作者：唐纳森工艺过滤部门 Robert (Connor) Rojina
半液体产品附着在生产线上并随冲洗排入下水道，利润也随之流走。 您希望每盎司（1 盎司 = 31.1035 克）酸奶、布丁、药品最终进入灌装机。 因此，像大多数工厂一样，您可能采用产品回收系统挽回任何附着在管道中的产品。
实现产品回收通常需要借助于“清管系统”。 此系统包含一个可灵活移动的柱体，柱体一端配有硅胶密封件，推动此端使柱体在管道内移动，从而迫使附着在管壁上的产品从另一端排出。 这些系统中推动柱体的推动力通常来自类似压缩空气或水的惰性工具。
- 唐纳森工艺过滤部门应用工程师 Connor Rojina
如果回收产品破坏了整批产品，回收将毫无意义。 如果密封件有瑕疵或回收器有裂缝，会造成杂质从公用设施用水或压缩空气引入，然后这些杂质在温暖潮湿的环境中滋生，就会导致产品腐败变质。 此外，下批产品将会通过相同的工艺管道并接触积聚在管道上的任何物质。 由于存在上述接触食品的风险，规范做法是清管系统使用无菌空气或无菌水。
如何生产无菌水和无菌空气呢？
诸如以下方法可用于无菌公用设施生产：
- 反渗透 (RO)，
- 巴氏灭菌，
- 紫外线 (UV) 灭菌，
- 臭氧灭菌，以及
- 微过滤（压缩空气或水）
每种方法各有利弊。 RO 系统采用一种精密的过滤膜，替换成本高，因此通常应用于配料用水。 巴氏灭菌、UV 灭菌和臭氧灭菌都是有效方法，但需要增加独立的工艺步骤。
微过滤正逐渐成为公认的生产无菌水或无菌空气的替代方法。 合适的微滤芯符合 3-A 标准，并兼具成本优势，因为灭菌滤芯可以恰到好处地集成到生产线上。 微过滤可产出与巴氏灭菌等同质量的水，适用于多种应用，包括工艺回收系统和在线清洗系统。
依据制药生产标准，无菌级空气或无菌级水的过滤滤芯必须具有均匀的孔径，孔径直径为 0.2 micron 微米，对于所有病原体的过滤效率达到 99.99999%。 （最小细菌的直径为 0.2 micron 微米。）
您购买滤芯前，需仔细查看产品技术资料表中的孔径为 0.2 micron 微米以及必需的截留率对数下降值 (LRV) 为 7。 并非所有的滤芯制造商在这些方面都符合行业指南。
可与诸如唐纳森这样的供应商合作，唐纳森遵循食品接触或配料应用中所用空气或液体的最高独立标准。
无菌过滤由什么组成？
为生产符合制药标准的无菌空气或无菌水，滤芯必须具有均匀的孔径，孔径直径为 0.2 micron 微米，对 0.2 micron 微米以上颗粒杂质的截留效率达到 99.99999%。
在滤芯的产品技术资料表中，此性能显示为“0.2 micron 微米绝对精度滤芯，截留率对数下降值 (LRV) > 7”。
相反，名义精度滤芯采用近似孔径分布，不适合应用于无菌公用设施生产。 名义精度滤芯通常用于非无菌应用，例如蒸汽锅炉供水的预过滤。
1 micron 微米深层过滤式滤芯（预过滤滤芯）放大 250 倍
0.2 micron 微米 PES 薄膜式滤芯放大 1,000 倍
除菌微过滤的出色设计和维护
最近，唐纳森与一家业内领先的酸奶公司合作将其全球工厂的所有产品回收系统转换为筒式微过滤系统。
如果您希望应用微过滤系统于类似产品回收，请注意这些重要的规范做法：
采用预过滤保护微滤芯
截留硬质颗粒会过早磨损微滤芯，而微滤芯主要用于滤除微生物。 由于微滤芯成本昂贵，故需设计一系列预过滤滤芯滤除各种沉淀物以保护微滤芯。
您的公用系统空气或水需要多少个预过滤滤芯取决于公用系统使用的空气源或水源的质量。 城市用水水源各异，过滤需求可能随水位起落而变化。 但是通常，对于城市用水水源，首先使用 100 或 50 micron 微米预过滤滤芯开始过滤，然后以 10 micron 微米为单位逐步递减过渡到精细滤芯。 建议在水或空气到达终过滤微滤芯之前使用 1 micron 微米预过滤滤芯。
对于压缩空气系统，潜在杂质除包括沉积物和微生物外，还包括油和冷凝水。 与水生产线一样，清洁干燥的空气采用逐级过滤生产。 首先将空气限定于通过低成本的预过滤滤芯，然后逐步使用越来越精细微米的滤芯对其进行精制。 靠近用气点时，应当采用专用终过滤微滤芯高效率滤除细菌。
设计较少数量的滤芯也可实现过滤，但您的终过滤微滤芯将面临更大的阻塞风险或过早磨损风险。 卓越的滤芯过滤顺序设计有助于延长滤芯使用寿命，并最终实现更低的总成本。
基于风险设计滤芯位置
如果您的工厂有多个无菌空气或无菌水使用点，将预过滤滤芯安装于较大的公用设施生产线上，将终过滤微滤芯安装于尽可能靠近使用点的分支生产线上。 具体的安装位置取决于您工厂的可用空间。
最佳情况是工艺过滤设计紧凑，占地面积小，因为越短的管道距离越能降低污染风险。 如果最后一个预过滤滤芯与终过滤滤芯之间的碳钢管距离为 1,000 feet 英尺（1 英尺=0.3048 米），意味着有 1,000 feet 英尺（1 英尺=0.3048 米）的潜在碳沉淀物、蚀锈、管垢、碎屑可能到达您昂贵的终过滤滤芯。 上述情况下，越长的管道距离越需要设计其他预过滤滤芯。 对每个位置进行风险分析，然后设计您的系统实现风险最小化。
借助高质量的技术尽可能延长滤芯使用寿命
过滤系统的成本在很大程度上取决于滤芯寿命。 预过滤滤芯堵塞时就不能继续使用了。 为了检测堵塞，需在滤芯的上下游安装压力表，达到预设的压降时更换滤芯。
微滤芯情况有所不同。 如果按照建议采用预过滤保护微滤芯，您无需因为堵塞而更换微滤芯。 但您需要定期杀灭聚积在过滤膜上的细菌。 这通常通过蒸汽灭菌进行。 蒸汽灭菌时施加在滤芯上的热应力会限制滤芯可以承受的灭菌周期次数。 滤芯达到制造商建议的最大灭菌周期次数时应更换滤芯。
很明显，采用可以承受最大灭菌周期次数的滤芯具有成本优势，而这正是唐纳森滤芯的专擅之处。 唐纳森 LifeTec® 液体微滤芯，采用 PTFE 薄膜设计，可容纳的滤材增加 20%，从而实现高流量过滤。 坚固的支撑笼能够应对高温。 对于压缩空气，可选择唐纳森 P-SRF V 空气滤芯。
唐纳森测试显示，其滤芯寿命为 160 个灭菌周期，而最接近的同类滤芯为 100 到 150 个灭菌周期，而且在 0.2 micron 微米时的截留率对数下降值 (LRV) 为 9。 最近的这些技术进展进一步减少了生产停工和维护成本。 尽管高质量滤芯初期成本可能较高，但总体拥有成本随着其使用寿命的延长而大幅下降。
与专业的过滤伙伴合作
唐纳森助力酸奶工厂将其清管系统转换为筒式微过滤系统，在这个过程中，唐纳森自始至终都是工厂的合作伙伴。 唐纳森提供实验室水质分析，检测多种微米级别物质，从而确定预过滤滤芯保护的合理平衡，提供与适宜的蒸汽灭菌相关的产品专业知识，从而助力延长微滤芯使用寿命。
微过滤是一种有效的、符合 3-A 标准的过滤方法，可生产出与巴氏灭菌等同质量的水以及清洁干燥的压缩空气。 由于生产线的高强度需求，请您选择与专业的过滤公司合作，从而实现除菌过滤系统的卓越性能和价值。 专业的过滤公司助您了解设施风险，并设计过滤的正确位置和顺序； 还能提供产品与技术，从而助力您的产品回收系统以更低的总体成本运行。
立即联系唐纳森工艺过滤专家。
利用先进技术最大限度地延长过滤器寿命
当使用蒸汽进行原位灭菌时，热应力会限制过滤器所能承受的灭菌周期数。了解过滤技术如何帮助最大限度地延长过滤器的使用寿命，并大幅降低您的总拥有成本。
