无菌空气 - 定义及其重要性

提问： “食品和饮料工厂中空气滤芯到底起到了什么样的作用？”最常听到的答案通常是滤垢或除尘。 一些更敏锐的观察人员甚至建议滤除油、水、雾。

虽然这些都是正确答案，但当空气直接或间接与食品接触时，更重要的是可以滤除空气中的微生物。 这些微小实体可能完全无害，也可能在存在某些条件时危及生命。 巧合的是，空压机产生这种“特定”的潮湿、热和油环境，使许多生物体能够存活。 由于无法随时了解压缩空气系统中存在哪些生物体，因此实施保护空压机和客户的良好制造工艺至关重要。

许多组织提出了各种标准、建议和实践，旨在减少由微生物污染导致的产品腐败风险。 下方为唐纳森为您提供的各种建议，用以充分保护您自己、产品，以及消费者： 过滤、灭菌、监测和维护。

1. 过滤

预过滤

自然存在于周围空气中的杂质被空压机浓缩，产生大量非常难以过滤的颗粒杂质和细菌。 除此之外，空压机的机械作用会引入更多颗粒杂志和油雾，必须将其从空气中滤除。 当空气在接收罐中冷却时，空气中的水蒸气会完全饱和形成冷凝液。 这些冷凝液在下游形成小的雾化液滴，如果不使用液滴分离器和凝聚预过滤滤芯将其除去，将压垮并损坏冷冻式和除湿式干燥机。 唐纳森提供用于预过滤的旋风分离器和凝聚滤芯。

干燥

空气在离开预过滤滤芯后，会进行处理，以滤除空气/油雾和大于 5 微米的颗粒杂质。 

但是，空气仍然处于饱和状态，任何冷却都会形成冷凝液。

随着时间推移，冷凝液将造成巨大的成本，包括腐蚀和冻结。 液体水和油界面也为支持细菌定植提供了一定的条件。

防止微生物生长比微生物生长之后抑制其生长更容易、更安全。 减少水和油蒸汽浓度的两种最常见方法是使用冷冻式干燥机冷却空气，或者使用吸附式干燥机吸附蒸汽。 唐纳森推荐使用一款无热再生吸附式干燥机 Ultrapac™ Smart。 这款干燥机使用吸湿吸附剂材料，通过无热再生过程自我更新。 实现了冷冻式干燥机和热再生式干燥机无法匹敌的显著运营成本节约。 此外，Ultrapac Smart 还包含防止干燥剂受到污染的预过滤滤芯和保护下游设备的终过滤滤芯。

用气点过滤

（唐纳森 DF 系列、P-EG 系列、PG-EG 系列）

由于空气相对洁净，而且没有雾化水/油和较大的颗粒，因此在空气接触产品本身或产品接触表面之前，可以随时进行最终过滤。 用气点过滤非常重要，因为之前的过滤并非为了实现绝对截留细菌效果。 此外，在预过滤滤芯和用气点过滤滤芯之间可能存在管道垢或杂质。 动能与速度的平方成正比，因此即使是小颗粒的能量，也足以在高空气速度下破坏空气除菌滤芯并使其失效。 唐纳森建议使用 M 或 S 等级凝聚过滤滤芯和活性碳滤芯。 活性碳滤芯会吸附一些化合物（例如碳氢化合物、香水、柑橘、硫酸、甲苯和甲醇），这些化合物会影响最终产品的气味和味道。

最后是空气除菌滤芯本身。 唐纳森空气除菌滤芯专门设计用于滤除 99.99998% 以上细菌体积的杂质。

公认的行业标准 ASTM F838 使用缺陷假单胞菌 (ATCC 19146) 作为平均直径为 0.3 微米的测试生物。 采用每平方厘米 1.0x107 个细菌进行测试时，除菌级滤芯将产生无菌滤液。

这在一定程度上非常重要，因为滤芯制造商有时会将无菌滤芯的过滤精度设为 0.01 微米。 过滤科学表明，对大多数滤芯而言，捕获 0.01 微米实际上比捕获 0.2 微米更容易，这正是唐纳森将其无菌滤芯的过滤精度设为 0.2 微米的原因。 唐纳森 P-SRF 空气除菌滤芯滤除 0.2 微米及更小颗粒的效率等于或高于 99.99998%。

2. 灭菌

（唐纳森 P-GS 和 P-GSL N 蒸汽滤芯）

。到目前为止，已经解释了两种控制微生物的方法。 干燥可去除生命所必需的水。 过滤可滤除细菌赖以为生的油和细菌本身。 只要细菌留在滤芯中，并且只要用气点处的空气供应是干燥的，细菌就是非活性孢子。 但是，在某些条件下，细菌会恢复活性。 在这种情况下，细菌可以通过滤材生长并蔓延到下游产品或生产过程。

防止细菌生长的一种方法是对空气除菌滤芯进行蒸汽灭菌或高压灭菌。 来自这些过程的热量产生不可逆的细胞内反应，使微生物永久丧失活性。 由于蒸汽通常用于管道和储罐的灭菌，因此使用蒸汽对滤芯和滤壳进行灭菌十分方便。 饱和蒸汽非常适合对滤芯进行灭菌，因为它会在恒定温度下释放热量，而这种热量可用于使微生物细胞内的蛋白质变性，并失去活性。 过滤蒸汽本身同样重要。 唐纳森提供两种不同类型的蒸汽滤芯来生产直热蒸汽 - 烧结不锈钢 P-GS 滤芯和褶式不锈钢 P-GSL N 滤芯。

3. 监测

空气除菌滤芯不会产生指示何时需要更换滤芯的压差。 定期进行测量并记录测量记录，以检测是否存在微生物污染至关重要。 一种方法是对空气除菌滤芯进行完整性测试。

所用空气除菌滤芯的类型将决定用于检查滤用的芯完整性的测试类型。 对于深层过滤式滤芯（例如 P-SRF 和 P-SRF V），可以使用雾化油弥散试验对滤芯进行完整性测试。 对于膜式滤芯（例如 PP N），通常使用扩散流气泡点试验来监测其完整性。 这些测试方法应用于所有用气点过滤滤芯，以验证与食品直接或间接接触的空气是否洁净和安全。

4. 维护

滤芯在使用数小时之后，会被杂质堵塞。 滤材承受着巨大的压力，在某个时点，滤芯完整性可能会受到影响。 选择正确排列的一组滤芯可以大大降低阻塞可能性，更好地保护无菌滤芯完整性，并随着时间推移降低维护成本，实现极大的成本节约。

唐纳森记录了建议的滤芯更换时间间隔，遵循预防性维护计划，可确保您的生产过程受到保护。 保护生产过程、客户和公司的声誉可能恰恰取决于此。