ניקוי מיכל תסיסה של בירה

תקציר: למצב החיידקים של התסיסים יש השפעה רבה על איכות הבירה.נקי וסטרילי היא הדרישה הבסיסית לניהול היגיינה בייצור בירה.מערכת CIP טובה יכולה לנקות ביעילות את התסיסה.נדונו הבעיות של מנגנון הניקוי, שיטת הניקוי, הליך הניקוי, בחירת חומרי ניקוי/עיקור ואיכות הפעולה של מערכת CIP.

הַקדָמָה

ניקוי ועיקור הם העבודה הבסיסית של ייצור הבירה והאמצעי הטכני החשוב ביותר לשיפור איכות הבירה.מטרת הניקוי והעיקור היא להסיר ככל האפשר את הלכלוך שנוצר מהדופן הפנימית של הצינורות והציוד בתהליך הייצור, ולמנוע את איום המיקרואורגניזמים המתקלקלים לבישול הבירה.ביניהם, למפעל התסיסה הדרישות הגבוהות ביותר למיקרואורגניזמים, ועבודות הניקיון והעיקור מהוות יותר מ-70% מסך העבודה.כיום, נפח התסיסה הולך וגדל, וצינור העברת החומר מתארך יותר ויותר, מה שמביא קשיים רבים בניקוי ועיקור.כיצד לנקות ולעקר את התסיסה בצורה נכונה ויעילה כדי לענות על הצרכים ה"ביוכימיים הטהורים" הנוכחיים של בירה ולעמוד בדרישות הצרכן לאיכות המוצר צריך להיות מוערך מאוד על ידי עובדי מבשלת בירה.

1 מנגנון ניקוי וגורמים קשורים המשפיעים על השפעת הניקוי

1.1 מנגנון ניקוי

במהלך תהליך ייצור הבירה, פני הציוד במגע עם החומר יפקידו מעט לכלוך מסיבות שונות.עבור מתסיסים, מרכיבי העיכול הם בעיקר זיהומי שמרים וחלבונים, כשות ותרכובות שרף כשות ואבני בירה.בגלל החשמל הסטטי וגורמים אחרים, ללכלוך אלה יש אנרגיית ספיחה מסוימת בין פני השטח של הדופן הפנימית של התסיסה.ברור שכדי להוציא את הלכלוך מקיר המיכל יש לשלם כמות מסוימת של אנרגיה.אנרגיה זו יכולה להיות אנרגיה מכנית, כלומר, שיטת קרצוף זרימת מים עם חוזק השפעה מסוים;ניתן להשתמש גם באנרגיה כימית, כגון שימוש בחומר ניקוי חומצי (או אלקליין) כדי לשחרר, לסדוק או להמיס את הלכלוך, ובכך להשאיר את המשטח המחובר;זוהי אנרגיה תרמית, כלומר על ידי הגדלת טמפרטורת הניקוי, זירוז התגובה הכימית והאצת תהליך הניקוי.למעשה, תהליך הניקוי הוא לרוב תוצאה של שילוב של השפעות מכניות, כימיות וטמפרטורה.

1.2 גורמים המשפיעים על אפקט הניקוי

1.2.1 כמות הספיחה בין האדמה למשטח המתכת קשורה לחספוס פני השטח של המתכת.ככל שמשטח המתכת מחוספס יותר, כך הספיחה בין הלכלוך למשטח חזקה יותר, וקשה יותר לנקות אותו.ציוד המשמש לייצור מזון דורש Ra<1μm;המאפיינים של חומר השטח של הציוד משפיעים גם על הספיחה בין הלכלוך לפני השטח של הציוד.לדוגמא, ניקוי חומרים סינתטיים קשה במיוחד בהשוואה לניקוי נירוסטה.

1.2.2 גם למאפייני הלכלוך יש קשר מסוים עם אפקט הניקוי.ברור שהרבה יותר קשה להסיר את הלכלוך הישן שהתייבש מאשר להסיר את החדש.לכן, לאחר סיום מחזור ייצור, יש לנקות את התסיסה בהקדם האפשרי, וזה לא נוח, והוא יעבור ניקוי וסטריליזציה לפני השימוש הבא.

1.2.3 חוזק השפשוף הוא גורם מרכזי נוסף המשפיע על אפקט הניקוי.ללא קשר לצינור השטיפה או לקיר המיכל, אפקט הניקוי הוא הטוב ביותר רק כאשר נוזל הכביסה במצב סוער.לכן, יש צורך לשלוט ביעילות על עוצמת השטיפה וקצב הזרימה כך שפני השטח של המכשיר יהיו רטובים מספיק כדי להבטיח אפקט ניקוי מיטבי.

1.2.4 יעילות חומר הניקוי עצמו תלויה בסוגו (חומצה או בסיס), פעילותו וריכוזו.

1.2.5 ברוב המקרים, אפקט הניקוי עולה עם עליית הטמפרטורה.מספר רב של בדיקות הראו שכאשר נקבעים סוג וריכוז חומר הניקוי, ההשפעה של ניקוי ב-50 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות וכביסה ב-20 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות זהה.

ניקוי CIP 2 פרמנטרים

מצב פעולה 2.1CIP והשפעתו על אפקט הניקוי

שיטת הניקוי הנפוצה ביותר בה משתמשים מבשלות בירה מודרניות היא ניקוי במקום (CIP), שהיא שיטת ניקוי ועיקור ציוד וצנרת ללא פירוק חלקי או אביזרי הציוד בתנאים סגורים.

2.1.1 לא ניתן לנקות מיכלים גדולים כגון תסיסים באמצעות תמיסת ניקוי.הניקוי באתרו של התסיסה מתבצע באמצעות מחזור מקרצף.לקרצף שני סוגים של שטיפת כדור קבועה וסוג סילון סיבובי.נוזל הכביסה מרוסס על פני המשטח הפנימי של המיכל דרך המקרצפת, ואז נוזל הכביסה זורם במורד דופן המיכל.בנסיבות רגילות, נוזל הכביסה יוצר סרט המחובר למיכל.על הקיר של הטנק.ההשפעה של פעולה מכנית זו קטנה, ואפקט הניקוי מושג בעיקר על ידי הפעולה הכימית של חומר הניקוי.

2.1.2 לשטיפת הכדור הקבועה יש רדיוס עבודה של 2 מ'.עבור מתסיסים אופקיים, יש להתקין מספר מקרצפים.הלחץ של נוזל הכביסה ביציאה של פיית הסקראב צריך להיות 0.2-0.3 MPa;לתסיסים אנכיים ונקודת מדידת הלחץ ביציאה של משאבת הכביסה, לא רק אובדן הלחץ שנגרם על ידי התנגדות הצינור, אלא גם השפעת הגובה על לחץ הניקוי.

2.1.3 כאשר הלחץ נמוך מדי, רדיוס הפעולה של המקרצף קטן, קצב הזרימה אינו מספיק, ונוזל הניקוי המותס אינו יכול למלא את דופן המיכל;כאשר הלחץ גבוה מדי, נוזל הניקוי יוצר ערפל ולא יכול ליצור זרימה כלפי מטה לאורך דופן המיכל.שכבת המים, או נוזל הניקוי המותז, קופץ לאחור מקיר המיכל, ומפחית את אפקט הניקוי.

2.1.4 כאשר הציוד המיועד לניקוי מלוכלך וקוטר המיכל גדול (d>2 מ'), בדרך כלל משתמשים בסקרובר מסוג סילון סיבובי להגדלת רדיוס הכביסה (0.3-0.7 MPa) כדי להגדיל את רדיוס הכביסה. לשפר את רדיוס הכביסה.הפעולה המכנית של השטיפה מגבירה את אפקט הסרת האבנית.

2.1.5 מקרצפים סילון סיבוביים יכולים להשתמש בקצב זרימת נוזל טיהור נמוך יותר מאשר מכונת שטיפה כדורית.כשמדיום השטיפה עובר, המקרצף משתמש ברתיעה של הנוזל כדי להסתובב, לשטוף ולהתרוקן לסירוגין, ובכך לשפר את אפקט הניקוי.

2.2 אומדן זרימת נוזל הניקוי

כפי שהוזכר לעיל, התסיסה צריכה להיות בעלת עוצמת שטיפה מסוימת וקצב זרימה בעת הניקוי.על מנת להבטיח עובי מספיק של שכבת זרימת הנוזל וליצור זרימה סוערת מתמשכת, יש צורך לשים לב לקצב הזרימה של משאבת הניקוי.

2.2.1 קיימות שיטות שונות להערכת קצב הזרימה של נוזל ניקוי לניקוי מיכלי תחתית חרוטים עגולים.השיטה המסורתית מתייחסת רק להיקף המיכל, והיא נקבעת בטווח של 1.5 עד 3.5 מ"ק/מ"ש לפי קושי הניקוי (בדרך כלל הגבול התחתון של המיכל הקטן והגבול העליון של המיכל הגדול ).מיכל תחתית קונוס עגול בקוטר 6.5 מ' בעל היקף של כ-20 מ'.אם משתמשים ב-3m3/m•h, קצב הזרימה של נוזל הניקוי הוא כ-60m3/h.

2.2.2 שיטת האומדן החדשה מתבססת על כך שכמות המטבוליטים (משקעים) המשקעים לליטר של צמח קירור במהלך התסיסה קבועה.כאשר קוטר המיכל גדל, שטח הפנים הפנימי ליחידת קיבולת מיכל יורד.כתוצאה מכך עולה כמות עומס הלכלוך ליחידת שטח, ויש להגביר את קצב הזרימה של נוזל הניקוי בהתאם.מומלץ להשתמש ב-0.2 m3/m2•h.לתסיסה בקיבולת 500 מ"ק ובקוטר 6.5 מ' יש שטח פנים פנימי של כ-350 מ"ר, וקצב הזרימה של נוזל הניקוי הוא כ-70 מ"ק לשעה.

3 שיטות ונהלים נפוצים לניקוי מתסיסים

3.1 על פי טמפרטורת פעולת הניקוי, ניתן לחלק אותה לניקוי קר (טמפרטורה רגילה) וניקוי חם (חימום).על מנת לחסוך זמן ולשטוף נוזל, אנשים נוהגים לכבס בטמפרטורה גבוהה יותר;לבטיחות של פעולות מיכלים גדולים, ניקוי קר משמש לעתים קרובות לניקוי מיכלים גדולים.

3.2 לפי סוג חומר הניקוי בו נעשה שימוש, ניתן לחלקו לניקוי חומצי וניקוי אלקליני.שטיפה אלקלינית מתאימה במיוחד להרחקת מזהמים אורגניים הנוצרים במערכת כמו שמרים, חלבון, שרף כשות וכו';הכבישה היא בעיקר להסרת מזהמים אנאורגניים הנוצרים במערכת, כמו מלחי סידן, מלחי מגנזיום, אבני בירה וכדומה.