作者：唐纳森工艺过滤部门 Robert Connor Rojina 和 Richard Juskowiak
在合适的时间更换加工过程中的滤芯对于食品和饮料安全非常重要，同时，收益率也会受其影响。 如果更换滤芯过晚，则存在因霉菌和细菌滋生而产生污染的风险。 如果更换过早，则会造成不必要的停机时间和额外的费用。 理想的滤芯更换计划应针对每个滤芯都进行明确说明。
简陋粗略的维护计划根据事先决定的日期进行维护。 从本质上来说，这种做法过于武断。 相比之下，优化后的维护计划是结合生产商的建议与仔细评估（压差性能、滤芯完整性测试，或二者兼测）的结果而制成。 优化计划的制定需要花费的时间更长，但更有利于建立更加安全和成本更加低廉的系统。
以下是滤芯评估和更换计划流程的建议实施步骤：
以滤芯生产商的建议为基准。
由于蒸汽消毒是在高温下进行，因此会给滤芯造成压力，并在一定周期后磨损滤料。 滤芯一般附有更换指南，通常是基于滤芯可以承受的消毒平均周期数。 市面上大多数滤芯可以承受 80 到 90 个蒸汽消毒周期，但是随着技术的更新，一些滤芯（例如唐纳森公司设计的 LifeTec™ 滤芯）可以承受 100 个周期甚至更多。
这一建议更换计划仅作为基础，您的设施加诸于滤芯的需求压力有可能偏大或偏小。 这种需求压力还有可能随着季节或您选用的特定资源而发生波动。 例如，潮湿天气下，为控制压缩空气中的湿度，在循环时会加大旋风分离器和凝聚过滤器的工作量。 相比城市用水，井水给液体预过滤芯带来的压力更大。
监控压差。
建立更准确更换计划的首要方法是监控压差 (DP)。 DP 的测量单位为磅/平方英寸 (psi)（1 磅/平方英寸 = 0.069 巴），是指滤芯上游压力与下游压力间的差值。 此压力变化可显示滤芯所造成的流量阻力大小。 随着压差的增加，滤芯逐渐接近使用寿命的终点。 下游存在巨大的压降是需要更新或替换滤芯的警告，必须在其造成成本高昂的停机之前予以处理。 然而，在装有复杂过滤系统的工厂中实施这种方法可能要困难得多。
滤芯生产商可能会建议最大压差值，但最终作出决策时还需要考虑其经济性。 如果滤芯的初始压差是 1 或 2 磅/平方英寸（1 磅/平方英寸 = 0.069 巴），您可能会等到压差达到 10 磅/平方英寸才进行更换。 随着压差的增加，您的水泵工作压力也会加大，以弥补滤芯所造成的压力减小，保持生产过程输出的一致性。 这就需要在增加的能源成本与滤芯更换成本之间进行权衡。 如果不更换滤芯，则最终会完全被杂质堵塞，有可能导致费用高昂的生产停机。
进行完整性测试。
确定滤芯需求水平的另一种方法是测试滤芯的磨损程度。 例如，如果您的空气、水或蒸汽比平均水平的杂质含量更高，测试结果有可能表明您需要每四个月更换一次滤芯，而非普通建议的六个月。
在正式的完整性测试中，会将滤芯放入仪器测量其 DP、过滤效率（捕获比率），或二者兼测。 气体、蒸汽和液体滤芯的测试方法有所不同。 对于液体薄膜滤芯，最常用的方法是将压缩空气推向湿润的薄膜，查看其反面形成气泡的难易程度（“起泡点值”）。 如果您的生产过程中有多个滤芯发挥同样的功效，您可以测试其中两到三个，来代表整体水平。
定制计划还应考虑蒸汽消毒的频率高低。 例如，如果在酒液装瓶过程的最终阶段使用薄膜式滤芯，您可以选定一次轮班，在轮班结束时对滤芯进行完整性测试，推断该数据数周或数月后的变化情况，来粗略地估计更换滤芯的恰当时间间隔。 其优势非常明显： 您有数月的时间规划和储备所要更换的滤芯，确保到期更换时所需备件充足，保证系统持续运行。
结论
明确更换滤芯时的停机时间成本有助于制定战略性的滤芯更换计划。 唐纳森可以帮助您实施这项评估，并形成定制的预防性保养策略，帮助提高滤芯性能，从而减少停机时间。 我们的团队还可以为新客户提供几轮初始测试，帮助确立合适的更换计划。
要查看完整文章，请参阅我们在 Plant Engineering 2017 年 10 月刊中的投稿。
