逆浸透（RO）フィルトレーションシステムは、食品や飲料、医薬品、その他の消耗品の処理に使用される水を浄化します。ROメンブレンは製品の安全性の鍵を握るだけでなく、交換にもコストがかかるため、メンブレンにバイオフィルムが堆積しないよう予防することが重要です。バイオフィルムは、細菌が活性炭の二塩素化ステップを生き延びて下流で増殖し、機器の表面に微生物のコロニーを形成する際に発生します。
元の水がプレフィルタリングされればされるほど、ROシステムでのバイオフィルムの形成が防止され、製品の安全性とROメンブレンの使用期間の両方を向上させることができます。FDAはROシステムに入る前に水のプレフィルターを設置するよう義務づけていますが、使用されるプレフィルターのタイプに注意することで得られるメリットが多々あります。
微生物や有害な炭素粒子からしっかりと保護されていれば、ROメンブレンは通常2年もちます。1年以内にメンブレンが汚損する場合は、プレフィルトレーションが基準を満たしていない可能性が考えられます。
より高性能なプレフィルトレーションでROメンブレンの保護を強化する3つの方法について説明します。
1. フィルターの構成に注意を払う。
業界標準では、ROプレフィルトレーションに5ミクロンフィルターを推奨していますが、すべての5ミクロンフィルターが同じというわけではありません。長年にわたり、加工メーカーにとって唯一の選択肢となっていたのが、メルトブローンフィルター（不織布ポリマーが注入されたポリプロピレンシリンダー）でした。この製造プロセスのランダム性により、空隙が生じたり、一貫した微生物の捕捉ができなくなったりします。
今では、材料科学者、エンジニア、飲料加工メーカー間の協力により、改良されたフィルトレーション技術を利用できるようになりました。ドナルドソンのLifeTec™という名前の下、これらのフィルターの先進的なメディア構造とハウジングによって、より大きな容量と信頼性が実現します。
LifeTec材料は、ポリプロピレンケージ内でプリーツ状に折り畳まれており、メルトブローンエレメントと比較してフィルトレーション表面積が400%も拡大され、プロセスの流量を妨げることなく、より多くの汚染物質を捕集します。
プリーツプレフィルター（左）は、メルトブローンフィルター（右）と同じスペースにさらに多くの繊維が詰め込まれています。表面積が増加することで、捕集率とフィルター寿命が改善されます。
高密度メディアは、上流側では大きな孔、下流側では小さな孔と、段階的に狭くなるように設計されています。この漏斗構造は、特定のミクロンのカットオフ範囲を作成するため、結果としてプレフィルターが効果的に機能しているという高い信頼性が得られます。
2. 検証可能な効率を探す。
フィルターを選択する際には、サプライヤーの技術データシートに記載されているミクロンサイズだけでなく、「効率」の評価を探してください。効率とは、フィルターがラベル上のミクロン範囲で捕集することが検証されている微粒子の割合です。フィルターメーカー全体で広く取り入れられている測定標準がないため、この分野での見極めが重要です。ミクロンの評価は、「公称」と「絶対」という用語とともに、食品表示における「低脂肪」の主張と同様、かなり主観的なものです。
この混乱がどのように起こるかを説明するためドナルドソンは、いずれも1ミクロンの汚染物質を除去すると謳っている5つのメーカーのメルトブローンフィルターをテストしました。メルトブローンフィルターのランダムな繊維組成により、効率性能は20%未満から98%を超える範囲とさまざまでした。
新しいフィルトレーション技術では、より正確なフィルトレーションが可能です。たとえば、LifeTecフィルターの効率は、実験室でのテストで実証することができ、ドナルドソンではすべてのプロセスフィルターでテストを行っています。
たとえば、捕集サイズが1ミクロンのLifeTec絶対定格フィルターは、1ミクロン以上の粒子の99.98%を常に除去します。ドナルドソンは定期的にフィルターを再テストしてこの性能を確認し、すべてのラベリングとデータシートでこの評価を公開しています。
一般的なメルトブローンフィルターと比較して、ドナルドソンのプリーツプレフィルターはダストホールディング量がより大きく、差圧がより少なく、寿命がより長くなっています。
3. 長期的なコストを考慮に入れる。
最後に、バイオフィルムの堆積対応にかかるコストを少しでも下げようとする際は、プレフィルターの購入価格以外のことも考慮しましょう。多くの工場では、定期メンテナンスとして週に一度、メルトブローンROプレフィルターを交換しています。その分コストが加算されます。
高度なプリーツフィルターは、初期コストは高くなりますが、長期的に見るとコスト削減につながります。
- 優れた保護性能で最大2倍長持ちするROメンブレン
- フィルター寿命を延ばすことにより、生産のダウンタイムとメンテナンス作業を削減
- 微生物がはるか上流で除去されるため、汚染リスクを最小化
ROメンブレンの最も適切な保護方法として、ドナルドソンのフィルトレーション技術者は、水がROメンブレンに接触する前に、メルトブローンフィルターの代わりとして、またはそのすぐ後ろに、1ミクロンの絶対定格プリーツフィルターを取り付けることを推奨しています。そうすることで、ROメンブレンの使用期間が延びるだけでなく、プリフィルター自体も長持ちし、プリーツ設計により、より高い体積流量を維持できます。
また、事業主にとっては、フィルターの捕捉効率を測定し、それに対応したミクロンサイズのデータを公開しているメーカーからフィルターを入手できる環境も重要です。
Richard Juskowiakは、ドナルドソンのプロセスフィルトレーショングループ製品サポートのスペシャリストです。加工メーカーが求める技術ソリューションを特定し、エンジニアと協力して、条件の厳しい用途向けのソリューションを提供します。
