专利名称：用于过滤系统中的过滤器的清洗效率测试方法和设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于测试一过滤系统中的过滤器的清洗程序的效率的一种方法和一种设备。
背景技术：
无菌乳是指无可在常用储存环境下生长的微生物的乳液。微过滤法是用于生产无菌乳的多种方法之一。WO98/57549和US5256437说明利用微过滤法生产无菌乳的方法。根据这些方法，乳液经过一仅小于一特定尺寸的微粒可通过的过滤器。这意味着例如有害微生物被滤出。微过滤法中使用的过滤器经常由陶瓷材料制成。
在以这种方式生产无菌乳的过程中，该过滤器需要在一定时间之后进行清洗。通常，该系统在生产周期当中不会进入清洗阶段；这种情况仅在维持通过该过滤器的一恒定量所需的压力超过一特定阀值时才发生。随着该过滤器的孔变得越来越脏(即被从该乳液过滤出的微粒阻塞)，该压力在生产周期中逐渐增大。
该清洗程序通常称为CIP(就地清洗)并且通过利用添加有清洁剂的水冲洗该系统而执行。有时会发生的一个问题是该清洗失败；其原因可能例如是系统中某处的阀的打开出现故障。当该过滤器在一生产周期开始之前还没有完全清洗时，该周期缩短，因为上述压力增大太快。这会导致产品损耗，因为该系统不得不比所计算的时间更快地进入该清洗阶段。
为了避免这种情况，期望一些用于测试该清洗在进入一生产周期之前是否已经成功的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对上述问题的解决方案。该目的通过一种用于测试一过滤系统中的一过滤器的清洗程序的效率的方法实现，其中，该过滤器设置有孔，该方法包括如下步骤执行用于该过滤器的该清洗程序；将该过滤器弄湿；给该过滤系统加压；在一预定时间间隔上测量该过滤系统中的一压力衰减；和基于该压力衰减确定该清洗程序是否已经有效，其中，小于一预定阀值的一压力衰减表示该清洗程序尚未有效。
在一优选实施例中，该过滤器用在一用于生产无菌乳优选为脱脂乳的系统中，并且该清洗程序为一种就地清洗(CIP)程序，其中利用一流体清洗该过滤器。在该清洗程序结束时，从该过滤系统排出该流体，利用该流体浸湿/浸透该过滤器的孔。该流体优选但不一定是水。
有利地，在发现该清洗程序未有效时，执行用于该过滤器的一附加清洗程序。
上述目的还通过一种用于测试一用于一过滤系统的清洗程序的效率的设备，该过滤系统包括一带有孔的过滤器。该设备包括过滤器加压装置；被定位以用来测量该过滤系统中的压力的一压力传感器；和与该过滤器加压装置和该压力传感器操作性地相连的一控制器。在该过滤系统经过该清洗程序之后，该控制器致动该过滤器加压装置以便在该过滤器上产生一压力、监控该压力传感器的输出以便确定在一预定时间内该过滤器上的一压力衰减，以及通过比较该确定的压力衰减与预定的参考数据而估算该清洗程序的一定性结果。
有利地，该过滤器加压装置包括一与该过滤器相连的气体供应装置，以及分别定位在该过滤器入口侧和出口侧的第一阀和第二阀；其中该压力传感器定位在这些阀之间，并且其中该控制器适于使该气体供应装置向该过滤器供应气体以及关闭该第一阀和第二阀以便在该过滤器上产生压力。
而且，由该控制器估算的定性结果优选地指示该清洗程序是否有效。在该清洗程序尚未有效的情况下，该控制器可适于启动一用于该过滤系统的附加清洗程序。
根据本发明的方法和设备提供减少生产干扰量的优点，因为本发明显著地减少不得不过早中断一生产周期的危险。进而实现一种更为经济有效的生产。
从一优选实施例的参照附属专利权利要求书以及附图的下列详细说明，本发明的其它目的、特征和优点将变得清楚。
下面结合附图较详细地说明本发明的优选实施例，其中图1是包括根据本发明的设备的一过滤系统的示意图；图2是示出本发明的方法的流程图；图3和图4是在一过滤系统中运用本发明期间所获得的测试结果的图表。
具体实施例方式
图1中的过滤系统包括一过滤器1、一容器2、一供给泵3和一循环泵4。在通向过滤器1和从过滤器1引出的管5、6上具有两个阀7a、7b。一将在下文中详细说明的测试设备8与该系统相连，如9a、9b所示。来自容器2的经管5进入过滤器1的流体在经过该过滤器时分成两部分，一部分在P处流出，而另一部分在R处流出。在该系统中有两个压力传感器10、11，分别位于该过滤器的两个侧面。
图1的该过滤系统特别适合于脱脂奶的处理；但其它类型的乳液也可以。
当该系统用于给乳液杀菌时，容器2容纳有通过供给泵3经管5供应给过滤器1的乳液。该乳液的仅包含足够通过过滤器1的微粒的部分在P处流出用以可能的进一步处理。该部分称为穿过物(permeate)。另一部分在R处流出，而剩余的部分经管6进入再循环用以通过过滤器1进行进一步处理。该乳液的在R处流出的部分称为保留物(retentate)。循环泵4有助于乳液通过过滤器1的再循环。
P处的压力由压力传感器10测量，R处的压力由压力传感器11测量。作用在该过滤器上的该被称为TMP(跨膜压Trans Membrane Pressure)的压力作为该两个压力之间的差值由一TMP监控器12计算。该TMP在一生产周期期间不应超过一特定阀值。如果超过该值，则表示该过滤器的孔被严重阻塞，其中，该生产周期将由TMP监控器12中断。从而，在该周期中容器2中的剩余乳液不能被处理。
该系统被利用一种CIP(就地清洗)程序进行清洗。当该系统处在一清洗阶段时，容器2充满一种适合的清洗液。该清洗液以与该乳液相同的方式通过该系统，因此执行一用于该系统的清洗程序，并尤其是清除该过滤器的孔中的污物(foulant)。在该优选实施例中，该清洗程序包括下列步骤最初，利用水冲洗该系统以便清除任何残留乳液。
然后，利用一碱性流体例如氢氧化钠或氢氧化钾清洗该系统，同时，可能地添加表面活性剂。接着，利用水再次冲洗该系统。
之后，利用一酸性流体例如硝酸冲洗该系统。最后，利用水漂清该系统。
但是，该清洗程序本身不构成本发明的主要部分，并且除上述以外还可以其它方式执行该清洗程序。
在该清洗阶段之后，通过图1的测试设备8依照图2所示的方法测试过滤器1。测试设备8包括与过滤器1的保留物侧R相连的一气体源(气体供应装置)14，优选是一压缩空气源(压缩空气供应装置)。一压力传感器13被定位以测量上述保留物侧R处的压力。一控制器15不仅操作性地与压缩空气源14和压力传感器13相连，而且与该过滤器1入口侧处的第一阀7a以及该保留物侧处的第二阀7b相连。控制器15具有一可选的操作者界面16，该操作者界面包括例如一CRT或LCD监视器、一组指示灯或LED、一打印机或绘图仪、一键盘、一鼠标、一操纵杆等等。
控制器15还具有一存储器17，例如一读/写存储器(RAM、SRAM等)、一只读存储器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM)、一永久存储器(磁盘或光盘等)，或者这些存储器的任意组合。该控制器本身可方便地通过任何市场上可买到的微处理器(CPU)或另外的可编程逻辑装置例如一FPGA连同存储在存储器17的程序代码执行。或者，控制器15可作为一集成电路、作为离散逻辑门连同其它模数元件，或者上述内容的任意组合实现。
参照图2，根据该优选实施例的一过滤器清洗测试方法20以实际的清洗程序21开始，在该清洗程序21中，包括过滤器1的该过滤系统被利用来自容器2的流体清洗，并且最后，该过滤系统被利用水冲洗。在随后的步骤22中，从该过滤系统排出水，使得用水浸湿该过滤器1的孔。然后，在步骤23中，控制器15使压缩空气源14通过管9a、9b向过滤器1供应空气。而且，控制器15致动两个阀7a、7b以使它们处于关闭状态，其中，过滤器1相对该系统的其余部分密封并且因此被加压。一示例性过滤器类型可例如被加压至大约1600mbar；但是该值可在不同应用之间并尤其是在不同过滤器类型之间变化较大。
随着时间的过去，空气将通过该过滤器的孔扩散，并且该压力将相应地降低。如果该孔由于不充分地清洗而阻塞，则该压力将仅有非常小的衰减，因为空气通过该过滤器的孔的扩散将减小。因此，这表明该过滤器没有被彻底清洗。因而，一压力衰减测量步骤24通过重新设置控制器15中的一内部计时器而启动。一初始压力值被作为来自压力传感器13的瞬时输出值获得。一旦该计时器指示已经经过一预定时间间隔，控制器15就重新读取来自压力传感器13的一瞬时输出值，其中，该预定时间间隔的值可方便地存储在存储器17中并可例如为120秒。然后在控制器15中计算作为来自压力传感器13的两个瞬时输出值之间的差值的该压力衰减。
在步骤25中，将所计算的压力衰减与也可存储在存储器17中的一预定阀值比较。如果该计算的压力衰减大于(或者，从理论上来说，等于)该预定阀值，则控制器15认为该衰减正常并且表示清洗程序21有效。该执行进行至最终步骤28，在该步骤，通过打开阀7a、7b，剩余空气从该过滤系统排出，并且一新的生产周期开始。另一方面，如果该计算的压力衰减事实上小于该预定阀值，则进入步骤26，在步骤26中，通过操作者界面16警告操作者清洗程序21失败或者至少清洗程序21不充分。然后操作者将能够重复过滤器1的清洗，如在图2中用27所表示的。或者，一附加清洗程序27可被控制器15自动启动。
附加清洗程序27可以不同方式执行。在该优选实施例中，附加清洗程序27通过重复整个正常就地清洗(CIP)程序21而实现。
或者，附加清洗程序27也可包括与正常CIP程序21相同但具有一较短或较长的持续时间的步骤。
作为一另外的可选方案，在附加清洗程序27中仅执行CIP 21的某些步骤。
根据又一可选方案，与正常CIP 21相比，在附加清洗程序27期间，该酸性清洗液和该碱性清洗液的浓度分别较高或较低。
再一可选方案是在附加清洗程序27中执行一额外的步骤，例如包括使用一种加酶清洗液。
测试设备8可有利地使用一市场上可买到的完整性测试设备，该完整性测试设备例如为来自Pall Process Filtration Limited，Europa House，Havant Street，Portsmouth PO1 3PD，England的PALLTRONIC FFE04。迄今为止，这种完整性测试设备已经只被用于检验该过滤器元件的完整性，即该过滤器中不存在允许大微粒通过该过滤器从而又会导致一种非无菌制品的裂缝或其它缺陷。相反，本发明可有利地新颖地使用这种设备测试过滤器的清洗效率，而不是过滤器的完整性。值得强调的是，除了上述完整性测试设备以外，测试设备8还可通过其它装置实现。
图3示出在一特定过滤系统中该压力衰减是如何变化的示例。该系统在各测试实例59至71中在一生产周期之后经过一清洗程序。然后将该系统加压至大约1600mbar，并且测量120秒的压力衰减。在大多数实例中，该压力衰减大约为50至60mbar，但在测试实例62和63中，该压力衰减非常低，约为10至30mbar。这两个(实例的)测试是在该过滤器的不充分清洗之后执行。
现在参照图4说明图1至3中示出的实施例的改进，图4示出在正常情况(即，当该过滤器清洗被认为有效时，对照图2中的步骤28)下的过滤器清洗测试程序20的步骤24期间测得的该压力衰减的长时间变化。
图4的图表示出在一大量的生产/清洗周期期间在图2的步骤24中对一特定过滤系统测量的一系列压力衰减样本值。如图4所示，在过滤器1(图1)安装在该系统中之后，在起始的几个生产/清洗周期期间在图2的步骤24中测量的该压力衰减基本恒定(约58mbar)。然后，在步骤24测量的各压力衰减值开始在该整个生产/清洗周期上以缓慢减小的速率波动。最后，在一大量的生产/清洗周期(例如在图4中大约为No.75)后，在图2的步骤24中测量的正常压力衰减值的数量仅为大约40mbar，即显著地低于在起始的几个周期期间测量的该初始值，该初始值稍微低于60mbar。正常压力衰减值中的该长时间变化主要是由于实际上没有清洗程序绝对理想的事实所引起(意味着微量的乳液残留物将保留在过滤器1中并且累积影响在图2的步骤24中测量的该正常压力衰减值)。
为了处理上述情况并避免使正常压力衰减中的长时间减小与类似图3中的测试No.62和63的异常压力衰减(表示一失败的清洗程序)混淆，清洗测试控制器15适于在过滤器1最初安装在该过滤系统中时执行一系列标准压力衰减测量。一用于正常压力衰减的参考值从该系列的标准测量中得出并被存储在存储器17中。而且，一第二参考值从该第一参考值计算出并且也被存储在存储器17中，该第二参考值表示一极限，低于该极限时，正常压力衰减中的长时间减小由于有与一异常压力衰减混淆的危险而被认为不可接受。
例如，在图4的示例中，该第二参考值可设定为40mbar，意味着清洗测试控制器15在生产/清洗周期No.75处将通知在图2的步骤24中测量的该压力衰减现在低于由该第二参考值限定的该可接受极限，并因而要求采取措施(动作)。这种措施可例如是清洗测试控制器15命令一与上述的图2中的步骤26和27类似的附加清洗程序。这种附加清洗程序将使该正常压力衰减值恢复为该第一参考值(即从该标准测量中计算出的该初始压力衰减值)，或者为一与该第一参考值接近的值。换句话说，如在图2的步骤25中测试的用于正常压力衰减的该参考值被重新设定为在过滤器1安装在该过滤系统中之后确定的其初始值。作为一可选方案，除了或者代替该附加清洗程序，清洗测试控制器15可执行一组新的标准测量，以便补偿上述的长时间作用。
已主要参照一优选实施例对本发明作了说明。但是，除了上面公开的一实施例外，在由附属专利权利要求书所限定的本发明范围内的其它实施例同样也是可行的。特别地，过滤器1的加压的精确值、该压力衰减测量时间以及该压力衰减阀值均将被调整以适应一实际的应用环境，这对本领域内的技术人员来说很容易实现。
权利要求
1.一种用于测试用于一过滤系统中的一过滤器(1)的清洗程序的效率的方法，所述过滤器设置有孔，该方法包括如下步骤执行用于所述过滤器的所述清洗程序(21)；将所述过滤器(1)弄湿；对所述过滤系统加压(23)；在一预定时间间隔上测量所述过滤系统中的一压力衰减(24)；和基于所述压力衰减确定所述清洗程序是否已经有效，其中，小于一预定阀值的压力衰减表示所述清洗程序尚未有效(25)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗程序包括在所述过滤系统中使用一种流体，并且在所述清洗程序完成时，通过从所述过滤系统排出所述流体同时利用所述流体浸湿所述过滤器的孔而执行将所述过滤器(1)弄湿的步骤。
3.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述流体包含水。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述清洗程序(21)为一种就地清洗(CIP)程序。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述过滤器(1)用在一用于生产无菌乳优选为脱脂乳的系统中。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括在所述清洗程序被确定为尚未有效时执行一用于所述过滤器(1)的附加清洗程序的步骤(27)。
7.一种用于测试一用于一过滤系统的清洗程序的效率的设备，所述过滤系统包括一带有孔的过滤器(1)，其特征在于，过滤器加压装置(7a、7b、14)；被定位以用来测量所述过滤系统中的压力的一压力传感器(13)；和与所述过滤器加压装置和所述压力传感器操作性地相连的一控制器(15)；其中，所述控制器适于在所述过滤系统已经经过所述清洗程序之后致动所述过滤器加压装置以便在所述过滤器上产生一压力、监控所述压力传感器的输出以便确定在一预定时间内所述过滤器上的压力衰减，以及通过比较所述确定的压力衰减与预定的参考数据而估算所述清洗程序的一定性结果。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述过滤系统还包括一用于在所述清洗程序期间通过所述过滤器(1)供给一流体的流体容器(2)；并且所述控制器(15)适于在所述清洗程序完成时从所述过滤器排出所述流体同时利用所述流体将所述过滤器的孔浸湿。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述过滤器加压装置(7a、7b、14)包括一与所述过滤器(1)相连的气体供应装置(14)，以及分别定位在所述过滤器入口侧和出口侧的第一阀和第二阀(7a、7b)；并且所述控制器(15)适于使所述气体供应装置向所述过滤器供应气体以及关闭所述第一阀和第二阀以便在所述过滤器上产生所述压力。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述压力传感器(13)定位在所述第一阀和所述第二阀(7a、7b)之间。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的设备，其特征在于，所述过滤系统被包括在一用于生产无菌乳优选为脱脂乳的系统中。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的设备，其特征在于，通过所述控制器(15)估算的所述定性结果指示所述清洗程序是否已经有效。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制器(15)适于在所述估算的定性结果指示所述清洗程序尚未有效时启动一用于所述过滤系统的附加清洗程序。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的设备，其特征在于，由所述过滤器加压装置(14)在所述过滤器上产生的所述压力约为1600mbar，所述预定时间约为120秒，并且所述过滤器在已经经过一有效清洗程序之后的所述压力衰减由所述预定参考数据限定为50至60mbar，而所述过滤器在已经经过一未有效清洗程序之后的所述压力衰减由所述预定参考数据限定为10至30mbar。
全文摘要
本发明提供用于测试用于一过滤系统中的一过滤器的清洗程序的效率的一种方法和一种设备。在该过滤器的清洗程序(21)之后，该过滤器的孔包含一流体(22)。给该系统加压(23)，并测量一预定时间间隔上的压力衰减(24)。根据该压力衰减确定该清洗程序是否有效(25)；一小于一预定阀值的压力衰减指示该清洗程序尚未有效。
文档编号B01D65/10GK1596145SQ02823695
公开日2005年3月16日 申请日期2002年11月26日 优先权日2001年11月30日
发明者S·赫德斯特伦, H·赫尔曼松, J·林道 申请人:泰特勒拉瓦股权公司及金融股份有限公司