作者：Richard Juskowiak，唐纳森工艺过滤部门
作为一家食品或饮料生产商，您必须遵守联邦《食品安全现代化法案》（Food Safety Modernization Act，FSMA），在其规定的最后期限内制定危害分析和关键控制点 (HACCP) 计划或危害分析和基于风险的预防性控制 (HARPC) 计划。 或许，您正在对设施进行升级。 现在正是检查过滤系统设计的好时机，而过滤系统是食品安全的核心所在。
在检查生产过程和设施时，请注意需要过滤的两个主要区域：
- 首先产生或进入杂质的区域；以及
- 生产过程有进一步暴露风险的区域。
首先，弄清公用设施来源以及产生或大量储存蒸汽、气体（例如氮气）和压缩空气的区域。 此区域是各种污染物的主要源头，如油、水、颗粒杂质和细菌。如果直接在此取水或空气，会对生产工艺造成很高的污染风险。
计划在此地点进行预过滤。 过滤精度大约为 10 微米的滤芯可以捕集较大的颗粒杂质和 95-98% 的所有杂质 － 这是工业应用可接受的水平，例如就地对设备进行清洗/清洁和消毒（CIP/SIP，即在线清洗/在线灭菌）。 上游预过滤可以保护生产线上最昂贵的纤细纤维滤芯，从而帮助尽可能减少更换成本和停机时间。 携带更多碎屑的井水或河水可能需要 50、20 和 10 微米的一系列预过滤滤芯，受污染的空气可能需要一个以上的压缩空气预过滤滤芯，尤其是在用于食品接触应用中时。
除了在源头对污染物进行控制，您还需要确定一些关键控制点 工艺生产线，避免产生新的污染，或从下游产生回流污染。 这里，您将使用就地式除菌级滤芯，尺寸通常是 0.2 微米或更小。 其中一些关键控制点是：
配料罐和贮罐。 不需要的细菌很容易在这些地点繁殖，而且氧气也可能破坏某些产品。 在添加配料之前，惰性氮气可作为良好的储罐缓冲剂。 不过，首先务必过滤氮气，以便从储罐、空压机和软管滤除潜在的杂质。
中间步骤和配料。 生产线上添加新步骤或者引入配料的任何地方都可能会发生新的污染。 后来的添加剂可能是调味品或调味料、防腐剂或乳化剂。 在苏打水中，则可能是碳化的 CO2。 考虑适合每种新配料以及任何相关新气体、蒸汽或空气工艺的滤芯。
最终加工和包装。 要滤除任何残留的污染，就必须计划在最终生产步骤进行过滤。 例如，建议在灌装水时使用膜式终过滤滤芯。 包装过程本身就是一种风险。 与食品或饮料接触的包装材料或密封材料应使用直热蒸汽进行喷雾处理，以便杀灭在运输或储存时粘附的任何微生物。
为滤芯确定了正确的安装地点之后，就应考虑设备的质量和选择哪种滤芯。 留意老化或出故障的部件，例如空压机，因为这些部件是漏油的常见来源。 管道或者过滤器内壁可能腐蚀、剥落，从而对工艺和产品造成污染。
大多数标准和准则中均指定了不锈钢材料；但是，如果部件没有经过 3-A 认证，仍然可能存在隐藏的风险，包括：
- 焊接不良造成的粗糙焊缝；
- 经喷砂处理的表面，而非电解抛光的表面；
- 带有法兰或美国标准管螺纹 (NPT) 的管接头，而非 Tri-Clamp® 卫生级卡箍等卫生接头。
不要将“符合 3-A”声明与“经 3-A 认证”混为一谈。 设备应采用卫生设计并经相应第三方认证，减少微生物残留和繁殖，从而降低污染风险。
滤芯等级也会导致某些混淆。 微米额定值（过滤精度）只是滤芯经设计可以捕集的颗粒大小。 过滤效率是在该微米级范围内的捕集率百分比。 若要选择合适的滤芯，就必须将这两个因素都考虑在内。 名义精度为 1 微米的滤芯可能听起来很安全，但可能只有 85% 的过滤效率（有效）。 反之亦然。 过滤效率为 5-log (99.999%) 的 10 微米滤芯精度过高，因此不适合用于预过滤。 “绝对精度”和“名义精度”这两个术语也非常重要。 绝对精度的滤材可以实现 99.98% 或更高的过滤效率，而名义精度滤芯在微米级相同的情况下可提供 60% 至 98% 的过滤效率。
经过权衡效率等级和确认产品资质之后，就可以转而考虑以下其他因素：
- 深层过滤性能（截留）；
- 滤芯可以安全承受的灭菌周期次数；
- 滤芯需要更换的频率（滤芯使用寿命）；以及
- 事关节约能源成本的流量。
所有这些性能因素均构成了总投资成本。 与常见的熔喷滤芯相比，褶式滤袋的液体筒式滤芯的初始成本可能相对较高，但使用寿命更长，因而能够节约成本。
安全且高性价比的过滤系统均关乎在正确安装地点、选择恰当的过滤精度以实现理想的过滤效率。 每道工艺都是独一无二的，但良好的起点却可以是一张精心准备的过滤系统图。 唐纳森开发了适用于特定食品和饮料应用的多个过滤系统设计图，所有设计图均可供免费下载：
我们也非常乐意帮助制定适合您的设施的定制过滤计划。
