산업: 요구르트 생산
문제: Danone 플랜트에서 사용되는 제균 필터는 식음료 산업의 엄격한 요구사항을 충족해야 하며, 극한 작동 환경에서도 효과가 있어야 합니다.
솔루션: 새로운 Donaldson 제균 필터의 수명은 상당 기간 연장되었을 뿐만 아니라 높은 체류율을 유지해 높은 비용 절감 효과를 제공합니다.
상황
요구르트 및 디저트 제품은 유제품 산업에 특히 중요합니다. 독일의 2016년 1인당 연간 요구르트 소비량은 16.8 kg(37 lbs)였습니다.(1) Danone의 ACTIVIA는 가장 유명한 요구르트 브랜드 중 하나입니다. 생산은 독일의 오슨푸르트 암 마인 플랜트에서 제품 무결성을 보장하는 엄격한 규정에 따라 수행됩니다. 이 과정에는 생물공학 공정 시퀀스에서 핵심 기술 중 하나로 필트레이션이 포함됩니다. 압축 공기 제균 필트레이션 부문의 새로운 시리즈는 높은 수준의 공정 안정성을 보장해 줍니다. 이 혁신적인 발전은 경제적 측면에서 특히 이점이 있습니다. 필터 수명이 상당히 연장되었기 때문입니다.
솔루션
2017년 봄에 독일 한에 위치한 Donaldson 연구 개발 부서는 압축 공기, 발효 공기, 이산화탄소 및 기타 공정 가스용 제균 필터에 대한 일련의 여러 테스트를 성공적으로 마무리했다고 밝혔습니다. 해당 부서는 (P)-SRF 제균 필터 시리즈의 사용 기간을 크게 늘리는 동시에 제품 및 공정 무결성에 매우 중요한 높은 체류율을 유지하는 데 성공했습니다. 이러한 성공의 주역은 최신 필터 미디어(Media)에 있습니다. 이 미디어(Media)는 혁신적인 가공과 기계적/열적 안정성 최적화를 거쳤습니다. 따라서 고객의 요구뿐만 아니라 뛰어난 안전, 지속가능성 및 혁신과 관련한 생산 및 관리 지침에 대한 엄격한 전 세계 품질 표준을 모두 충족할 수 있었습니다.
Donaldson의 공정 필터 컨설팅 엔지니어인 Thomas Karollus에게 다음 단계는 분명했습니다. 그는 Danone에 새로운 필터를 보여 주고 Danone이 이 필터를 실제로 사용해 본 후에 이전 시리즈와 비교해 볼 것을 권유했습니다. Donaldson의 필터 전문가와 오슨푸르트의 Danone은 거의 20년 넘게 상호 신뢰를 쌓아왔기 때문에 빠른 결정을 내릴 수 있었습니다. 2017년 7월부터 기존 (P)-SRF 및 (P)-SRF N 필터 엘리먼트가 새로운 제균 필터인 (P)-SRF C(C = 압축 공기) 시리즈로 점차 교체되고 있습니다.
오슨푸르트에 있는 Danone 플랜트의 새로운 제균 필터
(P)-SRF C 제균 필터는 식음료 산업과 제약 산업의 엄격한 요구사항을 모두 충족하며, 극한 작동 환경에서도 효과를 발휘합니다. (P)-SRF C 필터 엘리먼트는 내부 및 외부 지지 라이너와 엔드 캡이 스테인리스 스틸로 된 플리츠 뎁스 필터입니다. 붕규산 필터 미디어(Media)에는 PTFE가 주입되어 있으며, PTFE 표면 보호 섬유가 사용되었습니다. 잔류율은 0.2 미크론의 경우 > 99.99999995%이고, 0.02 미크론의 경우 > 99.99999995%입니다. 나노 파티클(Particle)(0.003 미크론)의 경우, DIN EN 1822를 기준으로 확인한 잔류율은 > 99.999999991%입니다.
모든 구성요소가 CFR(연방규정집) 21편 및 유럽 규정(EC) No. 1935/2004에 따른 식품간접접촉 물질에 대한 요구사항을 충족합니다. 또한 필터 미디어(Media) 제조에 화학 첨가제가 사용되지 않습니다. 견고한 설계로 인해 141 °C(290 °F)에서 160회 이상의 제균 사이클을 견딜 수 있으며, 양방향 모둥서 가능합니다. 또한, 오존 또는 VPHP와 같은 기타 제균 방법도 사용할 수 있습니다.
생산 부문에서의 중요성
요구르트 생산에 수반되는 공정 시퀀스를 고려해 본다면 이 제균 에어필터의 중요성은 명확해집니다.
먼저, 제공된 생우유의 지방 및 단백질 함량을 조정하고, 지방 덩어리가 더 작은 파티클(Particle)로 쪼개져 고르게 확산되도록 우유를 세게 젓습니다. 이어지는 저온 제균 공정에서 몇 분간 90~95 °C(194~203 °F)로 가열한 후 40 °C(104 °F)로 냉각합니다. 그리고 5가지 세균주를 섞은 특별한 혼합물을 사용해 발효를 진행합니다.
온도가 37 °C(99 °F)로 일정하게 유지되는 탱크에서 이 혼합물을 8시간 동안 발효합니다. 이 시간 동안 우유는 산화되고 점점 걸쭉해집니다. 이 공정 단계 중에 혼합물을 부드럽게 저어 평활 일관성을 유지합니다. 그런 다음, 2시간 동안 20 °C(68 °F)로 냉각해 발효 활동을 줄입니다. 그 다음으로, 혼합물을 컵 또는 병으로 옮기고 배양균이 온전하게 유지되도록 마지막으로 4 °C(39 °F)로 냉각합니다.(2)
고순도 제균 압축 공기로 압력을 가해 탱크를 비웁니다. 바로 여기에 필트레이션 기술이 필요합니다. 중앙집중식 압축 공기 스테이션에서 생산 및 건조된 압축 공기의 압력이 (P)-SRF C 제균 필터를 거치며 약 2 bar로 감소되고, 공기가 제균되고 파티클(Particle)이 제거됩니다. 최대 ≥ 3 nm(나노미터)의 높은 박테리아, 바이러스 및 파티클(Particle) 체류율로 제품 및 공정 무결성을 보장합니다.
새로운 (P)-SRF C 제균 필터를 도입한 이래로 식품 및 제약 산업의 광범위한 작동 조건에서 필터를 사용한 결과 160회 이상의 제균 사이클을 달성했습니다. 예를 들어, 이 필터를 131 °C(268 °F) 포화 스팀을 사용하여 양쪽 흐름 방향으로 20분간 제균하는 데 사용하는 경우, Donaldson에서 권장하는 교체 간격은 12개월입니다.
포화 스팀을 사용한 필터 제균
Danone에서 필터는 포화 스팀으로 제균되며, 동일하게 엄격한 순도 표준을 충족해야 합니다. 또한 필터는 Donaldson의 (P)-GS/(P)-GS VE 및 (P)-GSL N 시리즈 스팀 필터 요소를 사용해 여과됩니다. 높은 스팀 품질은 제균이 필요한 필터의 사용 기간을 늘리는 데 도움이 됩니다. 이에 따라 전체 공정은 더욱 비용 효율적으로 변화합니다. 새로운 (P)-SRF C 제균 필터의 또 다른 특징은 탁월한 건조 특성과 관련이 있습니다. 송풍 건조를 하며, 스팀 제균 후 낮은 운전 차압으로의 즉각적인 복귀가 몇 초 이내에 완료됩니다. 그 결과, 가동 중지 시간, 에너지 소비 및 필터 미디어(Media)에 대한 기계적 응력이 크게 줄어듭니다.
Danone과 Donaldson의 협업은 작은 변화를 통해 실질적 경제적 효과를 거두고 중대한 개선을 이룰 수 있음을 입증합니다. 이는 Donaldson의 목적이자 목표인 안전 – 지속가능성 – 혁신에 완전히 부합합니다.
(2) 출처: www.danone.com – www.danoneactivia.co.uk/about-us/how-activia-yogurt-produced
제품이 사용되는 조건을 포함해 Donaldson의 통제 범위를 벗어나는 많은 요인이 특정 응용 분야에서의 Donaldson 제품 사용과 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 요인은 사용자 지식과 제어에 따라 고유하므로, 사용자가 제품을 평가하여 해당 제품이 특정 목적에 부합하고 사용자 응용 분야에 적합한지 결정하는 것이 중요합니다. 모든 제품, 제품 사양, 가용성 및 데이터는 예고 없이 변경될 수 있으며, 지역 또는 국가에 따라 다를 수 있습니다.
