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제균 상태의 제품 복구 시스템 유지

피깅 장치를 구동하는 유틸리티 여과를 통한 부패 방지

작성자: Robert (Connor) Rojina, Donaldson 공정 필트레이션 부문

세미 리퀴드 제품이 공정 설비에 점착되어 드레인으로 흘러내려 가면, 수익도 줄어듭니다. 여러분은 요구르트, 푸딩 또는 의약품의 모든 원료가 제대로 주입 기계에 유입되기를 원합니다. 따라서 대부분의 프로세서와 마찬가지로, 제품 복구 시스템을 통해 파이프에 남은 모든 원료를 복구하길 원할지 모릅니다.

제품 복구에는 일반적으로 "피깅 시스템"이 사용됩니다. 피깅 시스템이란 실리콘 씰 캡이 있는 유연한 실린더로, 파이프 안에 밀어 넣어 남은 제품이 다른 끝으로 나오도록 압력을 가할 수 있습니다. 이러한 시스템의 힘은 일반적으로 압축 공기 또는 물과 같은 불활성 유틸리티입니다.

"제품 복구는 제품 수집 만큼이나 제품 무결성에 관한 것입니다."

- Connor Rojina, 응용 엔지니어, Donaldson 공정 필트레이션 부문

제품 복구로 전체 배치가 손상된다면 복구의 이점은 거의 없다고 말할 수 있습니다. 피깅 장치의 불완전한 씰 또는 균열로 인해 유틸리티 용수 또는 압축 공기에서 불순물이 유입될 수 있고 이러한 불순물이 따뜻하고 습한 환경에서 번식하는 경우 부패가 발생할 수 있습니다. 또한, 다음 배치의 제품이 동일한 가공 파이프를 통해 이동하게 되므로, 파이프에 퇴적된 오염물과 접촉하게 됩니다. 이러한 식품 접촉 위험 때문에 모범 사례는 이 식품 제조 공정에 제균 공기 또는 제균수를 사용하는 것입니다.

제균수와 공기는 어떻게 생성됩니까?

식음료 가공에서 제균 공기 또는 물을 생성하는 데 사용되는 몇 가지 방법은 다음과 같습니다.

  • 역 삼투압(RO)
  • 저온 제균
  • 자외선(UV) 제균
  • 오존화
  • 마이크로 필트레이션(압축 공기 또는 물 사용)

각 방법에는 장점과 단점이 있습니다. RO 시스템은 교체 비용이 높은 미세한 멤브레인을 사용하므로 종종 성분수용으로 보류됩니다. 저온 제균, UV 제균 및 오존화는 모두 효과적이지만 별도의 공정 단계를 추가합니다. 

마이크로 필트레이션은 제균수 또는 공기를 생산하기 위한 대안으로 인정받고 있습니다. 올바른 마이크로필터는 3-A 표준을 준수하며 비용적 이점을 제공합니다. 이는 제균 엘리먼트를 공정 설비에 바로 통합할 수 있기 때문입니다. 마이크로 필트레이션은 공정 복구 및 CIP(Clean in Place) 시스템을 포함하여 다양한 용도로 저온 제균된 것과 동일한 상태의 물을 생성합니다.

제약 생산 표준에 따라 제균 등급 공기 또는 정수 필터는 기공 크기가 직경 0.2미크론으로 일관되어야 하며 모든 병원체의 99.99999%를 막아야 합니다. (가장 작은 박테리아는 0.2미크론입니다.)

제균 마이크로 필트레이션을 위해서는 기공 크기가 일관된 0.2마이크로미터(가장 작은 박테리아 크기)여야 합니다.

필터를 구매하기 전에 기술 데이터 시트에서 미크론 크기가 0.2인지 자세히 확인하고 대수 감소 값 7(필수 체류)을 찾으십시오. 모든 필터 제조업체가 이와 관련된 업계 지침을 충족하지는 않습니다.

식품 접촉 또는 성분 적용 등에 사용되는 공기 또는 리퀴드에 대해 가장 높은 수준의 독립적 표준을 준수하는 Donaldson과 같은 공급업체와 협력하십시오.

제균 필트레이션을 구성하는 것은 무엇입니까?

제약 표준에 따라 제균 공기 또는 물을 생성하려면 필터의 직경이 0.2마이크로미터의 일관된 기공 크기를 가져야 하며 해당 크기 범위에 있는 모든 파티클(Particle)의 99.99999%를 제거해야 합니다.

필터의 기술 데이터 시트에서 이 성능은 "대수 감소 값(LRV)이 > 7인 0.2미크론 절대 등급 필터"로 표시됩니다.

그에 반해, 공칭 등급 필터는 근사 기공 분포를 나타내므로, 제균 유틸리티 생산에는 적합하지 않습니다. 공칭 필터는 일반적으로 사전 필트레이션 스팀 보일러 급수와 같은 비 제균 응용 분야에 적합합니다.

1미크론 뎁스 필터(프리 필터) 250x 줌

0.2미크론 PES 멤브레인 1000x 줌

물 또는 압축 공기가 제균 마이크로 필터 멤브레인(오른쪽)을 통과하기 전에 물 또는 압축 공기에 공칭 프리 필터(왼쪽)를 사용하는 것이 좋습니다.
최적의 제균 마이크로 필트레이션의 설계 및 유지 관리

Donaldson은 최근 전 세계 플랜트의 모든 제품 복구 시스템을 카트리지 미세 마이크로 필트레이션으로 전환한 선도적인 요구르트 제조 기업과 협력했습니다.

유사한 제품 복구 목적으로 마이크로 필트레이션을 사용하려는 경우 살펴보아야 할 중요한 관행이 존재합니다.

사전 필트레이션을 통한 마이크로 필터 보호

단단한 입자를 포집하면 주로 미생물을 대상으로 하는 마이크로 필터가 조기에 마모될 수 있습니다. 이 엘리먼트에는 비용이 많이 들기 때문에 모든 형태의 침전물을 여과하도록 설계된 일련의 프리 필터로 보호하십시오.

공기 또는 물에 필요한 프리 필터 는 공기원이나 수원의 품질에 따라 달라집니다. 모든 도시의 급수원은 서로 다르며 수면의 상승 및 하강에 따라 계절별로 필트레이션 요구 사항이 달라질 수 있습니다. 그러나 일반적으로 도시 급수원에서는 100미크론 또는 50미크론 프리 필터를 사용하여 필트레이션을 시작한 다음 10미크론 단위로 증가시켜 점점 더 미세한 필터를 활용합니다. 물이나 공기가 최종 마이크로 필터에 닿기 직전에 1미크론 프리 필터를 사용하는 것이 좋습니다.

압축 공기 시스템의 잠재적인 오염물에는 침전물과 미생물뿐 아니라 오일과 응축수도 있습니다. 급수관과 마찬가지로 단계적 필트레이션을 사용하여 깨끗하고 건조한 공기를 생성했습니다. 저렴한 프리 필터로 공기를 조절하고 더 미세한 미크론 필터로 점진적으로 정제하십시오. 공기의 POU(point-of-use) 근처에서는 고효율로 박테리아를 여과하기 위해서만 최종 마이크로 필터를 사용해야 합니다.

더 적은 엘리먼트로 여과가 가능할 수도 있지만, 최종 마이크로 필터는 막힘이나 조기 마모의 위험이 더 큽니다. 최적으로 설계된 필터 순서는 필터 수명을 연장하는 데 도움이 되므로 궁극적으로 총 비용을 절감할 수 있게 해줍니다.

위험을 기준으로 한 필터 위치 계획

공장에 여러 개의 제균 공기 또는 물 POU(point-of-use)가 있는 경우 더 큰 유틸리티 설비에 프리 필터를 배치하고 POU와 가장 가까운 브랜치 설비에 최종 마이크로필터를 배치합니다. 정확한 배치는 공장에서 사용 가능한 공간에 따라 다릅니다.

최상의 시나리오에서는 파이프 거리가 짧을수록 오염 위험이 낮아지므로 공정의 설치 면적이 작습니다. 마지막 프리 필터와 최종 필터 사이에 1,000피트의 탄소 파이프가 있을 경우, 잠재적으로 값 비싼 최종 필터에 도달할 수 있는 탄소 침전물, 녹, 물때, 잔해가 1,000피트 길이로 쌓일 수 있습니다. 이러한 경우 더 길어진 파이프 길이에 맞게 추가 프리 필터를 계획하십시오. 각 현장별로 위험 분석을 수행하고 위험을 최소화하도록 시스템을 설계하십시오.

고품질 기술을 통한 필터 수명 최대화

필트레이션 시스템의 비용은 대부분 엘리먼트의 내구성에 따라 결정됩니다. 프리 필터가 막히면 효과가 다합니다. 막힘을 감지하려면 필터의 업스트림 및 다운스트림에 압력 게이지를 놓고 미리 지정한 압력 강하 시점에 필터를 교체하십시오.

마이크로 필터는 다릅니다. 권장 사항처럼 마이크로 필터를 사전 필트레이션으로 보호했다면 막힘으로 인해 마이크로 필터를 교체할 필요가 없습니다. 그러나 멤브레인에 축적된 박테리아는 주기적으로 제거해야 합니다. 이는 대개 스팀 제균으로 처리합니다. 필터의 열 스트레스에 따라 허용 가능한 제균 사이클 횟수가 제한됩니다. 제조업체에서 권장하는 최대 사이클 횟수에 도달하면 엘리먼트를 바꾸십시오.

LifeTec 리퀴드 마이크로 필터를 사용하면 필터 전체에서 더 낮은 압력 강하(킬로파스칼(kPas)로 측정)로 표시되는 유사한 멜트 블론 엘리먼트보다 유량이 커집니다.

우수한 Donaldson의 필터와 마찬가지로 가장 오래 스팀 사이클 횟수를 견딜 수 있는 엘리먼트를 사용하면 확실히 비용상의 이점이 있습니다. PTFE 멤브레인이 있는 Donaldson LifeTec® 리퀴드 마이크로 필터에는 높은 유량을 지원하도록 20% 더 많은 필트레이션 미디어(Media)가 포함되어 있습니다. 견고한 지지 케이지는 고온에 견딜 수 있습니다. 압축 공기의 경우 Donaldson P-SRF V 에어필터를 사용할 수 있습니다.

Donaldson 테스트에 따르면, 해당 필터의 대수 감소 값은 0.2미크론에서 9로 최대 160회의 제균 사이클을 견딜 수 있는 반면 가장 비슷한 수준의 필터는 100~150회의 제균 사이클만 견디는 것으로 나타났습니다. 최근의 이러한 기술 발전은 생산 가동 중지 시간과 유지 관리 비용을 더 줄이는 데 도움이 됩니다. 고품질 필터는 처음에는 더 많은 비용이 들 수 있지만 총 소유 비용은 하루하루 사용할 때마다 지속적으로 감소합니다.

전문 필트레이션 파트너와의 협력

Donaldson은 요구르트 가공업체가 제조 설비에 카트리지 마이크로 필트레이션을 설치하는 과정의 시작부터 끝까지 긴밀하게 협력해왔습니다. Donaldson은 수질에 대한 실험실 분석을 제공하고, 다양한 미크론 등급을 테스트하여 올바른 프리 필터 보호 방법을 결정했으며 마이크로 필터 수명을 늘리는 데 도움이 되는 적절한 스팀 제균에 관한 제품 전문성을 제공했습니다.

마이크로 필트레이션은 저온 제균 수준의 물과 깨끗하고 건조한 압축 공기를 생산하기 위한 효과적인 3-A 준수 방법입니다. 여러분의 생산 라인은 많은 요구 사항에 직면합니다. 그러므로 자격을 갖춘 필트레이션 기업과 협력하여 제균 필트레이션 시스템에서 최고의 성능과 가치를 누리십시오. 이러한 기업은 시설 위험에 대한 이해를 돕고 필트레이션을 위한 올바른 위치와 순서를 설계하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 또한 전반적으로 더 낮은 비용으로 제품 복구 시스템을 운영하는 데 유용한 제품과 기술을 제공할 수 있습니다.

Donaldson 공정 필트레이션 전문가와 상담하려면 지금 연락하십시오.

당사 제품이 귀하의 비즈니스에 어떻게 도움이 되는지에 대해 더 궁금하신 점이 있습니까?

Connor Rojina는 Donaldson Company의 공정 필트레이션 부문의 응용 엔지니어입니다. 그는 3-A Sanitary Standards, Inc. 및 Compressed Air and Gas Institute의 정회원으로, 식음료 산업의 리퀴드 필트레이션, 조리용 스팀 및 제균 공기 생산과 관련된 기술, 응용 분야 및 규정 부문에서 풍부한 경험을 보유하고 있습니다.
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