PP Ön Filtreler ve PES Membran Kartuşları ile Bira Filtrasyon Stabilitesini İyileştirme

Müşteri Arka Planı

Müşteri, perakende dağıtım için paketlenmiş bira üreten bir bira fabrikası işletmektedir.

Doldurmadan önce, bira berraklığı artırmak ve mikroorganizmaları kontrol etmek için kartuş filtrasyonundan geçer. Mevcut sistem, son filtrasyon aşaması olarak membran kartuşları kullanıyordu.

Ancak, müşteri tekrarlayan bir sorun yaşıyordu: son membran kartuşları çok hızlı doluyordu, diferansiyel basıncın beklenenden daha hızlı yükselmesine neden oluyor ve değiştirme sıklığını artırıyordu.

Membran kartuşları filtrasyon sistemindeki en pahalı sarf malzemelerinden biri olduğu için, sık değiştirme hem işletme maliyetini hem de bakım iş yükünü artırıyordu.

Zorluk

Son membran filtre, yukarı akış işleminden çok fazla artık maya, ince askıda katı madde ve kolloidal kontaminasyon alıyordu.

Membran gerekli son filtrasyon performansını elde edebilse de, daha önce giderilmesi gereken bir kirletici yükünü ele almak zorunda kalıyordu.

Müşteri, bira kalitesini düşürmeden veya mevcut filtrasyon sisteminde büyük değişiklikler yapmadan membran servis ömrünü uzatmak istiyordu.

Pullner Filtrasyon Çözümü

Pullner, membranı aynı derecelendirmeye sahip başka bir kartuşla değiştirmek yerine mevcut filtrasyon sürecini gözden geçirdi.

Ana hedef, bira son membrana ulaşmadan önce kaba ve ince kirleticilerin giderilmesi için filtrasyon yükünü yeniden dağıtmaktı.

Optimize edilmiş sistem iki aşamalı bir konfigürasyon kullandı:

PP Ön Filtrasyon → PES Son Membran Filtrasyonu

Bu düzenek, PP kartuşun partikül yükünün çoğunu ele almasına izin verirken, PES membranı son ince filtrasyon ve mikrobiyal kontrole odaklandı.

1. Mevcut Filtrasyon Koşullarının Değerlendirilmesi

Kartuşları seçmeden önce, ana işletme koşulları gözden geçirildi, bunlar şunları içeriyordu:

• bira akış hızı

• mevcut filtre muhafaza boyutları

• kartuş uzunluğu ve bağlantı tipi

• başlangıç ve terminal diferansiyel basıncı

• filtrasyon sırasında sıcaklık

• temizleme ve sanitasyon yöntemi

• üretim döngüsü başına beklenen filtrasyon hacmi

• son filtrasyon aşamasına giren katı madde yükü

Bu bilgi, kısa membran ömrünün membranın kendisinden mi yoksa aşırı yukarı akış kontaminasyonundan mı kaynaklandığını belirlemek için kullanıldı.

Değerlendirme, ana sorunun son membranın yetersiz korunması olduğunu gösterdi.

2. Yüksek Kapasiteli Bir PP Ön Filtrasyon Aşaması Ekleme

PES membranın yukarısına bir PP kartuşu takıldı.

Bu aşamanın amacı, son membrana ulaşmadan önce artık mayayı, askıda partikülleri ve diğer kontaminasyonları yakalamaktı.

Gereksiz yere ince bir PP kartuşu seçmek yerine, ön filtre derecesi üç faktörü dengelemek için seçildi:

partikül giderme, akış kapasitesi ve servis ömrü.

Ön filtre çok kaba ise, aşırı kontaminasyon aşağı akışa geçer.

Eğer çok ince ise, PP kartuşu kendisi çok hızlı tıkanabilir ve ek basınç kaybı oluşturabilir.

Bu nedenle son ön filtre spesifikasyonu, gerçek bira kalitesine ve yukarı akış berraklaştırma performansına bağlıdır.

Bira fabrikası uygulamaları için, kontaminant yüküne ve gerekli debiye göre PP derinlik veya pileli kartuşlar seçilebilir.

Ön filtre birkaç fayda sağlar:

• daha yüksek kir tutma kapasitesi

• partikül giderme için son membranı kullanmaktan daha düşük maliyet

• PES membranı üzerindeki partikül yükünün azaltılması

• aşağı akış diferansiyel basıncında daha yavaş artış

• daha kolay ve daha ekonomik kartuş değişimi

3. Sadece Son Filtrasyon İçin PES Membran Kullanımı

Partikül kontaminasyonunun çoğu giderildikten sonra, bira PES membran kartuşundan geçti.

PES, hidrofilik membran yapısı kritik sıvı filtrasyonu için uygun olduğundan ve son bira filtrasyonu için kontrollü gözenek özelliklerine sahip olduğundan seçildi.

Bira fabrikasının mikrobiyal kontrol gereksinimlerine bağlı olarak, 0.45 μm veya 0.65 μm gibi membran dereceleri düşünülebilir.

Ancak, son seçim sadece gözenek boyutuna değil, gerekli mikrobiyal tutma performansına dayanmalıdır.

PES membrana ulaşan partikül yükünü azaltarak, kartuş hem berraklaştırma filtresi hem de son membran olarak hareket etmek yerine amaçlanan işlevine daha yakın çalışabilirdi.

4. Her İki Aşamada Diferansiyel Basıncın Kontrol Edilmesi

Diferansiyel basınç önemli bir işletme göstergesi olarak ele alındı.

Son membranın hızla tıkanmasını beklemek yerine, müşteri PP ve PES aşamalarındaki basınç gelişimini ayrı ayrı izleyebiliyordu.

Bu, kontaminasyonun nerede biriktiğini belirlemeyi kolaylaştırdı.

Örneğin:

Bu yaklaşım ayrıca bakım ekiplerinin, toplam sistem basıncı artmış olduğu için pahalı membranı değiştirmekten kaçınmasına yardımcı olur.

5. Kartuşları Mevcut Ekipmanlarla Eşleştirme

Çözüm, müşterinin mevcut filtre muhafazaları etrafında tasarlandı.

Kartuş uzunluğu, uç bağlantısı, sızdırmazlık konfigürasyonu ve conta malzemesi, büyük muhafaza veya boru değişiklikleri gerektirmeyecek şekilde takılı ekipmanla eşleştirildi.

Bira ile temas eden uygulamaların tekrarlanan temizlik veya sanitasyon gerektirdiği durumlarda, kartuş malzemeleri ve contaları da müşterinin temizlik kimyasalları ve çalışma sıcaklığı ile uyumlu olmalıdır.

Bu, özellikle membran kartuşları için önemlidir, çünkü uzun vadeli servis ömrü sadece filtrasyon performansına değil, aynı zamanda kartuşun tekrarlanan sanitasyon döngülerine nasıl tepki verdiğine de bağlıdır.

6. Yeni Filtrasyon Düzeninin Doğrulanması

Optimize edilmiş sistem aşağıdaki izlenerek değerlendirildi:

• başlangıç diferansiyel basıncı

• işlem sırasında basınç artışı

• filtrasyon akış hızı

• bira berraklığı

• kartuş servis döngüsü

• son filtrasyon performansı

• kullanım sonrası kartuş durumu

Amaç sadece filtrelerin takılabileceğini doğrulamak değildi.

Müşteri, PP ön filtrenin PES membrana ulaşan kontaminasyonu etkili bir şekilde azalttığını ve son membranın daha uzun bir çalışma süresi boyunca stabil performansı sürdürebileceğini doğrulamak istiyordu.

Sonuçlar

Filtrasyon aşamaları optimize edildikten sonra, müşteri daha kararlı bir filtrasyon süreci elde etti.

PP kartuşu, yukarı akış partikül yükünün çoğunu emerek, PES membranın daha uygun koşullar altında çalışmasını sağladı.

Ana iyileştirmeler şunları içeriyordu:

• daha kararlı diferansiyel basınç

• son membranda azaltılmış yük

• daha uzun membran çalışma döngüleri

• daha az gereksiz membran değişimi

• daha öngörülebilir filtrasyon performansı

• daha düşük toplam kartuş tüketimi

En önemlisi, iyileştirme, mevcut üretim hattının büyük bir yeniden tasarımını gerektirmeden elde edildi.

Neden İki Aşamalı Filtrasyon Daha İyi Çalışır

Her filtrasyon görevi için en ince membran kartuşunu kullanmak nadiren en ekonomik yaklaşımdır.

Bira filtrasyonunda, kirleticiler aşamalı olarak giderilmelidir.

Ön filtre daha yüksek partikül yükünü ele alırken, son membran daha kritik ince filtrasyon görevini yerine getirir.

Bu, daha pahalı membranı korur ve her iki kartuşun filtrasyon kapasitesinden daha iyi yararlanır.

Hızlı membran tıkanması veya sık kartuş değişimi yaşayan bira fabrikaları için çözüm, genellikle sadece farklı bir membran kullanmak değildir.

Daha etkili yaklaşım, tüm filtrasyon dizisini gözden geçirmektir.

Pullner, bira fabrikası filtrasyon sistemleri için PP ön filtreler, PES membran kartuşları, PTFE steril gaz filtreleri ve paslanmaz çelik yardımcı filtreler sağlar.Filtre konfigürasyonları, bira özelliklerine, akış hızına, filtrasyon gereksinimlerine, sanitasyon yöntemine ve mevcut filtre muhafaza tasarımına göre seçilebilir.