Streszczenie: Stan mikrobiologiczny fermentorów ma ogromny wpływ na jakość piwa.Czystość i sterylność to podstawowy wymóg zarządzania higieną w produkcji piwa.Dobry system CIP może skutecznie oczyścić fermentor.Omówiono problematykę mechanizmu czyszczącego, metody czyszczenia, procedury czyszczenia, doboru środka myjącego/sterylizującego oraz jakości pracy systemu CIP.
Przedmowa
Czyszczenie i sterylizacja to podstawowe prace przy produkcji piwa i najważniejszy środek techniczny poprawiający jakość piwa.Celem czyszczenia i sterylizacji jest usunięcie w jak największym stopniu zabrudzeń powstających na wewnętrznej ściance rur i urządzeń podczas procesu produkcyjnego oraz wyeliminowanie zagrożenia mikroorganizmami powodującymi psucie się piwa.Wśród nich zakład fermentacyjny ma najwyższe wymagania dotyczące mikroorganizmów, a prace związane z czyszczeniem i sterylizacją stanowią ponad 70% całości prac.Obecnie objętość fermentora jest coraz większa, a rura transportująca materiał jest coraz dłuższa, co stwarza wiele trudności w czyszczeniu i sterylizacji.To, jak właściwie i skutecznie czyścić i sterylizować fermentor, aby sprostać aktualnym „czysto biochemicznym” potrzebom piwa i sprostać wymaganiom konsumentów co do jakości produktu, powinno być wysoko cenione przez piwowarów.
1 mechanizm czyszczenia i związane z nim czynniki wpływające na efekt czyszczenia
1.1 mechanizm czyszczący
Podczas procesu produkcji piwa powierzchnia sprzętu stykającego się z materiałem osadza się z różnych powodów na brudzie.W przypadku fermentorów składnikami zanieczyszczającymi są głównie drożdże i zanieczyszczenia białkowe, chmiel i związki żywic chmielowych oraz kamienie piwne.Ze względu na elektryczność statyczną i inne czynniki, te zanieczyszczenia mają pewną energię adsorpcji między powierzchnią wewnętrznej ściany fermentora.Oczywiście, aby usunąć brud ze ściany zbiornika, trzeba zapłacić pewną ilość energii.Ta energia może być energią mechaniczną, to znaczy metodą płukania strumieniem wody o określonej sile uderzenia;można również zastosować energię chemiczną, na przykład stosując kwaśny (lub zasadowy) środek czyszczący w celu poluzowania, spękania lub rozpuszczenia brudu, pozostawiając w ten sposób przyczepioną powierzchnię;Jest to energia cieplna, czyli poprzez podniesienie temperatury czyszczenia, przyspieszenie reakcji chemicznej i przyspieszenie procesu czyszczenia.W rzeczywistości proces czyszczenia jest często wynikiem połączenia efektów mechanicznych, chemicznych i temperaturowych.
1.2 Czynniki wpływające na efekt czyszczenia
1.2.1 Wielkość adsorpcji między glebą a powierzchnią metalu jest związana z chropowatością powierzchni metalu.Im bardziej chropowata powierzchnia metalu, tym silniejsza adsorpcja między brudem a powierzchnią i tym trudniej ją wyczyścić.Sprzęt używany do produkcji żywności wymaga Ra<1μm;właściwości materiału powierzchni sprzętu mają również wpływ na adsorpcję między brudem a powierzchnią sprzętu.Na przykład czyszczenie materiałów syntetycznych jest szczególnie trudne w porównaniu do czyszczenia stali nierdzewnej.
1.2.2 Właściwości brudu mają również pewien związek z efektem czyszczenia.Oczywiście znacznie trudniej jest usunąć stary zaschnięty brud niż usunąć nowy.Dlatego po zakończeniu cyklu produkcyjnego fermentor należy jak najszybciej wyczyścić, co nie jest wygodne i zostanie wyczyszczony i wysterylizowany przed kolejnym użyciem.
1.2.3 Innym ważnym czynnikiem wpływającym na efekt czyszczenia jest siła szorowania.Niezależnie od rury spłukującej czy ściany zbiornika, efekt czyszczenia jest najlepszy tylko wtedy, gdy płyn myjący jest w stanie turbulentnym.Dlatego konieczne jest skuteczne kontrolowanie intensywności i natężenia spłukiwania, tak aby powierzchnia urządzenia była wystarczająco zwilżona, aby zapewnić optymalny efekt czyszczenia.
1.2.4 Skuteczność samego środka czyszczącego zależy od jego rodzaju (kwasowy lub zasadowy), działania i stężenia.
1.2.5 W większości przypadków efekt czyszczenia wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.Duża liczba testów wykazała, że przy określeniu rodzaju i stężenia środka czyszczącego efekt czyszczenia w 50°C przez 5 min i prania w 20°C przez 30 min jest taki sam.
2 czyszczenie CIP fermentora
2.1 Tryb pracy CIP i jego wpływ na efekt czyszczenia
Najbardziej powszechną metodą czyszczenia stosowaną przez nowoczesne browary jest czyszczenie na miejscu (CIP), czyli metoda czyszczenia i sterylizacji sprzętu i rurociągów bez demontażu części lub wyposażenia sprzętu w warunkach zamkniętych.
2.1.1 Dużych pojemników, takich jak fermentory, nie można czyścić roztworem czyszczącym.Czyszczenie in situ fermentora odbywa się w cyklu skrubera.Płuczka ma dwa rodzaje stałego typu myjącego kulę i typu obrotowego.Płyn myjący jest rozpylany na wewnętrzną powierzchnię zbiornika przez skruber, a następnie płyn myjący spływa po ściance zbiornika.W normalnych warunkach płyn myjący tworzy film przyczepiony do zbiornika.Na ścianie zbiornika.Efekt tego działania mechanicznego jest niewielki, a efekt czyszczenia uzyskuje się głównie dzięki działaniu chemicznemu środka czyszczącego.
2.1.2 Płuczka ze stałą kulą myjącą ma promień roboczy 2 m.W przypadku fermentorów poziomych należy zainstalować wiele skruberów.Ciśnienie płynu myjącego na wylocie dyszy płuczki powinno wynosić 0,2-0,3 MPa;dla fermentorów pionowych I punkt pomiaru ciśnienia na wylocie pompy myjącej, nie tylko spadek ciśnienia spowodowany oporem rurociągu, ale także wpływ wysokości na ciśnienie czyszczenia.
2.1.3 Gdy ciśnienie jest zbyt niskie, promień działania skrubera jest mały, natężenie przepływu nie jest wystarczające, a rozpylany płyn czyszczący nie może wypełnić ścianki zbiornika;gdy ciśnienie jest zbyt wysokie, płyn czyszczący utworzy mgiełkę i nie będzie mógł płynąć w dół wzdłuż ściany zbiornika.Film wodny lub rozpylony płyn czyszczący odbija się od ściany zbiornika, zmniejszając efekt czyszczenia.
2.1.4 Gdy sprzęt do czyszczenia jest brudny, a średnica zbiornika jest duża (d>2m), zazwyczaj stosuje się płuczkę rotacyjną w celu zwiększenia promienia mycia (0,3-0,7 MPa) w celu zwiększenia promienia mycia i zwiększyć promień prania.Mechaniczne działanie płukania zwiększa efekt odkamieniania.
2.1.5 Płuczki rotacyjne mogą wykorzystywać mniejsze natężenie przepływu płynu czyszczącego niż myjki kulowe.Gdy środek płuczący przechodzi, skruber wykorzystuje odrzut płynu do obracania się, przepłukiwania i opróżniania na przemian, poprawiając w ten sposób efekt czyszczenia.
2.2 Oszacowanie przepływu płynu czyszczącego
Jak wspomniano powyżej, fermentor musi mieć określoną intensywność płukania i natężenie przepływu podczas czyszczenia.W celu zapewnienia wystarczającej grubości warstwy przepływającej płynu i wytworzenia ciągłego przepływu turbulentnego należy zwrócić uwagę na natężenie przepływu pompy czyszczącej.
2.2.1 Istnieją różne metody szacowania natężenia przepływu płynu czyszczącego do czyszczenia zbiorników okrągłostożkowych.Tradycyjna metoda uwzględnia tylko obwód zbiornika i jest określana w zakresie od 1,5 do 3,5 m3/m·h w zależności od trudności czyszczenia (zwykle dolna granica małego zbiornika i górna granica dużego zbiornika ).Okrągły zbiornik z dnem stożkowym o średnicy 6,5m ma obwód około 20m.Jeśli stosuje się 3m3/m•h, natężenie przepływu płynu czyszczącego wynosi około 60m3/h.
2.2.2 Nowa metoda szacowania opiera się na fakcie, że ilość metabolitów (osadów) wytrącanych na litr schładzanej brzeczki podczas fermentacji jest stała.Wraz ze wzrostem średnicy zbiornika zmniejsza się powierzchnia wewnętrzna przypadająca na jednostkę pojemności zbiornika.W rezultacie ilość zanieczyszczeń na jednostkę powierzchni wzrasta, a prędkość przepływu płynu czyszczącego musi zostać odpowiednio zwiększona.Zaleca się stosowanie 0,2 m3/m2•h.Fermentor o pojemności 500 m3 i średnicy 6,5 m ma powierzchnię wewnętrzną około 350 m2, a natężenie przepływu płynu czyszczącego wynosi około 70 m3/h.
3 powszechnie stosowane metody i procedury czyszczenia fermentorów
3.1 Zgodnie z temperaturą operacji czyszczenia można ją podzielić na czyszczenie na zimno (normalna temperatura) i czyszczenie na gorąco (ogrzewanie).Aby zaoszczędzić czas i płyn do prania, ludzie często piorą w wyższej temperaturze;ze względu na bezpieczeństwo operacji na dużych zbiornikach do czyszczenia dużych zbiorników często stosuje się czyszczenie na zimno.
3.2 W zależności od rodzaju zastosowanego środka czyszczącego można go podzielić na czyszczenie kwaśne i zasadowe.Mycie alkaliczne jest szczególnie odpowiednie do usuwania zanieczyszczeń organicznych powstających w systemie, takich jak drożdże, białko, żywica chmielowa itp.;Trawienie ma głównie na celu usunięcie powstających w układzie zanieczyszczeń nieorganicznych, takich jak sole wapnia, sole magnezu, kamienie piwne i tym podobne.
Czas postu: 30 października 2020 r