Résumé : Le statut microbien des fermenteurs a un grand impact sur la qualité de la bière.Propre et stérile est la condition de base pour la gestion de l'hygiène dans la production de bière.Un bon système CIP peut nettoyer efficacement le fermenteur.Les problèmes de mécanisme de nettoyage, de méthode de nettoyage, de procédure de nettoyage, de sélection d'agent de nettoyage/stérilisant et de qualité de fonctionnement du système CIP ont été discutés.
Avant-propos
Le nettoyage et la stérilisation sont le travail de base de la production de bière et la mesure technique la plus importante pour améliorer la qualité de la bière.Le but du nettoyage et de la stérilisation est d'éliminer autant que possible la saleté générée par la paroi interne des tuyaux et de l'équipement pendant le processus de production, et d'éliminer la menace de micro-organismes de détérioration pour le brassage de la bière.Parmi eux, l'usine de fermentation a les exigences les plus élevées en micro-organismes et les travaux de nettoyage et de stérilisation représentent plus de 70% du travail total.À l'heure actuelle, le volume du fermenteur devient de plus en plus grand et le tuyau de transport de matériau devient de plus en plus long, ce qui entraîne de nombreuses difficultés de nettoyage et de stérilisation.La façon de nettoyer et de stériliser correctement et efficacement le fermenteur pour répondre aux besoins « biochimiques purs » actuels de la bière et répondre aux exigences du consommateur en matière de qualité du produit devrait être très appréciée par les brasseurs de bière.
1 mécanisme de nettoyage et facteurs associés affectant l'effet de nettoyage
1.1 mécanisme de nettoyage
Pendant le processus de production de bière, la surface de l'équipement en contact avec le matériau déposera de la saleté pour diverses raisons.Pour les fermenteurs, les composants d'encrassement sont principalement des impuretés de levure et de protéines, des composés de houblon et de résine de houblon et des pierres à bière.En raison de l'électricité statique et d'autres facteurs, ces saletés ont une certaine énergie d'adsorption entre la surface de la paroi interne du fermenteur.Évidemment, pour chasser la saleté de la paroi du réservoir, une certaine quantité d'énergie doit être dépensée.Cette énergie peut être de l'énergie mécanique, c'est-à-dire une méthode d'épuration du flux d'eau avec une certaine résistance aux chocs ;l'énergie chimique peut également être utilisée, comme l'utilisation d'un agent de nettoyage acide (ou alcalin) pour détacher, fissurer ou dissoudre la saleté, laissant ainsi la surface attachée ;C'est de l'énergie thermique, c'est-à-dire en augmentant la température du nettoyage, en accélérant la réaction chimique et en accélérant le processus de nettoyage.En fait, le processus de nettoyage est souvent le résultat d'une combinaison d'effets mécaniques, chimiques et de température.
1.2 Facteurs affectant l'effet nettoyant
1.2.1 La quantité d'adsorption entre le sol et la surface métallique est liée à la rugosité de surface du métal.Plus la surface métallique est rugueuse, plus l'adsorption entre la saleté et la surface est forte et plus elle est difficile à nettoyer.L'équipement utilisé pour la production alimentaire nécessite Ra<1μm ;les caractéristiques du matériau de surface de l'équipement affectent également l'adsorption entre la saleté et la surface de l'équipement.Par exemple, le nettoyage des matériaux synthétiques est particulièrement difficile par rapport au nettoyage de l'acier inoxydable.
1.2.2 Les caractéristiques de la saleté ont également une certaine relation avec l'effet nettoyant.Évidemment, il est beaucoup plus difficile d'enlever l'ancienne saleté qui a été séchée que d'enlever la nouvelle.Par conséquent, après la fin d'un cycle de production, le fermenteur doit être nettoyé dès que possible, ce qui n'est pas pratique, et sera nettoyé et stérilisé avant la prochaine utilisation.
1.2.3 La résistance à l'affouillement est un autre facteur majeur affectant l'effet de nettoyage.Indépendamment du tuyau de rinçage ou de la paroi du réservoir, l'effet de nettoyage n'est optimal que lorsque le liquide de lavage est dans un état turbulent.Par conséquent, il est nécessaire de contrôler efficacement l'intensité et le débit du rinçage afin que la surface du dispositif soit suffisamment mouillée pour assurer un effet de nettoyage optimal.
1.2.4 L'efficacité de l'agent de nettoyage lui-même dépend de son type (acide ou base), de son activité et de sa concentration.
1.2.5 Dans la plupart des cas, l'effet de nettoyage augmente avec l'augmentation de la température.Un grand nombre de tests ont montré que lorsque le type et la concentration de l'agent de nettoyage sont déterminés, l'effet d'un nettoyage à 50°C pendant 5 min et d'un lavage à 20°C pendant 30 min est le même.
Nettoyage CIP de 2 fermenteurs
2.1 Mode de fonctionnement CIP et son effet sur l'effet de nettoyage
La méthode de nettoyage la plus couramment utilisée par les brasseries modernes est le nettoyage en place (CIP), qui est une méthode de nettoyage et de stérilisation de l'équipement et de la tuyauterie sans démonter les pièces ou les raccords de l'équipement dans des conditions fermées.
2.1.1 Les grands récipients tels que les fermenteurs ne peuvent pas être nettoyés au moyen d'une solution de nettoyage.Le nettoyage in situ du fermenteur est réalisé par un cycle de lavage.L'épurateur a deux types de type de lavage à billes fixes et de type à jet rotatif.Le liquide de lavage est pulvérisé sur la surface intérieure du réservoir à travers l'épurateur, puis le liquide de lavage s'écoule le long de la paroi du réservoir.Dans des circonstances normales, le liquide de lavage forme un film attaché au réservoir.Sur la paroi du réservoir.L'effet de cette action mécanique est faible et l'effet de nettoyage est principalement obtenu par l'action chimique de l'agent de nettoyage.
2.1.2 L'épurateur fixe de type lavage à billes a un rayon de travail de 2 m.Pour les fermenteurs horizontaux, plusieurs épurateurs doivent être installés.La pression du liquide de lavage à la sortie de la buse du laveur doit être de 0,2 à 0,3 MPa ;pour les fermenteurs verticaux Et le point de mesure de la pression à la sortie de la pompe de lavage, non seulement la perte de charge causée par la résistance de la canalisation, mais aussi l'influence de la hauteur sur la pression de nettoyage.
2.1.3 Lorsque la pression est trop basse, le rayon d'action de l'épurateur est petit, le débit n'est pas suffisant et le liquide de nettoyage pulvérisé ne peut pas remplir la paroi du réservoir ;lorsque la pression est trop élevée, le liquide de nettoyage forme un brouillard et ne peut pas former un flux descendant le long de la paroi du réservoir.Le film d'eau, ou le liquide de nettoyage pulvérisé, rebondit sur la paroi du réservoir, ce qui réduit l'effet de nettoyage.
2.1.4 Lorsque l'équipement à nettoyer est sale et que le diamètre de la cuve est important (d>2m), un laveur à jet rotatif est généralement utilisé pour augmenter le rayon de lavage (0,3-0,7 MPa) pour augmenter le rayon de lavage et améliorer le rayon de lavage.L'action mécanique du rinçage augmente l'effet détartrant.
2.1.5 Les épurateurs à jet rotatif peuvent utiliser un débit de fluide de purge inférieur à celui d'un laveur à billes.Au passage du fluide de rinçage, l'épurateur utilise le recul du fluide pour tourner, rincer et vider alternativement, améliorant ainsi l'effet de nettoyage.
2.2 Estimation du débit de liquide de nettoyage
Comme mentionné ci-dessus, le fermenteur doit avoir une certaine intensité de rinçage et un certain débit lors du nettoyage.Afin d'assurer une épaisseur suffisante de la couche d'écoulement de fluide et de former un écoulement turbulent continu, il faut faire attention au débit de la pompe de nettoyage.
2.2.1 Il existe différentes méthodes d'estimation du débit de liquide de nettoyage pour le nettoyage des réservoirs à fond conique rond.La méthode traditionnelle ne considère que la circonférence de la cuve, et elle est déterminée dans une fourchette de 1,5 à 3,5 m3/m•h selon la difficulté de nettoyage (généralement la limite inférieure de la petite cuve et la limite supérieure de la grande cuve ).Un réservoir à fond conique circulaire d'un diamètre de 6,5 m a une circonférence d'environ 20 m.Si 3m3/m•h est utilisé, le débit du liquide de nettoyage est d'environ 60m3/h.
2.2.2 La nouvelle méthode d'estimation est basée sur le fait que la quantité de métabolites (sédiments) précipités par litre de moût de refroidissement pendant la fermentation est constante.Lorsque le diamètre du réservoir augmente, la surface interne par unité de capacité du réservoir diminue.En conséquence, la quantité de charge de saleté par unité de surface augmente, et le débit du liquide de nettoyage doit être augmenté en conséquence.Il est recommandé d'utiliser 0,2 m3/m2•h.Un fermenteur d'une capacité de 500 m3 et d'un diamètre de 6,5 m a une surface interne d'environ 350 m2, et le débit du liquide de nettoyage est d'environ 70 m3/h.
3 méthodes et procédures couramment utilisées pour nettoyer les fermenteurs
3.1 Selon la température de fonctionnement du nettoyage, il peut être divisé en nettoyage à froid (température normale) et nettoyage à chaud (chauffage).Afin de gagner du temps et de laver le liquide, les gens lavent souvent à une température plus élevée ;pour la sécurité des opérations de grands réservoirs, le nettoyage à froid est souvent utilisé pour nettoyer les grands réservoirs.
3.2 Selon le type d'agent de nettoyage utilisé, il peut être divisé en nettoyage acide et nettoyage alcalin.Le lavage alcalin est particulièrement adapté pour éliminer les polluants organiques générés dans le système, tels que la levure, les protéines, la résine de houblon, etc. ;le décapage consiste principalement à éliminer les polluants inorganiques générés dans le système, tels que les sels de calcium, les sels de magnésium, les pierres de bière, etc.
Heure de publication : 30 octobre 2020