要約: 発酵槽の微生物の状態はビールの品質に大きな影響を与えます。ビール製造における衛生管理の基本は、清潔で無菌であることです。優れた CIP システムは発酵槽を効果的に洗浄できます。ＣＩＰシステムの洗浄機構，洗浄方法，洗浄手順，洗浄剤・滅菌剤の選択および動作品質の問題点について議論した。
序文
洗浄と殺菌はビール製造の基本的な作業であり、ビールの品質を向上させるための最も重要な技術的手段です。洗浄・殺菌の目的は、製造過程でパイプや設備の内壁から発生する汚れを可能な限り除去し、ビール醸造に対する腐敗微生物の脅威を排除することです。中でも発酵工場は微生物への要求が最も高く、洗浄・殺菌作業が全作業の7割以上を占めます。現在、発酵槽の容積はますます大きくなり、材料輸送パイプはますます長くなっているため、洗浄と滅菌には多くの困難が生じています。現在のビールの「純粋な生化学的」ニーズを満たし、製品品質に対する消費者の要求を満たすために、発酵槽を適切かつ効果的に洗浄および滅菌する方法は、ビール醸造従事者によって高く評価されるべきである。
1 洗浄メカニズムと洗浄効果に影響を与える関連要因
1.1 洗浄の仕組み
ビールの製造プロセス中、材料と接触する装置の表面には、さまざまな理由で汚れが付着します。発酵槽の場合、汚れ成分は主に酵母およびタンパク質の不純物、ホップおよびホップ樹脂化合物、ビール石などです。これらの汚れは静電気などの影響で発酵槽の内壁表面との間に一定の吸着エネルギーを持っています。当然のことながら、タンク壁の汚れを取り除くためには、ある程度のエネルギーを支払わなければなりません。このエネルギーは機械的エネルギー、つまり、一定の衝撃強度を伴う水流スクラブ法であり得ます。酸性 (またはアルカリ性) の洗浄剤を使用して汚れをほぐしたり、ひび割れたり、溶解したりして、付着した表面を残すなど、化学エネルギーを使用することもできます。これは熱エネルギーです。つまり、洗浄温度を上げ、化学反応を加速し、洗浄プロセスをスピードアップします。実際、洗浄プロセスは多くの場合、機械的、化学的、温度の影響が組み合わさった結果起こります。
1.2 洗浄効果に影響を与える要因
1.2.1 土壌と金属表面との吸着量は金属の表面粗さに関係します。金属の表面が粗ければ粗いほど、汚れと表面との吸着力が強くなり、掃除が難しくなります。食品生産に使用される装置には Ra<1μm が必要です。機器の表面素材の特性も汚れと機器の表面との吸着に影響します。たとえば、合成材料の洗浄は、ステンレス鋼の洗浄に比べて特に困難です。
1.2.2 汚れの性質も洗浄効果と一定の関係があります。明らかに、乾燥した古い汚れを取り除くことは、新しい汚れを取り除くよりもはるかに困難です。したがって、生産サイクルが完了した後、発酵槽をできるだけ早く洗浄する必要がありますが、これは不便であり、次の使用前に洗浄および滅菌する必要があります。
1.2.3 洗浄強度も洗浄効果に影響を与えるもう 1 つの主要な要素です。フラッシングパイプやタンク壁に関係なく、洗浄液が乱流状態にある場合にのみ洗浄効果が最も高くなります。したがって、デバイスの表面が十分に濡れて最適な洗浄効果が得られるように、フラッシングの強度と流量を効果的に制御する必要があります。
1.2.4 洗浄剤自体の有効性は、その種類 (酸または塩基)、活性、濃度によって異なります。
1.2.5 ほとんどの場合、洗浄効果は温度の上昇とともに増加します。多くの試験により、洗浄剤の種類と濃度が決まれば、50℃で5分間の洗浄と20℃で30分間の洗浄の効果が同じであることが示されています。
2 発酵槽 CIP 洗浄
2.1CIP動作モードと洗浄効果への影響
現代のビール醸造所で使用されている最も一般的な洗浄方法は、定置洗浄（CIP）です。これは、密閉された条件下で、機器の部品や付属品を分解せずに、機器や配管を洗浄および滅菌する方法です。
2.1.1 発酵槽などの大きな容器は洗浄液では洗浄できません。発酵槽の現場洗浄は、スクラバーサイクルを通じて実行されます。スクラバーには固定ボール洗浄式と回転噴射式の2種類があります。洗浄液はスクラバーを通してタンク内面に噴射され、洗浄液はタンク壁を伝って流れ落ちます。通常の状況では、洗浄液はタンクに付着した膜を形成します。水槽の壁に。この機械的作用による影響は少なく、主に洗浄剤の化学的作用によって洗浄効果が得られます。
2.1.2 固定ボール洗浄型スクラバーの作動半径は 2m です。横型発酵槽の場合は、複数のスクラバーを設置する必要があります。スクラバーノズル出口の洗浄液の圧力は0.2～0.3MPaにしてください。縦型発酵槽の場合および洗浄ポンプ出口の圧力測定点では、配管抵抗による圧力損失だけでなく、高さによる洗浄圧力への影響も考慮されます。
2.1.3 圧力が低すぎる場合、スクラバーの作用半径が小さく、流量が十分でなく、噴霧された洗浄液がタンク壁を満たすことができません。圧力が高すぎると洗浄液がミストを形成し、タンクの壁に沿って下降流を形成できなくなります。噴射された洗浄液である水膜がタンク壁で跳ね返り、洗浄効果が低下します。
2.1.4 洗浄対象機器が汚れていてタンク径が大きい場合（d>2m）、洗浄半径を大きくするためにロータリージェット式スクラバー（0.3～0.7MPa）を使用するのが一般的です。洗浄半径を拡大します。リンスの機械的作用により、スケール除去効果が高まります。
2.1.5 ロータリージェットスクラバーは、ボールワッシャーよりも低いパージ流体流量を使用できます。すすぎ媒体が通過すると、スクラバーは流体の反動を利用して回転し、フラッシングと排出を交互に行うことで洗浄効果を高めます。
2.2 洗浄液流量の推定
前述したように、発酵槽を洗浄する際には、一定のフラッシング強度と流量が必要です。流体流動層の厚みを十分に確保し、連続的な乱流を形成するには、洗浄ポンプの流量に注意する必要があります。
2.2.1 丸錐底タンクを洗浄するための洗浄液の流量を見積もるにはさまざまな方法があります。従来の方法ではタンクの周長のみを考慮し、洗浄の難易度に応じて1.5～3.5m3/m・hの範囲で決定します（一般に小型タンクの下限、大型タンクの上限）。 ）。直径6.5mの円錐底水槽は周囲約20m。3m3/m・hの場合、洗浄液の流量は約60m3/hとなります。
2.2.2 新しい推定方法は、発酵中に冷却麦汁 1 リットルあたりに析出する代謝物（沈殿物）の量が一定であるという事実に基づいています。タンクの直径が大きくなると、単位タンク容量あたりの内表面積が減少します。その結果、単位面積当たりの汚れ負荷量が増加し、それに応じて洗浄液の流量を増加させる必要がある。0.2m3/m2・hの使用を推奨します。容量 500 m3、直径 6.5 m の発酵槽の内表面積は約 350 m2、洗浄液の流量は約 70 m3/h です。
発酵槽の洗浄に一般的に使用される 3 つの方法と手順
3.1 洗浄動作温度に応じて、コールド洗浄（常温）とホット洗浄（加熱）に分けることができます。時間を節約し、液体を洗浄するために、より高い温度で洗浄することがよくあります。大型タンクの作業の安全性を確保するため、大型タンクの洗浄にはコールド洗浄がよく使用されます。
3.2 使用する洗浄剤の種類により、酸性洗浄とアルカリ性洗浄に分けられます。アルカリ洗浄は、システム内で生成される酵母、タンパク質、ホップ樹脂などの有機汚染物質の除去に特に適しています。酸洗いは主に、システム内で生成されるカルシウム塩、マグネシウム塩、ビール石などの無機汚染物質を除去するために行われます。
投稿時間: 2020 年 10 月 30 日