작성자: Richard Juskowiak, Donaldson 공정 필트레이션 부문
스팀은 식음료 가공에 널리 사용됩니다. 고온의 스팀은 일반적으로 박테리아의 성장을 방지하지만 다른 종류의 오염이 발생할 수 있습니다. 시스템 장비에 파티클(Particle), 녹, 물때가 존재할 수 있으며 이 경우 스팀이 재순환될 때 더 큰 위험을 초래합니다. 스팀 라인에서 필트레이션은 필수적이며, 특히 고압, 고온 응용 분야에서 필트레이션 방법을 잘 선택하는 것이 중요합니다.
스팀용 전통적인 필트레이션 미디어(Media)는 1950년대부터 사용 중인 옵션인 탄소였습니다. 탄소는 최대 260 °C/500 °F의 온도와 27.5 bar/400 psig 게이지(psig)의 압력에 적합할 수 있습니다.
그러나 사포와 같은 질감을 지녀 오돌토돌한 일부 탄소 튜브는 사용 중에 탄소 파티클(Particle)을 떨어뜨릴 수 있습니다. 그와 달리, 고급 스테인리스 스틸은 고압을 견디며 최대 371 °C/700 °F까지 사용할 수 있도록 인증받았습니다. 또한 스테인리스 스틸 필터는 교체하기 전에 최대 6번 초음파로 세척할 수 있습니다.
이러한 특성 덕분에 다음 세 경우에 스테인리스 스틸을 선택하는 것이 더 좋습니다.
사례 1: 수격 작용을 견디는 경우
스팀 장비의 일반적인 과제는 수격 현상을 제어해야 한다는 것입니다. 이 현상은 냉각된 시스템이 너무 빨리 재가열되어 누적된 콘덴세이트가 시스템을 통해 밀려나갈 때 발생합니다. 이 힘으로 인해 도중에 밸브, 조인트, 필터가 손상될 수 있습니다. 수격 현상은 급격한 압력이나 속도 변화로 인해서도 발생할 수 있습니다.
몇몇 대형 유제품 가공업체는 최근 수격 현상이 발생한 후 제품의 다운스트림에서 탄소 파티클(Particle)을 발견했습니다. 해당 업체는 기존 필터 하우징에 맞는 대안을 찾기 위해 Donaldson 공정 엔지니어에게 연락했습니다. 권장되는 조치는 스테인리스 스틸을 사용하는 것입니다. 균열, 치핑 또는 탈립에 대한 내성이 더 높기 때문입니다.
사례 2: 유제품 규정을 준수하는 경우
유제품 가공업체는 스팀 라인의 필트레이션을 필수로 지정한 저온 제균 우유 법령(PMO)의 규제를 받습니다. 1950년대에 제정된 이 법령은 수십 년 전 시장에서 널리 사용되던 특정 브랜드의 탄소 필터 사용을 지정합니다. 그러나 이 법령에서는 가공업체가 유사한 포집 속성을 가진 "동등한 수준의" 필터도 사용할 수 있도록 허용하고 있습니다.
유제품 업계의 요청에 따라, 그리고 앞서 언급한 탄소 파티클 문제 때문에 Donaldson은 이러한 요건을 충족할 수 있는 P-GSL N 필터 제품군을 확장했습니다. 이 플리츠 스테인리스 스틸 대안 제품은 PMO 규정을 충족하며 대부분의 기존 탄소 튜브 하우징에 넣을 수 있는 크기입니다. 필터 하우징이 더 큰 스팀 시스템에 연결되어 있기 때문에 P-GSL N 엘리먼트의 호환성을 이용하여 비용이 많이 드는 시설 리모델링 없이 PMO 준수 스틸 엘리먼트로 업그레이드할 수 있습니다.
사례 3: 조리 등급 스팀을 생산하는 경우
스팀이 식품에 주입되거나 식품 가공 장비를 세척 및 제균하는 데 사용되면 해당 공정의 스팀은 조리 등급이어야 합니다. 식품 가공을 위한 최고의 표준 기관인 3-A에서는 조리 등급의 스팀을 여과를 거쳐 2미크론 이상의 입자가 95% 제거된 스팀으로 정의합니다. P-GSL N 필터는 해당 범위에서 99.9% 효율을 나타내며 3-A 요구사항을 초과 달성합니다.
이 표준도 스테인리스 스틸 필트레이션을 요구합니다. 이 미디어(Media)가 섬유가 유출되지 않고 공정에 침출될 수 있는 결합제, 접착제, 점착제 또는 계면활성제를 사용하지 않고 제작되기 때문입니다. 일반적으로 조리 등급 스팀 라인에는 두 세트의 스팀 필터가 권장됩니다. 즉, 25미크론 이상의 입자를 제거하기 위한 사전 필트레이션 후에 2미크론 POU(point-of-use) 필터를 사용하는 것이 좋습니다.
결론
마지막으로, P-GSL N 스테인리스 스틸 필터는 에너지 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다. 엘리먼트가 더 제한적일수록 미디어(Media)를 통해 스팀을 밀어내는 데 더 많은 에너지가 필요합니다. 탄소와 비교해 보면, P-GSL N 필터의 플리츠 구조는 필트레이션 표면적을 개선하여 실험실 테스트 결과, 비교 대상 탄소 튜브 필터에 비해 운전 차압을 8배 감소시킵니다.
스팀 시스템에 규제 문제가 있거나 수격 손상 위험이 있는 경우 스테인리스 스틸 스팀 필터를 고려하는 것이 좋습니다. 내구성이 뛰어나고 표준을 준수하며 재생 가능하고 에너지를 절약할 수 있습니다. 탄소 튜브 필터는 초기 비용이 더 낮은 반면, 스테인리스 스틸 P-GSL N 필터는 투자 수익이 클 수 있습니다.
