Abstrakt: Mikrobiální stav fermentorů má velký vliv na kvalitu piva.Čistota a sterilnost je základním požadavkem hygienického managementu při výrobě piva.Dobrý systém CIP dokáže fermentor účinně vyčistit.Byla diskutována problematika čisticího mechanismu, způsobu čištění, postupu čištění, výběru čisticího prostředku/sterilizátoru a kvality provozu CIP systému.
Úvodní slovo
Čištění a sterilizace jsou základní prací při výrobě piva a nejdůležitějším technickým opatřením ke zlepšení kvality piva.Účelem čištění a sterilizace je co nejvíce odstranit nečistoty, které vznikají na vnitřní stěně potrubí a zařízení během výrobního procesu, a eliminovat hrozbu kažení mikroorganismů při vaření piva.Mezi nimi má fermentační zařízení nejvyšší požadavky na mikroorganismy a čisticí a sterilizační práce tvoří více než 70 % celkové práce.V současné době je objem fermentoru stále větší a větší a potrubí pro dopravu materiálu je stále delší a delší, což přináší mnoho potíží při čištění a sterilizaci.Jak správně a efektivně vyčistit a sterilizovat fermentor tak, aby vyhovoval současným „čistým biochemickým“ potřebám piva a splnil požadavky spotřebitele na kvalitu produktu, by měli pracovníci pivovaru vysoce oceňovat.
1 čisticí mechanismus a související faktory ovlivňující čisticí účinek
1.1 čisticí mechanismus
Během procesu výroby piva se na povrchu zařízení v kontaktu s materiálem z různých důvodů usazují nečistoty.U fermentorů jsou znečišťujícími složkami především kvasinky a bílkovinné nečistoty, chmel a sloučeniny chmelové pryskyřice a pivní pecky.Kvůli statické elektřině a dalším faktorům mají tyto nečistoty určitou adsorpční energii mezi povrchem vnitřní stěny fermentoru.Je zřejmé, že za účelem odstranění nečistot ze stěny nádrže je nutné zaplatit určité množství energie.Touto energií může být mechanická energie, tj. metoda proudění vody s určitou rázovou pevností;lze také použít chemickou energii, jako je použití kyselého (nebo alkalického) čisticího prostředku k uvolnění, prasknutí nebo rozpuštění špíny, čímž zůstane přichycený povrch;Je to tepelná energie, tedy zvýšením teploty čištění, urychlením chemické reakce a urychlením procesu čištění.Ve skutečnosti je proces čištění často výsledkem kombinace mechanických, chemických a teplotních vlivů.
1.2 Faktory ovlivňující čisticí účinek
1.2.1 Míra adsorpce mezi půdou a povrchem kovu souvisí s drsností povrchu kovu.Čím drsnější je kovový povrch, tím silnější je adsorpce mezi nečistotou a povrchem a tím obtížnější je čištění.Zařízení používaná pro výrobu potravin vyžaduje Ra<1μm;vlastnosti povrchového materiálu zařízení také ovlivňují adsorpci mezi nečistotou a povrchem zařízení.Například čištění syntetických materiálů je zvláště obtížné ve srovnání s čištěním nerezové oceli.
1.2.2 Charakteristiky nečistot mají také určitý vztah k čisticímu účinku.Je zřejmé, že je mnohem obtížnější odstranit staré nečistoty, které byly zaschlé, než odstranit nové.Proto po dokončení výrobního cyklu musí být fermentor vyčištěn co nejdříve, což není vhodné, a před dalším použitím bude vyčištěn a sterilizován.
1.2.3 Odolnost proti oděru je dalším hlavním faktorem ovlivňujícím čisticí účinek.Bez ohledu na splachovací potrubí nebo stěnu nádrže je čisticí účinek nejlepší pouze tehdy, když je mycí kapalina v turbulentním stavu.Proto je nutné efektivně řídit intenzitu splachování a průtok tak, aby byl povrch zařízení dostatečně navlhčen pro zajištění optimálního čisticího účinku.
1.2.4 Účinnost samotného čisticího prostředku závisí na jeho druhu (kyselina nebo zásada), aktivitě a koncentraci.
1.2.5 Ve většině případů se účinek čištění zvyšuje s rostoucí teplotou.Velké množství testů prokázalo, že při stanovení typu a koncentrace čisticího prostředku je účinek čištění při 50 °C po dobu 5 minut a praní při 20 °C po dobu 30 minut stejný.
2 CIP čištění fermentoru
2.1 Provozní režim CIP a jeho vliv na čisticí účinek
Nejběžnější metodou čištění, kterou moderní pivovary používají, je čištění na místě (CIP), což je metoda čištění a sterilizace zařízení a potrubí bez demontáže částí nebo armatur zařízení v uzavřených podmínkách.
2.1.1 Velké nádoby, jako jsou fermentory, nelze čistit pomocí čisticího roztoku.Čištění fermentoru na místě se provádí pomocí cyklu pračky.Pračka má dva typy mycího typu s pevnou kuličkou a typ s rotační tryskou.Promývací kapalina je rozstřikována na vnitřní povrch nádrže přes pračku a poté mycí kapalina stéká po stěně nádrže.Za normálních okolností tvoří mycí kapalina film připevněný k nádrži.Na stěně nádrže.Účinek tohoto mechanického působení je malý a čisticího účinku se dosahuje především chemickým působením čisticího prostředku.
2.1.2 Pračka s pevnou koulí má pracovní poloměr 2 m.U horizontálních fermentorů musí být instalováno více praček.Tlak mycí kapaliny na výstupu z trysky pračky by měl být 0,2-0,3 MPa;pro vertikální fermentory A bod měření tlaku na výstupu z mycího čerpadla, nejen tlaková ztráta způsobená odporem potrubí, ale také vliv výšky na čisticí tlak.
2.1.3 Když je tlak příliš nízký, akční rádius pračky je malý, průtok nestačí a rozstřikovaná čisticí kapalina nemůže zaplnit stěnu nádrže;když je tlak příliš vysoký, čisticí kapalina vytvoří mlhu a nemůže tvořit proudění směrem dolů podél stěny nádrže.Vodní film nebo stříkaná čisticí kapalina se odrazí zpět od stěny nádrže a snižuje tak čisticí účinek.
2.1.4 Když je čištěné zařízení špinavé a průměr nádrže je velký (d>2 m), obecně se používá rotační trysková pračka pro zvětšení mycího poloměru (0,3-0,7 MPa), aby se zvětšil mycí poloměr a zvýšit rádius mytí.Mechanické působení oplachu zvyšuje odvápňovací účinek.
2.1.5 Rotační tryskové pračky mohou používat nižší průtok čisticí kapaliny než kulové myčky.Jak proplachovací médium prochází, pračka využívá zpětného rázu kapaliny ke střídavému otáčení, proplachování a vyprazdňování, čímž se zlepšuje čisticí účinek.
2.2 Odhad průtoku čisticí kapaliny
Jak bylo uvedeno výše, fermentor potřebuje mít při čištění určitou intenzitu proplachování a průtok.Aby byla zajištěna dostatečná tloušťka vrstvy proudění tekutiny a aby se vytvořilo kontinuální turbulentní proudění, je nutné dbát na průtok čistícího čerpadla.
2.2.1 Existují různé metody pro odhad průtoku čisticí kapaliny pro čištění nádrží s kulatým dnem.Tradiční metoda zohledňuje pouze obvod nádrže a ten se určuje v rozmezí 1,5 až 3,5 m3/m•h podle náročnosti čištění (obecně spodní hranice malé nádrže a horní hranice velké nádrže ).Nádrž s kruhovým kuželovým dnem o průměru 6,5m má obvod cca 20m.Při použití 3 m3/m•h je průtok čisticí kapaliny asi 60 m3/h.
2.2.2 Nová metoda odhadu je založena na skutečnosti, že množství metabolitů (sedimentů) vysrážených na litr chladící mladiny během fermentace je konstantní.Když se průměr nádrže zvětší, vnitřní povrch na jednotku kapacity nádrže se zmenšuje.V důsledku toho se zvyšuje množství nečistot na jednotku plochy a průtok čisticí kapaliny se musí odpovídajícím způsobem zvýšit.Doporučuje se použít 0,2 m3/m2•h.Fermentor o objemu 500 m3 a průměru 6,5 m má vnitřní povrch cca 350 m2 a průtok čisticí kapaliny je cca 70 m3/h.
3 běžně používané metody a postupy čištění fermentorů
3.1 Podle provozní teploty čištění lze rozdělit na čištění za studena (normální teplota) a čištění za tepla (ohřev).Aby se ušetřil čas a prací kapalina, lidé často perou při vyšší teplotě;pro bezpečnost provozu velkých nádrží se pro čištění velkých nádrží často používá čištění za studena.
3.2 Podle druhu použitého čisticího prostředku jej lze rozdělit na kyselé čištění a alkalické čištění.Alkalické promývání je zvláště vhodné pro odstraňování organických znečišťujících látek vznikajících v systému, jako jsou kvasinky, bílkoviny, chmelové pryskyřice atd.;Moření je hlavně k odstranění anorganických znečišťujících látek generovaných v systému, jako jsou vápenaté soli, hořečnaté soli, pivní kameny a podobně.
Čas odeslání: 30. října 2020