ドナルドソン、プロセスフィルトレーション担当、Robert (Connor) Rojina
半液状の製品がプロセスラインに付着して排水口から流れ落ちると、その分利益も流出します。 ヨーグルト、プリン、医薬品を1ミリたりとも無駄にせずに、最終的にはすべてを充填機に入れたいと思っています。 そこで、多くの加工メーカーと同様、製品回収システムを使用して、配管に残された製品を回収します。
製品の回収には、一般に「ピギングシステム」を使います。 これは片端がシリコン樹脂で封印された柔軟性のある円筒です。パイプ内に押し込むことで、製品の残りを反対側の端から強制的に取り出します。 通常、圧縮空気や水のような不活性なユーティリティーの力を利用して、これらのシステムを駆動します。
- ドナルドソン、プロセスフィルトレーション担当、Connor Rojina
製品を回収しても、バッチ全体を台無しにしてしまっては意味がありません。 腐敗は、ピギング装置内の不完全なシールや亀裂がユーティリティー水や圧縮空気からの不純物の侵入を許し、それらの不純物が、温かく湿った環境で繁殖したときに発生する可能性があります。 さらに製品の次のバッチも同じ処理パイプを通過し、そこに堆積したものと接触してしまいます。 この食品接触リスクを軽減するため、食品の製造工程には無菌空気または滅菌水を使用することをおすすします。
滅菌水および無菌空気の生成方法
食品・飲料加工に使用する滅菌水および無菌空気の生成方法には、以下のような種類があります。
- 逆浸透（RO）
- 殺菌、
- 紫外線（UV）光滅菌、
- オゾン処理、および
- マイクロフィルトレーション（圧縮空気または水用）。
それぞれの方法には長所と短所があります。 ROシステムは、交換にかなりの費用がかかる可能性がある繊細なメンブレンを備えているため、成分水用に使用されることがよくあります。 低温殺菌、UV滅菌およびオゾン処理はどれも効果的ですが、別の処理ステップの追加が必要です。
マイクロフィルトレーションは、滅菌水または空気を生成するための代替手段として認識されつつあります。 適切なマイクロフィルターは3-A規格に準拠しており、除菌エレメントをプロセスラインに直接組み込めるため、コスト面で有利です。 マイクロフィルトレーションは、プロセスの回復や定置洗浄システムなど、さまざまな用途で低温殺菌に相当する水を生成します。
医薬品の製造基準では、無菌グレードのエアフィルターまたは水フィルターに、直径0.2ミクロンの一貫した細孔サイズがあり、すべての病原体の99.99999%を捕捉する必要があります （細菌の最小サイズは0.2ミクロンです）。
フィルターを購入する前に、技術データシートを注意深く読んで、0.2ミクロンというサイズが記載されているかどうかさらに、必要な捕捉力を示す対数減少値として7が記載されているかどうかを確認しましょう。 この点に関しては、すべてのフィルターメーカーが業界のガイドラインを満たしているわけではありません。
食品との接触または材料の用途で使用される空気または液体において、独立機関が規定する最高基準を満たすドナルドソンのようなサプライヤーを選ぶようにしましょう。
滅菌フィルトレーションとは何ですか？
医薬品基準で無菌空気または水を生成するには、フィルターの孔径が一貫して0.2マイクロメートルであり、そのサイズの範囲のすべての粒子を99.99999%除去する必要があります。
フィルターの技術データシートでは、この性能は「対数減少値（LRV）が7を超える0.2ミクロン絶対定格フィルター」と表現されています。
対照的に、公称定格フィルターは近似的な細孔分布であるため、滅菌ユーティリティーの生産には適していません。 公称フィルターは、一般にスチームボイラーの給水のプレフィルタリングなどの非滅菌用途で許容されます。
1ミクロンデプスフィルター（プレフィルター）、250倍ズーム
0.2ミクロンPESメンブレン、1000倍ズーム
滅菌マイクロフィルトレーションの最適設計とメンテナンス
ドナルドソンは最近、ある大手ヨーグルトメーカーと共同で、世界中にある工場のすべての製品回収システムをカートリッジ式マイクロフィルトレーションに変換しました。
同様の製品回収目的でマイクロフィルトレーションを使用する場合に注意すべき重要な実践ポイントを以下に説明します。
プレフィルトレーションでマイクロフィルターを保護
主に微生物を対象としたマイクロフィルターが固い微粒子を捕捉すると、早期に摩耗する可能性があります。 このエレメントは高価なので、あらゆる形態の堆積物をフィルタリングするように設計された一連のプレフィルターで保護します。
お使いの空気や水に必要なプレフィルターの数は、ソースの品質によって異なります。 給水システムは各地方自治体によって異なります。地下水面が上下するにつれて、フィルトレーションの必要性は季節ごとに変わる可能性があります。 しかし、一般的には、100ミクロンまたは50ミクロンのプレフィルターを使用して市の水源からフィルトレーションを開始し、次に段階的に10ミクロンごとに細かいフィルターを適用しています。 水または空気が最後のマイクロフィルターに到達する直前に、1ミクロンのプレフィルターを組み込むことをお勧めします。
圧縮空気システムに含まれる潜在的な汚染物質には、堆積物や微生物に加えて、油や凝縮液も含まれます。 水のラインと同様、清浄で乾燥した空気を生成するためには段階的なフィルタリングを使用します。 安価なプレフィルターで空気を調整し、より細かいミクロンのフィルターで徐々に空気を浄化していきます。 空気の使用箇所の近くでは、最終的なマイクロフィルターは、高効率な細菌フィルタリング専用とすることをお勧めします。
少ないエレメントで済ますこともできますが、最終マイクロフィルターの目詰まりや早期摩耗のリスクが高くなります。 さまざまなフィルターを段階的につないで最適化して、フィルター寿命を延ばし、総コストの削減に貢献します。
リスクに基づいてフィルターの設置場所を計画
工場に無菌空気または滅菌水を使用するポイントが複数ある場合は、プレフィルターをより大きなユーティリティーラインに配置し、支線にはできるだけPOUに近い場所に最終マイクロフィルターを配置してください。 正確な配置は、工場のスペースによって異なります。
最良のシナリオでは、パイプ距離が短いほど汚染リスクが低くなるため、プロセスの設置面積はコンパクトになります。 最後のプレフィルターと最終フィルターの間に1,000フィートの炭素パイプがある場合、1,000フィート分の潜在的な炭素堆積物、錆、スケール、および破片が存在し、それらが高価な最終フィルターに到達する可能性があります。 このような状況では、パイプが長い分だけ余分にプレフィルターを設置するようにしましょう。 各サイトのリスク分析を実行し、リスクを最小限に抑えるようにシステムを設計します。
高品質の技術を使ってフィルター寿命を最大化
フィルトレーションシステムのコストは、主にエレメントの寿命がどれだけ長いかによって決まります。 プレフィルターは目詰まりを起こすと寿命に達します。 目詰まりを検出するには、フィルターの上流と下流に圧力計を配置し、所定の圧力損失に達した際にフィルターを交換します。
マイクロフィルターに違いがあります。 推奨されているようにプレフィルトレーションで保護している場合は、目詰まりでマイクロフィルターを交換する必要はありません。 しかし、メンブレン上に蓄積した細菌を定期的に殺菌する必要があります。 これは通常、スチーム滅菌で行われます。 フィルターに熱ストレスが加わると、フィルターに許容される滅菌サイクルの回数が制限されます。 メーカーが推奨する最大サイクル数に達したら、エレメントを交換しましょう。
許容されるスチームサイクル数が最も大きいエレメント（ドナルドソンフィルターが優れている点）を使用することには、明らかにコスト面のメリットがあります。 PTFEメンブレンを備えたドナルドソンのLifeTec®リキッドMicro-Filtersは、高流量をサポートするためにフィルトレーションメディアを20%多くしています。 この堅牢なサポートケージは、高温にも耐えられるようになっています。 圧縮空気には、ドナルドソンのP-SRF Vエアフィルターを使用します。
ドナルドソンのテストによると、類似のフィルターでは滅菌サイクルの最大回数が100から150回であるのに対し、このエアフィルターは、最大160回のサイクルに耐えられます。さらに0.2ミクロンでの対数減少値が9であることが示されています。 これら最新の技術進歩により、生産のダウンタイムとメンテナンスコストをさらに抑えることができます。 高品質のフィルターは初期費用が高いかもしれませんが、長期間使用するにつれて総所有コストは日々下がっていきます。
プロのフィルトレーションパートナーを活用する
ドナルドソンは、ヨーグルト加工メーカーによるカートリッジ式マイクロフィルトレーションの製造ラインへの導入を、最初から最後まで協力関係を維持しながらサポートしました。 ドナルドソンは、水質のラボ分析で、さまざまなミクロングレードをテストして、プレフィルター保護の最適なバランスを決定しました。また、スチーム滅菌に適切な製品についての専門知識を提供して、マイクロフィルターの寿命を延ばすサポートをしました。
マイクロフィルトレーションは、3-Aに準拠した、低温殺菌レベルの水と清浄で乾燥した圧縮空気を生成するための効果的な方法です。 生産ラインに対するお客様の厳しい要求のため、認定フィルトレーション会社と協力して、滅菌フィルトレーションシステムから最高の性能と価値を引き出すようにしましょう。 フィルトレーションメーカーは、お客様が施設のリスクを理解し、フィルトレーションを適用する適切な場所と順序を設定するためのサポートをします。 また、より低い総コストで、製品回収システムの運用を維持するのに役立つ製品と技術を提供することもできます。
ドナルドソンのプロセスフィルトレーションのスペシャリストに今すぐお問い合わせください。
高度な技術でフィルター寿命を最大限に延ばす
熱ストレスが加わると、SIPにスチームを使用する際のフィルターに許容される滅菌サイクルの回数が制限されます。 フィルトレーション技術によって、フィルター寿命を最大限に延ばし、総所有コストを大幅に抑えることができます。その方法を学びましょう。
