CN102499287B - 一种用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备 - Google Patents

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巴根纳
王艳萍
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Abstract

本发明涉及一种用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备，所述的试验设备包括若干级串联设置的样品桶和过滤单元，每一级过滤单元设置于本级样品桶和下一级样品桶之间，每一级过滤单元和下一级样品桶之间还设有单向阀；所述的样品桶通过过滤减压阀连接高压无菌空气管路。所述的若干级串联设置的过滤单元为两级，第一级过滤单元，用于溶液的除杂和预除菌；第二级过滤单元，用于最终除菌。所述的高压无菌空气管路中的高压无菌空气的压力范围为：1～20bar。本发明有益于研究各种热敏性物质的除菌参数和性质，能够为工业化生产中设备的配型提供有力依据，降低设备采购的风险。

Description

一种用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备
技术领域
本发明涉及一种膜过滤试验设备，特别涉及一种用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备。
背景技术
在液态奶乳制品的生产过程中，会用到很多类型的加工助剂或营养强化剂，其中会有部分原料属于热敏性物质，由于其具有特定的生物及化学功能，热处理会破坏它们的结构，导致其失去活性，从而失去营养价值或辅助功能，而热处理又是液态奶乳制品生产过程中必须的工艺过程，经过热处理才能使其达到灭菌效果，因此，从这个方面讲，热处理限制了该类热敏性物质在液态奶乳制品中的应用。
基于以上原因需要将该类型的热敏性物质制备成无菌物质，才能将其进行无菌后添加(在UHT杀菌机后将无菌热敏性物质定量添加到管道中的牛奶中)；另外，有一些热敏性物质虽然是无菌的，但为粉末物质，不能直接用来进行无菌后添加，(无菌后添加工艺对于固体粉末物质无能为力，只能用来添加液体物质)，因此，首先需要将粉末状热敏性物质制备成液体状态物质才能进行无菌后添加，用于液态奶乳制品的生产中。
但是，对各种热敏性物质除菌过滤所需要的各项参数不同，包括：压力、过滤膜的种类、过滤速度等等，因此，在工业化生产中设备的配型如果不根据该种物质所需要的各项参数进行，就会出现问题，不利于拓展热敏性物质的使用范围。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备，用于对各种不同热敏性物质除菌的研究，通过研究得出过滤该种物质所需要的各项参数，压力、过滤膜的种类、过滤速度等等，为工业化生产中设备的配型，提供有力依据，降低设备采购的风险。
为实现上述发明目的，本发明提供的一种用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备，其特征在于，所述的试验设备包括若干级串联设置的样品桶和过滤单元，每一级过滤单元设置于本级样品桶和下一级样品桶之间，每一级过滤单元和下一级样品桶之间还设有单向阀；所述的样品桶通过过滤减压阀连接高压无菌空气管路。
作为上述技术方案的一种改进，所述的过滤单元内设置有过滤膜或过滤膜组件。
作为上述技术方案的一种改进，所述的若干级串联设置的过滤单元中，上一级过滤单元中的过滤膜的孔径大于下一级过滤单元中的过滤膜的孔径。
作为上述技术方案的一种改进，所述的过滤膜膜片的直径为10～293mm。
作为上述技术方案的一种改进，所述的过滤膜采用死端过滤和切向流过滤。
作为上述技术方案的一种改进，所述的过滤膜采用的材质包括：醋酸纤维素CA、聚砜PSO、聚偏二佛乙烯PVDF、不锈钢膜或陶瓷膜。
作为上述技术方案的一种改进，所述的若干级串联设置的过滤单元为两级，第一级过滤单元，用于溶液的除杂和预除菌；第二级过滤单元，用于最终除菌。
作为上述技术方案的一种改进，所述的若干级串联设置的过滤单元为四级，前三级过滤单元，用于溶液的除杂和预除菌；第四级过滤单元，用于最终除菌。
作为上述技术方案的一种改进，所述的若干级串联设置的样品桶中的第一级样品桶通过CIP系统接口与CIP系统连接，用于清洗整个过滤系统。
作为上述技术方案的一种改进，所述的高压无菌空气管路中的高压无菌空气的压力范围为：1～20bar。
本发明的优点在于，本发明有益于研究各种热敏性物质的除菌参数和性质，能够为工业化生产中设备的配型提供有力依据，降低设备采购的风险。具体优点包括：
1、每级过滤前都安装样品桶，可以取出滤出的样品，检验样品浊度和产品的生物活性，验证过滤膜除杂效果和防止过滤膜对样品活性的影响，这就可以对每一级过滤进行监控，选择合适的过滤膜，进行试验。
2、应用高压无菌空气作为动力压缩无菌空气压力范围为：1～20bar。
3、单向阀保证了每个单元部分液体流向的一致性，不会有压缩空气泄露到上一级过滤装置中的现象。
4、整个过滤装置放置在超净台中，以减少空气中的微生物对过滤过程的影响，无菌过滤后的原料可以灌装到无菌袋中，用来验证除菌效果。
附图说明
图1是为本发明用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备的结构示意图。
附图标识：
1、高压无菌空气管路    2、CIP系统接口    3、样品桶
4、单向阀        5、过滤膜        6、样品管路
7、过滤减压阀    8、设备支架
具体实施方式
下面以一个具体实施例对本发明的的用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备进行说明。
如图1所示，该设备包括两部分：预处过滤部分和除菌部分，其中预过滤部分包括三级过滤设备，主要是用于溶液的除杂和预除菌，使产品更加纯净，根据不同的物质性质以及其洁净程度，可以减少预过滤环节，同时可以从每个样品桶中取出上一级设备过滤出的样品，检验样品浊度和产品的生物活性，验证过滤膜除杂效果和防止过滤膜对样品活性的影响，这就可以对每一级过滤进行监控，选择合适的过滤膜，进行试验；除菌部分是用于产品的最终除菌，并将无菌设备灌装到无菌袋中，取样可以验证其除菌效果。
2、该设备应用高压无菌空气管路1作为动力来源。使用无菌空气可以详细的分析对不同热敏性物质、不同浓度溶液过滤过程中所需要的压力，为以后的生产中蠕动泵或无菌泵的选型提供有力依据。同时每个过滤环节都配过滤减压阀7，能够根据需要方便的调整压缩空气压力，该压缩无菌空气压力范围为：1～20bar，该压力基本能够满足各种物质的过滤除菌过程。
3、该设备可以连接CIP清洗设备，可以对整个设备进行无菌清洗。
4、该设备的膜过滤装置可以连接各种不同的过滤膜以及过滤膜组件，包括不同直径(10-293mm)的膜片，不同类型的过滤膜(包括死端过滤和切向流过滤)，同时该设备可以对不同材质的过滤膜进行试验，主要包括：醋酸纤维素(CA)、聚砜(PSO)、聚偏二佛乙烯(PVDF)、不锈钢膜、陶瓷膜等种类，具有很好的开放性，对于死端过滤膜可以用高压锅对其支撑工具进行灭菌，对于切向流过滤可以连接设备后对整个设备进行CIP清洗，保证系统的无菌性。
5、单向阀4保证了每个单元部分液体流向的一致性，不会有压缩空气泄露到上一级过滤装置中的现象。
6、整个过滤装置放置在超净台中，以减少空气中的微生物对过滤过程的影响，无菌过滤后的原料可以灌装到无菌袋中，用来验证除菌效果。
本实施例中，选择合适的过滤膜，连接整个过滤系统，并将整个无菌膜过滤系统通过CIP系统接口2与CIP系统连接，清洗整个过滤系统。
具体应用中，热敏性物质处理：
1)如果热敏性物质为液体状物质，则不需要进行前处理，直接可以进行膜过滤。
2)如果热敏性物质为固体状或膏状物质，则需要将原料进行前处理，将其制备成一定浓度的溶液，再进行膜过滤处理。
3)将处理好的热敏性物质放入一级过滤装置样品桶3中，通过过滤减压阀7调整无菌空气压力，使热敏性原料顺利通过过滤膜5，停止调整压力，对热敏性物质进行除杂操作，同时过滤后的液体通过样品管路6进入二级装置的样品桶3，同时检测过滤后的溶液的浊度，如果浊度没有达到要求，则进一步进行除杂，重复本步骤操作。
4)将除杂后的溶液进行在三级过滤装置中进行初步除菌操作，同时调整无菌压缩空气的压力，达到过滤要求。
5)对初步除菌的溶液进行进一步除菌，该操作在四级过滤装置中进行，将过滤后的溶液罐装入无菌袋中。
6)溶液除菌后，验证溶液的无菌性，如果能够达到无菌效果，则根据该过程的各项参数进行生产设备配备，如果不能达到无菌效果，则重复操作，更换过滤膜和压力参数。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备，其特征在于，所述的试验设备包括若干级串联设置的样品桶和过滤单元，每一级过滤单元设置于本级样品桶和下一级样品桶之间，每一级过滤单元和下一级样品桶之间还设有单向阀；所述的样品桶通过过滤减压阀连接高压无菌空气管路; 
所述的过滤单元内设置有过滤膜或过滤膜组件; 
所述的若干级串联设置的过滤单元中，上一级过滤单元中的过滤膜的孔径大于下一级过滤单元中的过滤膜的孔径； 
所述样品桶内样品能取出，用于检验样品浊度和产品的生物活性。 
2.根据权利要求1所述的用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备，其特征在于，所述的过滤膜膜片的直径为10～293mm。 
3.根据权利要求1所述的用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备，其特征在于，所述的过滤膜采用死端过滤和切向流过滤。 
4.根据权利要求1所述的用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备，其特征在于，所述的过滤膜采用的材质包括：醋酸纤维素CA、聚砜PSO、聚偏二氟乙烯PVDF、不锈钢膜或陶瓷膜。 
5.根据权利要求1所述的用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备，其特征在于，所述的若干级串联设置的过滤单元为两级，第一级过滤单元，用于溶液的除杂和预除菌；第二级过滤单元，用于最终除菌。 
6.根据权利要求1所述的用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备，其特征在于，所述的若干级串联设置的过滤单元为四级，前三级过滤单元，用于溶液的除杂和预除菌；第四级过滤单元，用于最终除菌。 
7.根据权利要求1所述的用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备，其特征在于，所述的若干级串联设置的样品桶中的第一级样品桶通过CIP系统接口与CIP系统连接，用于清洗整个过滤系统。 
8.根据权利要求1所述的用于确定热敏性物质膜过滤除菌参数的试验设备，其特征在于，所述的高压无菌空气管路中的高压无菌空气的压力范围为：1～20bar。 
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