제균 공기 - 정의 및 중요성

"식음료 공장에서 에어필터의 역할은 무엇입니까?"라고 질문하면 일반적으로 오염물 또는 먼지 제거라는 답변이 돌아옵니다. 더 현명한 관찰자는 오일 및 물의 에어로졸 제거라고 할 수도 있습니다.

이러한 답변이 정답이기는 하지만, 공기가 식품에 직접 닿을 경우 가장 중요한 오염물에 해당하는 공기 중 미생물을 제거하는 것이 가장 가까운 정답이 될 것입니다. 이러한 미세한 독립체는 완전 무해할 수도 있지만, 특정 조건이 존재하는 경우에는 생명에 위협이 될 수도 있습니다. 우연의 일치로 공기 압축기는 많은 유기체가 증식할 수 있도록 이 "특정한" 수분, 열 및 오일 환경을 생성합니다. 압축 공기 시스템 내부에 어떤 유기체가 존재하는지 항상 알 수는 없으므로 가공업체와 고객을 모두 보호하는 우수한 제조 공정을 구현하는 것이 가장 중요합니다.

미생물 오염으로 인한 제품의 부패 위험을 줄이기 위해 다양한 조직에서 표준, 권장 사항 및 모범 사례를 제시하고 있습니다. 다음은 회사, 제품, 소비자를 가장 효과적으로 보호할 수 있도록 Donaldson이 제시하는 권장 사항입니다. 필트레이션, 제균, 모니터링 및 유지 보수.

1. 필트레이션

사전 필트레이션

주변 공기에 본래 존재하는 오염물은 압축기를 통해 농축되어, 필트레이션하기 어려운 파티클(particle)과 박테리아를 대량으로 생성합니다. 또한 압축기의 기계적 작용으로 인해 공기에서 제거해야 하는 파티클(particle)과 오일 에어로졸이 훨씬 더 많이 발생합니다. 수신기 탱크에서 공기가 냉각되면 보통 수증기로 100% 포화되어 결로가 형성됩니다. 이 결로는 혼입 분리기와 흡착(coalescing) 프리 필터로 제거하지 않으면 작은 에어로졸화된 방울이 다운스트림으로 운반되고 냉동식 및 흡착식 드라이어 모두에 쌓여 손상을 유발합니다. Donaldson은 사전 필트레이션을 위해 사이클론 세퍼레이터와 흡착(coalescing) 필터를 모두 제공합니다.

건조

프리 필터에서 나온 공기는 공기/오일 에어로졸과 5 미크론보다 큰 파티클(particle)을 제거하도록 처리됩니다. 

그러나 공기는 여전히 포화 상태이며 냉각으로 인해 결로가 형성됩니다.

시간이 지남에 따라 콘덴세이트는 부식 및 동결을 포함해 상당한 비용을 초래합니다. 또한 액체인 물 및 오일 인터페이스는 박테리아 집락에 도움이 되는 특정 조건을 제공합니다.

미생물의 증식을 막는 것이 사후에 박테리아를 가두는 것보다 더 쉽고 안전합니다. 수증기 및 유증기의 농도를 줄이는 가장 일반적인 방법에는 두 가지가 있습니다. 하나는 냉동식 드라이어로 공기를 냉각하는 것이고, 다른 하나는 흡착 드라이어로 증기를 흡착하는 것입니다. Donaldson은 비가열식 재생 흡착 드라이어인 Ultrapac™ Smart의 사용을 권장합니다. 이 드라이어는 비가열식 재생 공정을 통해 자체 재생되는 흡습성 흡착재를 사용합니다. 따라서 냉동식 드라이어와 열 재생 드라이어로는 따라갈 수 없는 상당한 운영 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 또한 Ultrapac Smart에는 흡착제를 오염으로부터 보호하는 프리 필터와 다운스트림 장비를 보호하는 애프터 필터가 모두 포함되어 있습니다.

POU(point-of-use) 필트레이션

(Donaldson DF 시리즈, P-EG 시리즈, PG-EG 시리즈)

이제 공기가 비교적 깨끗해졌고 에어로졸화된 물/오일과 큰 종류의 파티클(particle)이 없으므로 공기가 제품 자체 또는 제품 접촉면에 닿기 전에 최종 필트레이션할 준비가 되었습니다. 이전 필트레이션은 절대 잔류율로 박테리아를 제거하도록 설계되어 있지 않으므로 POU(point-of-use) 필트레이션이 중요합니다. 또한 프리 필터와 POU(point-of-use) 필터 사이에 파이프 물때 또는 오염물이 있을 수 있습니다. 운동 에너지는 속도의 제곱에 비례하므로 작은 파티클(particle)조차도 높은 공기 속도에서 제균 에어필터를 손상 및 무력화시키기에 충분한 에너지를 보유할 수 있습니다. Donaldson은 M 또는 S 등급 흡착(coalescing) 필터와 활성탄 필터를 사용할 것을 권장합니다. 활성탄 필터는 최종 제품의 냄새나 맛에 영향을 미칠 수 있는 여러 화합물(예: 탄화수소 증기, 향수, 시트러스, 황산, 톨루엔 및 메탄올)을 흡착합니다.

마지막 단계로 제균 에어필터가 있습니다. Donaldson의 제균 에어필터는 박테리아 크기의 오염물을 99.99998% 이상 제거하도록 특별히 설계되었습니다.

승인된 산업 표준 ASTM F838은 평균 직경이 0.3 미크론인 유발 유기체로서, Pseudomonas Diminuta(ATCC 19146)를 사용합니다. 제균 등급 필터는 cm²당 1.0x107의 박테리아가 발생할 때 제균 필트레이트를 생성합니다.

필터 제조업체는 때때로 자사의 제균 필터를 0.01 미크론으로 지정하므로 이는 부분적으로는 중요합니다. 필트레이션 과학은 실제로 대부분의 필터가 0.2 미크론 크기의 파티클(particle)보다 0.01 미크론 크기의 파티클(particle)을 포집하기가 더 쉽다는 것을 보여줍니다.이것이 Donaldson이 제균 엘리먼트를 0.2 미크론으로 지정하는 이유입니다. Donaldson의 전체 제균 공기 엘리먼트 제품군은 0.2 미크론에서 99.99998% 이상의 필트레이션 효율을 제공합니다.

2. 제균

(Donaldson P-GS 및 P-GSL N 스팀 필터)

지금까지 가공 식품 및 음료에서 미생물을 제어하는 두 가지 방법에 대해 설명했습니다. 건조는 생존에 필요한 물을 제거합니다. 필터링은 오일 박테리아의 먹이와 박테리아 자체를 제거합니다. 박테리아가 필터에 머물러 있고 POU(point-of-use)의 공기가 건조한 상태로 공급되는 한 박테리아는 비활성 포자입니다. 그러나 특정 조건에서는 박테리아가 다시 활성화될 수 있습니다. 이 경우 박테리아가 필터 미디어(Media)를 통해 번식하고 다운스트림 제품 또는 공정에 도달할 수 있습니다.

박테리아의 번식 위험을 막는 한 가지 방법은 제균 에어필터를 스팀 제균하거나 고압 스팀 제균하는 것입니다. 이 과정에서 발생하는 열은 미생물을 영구적으로 불활성화하는 비가역적인 세포 내 반응을 일으킵니다. 스팀은 일반적으로 라인 및 탱크 제균을 위해 설비에서 사용 가능하므로 필터 및 하우징 제균에 편리하게 사용할 수 있습니다. 포화 스팀은 일정한 온도에서 열을 발산하므로 필터 제균에 이상적이며, 이 열은 미생물의 세포 내 단백질을 변성시켜 불활성화하는 데 사용됩니다. 스팀 자체를 필트레이션하는 것도 중요합니다. Donaldson은 조리용 스팀을 생성하는 두 가지 유형의 스팀 필터, 즉 소결 스테인리스 스틸 P-GS 필터와 플리츠 스테인리스 스틸 P-GSL N 필터를 제공합니다.

3. 모니터링

제균 공기 엘리먼트는 필터 교체가 필요할 때 알려주는 차압을 생성하지 않습니다. 미생물 오염의 존재 여부를 감지하기 위해 주기적으로 측정을 수행하고 기록하는 것이 중요합니다. 한 가지 방법은 제균 공기 엘리먼트의 무결성 테스트를 수행하는 것입니다.

사용하는 제균 에어필터의 유형에 따라 필터 무결성을 확인하는 데 사용하는 테스트 유형이 결정됩니다. 뎁스 필터(depth filter) 엘리먼트(예: P-SRF 및 P-SRF V)의 경우 에어로졸화된 오일 분산 테스트를 사용하여 필터의 무결성을 테스트할 수 있습니다. 멤브레인 필터(예: PT N 및 P-SRF X)의 경우 확산 흐름 테스트의 버블 포인트를 사용하여 무결성을 확인합니다. 식품에 직접적으로 또는 간접적으로 닿는 공기가 깨끗하고 안전한지 확인하기 위해 모든 POU(point-of-use) 필터에 이러한 테스트 방법을 사용해야 합니다.

4. 유지 보수

오래 사용하다 보면 필터는 오염물로 막히게 됩니다. 미디어(Media)는 엄청난 응력을 받고, 어느 시점에서는 필터 무결성이 손상될 수 있습니다. 필터를 적절하게 순차적으로 연속 배열하면, 막힘의 성향이 크게 줄어들고 제균 필터의 무결성이 더 잘 보호되며, 시간이 지남에 따라 유지 보수 비용이 줄면서 더 큰 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

Donaldson은 예방적 유지 보수 일정을 준수할 경우 공정을 보호하는 데 도움이 되는 권장 필터 교체 간격을 문서화했습니다. 공정, 고객 및 회사의 명성을 보호하는 것은 이런 교체 간격에 달려 있을 수도 있습니다.