Отрасль: Производство йогурта
Проблема: Используемые на заводе Danone стерильные фильтры должны соответствовать самым строгим требованиям, действующим в производстве пищевых продуктов и напитков, и обеспечивать эффективную фильтрацию в тяжелых рабочих условиях.
Решение: Новые стерильные фильтры Donaldson характеризуются значительно большим сроком службы с сохранением высокой степени задержания, благодаря чему достигается значительная экономия.
Ситуация
Йогурты и десертные продукты составляют значительную часть общего объема производства молочной продукции. Годовое потребление йогурта на одного человека в Германии в 2016 году составило 16,8 кг (37 фунтов). АКТИВИА (ACTIVIA) компании Danone — одна из самых известных марок йогуртов в мире. Производство на заводе в городе Оксенфурт-на-Майне в Германии организовано с соблюдением самых строгих требований к целостности продукции. Фильтрация — одна из основных технологий в последовательности биотехнологических процессов. Для достижения высокой надежности процесса используется новая серия фильтров для стерильной фильтрации сжатого воздуха. Новые технологии фильтрации имеют важное отличие с точки зрения экономии: они обеспечивают значительное увеличение срока службы фильтров.
Решение
Весной 2017 года на научно-производственном предприятии компании Donaldson в городе Хан, Германия, успешно завершились длительные испытания стерильных фильтров сжатого воздуха, воздуха для ферментации, углекислого газа и других технологических газов. Нашим специалистам удалось значительно продлить срок службы серии стерильных фильтров (P)-SRF, сохранив высокую степень задержания, которая имеет важное значение для защиты целостности процессов и продукции. Такой успех стал возможен благодаря применению новейших фильтрующих материалов, инновационных способов обработки и оптимизации термостойкости и механической прочности. В результате нам удалось создать фильтры с учетом пожеланий заказчиков и соблюдением строгих требований международных стандартов качества, а также принципов компании, направленных на использование инноваций и повышение безопасности и экологичности.
Томас Кароллус (Thomas Karollus), консультант по инженерно-техническим вопросам в области технологической фильтрации компании Donaldson, в качестве следующего шага предложил передать новые фильтры компании Danone, чтобы она на практике сравнила их с фильтрами предыдущей серии. Более чем за 20 лет совместной работы между специалистами по фильтрации компаний Donaldson и Danone сложились доверительные отношения, поэтому было быстро принято положительное решение. В июле 2017 года началась постепенная замена фильтрующих элементов предыдущих серий (P)-SRF и (P)-SRF N новыми стерильными фильтрами серии (P)-SRF C (буква «C» обозначает сжатый воздух).
Новые стерильные фильтры на заводе Danone в городе Оксенфурт…
Стерильный фильтр (P)-SRF C отвечает самым строгим требованиям, действующим в фармацевтической промышленности и производстве пищевых продуктов и напитков. Кроме того, фильтр обеспечивает эффективную фильтрацию в тяжелых рабочих условиях. Фильтрующий элемент (P)-SRF C — это гофрированный глубинный фильтр с внутренней и наружной гильзами и торцевыми крышками из нержавеющей стали. Фильтрующий материал, изготовленный внесением ПТФЭ в боросиликат, обернут защитной тканью из ПТФЭ. Степень задержания фильтра превышает 99,99999995 % для частиц размером 0,2 микрона и 99,99999995 % для частиц размером 0,02 микрона. По результатам проверки в соответствии со стандартом DIN EN 1822, степень задержания наночастиц (0,003 микрона) превышает 99,999999991 %.
Все компоненты фильтра отвечают требованиям к материалам, имеющим непрямой контакт с пищевыми продуктами, в соответствии с томом 21 Свода федеральных правил США и Регламентом EC/1935/2004. В производстве фильтрующего материала не используются химические добавки. Надежная конструкция фильтра выдерживает более 160 циклов стерилизации при температуре 141 °C (290 °F) в обоих направлениях потока, а также позволяет использовать другие способы стерилизации, например озоном или перекисью водорода в паровой фазе.
…и их ценность для производства
Чтобы оценить важность этих фильтров стерильного воздуха, необходимо ознакомиться с технологией производства йогурта.
В свежем молоке корректируется содержание жира и белков. Молоко энергично перемешивается, чтобы разбить капли жира на более мелкие частицы и равномерно распределить их в молоке. После этого молоко пастеризуется нагреванием до 90–95 °C (194–203 °F) в течение нескольких минут с последующим охлаждением до 40 °C (104 °F). Затем молоко ферментируют с использованием специальной смеси из пяти культур бактерий.
Ферментация смеси осуществляется в течение восьми часов при постоянной температуре 37 °C (99 °F). За это время молоко заквашивается и постепенно сгущается. На этом этапе процесса молоко медленно перемешивается для получения однородной смеси. На следующем этапе смесь охлаждается до температуры 20 °C (68 °F) на два часа, чтобы снизить активность ферментов. После этого смесь разливается по стаканчикам или бутылкам и охлаждается до 4 °C (39 °F), чтобы сохранить культуры бактерий.(2)
Емкости опустошаются за счет подачи в них стерильного сжатого воздуха высокой степени очистки. На этом этапе начинает действовать система фильтрации. Давление сжатого воздуха, который производится и осушается в центральной компрессорной станции, уменьшается приблизительно до 2 бар. Стерильный фильтр (P)-SRF C обеспечивает стерильность воздуха и удаляет из него все частицы. Высокая степень задержания бактерий, вирусов и частиц размером до 3 нм (нанометров) защищает целостность процессов и продукции.
По результатам использования новых стерильных фильтров (P)-SRF C в самых разных рабочих условиях в пищевой и фармацевтической промышленности было установлено, что они выдерживают более 160 циклов стерилизации. Для стерилизации, например, можно использовать 20-минутный цикл пропускания через фильтр насыщенного пара при температуре 131 °C (268 °F) в обоих направлениях. Рекомендованный компанией Donaldson интервал замены фильтра составляет 12 месяцев.
Стерилизация фильтров насыщенным паром
Стерилизация фильтров на производстве Danone осуществляется насыщенным паром. Этот пар также должен отвечать строгим требованиям к чистоте, поэтому он пропускается через фильтрующие элементы Donaldson для пара серии (P)-GS/(P)-GS VE и (P)-GSL N. Высокое качество пара продлевает срок службы стерилизуемых фильтров и снижает общие расходы. Простая сушка — еще одна характерная особенность новых стерильных фильтров (P)-SRF C. Сушка обдувом и незамедлительное восстановление низкого дифференциального давления после стерилизации паром выполняется всего за несколько секунд. Это позволяет значительно сократить время простоя, снизить энергопотребление и механические нагрузки на фильтрующий материал.
Сотрудничество компаний Danone и Donaldson наглядно иллюстрирует, как даже незначительные изменения могут привести к ощутимому экономическому эффекту. Это полностью соответствует целям и задачам компании Donaldson: безопасность, экологичность, инновации.
Важное примечание
На работу продукции Donaldson в конкретной ситуации могут негативно влиять многочисленные факторы, не подконтрольные компании Donaldson, включая фактические условия эксплуатации изделий. Поскольку эти факторы известны и подконтрольны только пользователю, то важно, чтобы именно пользователь оценил пригодность приобретаемой продукции для конкретных целей и условий применения. Вся продукция, спецификации изделий, их наличие и данные о них могут изменяться без уведомления и могут различаться в разных регионах или странах.
