Фильтрация в критических контрольных точках систем технологического воздуха, пара и жидкостей
Задолго до принятия закона «О модернизации норм безопасности пищевой продукции» (FSMA) в 2011 году производители пищевых продуктов в США должны были выпускать безопасные и доброкачественные продукты питания, к чему их обязывал раздел 110 тома 21 Свода федеральных правил США. Дополнительными причинами устранить потенциальные опасности на предприятии кроме обеспечения соответствия нормам являются забота о потребителях и поддержание репутации марки.
С годами в разных отраслевых нормах и стандартах были определены способы повышения безопасности пищевой продукции. К ним относятся методы руководства и конструкции оборудования, направленные на повышение безопасности и качества продуктов питания. Одной из практических рекомендаций является создание плана анализа опасных факторов и контроля в критических точках (HACCP). Для некоторых производителей создание такого плана является обязательным.
Что такое план HACCP?
В плане HACCP производитель определяет все критические контрольные точки процесса. Это места, в которых существует риск попадания в систему и, соответственно, в выпускаемую продукцию биологических, химических или физических загрязнителей. Для каждой такой точки на предприятии необходимо принять меры по снижению риска возникновения опасной ситуации до приемлемых пределов.
Почему важно включить системы инженерно-технического обеспечения в план HACCP?
Система фильтрации — это основной компонент плана HACCP независимо от того, является ли он обязательным или рекомендованным для вашего предприятия.
На большинстве производств пищевых продуктов широко используется сжатый воздух, газы, например азот, вода и другие жидкости, а также технологический и кулинарный пар. Эти среды являются основным способом переноса масла, микробов или твердых частиц из внешних источников или производственного оборудования. Основной способ контроля таких рисков — фильтрация.
Чем отличаются планы HARPC и HACCP и какой из них применим к имеющемуся производству?
Планирование анализа рисков и мероприятий по их профилактике на основании результатов анализа (HARPC) направлено на снижение рисков во всей цепочке поставок компании. В соответствии с законом «О модернизации норм безопасности пищевой продукции» (FSMA) от 2011 года план HARPC должен быть принят практически на всех производствах пищевых продуктов.
План HACCP направлен на управление рисками загрязнения внутри производственного процесса. В соответствии с требованиями FMSA, использование плана HACCP производителями сока, морепродуктов, птицы и мяса является обязательным. Для всех остальных производителей этот план рекомендован к применению.
В каких точках систем инженерно-технического обеспечения обычно требуется фильтрация?
Обычно можно выделить три следующих участка, на которых имеется риск загрязнения систем инженерно-технического обеспечения и необходимо обеспечить фильтрацию.
1. Помещения для инженерного оборудования
Это помещения, где расположены водопроводы, котлы, емкости и генераторы. Из этого помещения технологические газы и жидкости подаются ко всем потребителям на производстве, поэтому любые загрязнения, попадающие здесь в воду, воздух, газы и пар, могут распространяться вниз по потоку.
На участке между этим помещением и технологическим процессом важно обеспечить предварительную очистку.
2. Конечные точки использования
Прошедшие через трубопроводы или емкости технологические газы могут иметь прямой или непрямой контакт с пищевыми продуктами ниже по потоку. Перед тем как использовать технологические газы в производственном процессе, важно подвергнуть их фильтрации. Фильтры для стерильного воздуха, стерильных жидкостей и кулинарного пара лучше всего располагать в конечных точках использования в каждой линии инженерно-технического обеспечения.
3. Перед упаковкой
Последняя возможность удалить оставшиеся загрязнения из продукции существует перед этапом герметичной упаковки. Необходимо также предварительно отфильтровать воду, пар и сжатый воздух, используемые для формирования, очистки или открывания упаковки.
Каким образом можно фильтровать жидкости, воздух и пар на производстве?
Каждое производство пищевых продуктов уникально и на него может распространяться действие особых отраслевых стандартов, например санитарных норм 3-A, норм Британского консорциума предприятий розничной торговли (BRC) и т. д. Однако существуют общие принципы фильтрации технологических газов, которые применимы к большинству производств пищевых продуктов. Ниже перечислены уникальные для каждого технологического газа опасности и рекомендованные способы фильтрации в критических контрольных точках.
Воздух и газы
Применения и опасности
Сжатый воздух используется для транспортировки ингредиентов, создания текстуры пищевых продуктов, осушения оборудования, производства тары выдуванием. В производстве пищевых продуктов используются и другие газы, например чистый кислород, углекислый газ и азот. Оборудование, которое используется для производства или хранения таких газов, при наличии конденсата и смазочных материалов может стать местом массового размножения микроорганизмов. Если для подачи газов в процесс используются сменные емкости, то переносимые по воздуху загрязнения могут попадать в открытые трубопроводы при замене емкостей.
Совет. Для оптимального удаления масла и конденсата из сжатого воздуха выберите фильтр из олеофобного и гидрофобного материала, протестированный во влажном состоянии.
Способы фильтрации
В помещении для инженерного оборудования обеспечьте удаление влаги и масла из сжатого воздуха, прежде чем он попадет в технологическую линию. Для этого можно использовать циклонный сепаратор, который удалит большую часть влаги, один или несколько коалесцирующих фильтров предварительной очистки 1–5 микрон для удаления аэрозолей и адсорбционный осушитель воздуха для удаления оставшихся паров. Ниже по потоку в местах, где требуется стерильный воздух, на оборудовании в каждой точке использования установите абсолютный фильтр тонкой очистки 0,2 микрона.
Глубинные фильтры Donaldson P-SRF из боросиликата характеризуются уровнем задержания 99,99999 % (логарифм величины уменьшения концентрации (LRV) 7) для частиц размером от 0,2 микрона. Эти фильтры обеспечивают безопасную стерильную фильтрацию в системах сжатого воздуха, технических газов и вентиляции. Фильтры оснащены внутренним и наружным ограждением. Торцевые крышки изготовлены из нержавеющей стали. Фильтры отличаются высокой термостойкостью и механической прочностью; они выдерживают до 250 циклов стерилизации горячим паром.
Тебе может понравиться…
Стерильные элементы
Стерильные фильтрующие элементы Donaldson обеспечивают безопасную санитарную фильтрацию сжатого воздуха и технологических газов.
Вода
Применения и опасности
Технологическая вода используется для промывки и стерилизации, регидратации и приготовления продуктов, а также в котлах отопления и системах извлечения продукта. Загрязнения могут присутствовать как в водопроводной, так и в родниковой воде, поэтому состояние оборудования, например котлов, может со временем ухудшаться и на поверхностях могут образовываться отложения. Если вода используется в составе продукции, активированный уголь для удаления хлора может стать источником питания для бактериальной биопленки, засоряющей дорогостоящие мембраны обратного осмоса.
Совет. Если срок службы мембраны обратного осмоса не превышает двух лет из-за образования биопленки, используйте более эффективный фильтр предварительной очистки. Гофрированный глубинный фильтрующий материал с гарантированной эффективностью задержания обеспечит надежную защиту системы обратного осмоса и сократит расходы.
Способы фильтрации
В помещении для инженерного оборудования необходимо организовать предварительную очистку исходной воды с использованием номинального 10-микронного полипропиленового глубинного фильтра. Это достаточный уровень фильтрации для систем очистки на месте (CIP) и обработки паром на месте (SIP). Если исходная вода содержит большое количество взвешенных твердых частиц, может потребоваться сборка из 50-, 20- и 10-микронных фильтров предварительной очистки. Установите задерживающие бактерии стерильные фильтры 0,2 микрона в водопроводы для промывки, приготовления продуктов, смешивания, впрыска, где имеется прямой или непрямой контакт с пищевыми продуктами. Фильтры такого номинала оказывают на воду воздействие, аналогичное пастеризации.
Фильтрующий материал Donaldson LifeTec™ уложен складками внутри полипропиленовой клетки, что увеличивает площадь фильтрующей поверхности на 20 % и позволяет задерживать больше загрязнений без уменьшения пропускаемого потока жидкости. Фильтрующий материал имеет структуру с более крупными порами на входе; на выходе поры сужаются. Это приводит к задержанию частиц загрязнений определенного размера. Конструкция клетки препятствует изгибу и сминанию при высоком потоке. Фильтрующий материал LifeTec был разработан с учетом пожеланий ведущих производителей напитков.
Тебе может понравиться…
Фильтрующие элементы
Компания Donaldson предлагает фильтрующие элементы для защиты целостности жидкостей и картриджные фильтрующие элементы для улучшения характеристик продукции.
Пар
Применения и опасности
Технологический пар используется как косвенный источник тепла. Нагнетание кулинарного пара используется для приготовления продуктов или для стерилизации поверхностей, имеющих контакт с пищевыми продуктами. Температура пара препятствует росту бактерий. Основной риск загрязнения связан с коррозией в паропроводах из углеродистой или оцинкованной стали, где постоянно присутствует конденсат и высокая температура. Ржавчина может загрязнять пищевые продукты, засорять линии распыления, повреждать оборудование из нержавеющей стали.
Фильтрующие элементы Donaldson P-EG для пара предназначены для очистки технологического и кулинарного пара в диапазоне потока от 45 до 7750 кг/ч (100–17 100 фунтов/час) при давлении 3 бар (50 psig). Они характеризуются низким дифференциальным давлением даже при высоком потоке и способствуют экономии энергии. В серию P-EG входят фильтрующие элементы 20 размеров с разными соединениями и типами обработки.
Способы фильтрации
Поддержание сравнительно низкого содержания воды в паре снижает риск коррозии и сводит к минимуму попадание воды из котла в продукцию. Для удаления большей части конденсата установите коалесцирующий фильтр предварительной очистки (называемый сепаратором унесенной жидкости) в каждом паропроводе непосредственно перед редукционными клапанами технологического процесса. Удаление конденсата из паропроводов предотвращает преждевременный износ клапанов. В каждой конечной точке использования установите фильтр тонкой очистки пара. Кулинарный пар для прямого впрыска, а также для систем очистки или стерилизации на месте (CIP/SIP) требует удаления 95 % частиц размером 2 микрона.
Совет. При высоких значениях температуры и давления фильтры с углеродными трубками могут выделять частицы. Используйте фильтры из высококачественной нержавеющей стали, особенно если на производственный процесс распространяется действие Постановления о пастеризованном молоке.
Тебе может понравиться…
P-EG
Экономичные корпусы фильтров из нержавеющей стали Donaldson P-EG доступны с соединениями разных типов, включая резьбовые соединения NPT, фланцевые соединения ANSI, привариваемые торцевые соединения и т. д.
Существуют ли общие правила компоновки системы фильтрации?
Действенность и эффективность
Для создания оптимальной системы фильтрации необходимо выбрать фильтры с достаточной эффективностью и размером задерживаемых частиц, а также правильно определить места их установки. Ниже приведены важные принципы, которым необходимо следовать при проектировании и обслуживании системы фильтрации воздуха, газа, жидкостей и пара.
- Резервирование: установка фильтров в нескольких точках линии инженерно-технического обеспечения характеризуется повышенной надежностью по сравнению с использованием одного фильтра. Использование последовательности фильтров: защитите дорогостоящие фильтры тонкой очистки, установив перед ними фильтры предварительной очистки.
- Расстояние: трубопроводы, соединяющие помещения для инженерного оборудования с точками контакта с пищевыми продуктами, могут стать источниками конденсата, масла, загрязнений и микробов. Размещайте фильтры тонкой очистки как можно ближе к конечным точкам использования.
- Техническое обслуживание: установите манометры до и после фильтров, чтобы отслеживать резкие перепады давления, которые могут указывать на наличие повреждений. Заменяйте фильтры при достижении заданного падения давления.
Как узнать, будет ли фильтр эффективным?
Эффективность задержания фильтра указывается на этикетке как логарифм величины уменьшения концентрации (LRV). Это значение соответствует проценту загрязнений, которые может задержать фильтр. Надпись «LRV 7» означает, что 0,2-микронный фильтр гарантированно задерживает 99,999998 % (7 девяток) контрольных частиц загрязнений диаметром 0,2 микрона. Все фильтры Donaldson имеют номинал LRV 7, что соответствует самым высоким требованиям отраслевого стандарта.
Что необходимо учитывать при выборе фильтров?
Тщательно выбирайте фильтрующие элементы. Производство фильтров не стандартизировано, поэтому будет не лишним проверить техническую документацию. Установите партнерские отношения с производителем фильтров, который поможет разобраться в нюансах своей продукции. Кроме того, учитывайте следующие факторы.
- Номиналы: обращайте внимание не только на размер задерживаемых частиц, но и на эффективность фильтрации (процент задерживаемых частиц). Например, «абсолютный» 2-микронный фильтр должен задерживать 99,98 % всех частиц размером 2 микрона по результатам проверки производителем.
- Фильтрующий материал: выбирайте фильтры с длительным сроком службы. Картриджные фильтрующие элементы более предпочтительны, чем элементы, созданные аэродинамическим способом из расплава. Гофрированные картриджные фильтры имеют в 12 раз большую площадь поверхности и грязеемкость, что продлевает срок службы фильтра.
- Сертификация: выбирайте оборудование и изделия с маркировкой «3-A». Она указывает на то, что независимая третья сторона успешно провела проверку санитарной конструкции, включая марку стали и наличие минимального количества мест возможного скопления бактерий.
- Окупаемость инвестиций: учитывайте целостность и срок службы фильтров. Фильтры могут быстро изнашиваться в тяжелых условиях обработки, очистки и стерилизации. Как было отмечено выше, получаемые способом аэродинамического расплава фильтры могут иметь меньшую первоначальную стоимость, однако гофрированные фильтры надежного производителя выдерживают больше циклов стерилизации и обеспечивают повышенную эффективность фильтрации. Это позволяет свести к минимуму риски загрязнения и сократить общие затраты.
Важное предупреждение о маркировке фильтров стерильного воздуха
Не думайте, что фильтр с маркировкой, указывающей на задержание очень мелких частиц (например, 0,01 микрона), лучше 0,2-микронного фильтра. Такие заявления некоторых производителей могут сбивать с толку. На практике задерживать 0,01-микронные частицы не так уж и сложно, потому что они двигаются хаотично. Это явление известно как броуновское движение. Сложнее всего задержать 0,2-микронную частицу, что приблизительно соответствует размеру самых мелких бактерий, которые могут находиться в системе. Если вам требуется фильтр стерильного воздуха, установите 0,2-микронный фильтр с высокой эффективностью задержания. Стандарты, регламентирующие производство пищевых продуктов и напитков, требуют применения фильтров со значением LRV 5 или более, что соответствует фильтрам с гарантированным задержанием 99,9998 % загрязнений. Фильтры Donaldson превосходят требования этих стандартов и имеют гарантированное значение LRV 7.
Существуют ли ресурсы для ознакомления с рекомендованными способами фильтрации?
Существует большое число стандартов и норм, регламентирующих параметры стерильного воздуха, пара и жидкостей, используемых в производственных процессах. Чтобы ознакомиться с органами, устанавливающими стандарты, и узнать, на какие процессы и оборудование распространяются их требования, скачайте нашу брошюру с обзором нормативов и оптимальных практических рекомендаций.
Каждое производство по-своему уникально, однако на предприятиях по выпуску некоторых пищевых продуктов и напитков можно обнаружить определенные сходства. Компания Donaldson разработала несколько типовых схем фильтрации для некоторых областей применения. Помните, что они предлагаются только как пример и их не следует использовать для создания собственных систем фильтрации без учета особенностей производства и технологических процессов.
Обзор нормативов и оптимальных практических рекомендаций ›
Схема фильтрации в пивоварении ›
Схема фильтрации в производстве бутилированной воды ›
Схема фильтрации в сыроварении ›
Схема фильтрации в производстве корма для домашних животных ›
Схема фильтрации в производстве безалкогольных напитков ›
