Tetra Pak Filtration DSS A Tetra Pak Company CIP og keramiske membraner fordele og ulemper KLU: 08-04-2014
Keramiske membraner Keramiske membraner bliver fremstillet af forskellige firmaer Pall Exekia: Membralox membraner Tami: Isoflux membraner Keramiske membraner består af: Supportlag: Alumina partikler Membranlag: Alumina, Zirconia og Titanium Zirconium, Aluminium Titanium Oxide Ceramic Base / 1
Keramiske membraner Keramiske membraner bliver fremstillet af forskellige firmaer Pall Exekia: Membralox membraner Tami: Isoflux membraner Keramiske membraner består af: Supportlag: Alumina partikler Membranlag: Alumina, Zirconia og Titanium Support- og membranlag bliver bagt sammen ved meget høje temperaturer i en kompleks proces. Der er forskelle i fremstillingsprocessen og designet. Tetra Pak s primære valg er Exekia membranerne. / 2
Keramisk mikrofiltration membran Keramisk membran- og supportstruktur Ensartet porestørrelse 3 og 4 mm kanaler Kemikalie- og temperaturresistent Nem at rengøre Hurtig at rengøre Permeate Channel Feed Retentate Support Membrane Support / 3
Eksempel på placering af keramiske membraner i et modul Membranerne placeres parallelt i modul M37P modul / 4
Størrelsessammenligning i mælk 1.4 Mikron Microfilter pore Fedtkugler i skummetmælk Bac. cereus 1,4 micon Casein micelles Str. thermophilus Cl. tyrobutyricum / 5
Hvilken kemi til hvad? Alkaline Alkaline + chlorine Peroxide Acid EDTA, phosphate s Surfactants Specific enzyme Protein ++ +++ + (+) +++ Fat +++ ++ ++ (+) Minerals Bio film Bacteria + + + ++ + + ++ +++ + Fe, Mn + ++ +++ + Gluconat + / 6
Fordele i forbindelse med CIP Keramiske membraner er lavet i et keramisk materiale uden lim etc. ph: 0-14 Temperatur: 95 C Hvis membranen mod forventning ikke kan rengøres med gængse kemikalier, kan membranerne brændes ved meget høj temperatur (Exekia). / 7
Hvornår skal der rengøres (CIP) Efter hver produktion Efter servicearbejde Muligvis ved produktskift Efter flere ugers stilstand Hvis membranen blokerer (fouler voldsomt) under produktion. Hvis kontrolparametre igennem flere dage har vist lavere kapacitet (TMP) / 8
Hvilken kemi kan man ikke anvende Fosforsyre: Nedbryder membranlaget Kemi som skaber meget skum: Keramiske membraner er følsomme over for vibrationer. / 9
CIP af keramiske membraner Diversey Ecolab Novadan Generelt er der ikke den store forskel på, hvordan anlægget kører under CIP, men valg af kemi er afhængig af foulingtype. / 10
Standard CIP PROCESS - Microfiltration (MF) MEMBRANES - Ceramic (see membrane datasheet) FEEDSTOCK - Skim Milk, CF 3-200 Operation Conc. Agent ph Temp. Duration 1. Product Flush Water 2. Pre Wash 2.0% w/w Ultrasil 115 0,2% w/w Ultrasil 0.2 12 60 C 15 Minutes 3. Water Flush Water/RO Permeate 4. Alkaline 2-3% w/w Ultrasil 115 13 80-85 C 30 Minutes 5. Water Flush Water/RO Permeate 6. Acid 0,3-0.5% w/w Nitric Acid (62%) 1.5 50-60 C 20 Minutes Stop the plant until next production: 7. Water Flush Water/RO Permeate / 11
Standard CIP PROCESS - Microfiltration (MF) MEMBRANES - Ceramic (see membrane datasheet) FEEDSTOCK - Skim Milk CF 3-200 Operation Conc. Agent ph Temp. Duration 1. Product Flush Water 2. Alkaline 1.5% w/w RO Dan 93 12-13 75 C 40 Minutes 3. Water Flush Water/RO Permeate 4. Acid 0.5 % w/w RO Dan 31/ 1.5 50 C 20 Minutes Nitric Acid (62%) Stop the plant until next production 5. Water Flush Water/RO Permeate / 12
Kontrol under CIP ph Konduktivitet Klorkoncentration (ppm) Koncentration Vandflux / 13
Fluxtest Tetra Pak anvender ikke vandflux til kontrol af CIP Keramiske membraner er så åbne, at det vil kræve et relativt stort flow at sikre et TMP (Trans Membran Tryk) og flux, som kan bruges entydigt. Erfaring har vist, at fluxtesten kan være misvisende / 14
Vurdering af CIP kvalitet TMP udviklingen som en guideline. TMP udviklingen kan sammenlignes fra uge til uge. TMP kan også aflæses, inden produktionen starter og skal ligge på samme niveau hver dag. / 15
Vandkvalitetskrav Iron (Fe): Manganese (Mn): Silicate (SiO2): Aluminium: Total hardness: Klor: Fouling Index Turbidity Konduktivitet Total plate count (30 C): Koliform (37 C) < 0.5 ppm < 0.2 ppm < 5.0 ppm <0.05 ppm < 20.0 dh < 2 ppm < 3.0 SDI < 1 NTU > 5 µs/cm < 1000 per ml 0 pr ml / 16
CIP er ikke bare kemi Selv de bedste kemikalier vil ikke være succesfulde, hvis ikke de andre parametre er opfyldt. / 17
Tetra Alcross Bactocatch / 18