Sažetak: Mikrobni status fermentora ima veliki utjecaj na kvalitetu piva.Čisto i sterilno osnovni je zahtjev za upravljanje higijenom u proizvodnji piva.Dobar CIP sistem može efikasno očistiti fermentor.Razmatrani su problemi mehanizma čišćenja, načina čišćenja, postupka čišćenja, odabira sredstva za čišćenje/sterilizanta i kvaliteta rada CIP sistema.
Predgovor
Čišćenje i sterilizacija su osnovni posao proizvodnje piva i najvažnija tehnička mjera za poboljšanje kvaliteta piva.Svrha čišćenja i sterilizacije je da se što je više moguće ukloni prljavština koju stvaraju unutrašnji zidovi cijevi i opreme tokom procesa proizvodnje, te da se eliminiše opasnost od mikroorganizama kvarenja za pripremu piva.Među njima, postrojenje za fermentaciju ima najveće zahtjeve za mikroorganizmima, a poslovi čišćenja i sterilizacije čine više od 70% ukupnog posla.Trenutno je volumen fermentora sve veći i veći, a cijev za transport materijala sve duža i duža, što donosi mnoge poteškoće u čišćenju i sterilizaciji.Kako pravilno i efikasno očistiti i sterilizirati fermentor kako bi se zadovoljile trenutne „čiste biohemijske“ potrebe piva i zadovoljili zahtjevi potrošača za kvalitetom proizvoda, trebali bi visoko cijeniti radnici u proizvodnji piva.
1 mehanizam za čišćenje i povezani faktori koji utiču na učinak čišćenja
1.1 mehanizam za čišćenje
Tokom procesa proizvodnje piva, površina opreme koja je u kontaktu sa materijalom će iz različitih razloga taložiti nešto prljavštine.Za fermentore, komponente zaprljanja su uglavnom nečistoće kvasca i proteina, jedinjenja hmelja i hmeljne smole i pivskih kamenčića.Zbog statičkog elektriciteta i drugih faktora, ova prljavština ima određenu energiju adsorpcije između površine unutrašnjeg zida fermentora.Očigledno, da bi se otjerala prljavština sa zida rezervoara, mora se platiti određena količina energije.Ova energija može biti mehanička energija, odnosno metoda pročišćavanja protokom vode sa određenom udarnom čvrstoćom;hemijska energija se takođe može koristiti, kao što je upotreba kiselog (ili alkalnog) sredstva za čišćenje da se otpusti, popuca ili rastvori prljavština, ostavljajući tako pričvršćenu površinu;To je toplotna energija, odnosno povećanjem temperature čišćenja, ubrzanjem hemijske reakcije i ubrzavanjem procesa čišćenja.U stvari, proces čišćenja je često rezultat kombinacije mehaničkih, hemijskih i temperaturnih efekata.
1.2 Faktori koji utiču na učinak čišćenja
1.2.1 Količina adsorpcije između tla i metalne površine povezana je s hrapavostom površine metala.Što je metalna površina grublja, to je jača adsorpcija između prljavštine i površine i teže se čisti.Oprema koja se koristi za proizvodnju hrane zahteva Ra<1μm;karakteristike površinskog materijala opreme također utiču na adsorpciju između prljavštine i površine opreme.Na primjer, čišćenje sintetičkih materijala je posebno teško u usporedbi s čišćenjem nehrđajućeg čelika.
1.2.2 Karakteristike prljavštine takođe imaju određenu vezu sa učinkom čišćenja.Očigledno, mnogo je teže ukloniti staru prljavštinu koja je osušena nego ukloniti novu.Stoga, nakon završetka proizvodnog ciklusa, fermentor se mora očistiti što je prije moguće, što nije zgodno, te će se očistiti i sterilizirati prije sljedeće upotrebe.
1.2.3 Jačina struganja je još jedan važan faktor koji utiče na učinak čišćenja.Bez obzira na cijev za ispiranje ili zid spremnika, učinak čišćenja je najbolji samo kada je tekućina za pranje u turbulentnom stanju.Stoga je potrebno efikasno kontrolisati intenzitet ispiranja i brzinu protoka kako bi površina uređaja bila dovoljno navlažena kako bi se osigurao optimalan učinak čišćenja.
1.2.4 Efikasnost samog sredstva za čišćenje zavisi od njegove vrste (kiselina ili baza), aktivnosti i koncentracije.
1.2.5 U većini slučajeva, učinak čišćenja se povećava s povećanjem temperature.Veliki broj ispitivanja je pokazao da kada se odredi vrsta i koncentracija sredstva za čišćenje, efekat čišćenja na 50°C u trajanju od 5 min i pranja na 20°C u trajanju od 30 min je isti.
2 fermentora CIP čišćenje
2.1CIP način rada i njegov utjecaj na učinak čišćenja
Najčešća metoda čišćenja koju koriste moderne pivare je čišćenje na mjestu (CIP), što je metoda čišćenja i sterilizacije opreme i cjevovoda bez rastavljanja dijelova ili armature opreme u zatvorenim uvjetima.
2.1.1 Velike posude kao što su fermentori ne mogu se čistiti rastvorom za čišćenje.Čišćenje fermentora na licu mjesta vrši se kroz ciklus pranja.Čistač ima dva tipa fiksnog kugličnog pranja i rotacionog tipa.Tečnost za pranje se raspršuje na unutrašnju površinu rezervoara kroz čistač, a zatim tečnost za pranje teče niz zid rezervoara.U normalnim okolnostima, tečnost za pranje formira film pričvršćen za rezervoar.Na zidu rezervoara.Učinak ovog mehaničkog djelovanja je mali, a učinak čišćenja se uglavnom postiže kemijskim djelovanjem sredstva za čišćenje.
2.1.2 Fiksni kuglični perač za pranje ima radni radijus od 2 m.Za horizontalne fermentore potrebno je instalirati više uređaja za pranje.Pritisak tečnosti za pranje na izlazu iz mlaznice za pranje treba da bude 0,2-0,3 MPa;za vertikalne fermentore I tačka merenja pritiska na izlazu pumpe za pranje, ne samo gubitak pritiska uzrokovan otporom cevovoda, već i uticaj visine na pritisak čišćenja.
2.1.3 Kada je pritisak prenizak, radijus delovanja prečistača je mali, brzina protoka nije dovoljna i raspršena tečnost za čišćenje ne može da ispuni zid rezervoara;kada je pritisak previsok, tečnost za čišćenje će formirati maglu i ne može stvoriti silazni tok duž zida rezervoara.Vodeni film, ili raspršena tečnost za čišćenje, odbija se od zida rezervoara, smanjujući efekat čišćenja.
2.1.4 Kada je oprema koja se čisti prljava i prečnik rezervoara veliki (d>2m), obično se koristi rotacioni mlazni čistač za povećanje poluprečnika pranja (0,3-0,7 MPa) kako bi se povećao radijus pranja i povećati radijus pranja.Mehaničko djelovanje sredstva za ispiranje povećava učinak uklanjanja kamenca.
2.1.5 Rotacioni mlazni skruberi mogu koristiti nižu brzinu protoka tečnosti za pročišćavanje od kugličnih perača.Kako medij za ispiranje prolazi, perač koristi trzaj tekućine za rotaciju, ispiranje i pražnjenje naizmenično, čime se poboljšava učinak čišćenja.
2.2 Procjena protoka tekućine za čišćenje
Kao što je već spomenuto, fermentor mora imati određeni intenzitet ispiranja i protok prilikom čišćenja.Kako bi se osigurala dovoljna debljina sloja protoka fluida i formirao kontinuirani turbulentni tok, potrebno je obratiti pažnju na brzinu protoka pumpe za čišćenje.
2.2.1 Postoje različite metode za procjenu protoka tekućine za čišćenje za čišćenje rezervoara sa okruglim konusnim dnom.Tradicionalna metoda uzima u obzir samo obim rezervoara, a određuje se u rasponu od 1,5 do 3,5 m3/m•h prema težini čišćenja (uglavnom donja granica malog rezervoara i gornja granica velikog rezervoara ).Rezervoar sa kružnim konusnim dnom prečnika 6,5m ima obim od oko 20m.Ako se koristi 3m3/m•h, protok tečnosti za čišćenje je oko 60m3/h.
2.2.2 Nova metoda procjene zasnovana je na činjenici da je količina taloženih metabolita (sedimenata) po litru rashladne sladovine tokom fermentacije konstantna.Kada se promjer spremnika poveća, unutarnja površina po jedinici kapaciteta spremnika se smanjuje.Kao rezultat, povećava se količina prljavštine po jedinici površine, a protok tekućine za čišćenje se mora povećati u skladu s tim.Preporučljivo je koristiti 0,2 m3/m2•h.Fermentor kapaciteta 500 m3 i prečnika 6,5 m ima unutrašnju površinu od oko 350 m2, a protok tečnosti za čišćenje je oko 70 m3/h.
3 najčešće korištene metode i procedure za čišćenje fermentora
3.1 Prema radnoj temperaturi čišćenja, može se podijeliti na hladno čišćenje (normalna temperatura) i toplo čišćenje (grijanje).Da bi uštedeli vreme i tečnost za pranje, ljudi često peru na višoj temperaturi;za sigurnost rada velikih rezervoara, hladno čišćenje se često koristi za čišćenje velikih rezervoara.
3.2 Prema vrsti sredstva za čišćenje koje se koristi, može se podijeliti na kiselo čišćenje i alkalno čišćenje.Alkalno pranje je posebno pogodno za uklanjanje organskih zagađivača koji nastaju u sistemu, kao što su kvasac, proteini, smola hmelja, itd.;Kiseljenje je uglavnom za uklanjanje neorganskih zagađivača koji nastaju u sistemu, kao što su soli kalcijuma, soli magnezijuma, pivski kamenčići i slično.
Vrijeme objave: 30.10.2020