Sažetak: Mikrobni status fermentora ima veliki utjecaj na kvalitetu piva.Čisto i sterilno je osnovni uvjet za upravljanje higijenom u proizvodnji piva.Dobar CIP sustav može učinkovito očistiti fermentor.Raspravljalo se o problemima mehanizma za čišćenje, metodi čišćenja, postupku čišćenja, izboru sredstva za čišćenje/sterilizant i kvaliteti rada CIP sustava.
Predgovor
Čišćenje i sterilizacija osnovni su rad u proizvodnji piva i najvažnija tehnička mjera za poboljšanje kvalitete piva.Svrha čišćenja i sterilizacije je ukloniti što je više moguće prljavštine koju stvaraju unutarnje stijenke cijevi i opreme tijekom procesa proizvodnje te eliminirati prijetnju mikroorganizama kvarenja piva.Među njima, fermentacija ima najveće zahtjeve za mikroorganizmima, a poslovi čišćenja i sterilizacije čine više od 70% ukupnog posla.Trenutno, volumen fermentora postaje sve veći i veći, a cijev za prijenos materijala sve je duža i duža, što donosi mnoge poteškoće u čišćenju i sterilizaciji.Kako pravilno i učinkovito očistiti i sterilizirati fermentor kako bi se zadovoljile trenutne "čiste biokemijske" potrebe piva i ispunili zahtjevi potrošača za kvalitetom proizvoda, radnici koji pivare piva trebaju visoko cijeniti.
1 mehanizam za čišćenje i povezani čimbenici koji utječu na učinak čišćenja
1.1 mehanizam za čišćenje
Tijekom procesa proizvodnje piva, površina opreme u dodiru s materijalom će taložiti nešto prljavštine iz raznih razloga.Za fermentore, komponente zaprljanja uglavnom su nečistoće kvasca i proteina, hmelj i spojevi hmeljne smole te pivski kamenčići.Zbog statičkog elektriciteta i drugih čimbenika, ta prljavština ima određenu adsorpcijsku energiju između površine unutarnje stijenke fermentora.Očito, da bi se otjerala prljavština sa stijenke spremnika, mora se platiti određena količina energije.Ta energija može biti mehanička energija, odnosno metoda ispiranja protoka vode s određenom udarnom snagom;također se može koristiti kemijska energija, kao što je korištenje kiselog (ili alkalnog) sredstva za čišćenje za otpuštanje, pucanje ili otapanje prljavštine, ostavljajući tako pričvršćenu površinu;To je toplinska energija, odnosno povećanjem temperature čišćenja, ubrzava se kemijska reakcija i ubrzava proces čišćenja.Zapravo, proces čišćenja često je rezultat kombinacije mehaničkih, kemijskih i temperaturnih učinaka.
1.2 Čimbenici koji utječu na učinak čišćenja
1.2.1 Količina adsorpcije između tla i metalne površine povezana je s površinskom hrapavošću metala.Što je metalna površina hrapavija, to je jača adsorpcija između prljavštine i površine, te ju je teže čistiti.Oprema koja se koristi za proizvodnju hrane zahtijeva Ra<1μm;karakteristike površinskog materijala opreme također utječu na adsorpciju između prljavštine i površine opreme.Na primjer, čišćenje sintetičkih materijala posebno je teško u usporedbi s čišćenjem nehrđajućeg čelika.
1.2.2 Karakteristike prljavštine također imaju određeni odnos s učinkom čišćenja.Očito je puno teže ukloniti staru osušenu prljavštinu 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 uporabe.
1.2.3 Snaga ribanja još je jedan važan faktor koji utječe na učinak čišćenja.Bez obzira na cijev za ispiranje ili stijenku spremnika, učinak čišćenja je najbolji samo kada je tekućina za pranje u turbulentnom stanju.Stoga je potrebno učinkovito kontrolirati intenzitet ispiranja i protok kako bi površina uređaja bila dovoljno nakvašena kako bi se osigurao optimalan učinak čišćenja.
1.2.4 Učinkovitost samog sredstva za čišćenje ovisi o njegovoj vrsti (kiselina ili baza), aktivnosti i koncentraciji.
1.2.5 U većini slučajeva, učinak čišćenja se povećava s povećanjem temperature.Velik broj testova pokazao je da je kod određivanja vrste i koncentracije sredstva za čišćenje učinak pranja na 50°C u trajanju od 5 minuta i pranja na 20°C u trajanju od 30 minuta isti.
2 CIP čišćenje fermentora
2.1 Način rada CIP i njegov učinak na učinak čišćenja
Najčešća metoda čišćenja koju koriste moderne pivovare je čišćenje na mjestu (CIP), što je metoda čišćenja i sterilizacije opreme i cjevovoda bez rastavljanja dijelova ili pribora opreme u zatvorenim uvjetima.
2.1.1 Velike posude kao što su fermentori ne mogu se očistiti pomoću otopine za čišćenje.Čišćenje fermentora na licu mjesta provodi se kroz ciklus pranja.Čistač ima dvije vrste pranja s fiksnom kuglom i tip s rotirajućim mlazom.Tekućina za pranje se raspršuje na unutarnju površinu spremnika kroz čistač, a zatim tekućina za pranje teče niz stijenku spremnika.Pod normalnim okolnostima, tekućina za pranje stvara film pričvršćen za spremnik.Na stijenci spremnika.Učinak ovog mehaničkog djelovanja je mali, a učinak čišćenja se uglavnom postiže kemijskim djelovanjem sredstva za čišćenje.
2.1.2 Ispirač s fiksnom kuglom ima radni radijus od 2 m.Za vodoravne fermentore potrebno je ugraditi više čistača.Tlak tekućine za pranje na izlazu iz mlaznice za čišćenje treba biti 0,2-0,3 MPa;za vertikalne fermentore I točka mjerenja tlaka na izlazu iz pumpe za pranje, ne samo gubitak tlaka uzrokovan otporom cjevovoda, već i utjecaj visine na tlak čišćenja.
2.1.3 Kada je tlak prenizak, radijus djelovanja skrubera je mali, brzina protoka nije dovoljna, a raspršena tekućina za čišćenje ne može ispuniti stijenku spremnika;kada je tlak previsok, tekućina za čišćenje će stvoriti maglu i ne može stvoriti silazni tok duž stijenke spremnika.Vodeni film ili raspršena tekućina za čišćenje odbija se od stijenke spremnika, smanjujući učinak čišćenja.
2.1.4 Kada je oprema koju treba očistiti prljava, a promjer spremnika velik (d>2m), općenito se koristi rotacijski mlazni pročišćivač za povećanje radijusa pranja (0,3-0,7 MPa) kako bi se povećao radijus pranja i povećati radijus pranja.Mehaničko djelovanje ispiranja povećava učinak uklanjanja kamenca.
2.1.5 Ispirači s rotacijskim mlazom mogu koristiti manju brzinu protoka tekućine za pročišćavanje od kugličnog ispirača.Dok medij za ispiranje prolazi, čistač koristi povratni udar tekućine za rotaciju, ispiranje i pražnjenje naizmjenično, čime se poboljšava učinak čišćenja.
2.2 Procjena protoka tekućine za čišćenje
Kao što je gore spomenuto, fermentor mora imati određeni intenzitet ispiranja i protok prilikom čišćenja.Kako bi se osigurala dovoljna debljina sloja protoka tekućine i formiralo kontinuirano turbulentno strujanje, potrebno je obratiti pozornost na brzinu protoka pumpe za čišćenje.
2.2.1 Postoje različite metode za procjenu protoka tekućine za čišćenje za čišćenje spremnika s okruglim konusnim dnom.Tradicionalna metoda uzima u obzir samo opseg spremnika, a određuje se u rasponu od 1,5 do 3,5 m3/m•h prema težini čišćenja (općenito donja granica malog spremnika i gornja granica velikog spremnika ).Spremnik s kružnim stožastim dnom promjera 6,5 m ima opseg od oko 20 m.Ako se koristi 3m3/m•h, protok tekućine za čišćenje je oko 60m3/h.
2.2.2 Nova metoda procjene temelji se na činjenici da je količina metabolita (sedimenata) precipitiranih po litri rashlađene sladovine tijekom fermentacije konstantna.Kada se promjer spremnika povećava, unutarnja površina po jedinici kapaciteta spremnika se smanjuje.Kao rezultat toga, povećava se količina prljavštine po jedinici površine, a protok tekućine za čišćenje mora se povećati u skladu s tim.Preporuča se koristiti 0,2 m3/m2•h.Fermentor kapaciteta 500 m3 i promjera 6,5 m ima unutarnju površinu od oko 350 m2, a protok tekućine za čišćenje je oko 70 m3/h.
3 najčešće korištene metode i postupci za čišćenje fermentora
3.1 Prema radnoj temperaturi čišćenja, može se podijeliti na hladno čišćenje (normalna temperatura) i vruće čišćenje (grijanje).Kako bi uštedjeli vrijeme i tekućinu za pranje, ljudi često peru na višoj temperaturi;radi sigurnosti rada velikih spremnika, hladno čišćenje se često koristi za čišćenje velikih spremnika.
3.2 Prema vrsti sredstva za čišćenje koje se koristi, može se podijeliti na kiselo čišćenje i alkalno čišćenje.Alkalno pranje je posebno prikladno za uklanjanje organskih zagađivača nastalih u sustavu, kao što su kvasci, proteini, smola hmelja itd.;kiseljenje je uglavnom za uklanjanje anorganskih zagađivača koji nastaju u sustavu, kao što su kalcijeve soli, magnezijeve soli, pivski kamenci i slično.
Vrijeme objave: 30. listopada 2020