Cuando un producto semilíquido se adhiere a las líneas de proceso y se lava por el desagüe, también lo hace parte del producto. Desea que cada onza de su yogur, budín o producto farmacéutico termine en la máquina llenadora. Por lo tanto, como la mayoría de los productores puede usar un sistema de recuperación de productos para recuperar cualquier residuo que quede en la tubería.

La recuperación de productos suele implicar un "sistema de pigging". This is a flexible cylinder with a silicone seal end that is pushed through the pipe to force remaining product out the opposite end. La fuerza detrás de estos sistemas es típicamente una utilidad inerte como aire comprimido o agua.

Recuperar un producto no sirve de mucho si estropea todo el lote. El deterioro puede ocurrir si un sello imperfecto o una grieta en el aparato de raspado admite impurezas del agua de servicio o aire comprimido, y esas impurezas se reproducen en el ambiente cálido y húmedo. Además, el siguiente lote de producto viajará a través de las mismas tuberías de procesamiento y encontrará cualquier cosa depositada allí. Because of this food-contact risk, best practices are to use sterile air or sterile water for this food manufacturing process.

How are sterile water and air produced?

Hay varios métodos que se utilizan para generar aire o agua estéril en el procesamiento de alimentos y bebidas:

• Osmosis Inversa (RO)
• pasteurization,
• Esterilización por luz ultravioleta
• ozonización, y
• micro-filtration (for compressed air or water).

Hay pros y contras de cada método. Los sistemas de ósmosis inversa tienen una membrana delicada que puede ser costosa de reemplazar, por lo que a menudo se reservan para el agua como ingrediente. La pasteurización, la esterilización UV y la ozonización son todas efectivas, pero agregan un paso al proceso por separado. 

La microfiltración se está convirtiendo en una alternativa reconocida para producir agua o aire estériles. El microfiltro adecuado cumple con los estándares 3-A y tiene ventajas económicas, ya que el elemento esterilizador se puede integrar directamente en la línea de proceso. La microfiltración produce agua pasteurizada equivalente para una serie de usos, incluida la recuperación de procesos y los sistemas de limpieza en sitio.

Según los estándares de producción farmacéutica, un filtro de aire o agua de grado estéril debe tener un tamaño de poro constante de 0,2 micrones de diámetro y atrapar el 99,99999% de todos los patógenos. (Las bacterias más pequeñas son de 0,2 micrones).

Before you purchase a filter, carefully check its technical data sheet for micron size of 0.2 and look for a log reduction value of 7, the necessary retention. Not all filter manufacturers meet industry guidelines in this regard.

Trabaje con un proveedor como Donaldson que siga los más altos estándares independientes para aire o líquidos utilizados en aplicaciones de ingredientes o contacto con alimentos.

¿Qué Constituye la filtración Estéril?

Para producir aire o agua estéril según los estándares farmacéuticos, un filtro debe tener un tamaño de poro de diámetro constante de 0,2 micrómetros y eliminar el 99,99999% de todas las partículas en ese rango de tamaño.

En la hoja de datos técnicos del filtro, este rendimiento se representa como un “filtro de clasificación absoluta de 0,2 micrones con un valor de reducción logarítmica (LRV) de >7.”

By contrast, nominally rated filters have approximate pore distribution, and are not suitable for sterile utility production. Los filtros nominales son generalmente aceptables para aplicaciones no estériles, como prefiltrado de agua de alimentación de calderas de vapor.

Se recomienda un prefiltro nominal (izquierda) en agua o aire comprimido antes de que pase a través de la membrana de microfiltro estéril (derecha).

Diseño y mantenimiento óptimos de la microfiltración estéril

Donaldson colaboró​​recientemente con una empresa líder de yogur que convirtió todos sus sistemas de recuperación de productos en plantas de todo el mundo a la microfiltración de cartucho.

Estas son algunas prácticas importantes que debe observar si desea utilizar la microfiltración para fines similares de recuperación de productos: .

Proteja los microfiltros con prefiltración

Atrapar partículas duras puede desgastar prematuramente el microfiltro, que está diseñado principalmente para microbios. Debido a que este elemento es costoso, protéjalo con una serie de prefiltros diseñados para filtrar todo tipo de sedimentos.

How many pre-filters your air or water needs depends on the quality of the source. Cada suministro de agua municipal es diferente y las necesidades de filtración pueden cambiar estacionalmente a medida que el nivel freático sube y baja. Pero, en general, comience la filtración desde la fuente de agua de la ciudad con un prefiltro de 100 o 50 micrones, luego gradúe a filtros más finos en incrementos de 10 micrones. Se recomienda un prefiltro de 1 micrón justo antes de que el agua o el aire lleguen al microfiltro final.

En un sistema de aire comprimido, los contaminantes potenciales también incluyen aceite y agua condensada, además de sedimentos y microorganismos. Al igual que lo haría en una línea de agua, utilice un filtrado escalonado para producir aire limpio y seco. Acondicione el aire con prefiltros de menor costo y refínelo progresivamente con filtros de micrones más finos. Cerca del punto de uso del aire, el microfiltro final debe dedicarse a filtrar bacterias con alta eficiencia.

Puede arreglárselas con menos elementos, pero su microfiltro final enfrentará un mayor riesgo de obstrucción o desgaste prematuro. Una secuencia de filtro diseñada de manera óptima ayuda a prolongar la vida útil del filtro y, en última instancia, contribuye a reducir el costo total.

Planificar la ubicación del filtro en función del riesgo

Si su planta tiene varios puntos de uso para aire o agua estéril, coloque prefiltros en las líneas de servicios más grandes y microfiltros finales en los ramales lo más cerca posible del punto de uso. La ubicación exacta dependerá del espacio disponible en su planta.

En el mejor de los casos, un proceso tiene una huella compacta porque las distancias de tubería más cortas reducen el riesgo de contaminación. Si tiene 1000 pies de tubería de carbón entre el último prefiltro y el filtro final, eso constituye 1000 pies de posibles depósitos de carbón, óxido, incrustaciones y escombros que podrían llegar a su costoso filtro final. En esa situación, planifique prefiltros adicionales para longitudes de tubería más largas. Realice un análisis de riesgo para cada uno de sus sitios y diseñe su sistema para minimizar los riesgos.

Maximice la vida útil del filtro con tecnología de calidad

El costo de un sistema de filtración está determinado en gran parte por la duración de los elementos. Los prefiltros caducan cuando se obstruyen. Para detectar un bloqueo, coloque manómetros corriente arriba y corriente abajo del filtro y cambie el filtro a una caída de presión predeterminada.

El microfiltro es diferente. Si lo ha protegido con prefiltración como se recomienda, no debería necesitar cambiar un microfiltro debido a la obstrucción. Pero es necesario matar periódicamente las bacterias que se acumulan en la membrana. Esto generalmente se hace con esterilización por vapor. El estrés por calor en el filtro limita el número de ciclos de esterilización que puede tolerar. Cambie el elemento cuando alcance el número máximo de ciclos recomendado por el fabricante.

Claramente, existe una ventaja de costo al usar elementos que toleran el mayor número de ciclos de vapor, un área en la que los filtros Donaldson sobresalen. Los microfiltros líquidos Donaldson LifeTec®, con membranas de PTFE, tienen un 20 por ciento más de medio de filtración para soportar altas tasas de flujo. Sus jaulas de soporte rígidas resisten temperaturas elevadas. Para aire comprimido, se encuentran disponibles filtros de aire Donaldson P-SRF V.

Las pruebas de Donaldson muestran que duran. Hasta 160 ciclos de esterilización, contra 100 , 150 del filtro más cercano comparable, con un valor de reducción logarítmica de 9 a 0,2 micrones. Estos recientes avances en tecnología ayudan a reducir aún más el tiempo de inactividad de la producción y los costos de mantenimiento. Aunque los filtros de alta calidad pueden costar más inicialmente, su costo total de propiedad se reduce sustancialmente cada día que permanecen en uso

Trabaje con un socio profesional de filtración

Cuando Donaldson ayudó al procesador de yogur a instalar la microfiltración de cartucho para su línea de fabricación, hubo colaboración de principio a fin. Donaldson proporcionó análisis de laboratorio de la calidad del agua, probó varios grados de micras para determinar el equilibrio correcto de protección del prefiltro y brindó experiencia en el producto con respecto a la esterilización con vapor adecuada para ayudar a prolongar la vida útil del microfiltro.

La microfiltración es un método eficaz que cumple con 3-A para producir agua pasteurizada equivalente y aire comprimido limpio y seco. Debido a que sus líneas de producción están sometidas a grandes demandas, trabaje con una empresa de filtración calificada para lograr el mejor rendimiento y valor de su sistema de filtración estéril. Pueden ayudarlo a comprender los riesgos de su instalación y ayudarlo a diseñar las ubicaciones y la secuencia correctas para la filtración. They can also provide products and technology that help keep your product recovery systems in operation at a lower overall cost.

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Connor Rojina is an Applications Engineer in the Process Filtration Division of Donaldson Company. Es miembro activo de 3-A Sanitary Standards, Inc. y del Compressed Air and Gas Institute. Tiene mucha experiencia en tecnologías, aplicaciones y regulaciones relacionadas con la filtración de líquidos, vapor culinario y producción de aire estéril en la industria de alimentos y bebidas.