2011년 식품안전현대화법(FSMA)이 통과되기 훨씬 이전에 미국의 식품 가공업체는 연방규정집(21 CFR 110)에 따라 안전하고 건강에 좋은 식품을 생산할 법적 책임을 지게 되었습니다. 규정 준수 외에도 소비자와 브랜드를 잘 관리하는 것은 시설의 잠재적 위험을 해결할 수 있는 또 다른 방법입니다.    

수년에 걸쳐 식품 안전을 개선하는 방법은 다양한 산업 지침 및 표준에 명시되었습니다. 이러한 표준은 식품 안전과 품질을 개선하는 데 도움이 되는 관리 접근 방식 또는 장비 설계입니다. 한 가지 실질적인 지침은 HACCP(Hazard Analysis and Critical Control Points) 방침입니다. 실제로 일부 가공업체에는 필수입니다. 

HACCP 방침은 무엇입니까?

HACCP 방침에서 공정 소유자는 공정 내의 모든 "중요 제어 지점"을 식별합니다. 생물학적, 화학적 또는 물리적 오염물이 잠재적으로 공정에 유입되거나 제품을 오염시킬 수 있는 위치입니다. 확인된 각 지점에 대해 시설에서 위험을 용인되는 한도로 관리할 조치를 제정합니다.

HACCP 방침에서 유틸리티가 중요한 이유는 무엇입니까?

HACCP 방침이 비즈니스에 필요하든 자발적이든 상관없이 필트레이션은 주요 구성요소가 되어야 합니다.

압축 공기, 가스(예: 질소), 물 및 기타 리퀴드, 산업용 또는 조리용 스팀은 대부분의 식품 공정에서 일반적입니다. 이러한 유틸리티는 외부 공급원에서 가져오거나 공정 장비에서 발견되는 오일, 미생물 또는 미립자의 주요 오염원입니다. 이러한 유틸리티 위험을 제어할 수 있는 주요 수단은 필트레이션입니다.

HARPC와 HACCP 방침은 어떻게 다르며 내 시설에는 어떤 방침이 적용됩니까?

HARPC(Hazard Analysis and Risk-based Preventive Controls) 방침은 회사 전체 공급망의 위험을 다룹니다. 사실상 모든 시설은 2011년 식품안전현대화법에 따라 HARPC 식품 안전 방침을 수립해야 합니다.

HACCP 방침은 공정 자체 내의 오염 위험을 관리하는 데 중점을 둡니다. FMSA에서는 HACCP 방침을 주스, 해산물, 가금류 및 육류 가공업체에 필수로 요구하지만 모든 식품 가공업체에게도 권장합니다. 

일반적으로 유틸리티의 어느 부분에 필트레이션이 필요합니까?

일반적으로 다음 세 영역에서 유틸리티 오염 위험이 발생하고 필트레이션이 중요한 역할을 하게 됩니다.

1.    다용도 시설

다용도 시설은 급수관, 보일러, 탱크 및 발전기가 있는 곳입니다. 여기가 플랜트 전체에 분산된 유틸리티의 시작 지점이므로 이 초기 지점에서 물, 공기/가스 또는 스팀의 오염이 다운스트림으로 이동할 수 있습니다.

유틸리티가 이 영역을 빠져 나와 공정에 들어가기 때문에 사전 필트레이션이 중요합니다.

2.    POU(point-of-use)

플랜트 배관이나 탱크를 통과한 후 유틸리티는 다운스트림에서 직간접적으로 식품과 접촉할 수 있습니다. 필터는 공정에서 유틸리티를 사용하기 전에 가공업체에 중요한 단계를 제공합니다. 제균 공기, 제균 리퀴드 및 조리용 스팀 필터는 각 유틸리티 라인의 POU(point-of-use)에서 최적의 위치에 배치됩니다.

3.    패키징 전

밀봉하기 전에 남아 있는 오염물을 제거할 수 있는 마지막 기회가 있을 수 있습니다. 패키징을 형성, 세정 또는 개봉하는 데 사용되는 모든 물, 스팀 또는 압축 공기도 먼저 여과해야 합니다.

내 공정에서는 어떤 방식으로 리퀴드, 공기 및 스팀을 필트레이션합니까?

모든 식품 공정은 고유하며 3-A 위생 표준, BRC(British Retail Consortium) 등과 같은 특정 산업 지침의 적용을 받습니다. 그러나 대부분의 식품 공정에서 유틸리티 필트레이션에 적용되는 일반적인 원칙이 있습니다. 다음은 각 유틸리티의 고유한 위험과 핵심 제어 지점에서의 필트레이션을 위한 모범 사례입니다.

공기 및 가스

용도 및 위험

압축 공기는 재료를 이동하고, 음식에 질감을 만들고, 장비를 건조하고, 용기를 블로우 성형합니다. 식품 가공에 사용되는 다른 가스는 순수한 산소, 이산화탄소, 질소입니다. 응결된 부분과 윤활유가 있으면 이러한 유틸리티를 생성하거나 저장하는 장비가 미생물의 온상이 될 수 있습니다. 공급 탱크를 사용할 때 탱크를 교체하면 열린 라인이 공기 중 오염물에 노출될 수도 있습니다.

팁: 압축 공기에서 오일과 응결을 가장 잘 포집하려면 소유성 및 소수성이 있고 습한 조건에서 테스트된 필터를 선택하십시오.

필트레이션 관행

다용도 시설에서는 압축 공기가 건조하고 유분 없는 상태로 공정에 유입되도록 제한합니다. 이 작업은 대량 리퀴드를 분사하는 사이클론 세퍼레이터, 오일 에어로졸을 포집하는 1~5 미크론 흡착(coalescing) 프리 필터 하나 이상, 그리고 남아 있는 증기를 제거하는 흡착식 에어 드라이어를 사용하여 수행할 수 있습니다. 공정에 제균 공기가 필요한 다운스트림에서는 주입 장비에서 절대 정격 0.2 미크론 최종 필터를 사용하여 각 POU(point-of-use)를 필트레이션합니다.

Donaldson의 LifeTec™ 미디어(Media)는 폴리프로필렌 케이지 내부에 플리츠로 접혀서 필트레이션 표면적을 20% 확장합니다. 이에 띠리 리퀴드 유량을 방해하지 않고 더 많은 오염물을 포집합니다. 업스트림 쪽의 더 큰 기공은 다운스트림 표면의 더 작은 기공까지 좁아져 특정 미크론 차단 범위를 만듭니다. 케이지 구조도 높은 유량에서 구부러지거나 접히지 않도록 설계되었습니다. LifeTec 필트레이션 미디어(Media)는 주요 음료 가공업체의 의견을 바탕으로 개발되었습니다. 

Donaldson의 P-SRF 붕규산 뎁스 필터는 0.2 미크론 이상의 파티클(Particle)에 대해 99.99999%(LRV 7)의 체류율을 보이므로 압축 공기, 공업용 가스 및 환기 응용 분야에서 안전하고 제균 필트레이션을 보장합니다. 내부 및 외부 가드, 스테인리스 스틸 엔드 캡이 있는 이 필터는 열 안정성과 기계적 안정성이 뛰어나 최대 250회의 스팀 제균 사이클을 견딜 수 있습니다. 

물

용도 및 위험

공정 용수는 세정 및 제균, 재수화 및 요리, 보일러 가열, 제품 복구 시스템 구동에 사용됩니다. 도시 수도관과 지하수는 모두 잔해를 운반할 수 있으며 보일러와 같은 장비는 시간이 지남에 따라 성능이 저하되고 침전물이 유입될 수 있습니다. 성분수가 필요한 경우 염소 제거에 사용되는 활성 탄소 자체가 값 비싼 RO(역삼투) 맴브레인을 오염시키는 박테리아 생물막의 식품 공급원이 될 수 있습니다. 

팁: 생물막 축적으로 인해 RO 멤브레인의 내구성이 2년 이하가 될 경우 프리 필터를 개선하십시오. 포집 효율성이 검증된 플리츠 뎁스 미디어(Media)는 탁월한 RO 보호 기능을 제공하고 비용을 줄여줍니다.

필트레이션 관행

다용도 시설에서 SIP(Steam-in-place) 또는 CIP(Clean in Place) 사용에 허용되는 수준인 10 미크론의 공칭 폴리프로필렌 뎁스 필터로 원수를 사전 여과해야 합니다. 더 높은 수준의 부유 고형물에는 일련의 50, 20 또는 10 미크론 리퀴드 프리 필터가 필요할 수 있습니다. 세정, 요리, 혼합 또는 주입 스테이션 전용 급수관(직접 및 간접 식품 접촉)에 0.2 미크론의 박테리아 체류 제균 필터를 배치하십시오. 이 등급은 저온 제균 수준의 물을 생산합니다. 

Donaldson의 LifeTec™ 미디어(Media)는 폴리프로필렌 케이지 내부에 플리츠로 접혀서 필트레이션 표면적을 20% 확장합니다. 이에 띠리 리퀴드 유량을 방해하지 않고 더 많은 오염물을 포집합니다. 업스트림 쪽의 더 큰 기공은 다운스트림 표면의 더 작은 기공까지 좁아져 특정 미크론 차단 범위를 만듭니다. 케이지 구조도 높은 유량에서 구부러지거나 접히지 않도록 설계되었습니다. LifeTec 필트레이션 미디어(Media)는 주요 음료 가공업체의 의견을 바탕으로 개발되었습니다. 

스팀

용도 및 위험

공장 등급의 스팀은 간접적인 열원이며 조리용 등급의 스팀은 주입하여 음식을 요리하거나 음식과 접촉하는 표면을 제균하는 데 사용됩니다. 스팀 온도는 미생물의 성장을 억제하지만, 부식은 지속적인 응결을 거치고 열을 받는 탄소 또는 아연 도금 스틸 스팀 라인에서 더 큰 오염 위험이 됩니다. 녹은 식품을 오염시키고, 스프레이 라인을 막고, 스테인리스 스틸 장비에 손상을 줄 수 있습니다. 

Donaldson의 P-EG 스팀 필터 엘리먼트는 3 bar/50 psig에서 시간당 100~17,000 lbs의 용량 범위로 산업용 및 요리용 스팀의 정제를 위해 설계되었습니다. 높은 유량에서는 에너지 효율을 높이기 위해 낮은 운전 차압을 유지합니다. P-EG 라인은 다양한 연결 및 마감으로 20가지 크기를 지원합니다.

필트레이션 관행

스팀을 비교적 건조한 지장소에 놓아두면 부식 위험이 줄어들고 제품에 들어가는 보일러 물이 최소화됩니다. 대량 응결을 제거하려면 공정의 압력 감소 밸브 바로 앞에 각 스팀 라인에 분리 프리 필터(혼입 분리기)를 배치하십시오. 응결 감소는 밸브가 조기에 마모되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 그런 다음 각 POU(point-of-use)에 최종 스팀 필터를 배치합니다. 직접 주입 또는 CIP/SIP 사용을 위한 요리용 등급의 스팀은 2 미크론 파티클(Particle)의 95%를 제거하는 필트레이션이 필요합니다.

팁: 온도와 압력이 더 높은 경우에는 탄소 튜브 필터가 파티클(Particle)을 제거할 수 있습니다. 특히 귀사의 공정이 저온 제균 우유 법령에 의해 규제되는 경우 높은 등급의 스테인리스 스틸을 지정하십시오. 

필트레이션 배치에 대한 경험 기반 규칙이 있습니까?

효과적이고 효율적인 솔루션

필트레이션의 핵심은 올바른 위치에 있는 올바른 미크론 크기를 통해 적정 효율을 유지하는 것입니다. 다음은 공기/가스, 리퀴드 및 스팀 필트레이션 시스템을 계획하고 유지 보수할 때 염두에 두어야 할 중요한 원칙입니다.

• 이중화: 유틸리티 라인의 여러 지점에 필터를 배치하면 하나의 필터만 사용할 때보다 더 신뢰할 수 있습니다. 순서 사용: 프리 필터를 업스트림에 설치하여 값 비싼 마이크로 필터 다운스트림을 보호합니다.

• 거리: 다용도 시설과 식품 접촉 지점 사이의 시스템 라인에서 응결, 오일, 잔해 및 미생물이 유입될 수 있습니다. 최종 필터는 POU(point-of-use)에 최대한 가깝게 배치하십시오.

• 유지 보수: 필터의 업스트림 및 다운스트림 압력 게이지를 사용하여 손상을 나타낼 수 있는 갑작스러운 압력 변동을 모니터링하십시오. 미리 지정한 압력 강하 시점에 필터를 교체하십시오.

필터가 효과적일지 어떻게 알 수 있습니까?

필터 라벨에서 캡처 효율성은 "대수 감소 값", 즉 LRV로 표시됩니다. 이것은 필터가 줄일 수 있는 업스트림 오염물의 비율을 나타냅니다. 7대수 LRV는 0.2 미크론 필터가 0.2 미크론 직경에서 99.999998%(99.99999%)의 오염물을 감소시키는 것으로 확인되었음을 의미합니다. Donaldson 필터는 모두 업계 최고 표준인 LRV 7 등급입니다.

필터 선택과 관련하여 알아야 할 것은 무엇입니까?

필터 엘리먼트는 신중하게 선택하십시오. 필트레이션 제조는 표준화되지 않았기 때문에 컨설턴트 기술 데이터 시트가 도움이 됩니다. 제품을 이해하고 이러한 문제를 고려할 수 있는 필터 제조업체와 협력하십시오.

• 등급: 미크론 크기뿐 아니라, 효율 등급(포집률)을 찾으십시오. 예를 들어, 2 미크론에서 "절대"로 표시된 필터는 제조업체의 테스트에서 모든 2 미크론 파티클(Particle)의 99.98%를 포집하는 것으로 검증되어야 합니다.

• 필터 미디어(Media): 내구성이 높은 필터를 찾고, 카트리지 미디어(Media)와 멜트 블론 엘리먼트를 찾으십시오. 플리츠 카트리지 필터는 표면적 및 심층 포집 성능이 12배 더 높아 필터 수명이 깁니다.

• 인증: 3-A 기호가 표시된 장비 및 제품을 찾으십시오. 이 기호는 독립적인 제3자가 스틸 등급과 최소 박테리아 증식처를 포함해 위생 설계를 인증했음을 보여줍니다.

• ROI: 무결성과 수명 주기를 모두 고려하십시오. 가혹한 조건의 가공, 세척, 제균으로 인해 필터가 빠르게 마모될 수 있습니다. 앞서 언급했듯이 초기에는 멜트 블론 필터가 더 저렴할 수 있지만, 신뢰할 수 있는 제조업체의 플리츠 필터를 사용하면 더 많은 횟수의 제균을 견딜 수 있고 포집 효율성이 더 높아 오염 위험을 관리하는 동시에 전체 비용을 줄일 수 있습니다.   

제균 등급 에어필터 라벨링에 대한 중요 경고

라벨에 매우 작은 파티클(Particle)(예: 0.01 미크론)을 포집한다고 되어 있는 필터가 0.2 미크론 필터보다 나은 성능을 제공한다고 생각하지 마십시오. 일부 업체의 이러한 주장은 혼란스러울 수 있습니다. 실제로 0.01 미크론 파티클(Particle)은 불규칙한 경로로 이동(브라운 운동 원리)하기 때문에 포집하기가 매우 쉽습니다. 0.2 미크론 파티클(Particle)은 포집하기 가장 어려운 파티클(Particle) 크기로, 평균적으로 공정에서 잠재적으로 존재할 수 있는 가장 작은 박테리아 크기입니다. 예를 들어 응용 분야에 제균 에어필터가 필요한 경우 반드시 높은 포집 효율로 평가된 0.2미크론 필터를 사용해야 합니다. 식음료 산업 표준에서는 대수 감소 값(LRV) 5이상을 요구하며, 이에 따라 99.9998%의 오염물을 포집하는 것으로 확인된 필터를 사용해야 합니다. Donaldson 필터는 LRV 7 인증을 받아 이 표준을 초과 달성합니다.

모범 사례 필트레이션을 시작할 수 있는 리소스가 있습니까?

가공에 사용되는 제균 공기, 스팀 및 리퀴드를 관리하는 여러 표준과 규정이 있습니다. 현재 표준 제정 기관과 해당 기관에서 다루는 공정 또는 장비에 대한 가이드를 보려면 규제 및 모범 사례 개요를 다운로드하십시오.

모든 시설은 고유하지만 특정 식품과 음료를 생산하는 공장에는 공통점이 있습니다. Donaldson은 특정 응용 분야를 위한 여러 필트레이션 설계 맵을 개발했습니다. 이러한 맵은 설계를 고려하기 시작할 때 활용할 수 있습니다. 특정 시설 및 공정에 대한 개별 검증 없이 사용해서는 안 되므로 주의하십시오.