Podstawy filtracji dla przetwórców żywności i napojów

Richard Juskowiak, Donaldson — Filtracja procesowa

Jako producent żywności lub napojów masz obowiązek przestrzegania federalnej ustawy o bezpieczeństwie żywności (FSMA), opracowując plan analizy zagrożeń i krytycznych punktów kontroli (HACCP) lub plan kontroli zapobiegawczych opartych na analizie zagrożeń i ryzyka (HARPC). Być może jesteś w trakcie aktualizacji swojego obiektu. Nie ma lepszego momentu na przegląd projektu systemu filtracji, który ma zasadnicze znaczenie dla bezpieczeństwa żywności.

Podczas badania procesu i obiektu zwróć uwagę na dwa główne obszary, w których występuje potrzeba filtracji:

1. miejsce, gdzie zanieczyszczenia są generowane lub wprowadzane po raz pierwszy; oraz
2. miejsce, gdzie występują kolejne zagrożenia dla procesu.

Po pierwsze zainteresuj się źródłami mediów, gdzie odbywa się generowanie lub magazynowanie pary wodnej, gazów, takich jak azot, i sprężonego powietrza. Strefa ta jest podstawową lokalizacją oleju, wilgoci, odpadów i bakterii — szczególnie jeśli pobierasz powietrze lub wodę ze źródeł o wątpliwej jakości.

W tym miejscu należy zaplanować filtrację wstępną. Wkłady o wielkości około 10 mikronów wychwytują większe cząstki i 95–98 procent wszystkich zanieczyszczeń — dopuszczalny poziom do zastosowań przemysłowych, takich jak mycie lub czyszczenie i sterylizacja urządzeń na miejscu (CIP/SIP). Filtracja wstępna na wcześniejszym odcinku pomoże zminimalizować koszty wymiany i czasy przestojów, chroniąc najdroższe w linii technologicznej filtry z drobnymi włóknami. Woda studzienna lub rzeczna niosąca większą ilość zanieczyszczeń może wymagać serii filtrów wstępnych 50-, 20- i 10-mikronowych, a zanieczyszczone powietrze może wymagać więcej niż jednego filtra wstępnego sprężonego powietrza, szczególnie w zastosowaniach mających kontakt z żywnością.

Nie wszystkim zanieczyszczeniom można zapobiegać u źródła, dlatego w linii technologicznej należy zidentyfikować krytyczne punkty kontroli — wszędzie tam, gdzie istnieje możliwość nowego zanieczyszczenia, lub tam, gdzie dostanie się zanieczyszczeń byłoby nieodwracalne. W tym miejscu należy użyć wkładów sterylnych stosowanych w punkcie poboru, zazwyczaj o wielkości 0,2 mikrona lub mniejszej. Niektóre z tych krytycznych punktów kontroli to:

Zbiorniki do mieszania i przechowywania. W takich miejscach łatwo mogą rozmnażać się niepożądane bakterie, a tlen może również powodować psucie się niektórych produktów. Dobrym buforem w zbiorniku przed dodaniem składników jest obojętny azot. Najpierw jednak należy pamiętać o przefiltrowaniu azotu, tak aby usunąć potencjalne zanieczyszczenia ze zbiorników, sprężarek i przewodów elastycznych.

Etapy i składniki pośrednie. Wszędzie tam, gdzie na linii technologicznej ma miejsce nowy etap lub wprowadzany jest nowy składnik, występują nowe możliwości zanieczyszczenia. Późniejszymi dodatkami mogą być środki aromatyzujące lub przyprawy, konserwanty bądź emulgatory. W napojach gazowanych jest to gazowy CO₂. Należy rozważyć filtry dla każdego nowego składnika, a także dla każdego nowego procesu gazowego, parowego lub powietrznego.

Przetwarzanie końcowe i pakowanie. Aby usunąć wszelkie pozostałe zanieczyszczenia, należy zaplanować filtrowanie na ostatnim etapie procesu. Na przykład podczas butelkowania wody zalecany jest końcowy filtr membranowy. Ryzyko może stwarzać samo pakowanie. Folie otaczające i uszczelki mające kontakt z żywnością lub napojem powinny być przedmuchiwane parą spożywczą w celu zabicia wszelkich drobnoustrojów zebranych podczas transportu lub przechowywania.

Po określeniu prawidłowej lokalizacji dla filtrów należy rozważyć jakość urządzeń i wybór wkładów. Należy zwracać uwagę na starzejące się lub działające nieprawidłowo podzespoły, takie jak sprężarki powietrza, które są częstym źródłem wycieków oleju. Rury i obudowa mogą łuszczyć się; mogą w nich również powstawać szczeliny, które stanowią miejsca psucia się resztek.

W większości norm i wytycznych określane są systemy ze stali nierdzewnej; jeżeli jednak podzespoły nie są objęte certyfikatem 3-A, nadal mogą być źródłem ukrytego ryzyka obejmującego:

• słabe spoiny spawane z nierównymi obszarami;
• powierzchnię piaskowaną kulkami zamiast elektropolerowanej;
• złącza rurowe z kołnierzem lub z gwintem NPT zamiast połączenia sanitarnego, takiego jak zaciski sanitarne Tri-Clamp®.

Po rozważeniu klasyfikacji i sprawdzeniu certyfikacji można przejść do innych kwestii:

• zdolność obciążania wgłębnego (retencja);
• liczba cykli sterylizacji, które wkład może bezpiecznie tolerować;
• jak często wkład będzie wymagał wymiany (żywotność filtra); oraz
• poziomy przepływu, od których zależą koszty energii.

Chętnie pomożemy również opracować niestandardowy plan filtracji dla Twojego obiektu.