في هذه الحلقة من برنامج ZwitterCo Unfiltered، ينضم جون غودمان إلى سكوت براون وليونيد سيمينهين للإجابة على أسئلة العملاء حول برامج تنظيف أنظمة الأغشية. يقارن الفريق كيفية تنظيف أنظمة الترشيح الفائق، والتناضح العكسي، والترشيح النانوي في أمريكا الشمالية مقابل أوروبا، ويناقش أسباب اختلاف هذه البرامج باختلاف المنطقة، ونوعية المياه المغذية، وتصميم النظام.
يُعدّ التنظيف من أكثر المواضيع التي يسأل عنها عملاء شركة زويتركو، وهو أيضاً من أقل جوانب تشغيل أنظمة الأغشية توحيداً. في هذه الحلقة من برنامج "زويتركو بدون فلتر"، استضاف جون غودمان كلاً من ليونيد سيمينيهين، مهندس المبيعات الأوروبي في زويتركو، وسكوت براون، المتخصص في منتجات الألبان في أمريكا الشمالية، لشرح كيفية عمل برامج التنظيف لأنظمة الترشيح الفائق، والتناضح العكسي، والترشيح النانوي، ولماذا تختلف هذه البرامج باختلاف موقع المصنع.
أساسيات درجة الحرارة والمواد الفعالة بالسطح
بدأ الحوار بسؤالين تتلقاهما شركة زويتركو بشكل متكرر. الحد الأقصى لدرجة حرارة تشغيل أغشية إيفولوشن هو 55 درجة مئوية، مع ضبط درجة حرارة التنظيف على 50 درجة مئوية، وهو ما يتوافق مع حدود الأغشية التقليدية المصبوبة على دعامات من البوليستر، بحيث يمكن استخدام عناصر إيفولوشن كبدائل مباشرة. أما فيما يتعلق باختيار المواد الفعالة بالسطح، فقد تم التوصية بتجنب المواد الفعالة بالسطح الأنيونية أثناء التحميل الكامل للنظام، والابتعاد تمامًا عن المواد الفعالة بالسطح الكاتيونية، مثل مركبات الأمونيوم الرباعية.
تُعدّ المواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية الخيار المُفضّل. إحدى المشكلات التي يواجهها العملاء هي أن بيانات المنتج ووثائق بيانات السلامة لا تُفصح دائمًا عما إذا كان المُنظّف المُصنّع أو مُنتج الإنزيمات المُركّبة يحتوي على مواد خافضة للتوتر السطحي أنيونية أو غير أيونية، لذا يُنصح بالتأكد مباشرةً من مُورّد مواد التنظيف الكيميائية.
لماذا تختلف برامج التنظيف الأوروبية والأمريكية الشمالية؟
أوضح ليونيد أن استخدام الكلور قد تم استبعاده تدريجياً من برامج التنظيف الأوروبية، نظراً لأن نواتج تفاعل المواد المحتوية على الكلور قد تكون سامة وتتراكم بيولوجياً، كما أن حدود سلامة الغذاء غير محددة لجميعها. وبدلاً من ذلك، يعتمد العديد من العملاء الأوروبيين على التنظيف بتقنية PHT، وهي برنامج ذو درجة حموضة ودرجة حرارة عاليتين، حيث تُجرى المرحلة القلوية النهائية عند درجة حرارة تتراوح بين 60 و70 درجة مئوية ودرجة حموضة تتراوح بين 10 و12، بدلاً من 50 درجة مئوية القياسية. تُستخدم تقنية PHT بشكل شبه حصري في الترشيح الفائق؛ أما التناضح العكسي والترشيح النانوي في أوروبا، فتتبعان إلى حد كبير نفس خطوات التنظيف المتبعة في أمريكا الشمالية، لأن عناصر التناضح العكسي القياسية لا تتحمل درجات الحرارة العالية التي تتطلبها تقنية PHT.
يمكن استخدام الحرارة كخطوة تعقيم مستقلة. فوضع النظام عند درجة حرارة 70 درجة مئوية لمدة تتراوح بين 20 و30 دقيقة يُعد بمثابة عملية بسترة دفعة واحدة دون إضافة أي مواد كيميائية، ويقوم بعض العملاء بدمج هذه العملية مع المرحلة القلوية النهائية للتعقيم والتنظيف في خطوة واحدة.
يظهر هذا التحدي في الأنظمة الأكبر والأكثر تعقيدًا، حيث يصعب التحكم بدرجة الحرارة بشكل متساوٍ في جميع أقسام الأنابيب. وقد بدأ بعض العملاء الذين واجهوا هذا التحدي في استبدال عملية التعقيم الحراري بحمض البيرأسيتيك. يُستخدم حمض البيرأسيتيك أيضًا في أوروبا، وإن كان استخدامه أكثر شيوعًا كمؤكسد لتعزيز كفاءة التنظيف بدلًا من استخدامه كمعقم. لا تملك شركة ZwitterCo حتى الآن بياناتها الخاصة حول تشغيل أغشية Evolution PCM أو Evolution SF عند درجة حرارة 70 درجة مئوية للتعقيم، وتجري حاليًا اختبارات مع العملاء المهتمين.
برنامج نموذجي في أمريكا الشمالية
وصف سكوت تسلسل التنظيف الشائع في الولايات المتحدة: شطف الإنتاج وشطف الترسيب القصير، يليه غسل قلوي لمدة 15 دقيقة تقريبًا "لإزالة الشوائب" عند درجة حموضة تتراوح بين 10.5 و 10.7 لتفكيك معظم الأوساخ، ثم شطف آخر، ثم غسل قلوي معاد تدويره لمدة 20 إلى 25 دقيقة عند درجة حموضة تقارب 11. وتضيف العديد من البرامج بعد ذلك غسلًا إنزيميًا عند درجة حموضة تتراوح بين 9 و 10، ويتم تشغيله عند درجة حرارة منخفضة للحفاظ على نشاط الإنزيم.
تُعدّ خطوة استخدام الإنزيمات عادةً الجزء الأغلى والأطول في البرنامج. ولأن أغشية Evolution لا تتسخ بنفس طريقة العناصر التقليدية، فقد تمكّن بعض العملاء من الاستغناء تمامًا عن غسل الإنزيمات، وهو ما قدّره سكوت بأنه يوفر حوالي 45 دقيقة من وقت الغسيل، بالإضافة إلى 15 إلى 20 دقيقة أخرى من وقت الشطف ومياه الشطف، فضلاً عن توفير تكاليف المواد الكيميائية.
من الجانب الأوروبي، أشار ليونيد إلى أن عملاء البروتين النباتي يقومون أحيانًا بتشغيل ما يصل إلى ثلاث خطوات إنزيمية منفصلة في برنامج واحد: خطوة لتفكيك التلوث البروتيني، وخطوة الليباز للتلوث الدهني، وفي بعض الحالات خطوة السليولاز للتلوث الليفي.
لماذا لا تنظف نبتتان بنفس الطريقة؟
اتفق الضيفان على أن برامج التنظيف تختلف اختلافًا كبيرًا حتى داخل البلد الواحد. وأشار سكوت إلى اختلافات في صلابة المياه المحلية، من أيداهو إلى كاليفورنيا وتكساس ونيو مكسيكو، وما إذا كانت المحطة تستخدم مياه الآبار المصقولة أو المُخففة، وعمر فواصل المحطة، وميل المحطات إلى العمل بما يتجاوز طاقتها التصميمية الأصلية. وقد شهد أحد عملاء شمال كاليفورنيا، الذي تحول إلى التعقيم الحراري الأسبوعي بعد تعديل ضوابط النظام التي كانت تفصل النظام عند 122 درجة فهرنهايت، اختفاء مشاكل البكتيريا لديه.
فيما يخص التناضح العكسي والترشيح النانوي تحديدًا، وصف ليونيد البرنامج الأوروبي النموذجي بأنه يتضمن غسلًا أوليًا بمحلول قلوي، وغسلًا قلويًا كاملًا، ومنظفًا إنزيميًا، وخطوة حمضية لتعطيل الإنزيم وإزالة المواد المتبقية، وخطوة قلوية نهائية. يُضاف إلى الترشيح الفائق مرحلة تعقيم حراري بعد ذلك؛ بينما يُستغنى عنها في التناضح العكسي لأن الغشاء لا يتحمل درجة الحرارة. في أمريكا الشمالية، يُستخدم حمض البيرأسيتيك عادةً في تعقيم التناضح العكسي عند درجة حرارة منخفضة حوالي 70 درجة مئوية بدلًا من الحرارة، لأن تسخين حمض البيرأسيتيك يُسبب انبعاث غازات منه ويُنشئ بيئة غير آمنة.
تحدث إلى شركة ZwitterCo حول برنامج التنظيف الخاص بك
إذا كنت تحاول معرفة أين يقف برنامج التنظيف الخاص بك، سواء كانت تلك أسئلة حول اختيار المواد الخافضة للتوتر السطحي، أو التنظيف باستخدام PHT، أو إلى أي مدى يمكنك تقليل خطوات الإنزيم، فتواصل مع ZwitterCo لمناقشة نظامك وتطبيقك المحدد.
