MMS AG Membrane Systems

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Karsten Kohl
vor 7 Jahren
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1 AG Membrane Systems AG Membrane Systems Membrane System Management Alfred Hirschi AG Präsentation Übersicht - Einflussfaktoren für den stabilen Betrieb von CCMS (Continuous-Cross flow-membrane-systems) aufzeigen - Mögliche Probleme beim Betrieb von CCMS aufzeigen - Praktische Lösungsansätze für die Behebung dieser Probleme aufzeigen. - Von unseren Kunden praktizierte Lösungen vorstellen - Erfahrungsaustausch 1

2 Einflüsse auf Membrananlagen Reinigung Betriebsparameter Fp Ff Vf 2 1 Flux = (Lm h ) VCR = = Area Fr Vr (P1+ P2) TMP = -P3 (bar) 2 CAp RA = 1 dp = P1 P2 (bar) CAr Produkt Vor- und Nachgeschaltete Anlagen Membrane Operator Betriebsführung Anlagenzustand Einfluss Betriebsparameter Betriebsparameter können Standzeit und Filtrationsergebnisse stark beeinflussen; es sind dies im Wesentlichen: Temperatur Drücke ph-werte VCR (Volumetric Concentrtion Ratio). Vorbehandlung (Pasteurisation, Entstaubung, Entgasung usw. usw.). Folgendes beachten, wenn Parameter verändert werden : Bedenken was will ich mit der Änderung bewirken? evtl. Kalkulieren. Immer nur ein Parameter verändern. Wenn ein Parameter verändert wurde, dem Prozess genügend Zeit zum Anpassen geben (Membrananlagen reagieren sehr langsam). Bei jeder Produktion die wichtigsten Parameter regelmässig z.b. stündlich aufschreiben. Produktionsblätter mit Parameter aufbewahren und wenn nötig später vergleichen. 2

3 Einfluss Betriebsparameter Einfluss Produkte Folgende Produktparameter sind vor allem zu berücksichtigen: Trockensubstanz Fremdstoffgehalt (Luft, Käsestaub, oberflächenaktive Stoffe usw.). Natürliche Schwankungen (z.b. saisonal). Vorbehandlung wie Wärmebehandlungen, Entrahmung, Entstaubung usw. Trenneigenschaften der Membranen (Retention, Transmission). Temperaturen und Reifezeiten (Lagerung). Lösungsansätze zur Vermeidung negativer Einflüsse auf die Produktion: Kommunikation innerhalb des Betriebes wenn Parameter verändert werden. Erfahrungen beachten. Wenn Parameter verändert sind, überlegt darauf reagieren. Bei Unsicherheit vor dem Fahren Analyse verlangen z.b. TS, ph, usw.. Bei Unsicherheit Anlage immer vorsichtig von kleiner Leistung hochfahren. 3

4 Definition einer Membrane Membrane - halbdurchlässige Barriere MF/UF NF RO Darstellung der grössenbasierten Trennung Eine Membrane hat die Eigenschaft Mikround Makromoleküle in flüssiger oder gasföriger Form zu trennen. Die Trenneigenschaften basieren primär auf der Molekulargrösse und sekundär auf Ladungs- und hydrophilen Charakteristiken. Wir unterscheiden vier Typen Membranen Vier Membranprozesse im Vergleich Trenngrenze (MWCO) Rückhalt von Membrane Membran material Membranmodule Mikrofiltration (MF) mm Partikel Bakterien Fettkügelchen Symetrisch Asymetrisch Keramik, Edelstahl PP, PS, PVDF Rohrmodule Hohlfaser Wickelmodule Plattenmodule Ultrafiltration (UF) nm kda Makromoleküle Eiweissen Mehrfachzucker Nanofiltration (NF) <0.002 nm Da Einfach-, Zweifachzucker und Oligosacheride Polivalente Ionen Umkehrosmose(RO) <0.002 nm < 150 Da Kochsalz (NaCl) Glukose Aminosäuren Asymetrisch Asymetrisch Asymetrisch Keramik, PP, PS, PVDF Thin film Rohrmodule Hohlfaser Wickelmodule Plattenmodule CA, PA Thin film Rohrmodule Spiralwickel Plttenmodule CA, PA Thin film Rohrmodule Wickelmodule Betriebsdruck <2 bar 1-10 bar 5 35 bar bar 4

5 Membranmodul Aufbau Wickelmodule l Hohlfaser Rohrmodule Plattenmodule Kassetten Produktionseinfluss Membrane Was muss ich wissen um den Einfluss Membrane im Griff zu haben Membraneigenschaften: Gleiche Trenngrenze der Membrane z.b. 10 kd verschiedener Hersteller. Gleiche Trenngrenze der Membrane z.b. 10 kd verschiedener Modulaufbau Mögliche Unterschiede Höherer oder tieferer Flux Andere Hydrophilität Anderer isoelektrischer Punkt Unterschiedliche Retention und Transmission. Unterschiedliche Belastung der Produkte. Unterschiedlicher Energieverbrauch Reinigungseigenschaften 5

6 Produktionseinfluss Membrane Was muss ich wissen um den Einfluss Membrane im Griff zu haben: Produkteigenschaften: Gleiches Produkt, jedoch verschiedene Membranen z.b. UF und RO Mögliche Unterschiede Höherer oder tieferer Flux Filterkuchenbildung Trennen und Konzentrieren wird unterschiedlich bei verschiedener Zusammensetzung im Zulauf. Anderer isoelektrischer Punkt (ph evtl. Verstopfung). Anderer VCR (RO konzentriert mehr). Andere Drücke Reinigung als erster Prozessschritt Temperatur Zeit Chemie Verarbeitetes Produkt Anlagenaufbau 6

7 Reinigungsanleitungen als Grundlage k Vertrauen ist gut Kontrolle ist besser Reinigungergebnisse täglich kontrollieren - Wasserwerte, Produktionsleistung, Druckverhältnisse während Reinigung g Überwachen der Parameter - Leitfähigkeit, ph-werte, Titrationswerte, Verbrauch (z.b. Chlor) - Alarme nicht ignorieren!!! Protokollieren der kritischen Parameter - Tägliche Protokollierung und Aufbewahrung der Daten (späterer Vergleich) Externe Kontrolle durch Reinigungsmittelhersteller - Periodische repräsentative Probenahme und unabhängige Analyse Anpassen der Parameter auf den Prozess - Ergebnisse mit Prozess vergleichen und wenn nötig anpassen - Für verschiedene Prozesse verschiedene CIP-Programme 7

8 Einfluss vor- und nachgeschaltete Anlagen Homogenizer Extraction Separation Ultrafiltration Blending UHT Denaturierung von Proteinen bei Wärmebehandlungen wie Extraktion, Pasteurisation usw. Mechanische Veränderung von Proteinen in Dekantern, Separatoren, Entstaubern usw. Eintragung von Luft in das zu verarbeitende Material. Schlechte Entfernung von Fremdstoffen wie: Extraktionsreste, Käsestaub, Fett, Gas und Luft Rückstaudrücke auf nachgelagerten Anlagen wie Tanks, Ventilinseln, Wärmetauschern, langen Transportleitungen usw. Schläge von nachgeschalteten Anlagen Vor Änderungen in vor- und nachgeschalteten Anlagen unbedingt mit dem Membrananlagenhersteller Kontakt aufnehmen. Wartung und Anlagenzustand 8

9 Unterhalt der Anlagen und Bereitstellung der Membranmodule Um anlagebedingte Unterbrüchen bei Membrananlagen zu vermeiden, können folgende Punkte beachtet werden Regelmässige Wartung Periodische Wartung der Anlagen ausführen (täglich, wöchentlich usw.). Notwenige Reparaturen Sofort ausführen Vorzeichen beachten Hinweise von Mitarbeitern auf Unregelmässigkeitern beachten und ABKLÄREN. Membrane Alianz Club beitreten Membranen werden für den Kunden gelagert und sind jederzeit garantiert frisch und in der richtigen Ausführung abrufbar. Kritische Ersatzteile Mit Lagerhaltung koordinieren. Spezialteile selber ans Lager legen. Service benutzen Regelmässiger fachkundiger Check der Anlagen durch Mitarbeiter. Bei Anlagenanpasssungen Unbedingt einen der Membranspezialisten beiziehen. Der Einfluss der Chefs Membrananlagen sind eine Spiegel der Firmenkultur Produktion Produktionsdruck Personaldruck Zeitdruck Preisdruck Ausbildung Schulung Selbsthilfe Wertschätzung Umgang Umfeld 9

10 Einfluss des Anlagenführers - Kommunikation - Team - Arbeitsmoral - Arbeitsbedingungen - Anschiss - Müde - Noch nicht Freitag - Schon wieder Montag Der Anlagenführer als wichtiges Glied Was motiviert die Anlagenführen Ich verstehe meine Anlage Fundierte Einschulung auf neue Systeme. Ich bin auf den neuesten Stand Regelmässige Weiterbildung Ich liebe meine Arbeit Gute Arbeitsbedingungen. Ich weiss was ich zu tun habe Führungssysteme, Vorgaben, Vorlagen. Fehler sind erlaubt Aber nur einmal Ich bin nicht alleine Klare Kommunikation unter den Anlagenführern fördern. 10

11 Wir wünschen viel Glück beim Betrieb Ihrer Anlage 11

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