Optimization of the crossflow microfiltration of arazá juice (Eugenia stipitata) under different operation modes / Optimización del proceso de microfiltración tangencial de jugo dearazá (Eugenia stipitata) a diferentes modos de operación

ABSTRACT

This study analyzed the effects of temperature and transmembrane pressure on the crossflow microfiltration process of arazá (Eugenia stipitata) juice treated with a commercial pectic enzyme preparation, thus finding the appropriate operation values of the process. Clarified arazá juice was obtained with a crossflow microfiltration pilot plant equipped with ceramic membranes with a 0.48 m2 total effective filtration area and mean pore diameter of 0.2 µm. The juice was evaluated at transmembrane pressures 1.5,3.0 and 4.5 bar, and at temperatures of 30, 35 and 40ºC at different volumetric reduction factors. The tests were carried out using three systems (total recirculation, concentration, and continuous mode). In total recirculation, it was found that the most influential variable was the transmembrane pressures, and that the partial enzymatic liquefaction of the arazá juice, prior to microfiltration, produced an unusual pattern of permeate flux, characterized by an increase following an abrupt decrease at 4.5 bar and 6.5 m/s. In this case, the highest values of the flux were obtained when compared with those obtained during the crossflow microfiltration in concentration mode. After reaching the value of volumetric reduction factor (3.2), during the crossflow microfiltration in continuous mode, it was not necessary to stop the process as the volumetric reduction factor remained constant for the continuous removal of retained, achieving a high permeate fluxin a short period of time 319 L/(h m2), thus adding to the economic viability of the process.

RESUMEN

En este trabajo se analizaron los efectos de la temperatura y la presión transmembrana sobre el proceso de microfiltración tangencial de jugo de arazá (Eugenia stipitata) tratado con una preparación comercial de enzimas pectolíticas, encontrando los valores adecuados de operación. Se obtuvo un jugo clarificado de arazá con un equipo piloto de microfiltración tangencial provisto de membranas cerámicas de 0,48 m2 de área total efectiva de filtración, diámetro promedio de poro de 0,2 µm, evaluado a diferentes presionestransmembrana de 1,5; 3,0 y 4,5 bar y temperaturas de 30, 35 y 40ºC, a diferentes factores de reducciónvolumétrica. Las pruebas fueron llevadas a cabo utilizando tres modos de operación recirculación total,concentración y continuo. En recirculación total, se encontró que la variable más influyente sobre el proceso fue la presión transmembrana y que la licuefacción enzimática parcial realizada al jugo de arazá, previo a la microfiltración, produjo un patrón inusual del flux de permeado, caracterizado por un incremento después de una disminución abrupta cuando se trabajó a 4,5 bar y 6,5 m/s. En este caso se encontraron los valores más altos del flux al compararse con los obtenidos durante la microfiltración tangencial en modo de concentración. Una vez alcanzado el valor de factor de reducción volumétrica (3,2) durantela microfiltración tangencial en modo continuo no fue necesario detener el proceso, ya que el factor de reducción volumétrica se mantuvo constante durante la eliminación continua de retenido, lográndose altos flujos de permeado en corto tiempo (319 L/(h m2)), facilitando la viabilidad económica del proceso.