Gasfiltration in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie: Prozessbedingungen und Lösungen

Genauigkeitsgradient

Anfängliche Prüfung von Materialien und Struktur

Komprimierter Luft und aseptische Tankbedingungen

Hauptleitung komprimierter Luft: Partikel, Wasserdampf und Öl

• Bedingung: Zentrale Kompressorversorgung, verwendet zur Luftblasung, Ventile und Verpackungsmaschinen.
• Problem: Rost, Ölnebel, flüssiger Wasserdampf und Verdunstung entragen sich den Zweigleitungen; aseptische Filterkerzen versagen schnell.
• Erkennung: Messen Sie Partikel, Wasserdampf-Dew-Point, Ölnebel/Ölvapor nach ISO 8573 getrennt; notieren Sie Belastungspunkte und Luftverbrauch.
• Prozess: Nachkühlen/Luft/Wasser-Separator → 5 µm grobe Partikel → Koaleszenz der Ölmist/Flüssigkeit → Trockner → 0.01–1 µm trockene Granula.
• Genauigkeit / Struktur: Grobe Partikel etwa 5 µm; Koaleszenzstufe basiert auf der Ausgangsmistkonzentration; Trockene Granula 0.01–1 µm.
• Materialien: Borosilikatglasfasern/Koaleszenzmittel + trockene granulaformige Falten; Gehäuse mit automatischer Abflussregelung.
• Akzeptanz: ISO 8573-Klasse, Taupunkt, Öl und Druckabfall.
• Einschränkungen: Partikelgröße repräsentiert nicht die Entfernung von Ölvaporen.

Trockenluft oder Übertragungsluft, die direkt auf Lebensmittel- oder Produktflächen Kontakt haben.

• Bedingung: Luft direkt auf das Produkt oder die Lebensmittelkontaktfläche zufließt.
• Problem: Der Hauptstrom entspricht den Anforderungen, aber Rost, Verdunstung und Mikroorganismen in Nebensträngen verursachen sekundäre Verschmutzung.
• Identifizierung: Klasse für HACCP-Zwecke; Proben von Partikeln, Wasser, Öl und lebenden Bakterien am tatsächlichen Einsatzort.
• Prozess: Zentralfilterung → Trockene Granula-Filter am Einsatzort → Sterilisierte Gasfilter von 0.2 µm nach Risikobewertung hinzufügen.
• Genauigkeit / Struktur: Vorstufe 0.01–1 µm für Partikel; endstufe 0.2 µm für hydrophoben Membran.
• Material: Dampfbeständiges PTFE/PVDF oder validierter steriler Tiefenfilter; hygienisches Gehäuse.
• Akzeptanz: Verwende ISO 8573-Daten, mikrobiologische, Integrität und Differenzialdruck.
• Einschränkungen: ISO 8573 stellt nicht direkt eine einheitliche akzeptable Qualität für alle Lebensmittelanwendungen bereit; HACCP sollte verwendet werden, um diese zu bestimmen.

Steriler Buffer-Tank mit positiver Druckschutz.

• Bedingung: Niedrigsaure Lebensmittel/Getränke aseptische Verarbeitung, der Tank muss eine steriles Gasüberdruck halten.
• Problem: Verlust der Differenzialdruck, Filterverschmutzung oder unsterile Unteraufgänge könnten die kommerzielle Sterilität der Batch in Zweifel ziehen.
• Erkennung: Überwache Tankdruck, Filter ΔP, Dampfzyklen und vor- und nachfiltern Integrität.
• Lösung: Trockene Reinigung mit Luft → Vorfilter → 0.2 µm für biologische Belastung bestätigte hydrophoben Membran → sterile Unteraufgänge nach SIP; etabliere Abweichungsbehandlungsvorschriften.
• Genauigkeit / Struktur: Endstufe 0.2 µm für biologische Belastung bestätigt.
• Materialien: SIP-kompatible, plissierte PTFE-Filterkerze; hygienisches Gehäuse mit dampfbeständiger Dichtung.
• Abnahmekriterien: bestandene Integritätsprüfung, positiver Überdruck, vollständiges Dampfprotokoll, dokumentierter Wechsel und Chargenrückverfolgbarkeit.
• Grenzen: Filter-Spezifikationen, Lage, Lebensdauer und Dampf-Einfluss müssen von der Prozessbehörde bestätigt werden.

Tank-Be- und -Entlüftung: Luftaufsaugen nach Abkühlung.

• Bedingung: Tank-Abkühlung nach Warmwasser- oder Dampfbehandlung, externe Luftaufnahme.
• Probleme: Verdampfungsaufnahme durch das Filtermembran, plötzlicher Luftvolumenabfall; Tank bildet einen Vakuum oder unfiltereden Umweg.
• Erkennung: Berechnen Sie den maximalen Abgas- oder kühlen Entlüftungs-Volumen; überprüfen Sie das Flüssigkeitsaufkochen im Filtergehäuse, das Trockentime des Membrans und die Vakuumpfützung.
• Lösung: Entsaufung/Isolation → dual-directionales 0.2 µm hydrophobes PTFE-Atmungsfilter; Abfluss, Dampfumleitung und Vakuumpfützung/Druckschutz.
• Genauigkeit/Struktur: 0.2 µm; Fläche basiert auf dem maximalen bi-directionalen Luftvolumen und dem feuchten Zustand.
• Materialien: Stark hydrophobes PTFE-Falten; SIP-kompatible Gehäuse.
• Akzeptanz: Feuchte/Warme Gasströme, Tankdruck, Integrität und SIP-Zyklus.
• Beschränkung: Trockene Gasströme können in feuchten Bedingungen nicht direkt zur Flächenauswahl verwendet werden.

Fermentations- und Produktkontaktgasbedingungen.

Wort-Aerisation.

• Bedingung: Luft oder Sauerstoff ist erforderlich, um das Wort vor der Fermentierung abzukühlen; das Gas dringt direkt in das Produkt ein.
• Problem: Öl, Wasser, Partikel, oder wilde Pilze und Bakterien gelangen in den Fermentationsbehälter.
• Erkennung: Überprüfen Sie den Gasquelle, den Taupunkt, das Öl, den Strömungsdruck, den Druckdifferential der Blower-Stone und die Filtergeschichte.
• Lösung: Ölfreies/verarbeitetes Luft → Koaleszenz + Trockener Partikelgrad → 0.2 µm PTFE-Terminal → saubere Blower-Stone.
• Genauigkeit/Struktur: Vorstufe 0.01–1 µm; Terminal 0.2 µm.
• Material: Dampfverträglicher PTFE-Faltenfilter; kleinere Versuche können einen sterilisierbaren Kapselfilter verwenden.
• Akzeptanz: aufgelöste Sauerstoffgehalt, Mikrobiologie, Druckdifferenz, Integrität und Gärstabilität.
• Grenzen: Filtration kann die Hygienedefekte in der Aerationsteine und den abflussenden Rohren nicht beheben.

Luftanschluss und Abgasventilation für Gärbehälter.

• Betrieb: hoher Durchfluss stetige Aeration; Abgas ist warm, feucht und enthält Schaum/Aerosole.
• Probleme: Luftverschmutzung der Kulturen am Luftanschluss; Abgas drucksteigt nach Feuchtigkeit durch Verdunstung oder Schaum.
• Erkennung: getrennt quantifizieren Sie die Luftanschluss- und Abgasströme, die Temperatur, die Feuchtigkeit, das Schaumübertragungsrisiko und das schlimmstmögliche Rückdruck.
• Lösung: Luftanschluss vorfilterierung + sterile Filter 0.2 µm; Abgas mit Nebels/Verdunstungsmanagement + unabhängiger hydrophober Filter 0.2 µm.
• Genauigkeit/Struktur: endgültiger Filter 0.2 µm für Luftanschluss und Abgas; vorstehende Stufen basieren auf Öl/Wasser- und Teilchenbelastung.
• Materialien: hochtemperaturbeständiges Oxidations-PTFE; Abgas mit hohem hydrophoben Charakter und großer Oberflächenstruktur.
• Akzeptanz: Behälterdruck, feuchter Durchfluss, Integrität, Dampfzyklus und Mikrobiologie.
• Grenze: Luftauf- und Abzugsbereiche können nicht mit der gleichen Fläche berechnet werden.

CO2 Kohlensäure- und Rückdruckfüllung

• Bedingung: Der CO2 tritt direkt auf Bier, Getränke oder die Innenwände von Behältern zu.
• Problem: Teilchen, Öl und Rohrverschmutzung von Zylindern/Ventilatoren gelangen in das Produkt; Endfilter werden feucht.
• Identifizierung: Die COA der Gasquelle kann die Gefahrneuerung an der Stelle der Verwendung für Teilchen, Öl, Wasser und mikrobiologische Verschmutzung nicht ersetzen.
• Lösung: Zentraler Partikel/Koaleszenzbehandlungsstufe → bei der Stelle der Verwendung den 0.2 µm hydrophoben PTFE verwenden; hygienische Rohre in der Nähe der Einfügs Stelle.
• Genauigkeit/Struktur: Vorstufe 0.01–1 µm; Endstufe 0.2 µm.
• Material: PTFE-Faltenfilter oder niedrigflussiger Kapselfilter; Lebensmittelkontaktgehäuse/Seiten.
• Akzeptanz: Integrität, Druckdifferenz, Fluss von CO2, mikrobiologische und sensorische.
• Grenze: Das 0.2 µm-Membran filtert nicht die riechenden Ölvaporen von CO2.

N2 Luftbecken-Purgung und aseptischer Schutzschranke

• Bedingung: Stickstoff wird zur Entoxigenation, Luftbecken-Purgung und Tank-Druckbe- und -entlüftung verwendet.
• Problem: Reinere Luftversorgung, aber terminalen Leitungen sind feucht/verrostet; unfiltereder Umweg tritt während der Ventilumschaltung auf.
• Erkennung: Überprüfen Sie den Stickstoffquelle, den Taupunkt, die Sauerstoffgehalt, das Zweigmaterial, die Ventilierung und die Umschaltlogik.
• Lösung: Zentraler trockener Pulverfilter → verwenden Sie den 0.2 µm hydrophoben Filter am Punkt der Verwendung → die kürzeste hygienische Leitung.
• Genauigkeit/Struktur: 0.2 µm terminal; die vorstehende Filtration basiert auf dem Partikel/Öl/Wasser-Risiko.
• Materialien: PTFE/PVDF Faltenfilter; für kleine Verpackungsanlagen können Kapselfilter verwendet werden.
• Akzeptanz: Sauerstoff, Mikrobiologie, Integrität, Druckabfall und Umschaltprotokolle.
• Grenzen: Aseptische Filter garantieren keine niedrige Sauerstoffgehalt; der Sauerstoffgehalt wird durch die Quelle und das Leckschutz gesteuert.

Aseptische Verpackungs- und Flaschen-Entlüftungs-Formierung

• Betriebliche Bedingungen: Luft oder Gas in sterilisierte Behälter und offene Produkte gekommen.
• Problem: Endfilter zu weit vom Einsatzort entfernt, unsterile Rohre oder nicht abgetrocknete Rohre nach Dampf.
• Erkennung: Bestätigen Sie die Lage des Endfilters, die abwärtslaufende Sterilität, Druckfluktuationen und den Start/Stop der Batch.
• Lösung: Endvorschutzfilter → 0.2 µm sterile Gasfilter nahe dem Einsatzort → abwärtslaufende SIP oder validierte Sterilisierung.
• Genauigkeit / Struktur: 0.2 µm endständig; verwenden Sie redundante/umschaltbare Paare, wenn nötig, für Redundanz.
• Materialien: plissierter PTFE-Filter mit definierter Integritätsprüfung; hygienisches Gehäuse.
• Akzeptanz: Integrität, Umwelt- und Gasmicrobiologie, Druckabfall und Batchprotokolle.
• Grenzen: HEPA-Umgebungsluft und pipleineweise sterile Gas sind getrennte Systeme.

Niedriger Luftzulauf, feuchte, oxydierende und Dampfbedingungen.

Nahrungsmittel-Pilotstudien und niedriger Luftzulauf-Kapselgasfiltration.

• Betriebliche Bedingungen: Labor, Pilotanlage, Tank- oder Fass-Be- und -Entlüftung oder kleinkalibrige Flaschenfüllung.
• Problem: Große Filterkerzen werden zurückgehalten und die Kosten sind hoch; Einmalgebrauchte Kapselfilter sind möglicherweise nicht für Ortsterminkondensation geeignet.
• Erkennung: Überprüfen Sie den Luftstrom, die Verbindungen, den Sterilisierungsprozess, die maximale Temperatur und den Differenzdruck (ΔP) in beide Richtungen.
• Lösung: Platzieren Sie den hydrophoben PTFE-Kapselfilter 0.2 µm nahe der Stelle der Verwendung; installieren Sie ihn nach Hight-Pressure-Sterilisierung, wenn erforderlich.
• Genauigkeit/Struktur: 0.2 µm; wählen Sie die Größe basierend auf der effektiven Fläche und dem niedrigen Differenzdruck.
• Material: PTFE-Membran + PP-Unterbau; wählen Sie sterilisierbare oder vorsterilisierte Typen.
• Abnahmekriterien: Integritätsprüfung vor Auslieferung, Dichtheitsprüfung nach der Installation, Durchflussprüfung und Chargenrückverfolgbarkeit.
• Einschränkungen: Kapselfilter können nicht als geeignet für SIP angenommen werden, es sei denn, das Produkt erlaubt es explizit.

Feuchtigkeit in der Luft, die die Membran nass macht und den Durchfluss verringert.

• Betriebliche Bedingungen: Luft mit hohem Feuchtigkeitsgehalt, Tank-Be- und -Entlüftung oder Trocknung nach der Terminkondensation.
• Problem: Hydrophobische Membran bedeckt von kondensierter Flüssigkeit, was zu einem steilen Anstieg der Gas-Delta-Pressur führt; kann zu einer Tank-Vakuumbildung führen.
• Erkennung: Beobachten Sie das Abfließen, den Niederschlagspunkt der Schale, den Taupunkt, die Isolierung und das Trockentime.
• Lösung: Vordere Nebelentfernung und Abfließen → Schalen-Isolierung oder Heizung → steriler Luftblasen-Abstoßung nach dem Dampf; folgen Sie der feuchten Flussflächenverhältnis.
• Genauigkeit/Struktur: 0.2 µm Terminal; vordere 1–5 µm Tropfen/Partikel-Untersuchung gemäß der Geräteauswahl.
• Material: Präferieren Sie hoch-hydrophobes PTFE; Schale, um das Flüssigkeitsaufkochen zu verhindern.
• Akzeptanz: feuchte Differenzialdruck, Trockentime, Tankdruck und Integrität.
• Grenze: Hydrophob bedeutet nicht nie feucht; Differenzialdruck und Oberflächenaktivierungsverschmutzung können die Wasserscheideigenschaften reduzieren.

Sauerstoff und sauerstoffreiche Fermentationsgas.

• Bedingung: Steigern Sie die Sauerstoffversorgung für die Fermentationsprozesse, mit einer Sauerstoffkonzentration höher als der Luft.
• Problem: Polymere, Lubrikate oder Verschmutzungen erhöhen das Oxidationsrisiko in sauerstoffreichen Umgebungen.
• Identifikation: Bestätigen Sie die Sauerstoffkonzentration, die Temperatur, den Durchfluss, die Reinigungsstufe und den Lieferantenanspruch bezüglich der Sauerstoffkompatibilität für alle Materialien.
• Lösung: eigener Reingaspfad → Partikel- und Ölkontrolle → unter den tatsächlichen sauerstoffangereicherten Bedingungen qualifizierte, plissierte 0,2-µm-Filterkerze.
• Filterfeinheit / Aufbau: plissierte 0,2-µm-Filterkerze; alle vorgeschalteten Komponenten müssen die Anforderungen des Sauerstoffsystems erfüllen.
• Materialien: Oxidationsbeständige PTFE-Struktur und Verschlüsse bestätigt durch den Lieferanten.
• Akzeptanz: Materialerklärungen, Integrität, Temperatursteigerung, Druckabfall und Teilchenanalyse.
• Beschränkungen: Verwenden Sie nicht automatisch allgemeine komprimierte Luftfilter in reinem Sauerstoff- oder veredelter Sauerstoff-Umgebungen.

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