um tamanho de gotícula uniforme, o que contribui para a qualidade do produto final.
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Sistemas de transporte de levedura
O transporte por vácuo é utilizado assim que a levedura está seca, de modo a transportar a levedura seca do sistema de secagem para o embalamento de forma suave e eficiente, sem comprometer a sua integridade. Este tipo de transporte pneumático, na fase diluída, requer ar comprimido com alta velocidade e baixa pressão para transportar a levedura de forma eficaz. Para uma potência otimizada, o ar comprimido tem de estar isento de humidade e óleo, a fim de evitar perturbações no fluxo de materiais e na eficiência do sistema, bem como contaminações.
Como em todas as aplicações de compressores e blowers na produção de levedura industrial, o ar comprimido limpo e seco é indispensável para cumprir os elevados requisitos de pureza do ar na produção de alimentos. Em estreita coordenação com os fabricantes de sistemas de processo e sob a aplicação de normas relevantes como a ISO 8573-1, a KAESER oferece soluções de sistemas de blowers e de ar comprimido personalizadas que cumprem, de forma fiável e eficiente, o rigoroso standard de qualidade do ar para o processamento final industrial de levedura.
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Embalamento de levedura
O ar para instrumentos é necessário para o embalamento final da levedura – desde o arranque dos atuadores pneumáticos, que movem os mecanismos das máquinas de embalamento, à prevenção de contaminações nos mecanismos de enchimento e fecho.
Isto pode incluir também o arranque de facas de ar ou dispositivos de sopro, que são utilizados para soprar partículas de levedura em excesso e manter a limpeza, por exemplo, de materiais de embalagem ou de superfícies de máquinas. Tais aplicações dependem dum fiável fornecimento de ar comprimido limpo e seco, para garantir a limpeza e evitar contaminações.
A KAESER trabalha em colaboração com OEMs e clientes de máquinas de embalamento para encontrar e fornecer a solução ideal de compressor ou blower, adequada aos requisitos específicos dos sistemas de embalamento e que, simultaneamente, cumpre as classes de pureza exigidas de acordo com a ISO 8573-1.
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Tratamento de água operacional
Ar de baixa pressão - e nalguns casos também o ar comprimido - é determinante para o tratamento da água no local. Por exemplo, no estágio de limpeza biológica, o ar de baixa pressão é utilizado para ventilação das águas residuais. Os blowers produzem fluxos de ar para sistemas de ventilação, que produzem bolhas de ar finas, que são injetadas na água residual.
Esta ventilação, fornece às bactérias o oxigénio necessário para a decomposição de substâncias orgânicas.
As águas residuais da produção de levedura têm, geralmente, um elevado consumo biológico de oxigénio (CBO) devido ao elevado teor de açúcares, proteínas e resíduos de levedura. Isto significa que é necessária uma quantidade significativa de oxigénio para apoiar a atividade microbial no processo de tratamento biológico.
Um fornecimento adequado de oxigénio é, portanto, decisivo para a manutenção de uma atividade microbial eficaz, o que significa que o desempenho dos blowers influencia diretamente o sucesso do tratamento.
A produção de levedura industrial consome grandes quantidades de água, com os sistemas a consumirem diariamente milhares de litros. "Além disso, a ventilação é um grande consumidor de energia no tratamento de águas residuais. Um tratamento de águas no local eficaz e energeticamente eficiente é, portanto, indispensável não só para uma gestão sustentável da água, como também para uma utilização otimizada da energia. Por isso, a seleção de blowers de ventilação fiáveis e energeticamente eficientes é cada vez mais importante.
A KAESER oferece soluções de blowers personalizadas que cumprem, de forma fiável e energeticamente eficiente, os requisitos de ventilação para o tratamento de águas no local.
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Ar comprimido para oficinas
Na oficina de uma fábrica de levedura, é necessário um fornecimento fiável de ar comprimido para várias tarefas, por exemplo, para o funcionamento de ferramentas de ar comprimido e a limpeza de componentes. Os compressores de pistão KAESER são soluções ideais para oficinas com necessidade intermitente de ar comprimido.
Os compressores estão disponíveis tanto em versões portáteis (séries CLASSIC e PREMIUM), como em modelos estacionários (séries KCT e AIRBOX), e destacam-se pela sua flexibilidade e fiabilidade. Os compressores de parafuso são uma solução altamente eficiente para oficinas maiores com necessidade contínua de ar comprimido. A série AIRCENTER da KAESER combina um potente compressor de parafuso, um secador por refrigeração e um reservatório de ar comprimido, num completo sistema.
Graças ao seu funcionamento silencioso, o sistema é ideal para utilização direta no local de trabalho. Como alternativa, a série SXC oferece uma solução completa economizadora de espaço, com secador por refrigeração e reservatório de ar comprimido – alojada numa robusta canópia de polietileno.
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