1. Introdução
O crescimento sustentado da procura de proteínas de origem vegetal está a impulsionar a indústria agroalimentar a otimizar os seus processos produtivos, onde a água desempenha um papel crítico tanto como matéria-prima como nos serviços auxiliares.
Neste contexto, uma multinacional líder na extração e produção de proteínas vegetais, com uma unidade produtiva na Andaluzia, enfrentava o desafio de aumentar a sua capacidade de produção em aproximadamente 40%, mantendo os padrões de qualidade exigidos nos seus processos e garantindo a fiabilidade operacional.
Após uma análise técnica detalhada, definiu-se como solução ótima o desenvolvimento e implementação de um sistema de tratamento de água de alimentação baseado em osmose inversa de duplo passo, combinando uma nova instalação com o revamping de ativos existentes, de forma a maximizar a eficiência e a sustentabilidade.
2. Descrição técnica da solução adoptada
Uma vez estudados os requisitos técnicos do nosso cliente, a equipa técnica da J. Huesa optou pelo desenvolvimento de uma solução robusta assente em três pilares fundamentais:
- Pré-tratamento robusto, orientado a garantir a proteção das membranas e a estabilidade operacional.
- Sistema de osmose inversa de duplo passo, assegurando a qualidade requerida para o processo
- Sistema avançado de controlo e instrumentação, que permite uma operação otimizada e rastreabilidade completa.
Como bases de dimensionamento, foram considerados os seguintes caudais:
| Horas de trabalho | 24 h |
| Caudal médio água R.O. 1º passo | 12 m³/h |
| Caudal médio água R.O. 2º passo | 10 m³/h |
| Volume diário real | 761,2 m³/d |
| Temperatura de desenho da água | 15 ºC |
| Acumulação de água tratada | Cliente (a determinar) |
2.1 Pré-tratamento
O pré-tratamento foi concebido para acondicionar a água de alimentação e assegurar condições ótimas de funcionamento do sistema de membranas, minimizando os riscos de sujidade, incrustação ou degradação, tendo em conta que, a montante do sistema de osmose inversa, existe uma bateria de filtros de carvão ativado que garante a ausência de cloro na água de alimentação do sistema de osmose inversa.
Vista do sistema de pré-filtragem
De seguida, são doseados produtos químicos na água antes da sua entrada nos tubos de pressão, nomeadamente um anti-incrustante e sequestrante, por um lado, e um regulador de pH num segundo passo, de forma a permitir a regulação do valor de pH à entrada da osmose inversa.
Vista do sistema de dosagem
A água assim pré-tratada passa para o módulo de osmose inversa, onde, em primeiro lugar, é filtrada através de cartuchos de 5 micras de tamanho de poro, que retêm eventuais partículas de dimensão muito reduzida (sólidos em suspensão e coloides).
Esta abordagem garante uma elevada estabilidade operacional e prolonga a vida útil das membranas.
2.2 Osmose inversa de duplo paso (RO)
O coração da instalação é constituído por um sistema de osmose inversa de duplo passo, com uma capacidade de produção de 10 m³/h, concebido especificamente para cumprir os requisitos de qualidade do processo produtivo.
A instalação está equipada com membranas de configuração espiral, fabricadas em poliamida e especialmente indicadas para águas salobras até 8000 ppm, com a característica de operar a baixa pressão.
Estas membranas apresentam uma elevada resistência química, podendo trabalhar num intervalo de pH de 2 a 11, o que lhes confere grande facilidade de lavagem e recuperação, ao permitir a utilização de uma ampla gama de produtos químicos de limpeza.
Para iões monovalentes, a seletividade de separação varia entre 90% e 95%. Para iões divalentes, a seletividade é superior a 98%, e para coloides minerais ou orgânicos, bactérias e vírus, esta
seletividade atinge 99,9%. As membranas serão montadas numa única carcaça de pressão, fabricada em PRFV.
Primeiro passo de osmose inversa (nova instalação):
- Eliminação de sais dissolvidos, matéria orgânica e contaminantes.
- Produção de um permeado de elevada qualidade como alimentação para o segundo passo.
Segundo passo de RO (revamping da instalação existente):
- Integração da instalação existente através do seu recondicionamento. o Melhoria do desempenho e adaptação a novas condições operacionais.
- Polimento final da água para atingir os padrões exigidos.
A estratégia de revamping permitiu otimizar o investimento do cliente, reduzindo o CAPEX e aproveitando infraestruturas existentes, sem comprometer o desempenho nem a qualidade.
Vista das tubagens de pressão RO
2.3 Equipo de lavado de membranas CIP-flushing
Todas as instalações de membranas, com o tempo, sofrem incrustação, dependendo em maior ou menor grau do pré-tratamento instalado, sendo necessário realizar uma a duas limpezas por ano. Este sistema é constituído por um depósito de preparação de reagentes, bomba de recirculação em aço inoxidável e válvulas de isolamento de etapas e de recirculação também em aço inoxidável. O enchimento deste depósito realiza-se de forma automática graças a uma válvula de boia ligada à mesma linha de água osmotizada.
2.4 Instrumentação e controlo
A instalação incorpora um sistema avançado de monitorização e controlo que permite uma operação segura, eficiente e totalmente rastreável:
- Medição contínua de parâmetros-chave:
-
- Conductividade
- Pressão
- Caudal
- pH
- Instrumentação para leitura de Redox
- Automatização do processo mediante PLC.
- Alarmas e sistemas de proteção para garantir a integridade do sistema.
- Registo histórico de dados para análise e melhoria contínua.
Este nível de controlo permite antecipar desvios, otimizar consumos e assegurar a qualidade da água em todos os momentos.
Vista do painel de controlo
3. Benefícios para o cliente
A solução implementada pela J. Huesa acrescenta valor direto ao nosso cliente em diferentes níveis:
1. Incremento da capacidade produtiva em 40%, alinhado com os objetivos de crescimento do centro de produção.
2. Otimização do investimento através da reutilização de ativos com o revamping do segundo passo de osmose inversa e redução significativa do CAPEX face a uma solução totalmente nova.
3. Garantia de qualidade da água: cumprimento rigoroso dos requisitos do processo de extração de proteínas vegetais e elevada estabilidade na qualidade do permeado.
4. Eficiência operacional:
- Redução dos custos operacionais graças a um design otimizado.
- Menor frequência de lavagens químicas (CIP) e maior vida útil das membranas.
5. Sustentabilidade:
- Utilização eficiente dos recursos hídricos.
- Otimização dos consumos químicos e energéticos.
- Alinhamento com políticas ambientais e de responsabilidade corporativa.
4. Conclusões
El desarrollo de esta planta de tratamiento de agua pone de manifiesto la importancia de un enfoque de ingeniería a medida en entornos industriales exigentes.
A combinação de tecnologia de osmose inversa de duplo passo, juntamente com uma estratégia inteligente de revamping, permitiu dar resposta a um desafio de crescimento significativo, garantindo ao mesmo tempo eficiência, sustentabilidade e fiabilidade operacional.
Este projeto reforça o papel do tratamento de água como um elemento estratégico na indústria alimentar, especialmente em setores em expansão como o das proteínas de origem vegetal, onde a qualidade da água impacta diretamente a qualidade do produto final.
