Резюме: Микробният статус на ферментаторите има голямо влияние върху качеството на бирата.Чистота и стерилност е основното изискване за управление на хигиената в производството на бира.Добрата CIP система може ефективно да почисти ферментатора.Бяха обсъдени проблемите на механизма за почистване, метода на почистване, процедурата за почистване, избора на почистващ агент/стерилизатор и качеството на работа на CIP системата.
Предговор
Почистването и стерилизацията са основната работа при производството на бира и най-важната техническа мярка за подобряване на качеството на бирата.Целта на почистването и стерилизацията е да се отстрани колкото е възможно повече мръсотията, генерирана от вътрешната стена на тръбите и оборудването по време на производствения процес, и да се елиминира заплахата от разваляне на микроорганизми при варенето на бира.Сред тях ферментационната инсталация има най-високи изисквания за микроорганизми, а работата по почистване и стерилизация представлява повече от 70% от общата работа.В момента обемът на ферментатора става все по-голям и по-голям, а тръбата за транспортиране на материала става все по-дълга и по-дълга, което създава много трудности при почистването и стерилизацията.Как правилно и ефективно да се почисти и стерилизира ферментаторът, за да се отговори на настоящите „чисти биохимични“ нужди на бирата и да се отговори на изискванията на потребителя за качество на продукта, трябва да бъде високо ценено от работниците, които пивоварят бира.
1 почистващ механизъм и свързани фактори, влияещи върху ефекта на почистване
1.1 механизъм за почистване
По време на процеса на производство на бира, повърхността на оборудването в контакт с материала ще отложи малко мръсотия по различни причини.За ферментаторите замърсяващите компоненти са главно дрожди и протеинови примеси, хмел и съединения от хмелова смола и бирени камъни.Поради статичното електричество и други фактори, тези замърсявания имат определена енергия на адсорбция между повърхността на вътрешната стена на ферментатора.Очевидно, за да се прогони мръсотията от стената на резервоара, трябва да се плати определено количество енергия.Тази енергия може да бъде механична енергия, тоест метод за почистване на воден поток с определена якост на удар;може също да се използва химическа енергия, като например използване на киселинен (или алкален) почистващ агент за разхлабване, напукване или разтваряне на мръсотията, като по този начин напуска прикрепената повърхност;Това е топлинна енергия, тоест чрез повишаване на температурата на почистване, ускоряване на химическата реакция и ускоряване на процеса на почистване.Всъщност процесът на почистване често е резултат от комбинация от механични, химични и температурни ефекти.
1.2 Фактори, влияещи върху почистващия ефект
1.2.1 Степента на адсорбция между почвата и металната повърхност е свързана с повърхностната грапавост на метала.Колкото по-груба е металната повърхност, толкова по-силна е адсорбцията между мръсотията и повърхността и толкова по-трудно е почистването.Оборудването, използвано за производство на храни, изисква Ra<1μm;характеристиките на повърхностния материал на оборудването също влияят върху адсорбцията между мръсотията и повърхността на оборудването.Например, почистването на синтетични материали е особено трудно в сравнение с почистването на неръждаема стомана.
1.2.2 Характеристиките на мръсотията също имат известна връзка с почистващия ефект.Очевидно е много по-трудно да се премахне старата засъхнала мръсотия, отколкото да се премахне новата.Следователно, след приключване на производствения цикъл, ферментаторът трябва да се почисти възможно най-скоро, което не е удобно и ще бъде почистен и стерилизиран преди следваща употреба.
1.2.3 Силата на изтриване е друг основен фактор, влияещ върху почистващия ефект.Независимо от промивната тръба или стената на резервоара, почистващият ефект е най-добър само когато промивната течност е в турбулентно състояние.Следователно е необходимо да се контролира ефективно интензитета на промиване и скоростта на потока, така че повърхността на устройството да е достатъчно намокрена, за да се осигури оптимален почистващ ефект.
1.2.4 Ефективността на самия почистващ препарат зависи от неговия тип (киселина или основа), активност и концентрация.
1.2.5 В повечето случаи почистващият ефект се увеличава с повишаване на температурата.Голям брой тестове показват, че когато се определят вида и концентрацията на почистващия препарат, ефектът от почистване при 50 °C за 5 минути и пране при 20 °C за 30 минути е еднакъв.
2 ферментатор CIP почистване
2.1 CIP режим на работа и неговия ефект върху ефекта на почистване
Най-разпространеният метод за почистване, използван от съвременните пивоварни, е почистването на място (CIP), което е метод за почистване и стерилизиране на оборудването и тръбопроводите без разглобяване на частите или фитингите на оборудването при затворени условия.
2.1.1 Големи контейнери като ферментатори не могат да се почистват с почистващ разтвор.Почистването на място на ферментатора се извършва чрез цикъл на скрубер.Скруберът има два вида тип измиване с фиксирана топка и тип ротационна струя.Измиващата течност се напръсква върху вътрешната повърхност на резервоара през скрубера и след това измиващата течност се стича надолу по стената на резервоара.При нормални обстоятелства измиващата течност образува филм, прикрепен към резервоара.На стената на резервоара.Ефектът от това механично действие е малък и почистващият ефект се постига главно чрез химическото действие на почистващия агент.
2.1.2 Скруберът тип измиване с неподвижна топка има работен радиус 2 m.За хоризонталните ферментатори трябва да се монтират множество скрубери.Налягането на измиващата течност на изхода на дюзата на скрубера трябва да бъде 0,2-0,3 MPa;за вертикални ферментатори И точката на измерване на налягането на изхода на помпата за измиване, не само загубата на налягане, причинена от съпротивлението на тръбопровода, но и влиянието на височината върху налягането на почистване.
2.1.3 Когато налягането е твърде ниско, радиусът на действие на скрубера е малък, скоростта на потока не е достатъчна и напръсканата почистваща течност не може да запълни стената на резервоара;когато налягането е твърде високо, почистващата течност ще образува мъгла и не може да образува поток надолу по стената на резервоара.Водният филм или напръсканата почистваща течност отскача обратно от стената на резервоара, намалявайки почистващия ефект.
2.1.4 Когато оборудването, което трябва да се почисти, е замърсено и диаметърът на резервоара е голям (d>2m), обикновено се използва скрубер с ротационна струя за увеличаване на радиуса на измиване (0,3-0,7 MPa), за да се увеличи радиусът на измиване и увеличете радиуса на измиване.Механичното действие на изплакването увеличава ефекта на отстраняване на котления камък.
2.1.5 Ротационните струйни скрубери могат да използват по-нисък дебит на продухващия флуид в сравнение със сферичната шайба.Докато измиващата среда преминава, скруберът използва отката на течността, за да се върти, промивайки и изпразвайки последователно, като по този начин подобрява ефекта на почистване.
2.2 Оценка на потока на почистващата течност
Както бе споменато по-горе, ферментаторът трябва да има определена интензивност на промиване и дебит при почистване.За да се осигури достатъчна дебелина на слоя на флуидния поток и да се образува непрекъснат турбулентен поток, е необходимо да се обърне внимание на дебита на почистващата помпа.
2.2.1 Има различни методи за оценка на дебита на почистващата течност за почистване на резервоари с кръгло конусно дъно.Традиционният метод взема предвид само обиколката на резервоара и тя се определя в диапазона от 1,5 до 3,5 m3/m•h в зависимост от трудността на почистване (обикновено долната граница на малкия резервоар и горната граница на големия резервоар ).Резервоар с кръгло конусно дъно с диаметър 6,5 m има обиколка около 20 m.Ако се използва 3m3/m•h, дебитът на почистващата течност е около 60m3/h.
2.2.2 Новият метод за оценка се основава на факта, че количеството метаболити (утайки), утаени на литър охлаждаща пивна мъст по време на ферментацията, е постоянно.Когато диаметърът на резервоара се увеличи, вътрешната повърхност на единица капацитет на резервоара намалява.В резултат на това количеството замърсяване на единица площ се увеличава и скоростта на потока на почистващата течност трябва да се увеличи съответно.Препоръчително е да се използва 0,2 m3/m2•h.Ферментатор с капацитет 500 m3 и диаметър 6,5 m има вътрешна повърхност около 350 m2, а дебитът на почистващата течност е около 70 m3/h.
3 често използвани метода и процедури за почистване на ферментатори
3.1 Според температурата на почистване, тя може да бъде разделена на студено почистване (нормална температура) и горещо почистване (нагряване).За да спестят време и перилна течност, хората често перат на по-висока температура;за безопасността на операциите с големи резервоари студеното почистване често се използва за почистване на големи резервоари.
3.2 Според вида на използвания почистващ препарат, той може да бъде разделен на киселинно почистване и алкално почистване.Алкалното измиване е особено подходящо за отстраняване на органични замърсители, генерирани в системата, като дрожди, протеини, хмелова смола и др.;ецването е главно за отстраняване на неорганични замърсители, генерирани в системата, като калциеви соли, магнезиеви соли, бирени камъни и други подобни.
Време на публикуване: 30 октомври 2020 г