Аннотация: Большое влияние на качество пива оказывает микробный статус ферментеров.Чистота и стерильность — основные требования к гигиене при производстве пива.Хорошая система CIP может эффективно очистить ферментер.Были обсуждены проблемы механизма очистки, метода очистки, процедуры очистки, выбора чистящего средства/стерилизатора и качества работы системы CIP.
Предисловие
Очистка и стерилизация являются основной работой по производству пива и наиболее важными техническими мерами для улучшения качества пива.Целью очистки и стерилизации является максимально возможное удаление грязи, образующейся на внутренней стенке труб и оборудования в процессе производства, и устранение угрозы порчи микроорганизмов для пивоварения.Среди них ферментационная установка предъявляет самые высокие требования к микроорганизмам, а работы по очистке и стерилизации составляют более 70% от общего объема работ.В настоящее время объем ферментера становится все больше и больше, а труба для транспортировки материала становится все длиннее и длиннее, что создает много трудностей при очистке и стерилизации.Как правильно и эффективно очистить и стерилизовать ферментер, чтобы удовлетворить текущие «чистые биохимические» потребности в пиве и удовлетворить требования потребителя к качеству продукта, должно быть высоко оценено работниками пивоварения.
1 механизм очистки и связанные с ним факторы, влияющие на эффект очистки
1.1 механизм очистки
В процессе производства пива на поверхности оборудования, соприкасающейся с материалом, по разным причинам оседает грязь.Для ферментеров загрязняющими компонентами в основном являются дрожжевые и белковые примеси, хмель и соединения хмелевой смолы, а также пивные камни.Из-за статического электричества и других факторов эти загрязнения обладают определенной энергией адсорбции между поверхностью внутренней стенки ферментера.Очевидно, что для того, чтобы сбить грязь со стенки бака, нужно затратить определенное количество энергии.Эта энергия может быть механической энергией, т. е. методом очистки водным потоком с определенной ударной вязкостью;также может использоваться химическая энергия, например, использование кислотного (или щелочного) чистящего средства для разрыхления, растрескивания или растворения грязи, тем самым удаляя прикрепленную поверхность;Это тепловая энергия, то есть за счет повышения температуры очистки, ускорения химической реакции и ускорения процесса очистки.На самом деле процесс очистки часто является результатом сочетания механического, химического и температурного воздействия.
1.2 Факторы, влияющие на эффект очистки
1.2.1 Величина адсорбции между почвой и поверхностью металла связана с шероховатостью поверхности металла.Чем шероховатее металлическая поверхность, тем сильнее адсорбция между грязью и поверхностью и тем сложнее ее очистить.Для оборудования, используемого для производства продуктов питания, требуется Ra<1 мкм;характеристики материала поверхности оборудования также влияют на адсорбцию между грязью и поверхностью оборудования.Например, очистка синтетических материалов особенно трудна по сравнению с очисткой нержавеющей стали.
1.2.2 Характеристики грязи также имеют определенную связь с очищающим эффектом.Очевидно, что удалить старую засохшую грязь гораздо сложнее, чем удалить новую.Следовательно, после завершения производственного цикла ферментер необходимо как можно скорее очистить, что неудобно, и перед следующим использованием его будут очищать и стерилизовать.
1.2.3 Прочность на размыв – еще один важный фактор, влияющий на эффективность очистки.Независимо от промывочной трубы или стенки бака, эффект очистки лучше всего только тогда, когда промывочная жидкость находится в турбулентном состоянии.Следовательно, необходимо эффективно контролировать интенсивность промывки и скорость потока, чтобы поверхность устройства была достаточно увлажнена для обеспечения оптимального эффекта очистки.
1.2.4 Эффективность самого чистящего средства зависит от его типа (кислота или основание), активности и концентрации.
1.2.5 В большинстве случаев эффект очистки увеличивается с повышением температуры.Большое количество испытаний показало, что при определении вида и концентрации чистящего средства эффект очистки при 50°С в течение 5 мин и стирки при 20°С в течение 30 мин одинаков.
2 ферментера CIP очистка
2.1 Режим работы CIP и его влияние на эффект очистки
Наиболее распространенным методом очистки, используемым современными пивоваренными заводами, является очистка на месте (CIP), которая представляет собой метод очистки и стерилизации оборудования и трубопроводов без разборки частей или фитингов оборудования в закрытых условиях.
2.1.1 Большие контейнеры, такие как ферментеры, нельзя очищать чистящим раствором.Очистка ферментера на месте осуществляется циклом скруббера.Скруббер имеет два типа промывки с фиксированным шариком и роторно-струйный тип.Моющая жидкость распыляется на внутреннюю поверхность бака через скруббер, а затем моющая жидкость стекает по стенке бака.В нормальных условиях моющая жидкость образует пленку, прикрепленную к баку.На стенке бака.Эффект от этого механического воздействия невелик, а очищающий эффект в основном достигается за счет химического действия чистящего средства.
2.1.2 Стационарный скруббер шарового моющего типа имеет рабочий радиус 2 м.Для горизонтальных ферментеров необходимо установить несколько скрубберов.Давление промывочной жидкости на выходе из сопла скруббера должно быть 0,2-0,3 МПа;для вертикальных ферментеров И точка измерения давления на выходе из промывочного насоса, не только потеря давления, вызванная сопротивлением трубопровода, но и влияние высоты на давление очистки.
2.1.3 Когда давление слишком низкое, радиус действия скруббера мал, скорость потока недостаточна, и распыляемая чистящая жидкость не может заполнить стенку бака;когда давление слишком высокое, очищающая жидкость образует туман и не может стекать вниз по стенке резервуара.Водяная пленка или распыляемая чистящая жидкость отскакивает от стенок бака, снижая эффективность очистки.
2.1.4 При загрязнении оборудования, подлежащего очистке, и большом диаметре резервуара (d > 2 м) обычно используют скруббер роторно-струйного типа для увеличения радиуса промывки (0,3-0,7 МПа) для увеличения радиуса промывки и увеличить радиус мойки.Механическое действие ополаскивателя усиливает эффект удаления накипи.
2.1.5 Роторные струйные скрубберы могут использовать меньший расход продувочной жидкости, чем шаровые промыватели.Когда промывочная среда проходит, скруббер использует отдачу жидкости для вращения, попеременно промывая и опорожняя, тем самым улучшая эффект очистки.
2.2 Оценка расхода очищающей жидкости
Как упоминалось выше, ферментер должен иметь определенную интенсивность промывки и скорость потока при очистке.Для обеспечения достаточной толщины слоя потока жидкости и формирования сплошного турбулентного течения необходимо обратить внимание на расход очистительного насоса.
2.2.1 Существуют различные методы оценки расхода моющей жидкости для очистки круглодонных резервуаров.Традиционный метод учитывает только окружность резервуара, и он определяется в диапазоне от 1,5 до 3,5 м3/м•ч в зависимости от сложности очистки (как правило, нижний предел малого резервуара и верхний предел большого резервуара). ).Резервуар с круглым коническим дном диаметром 6,5 м имеет окружность около 20 м.При использовании 3 м3/м•ч расход очищающей жидкости составляет около 60 м3/ч.
2.2.2 Новый метод оценки основан на том факте, что количество метаболитов (отложений), выпадающих в осадок на литр охлаждающего сусла в процессе брожения, является постоянным.Когда диаметр резервуара увеличивается, площадь внутренней поверхности на единицу емкости резервуара уменьшается.В результате увеличивается количество грязевой нагрузки на единицу площади, и расход чистящей жидкости должен быть соответственно увеличен.Рекомендуется использовать 0,2 м3/м2•ч.Ферментер вместимостью 500 м3 и диаметром 6,5 м имеет площадь внутренней поверхности около 350 м2, а расход очищающей жидкости составляет около 70 м3/ч.
3 часто используемых метода и процедуры очистки ферментеров
3.1 В зависимости от рабочей температуры очистки ее можно разделить на холодную очистку (нормальная температура) и горячую очистку (нагрев).В целях экономии времени и жидкости для стирки люди часто стирают при более высокой температуре;для безопасности операций с большими резервуарами для очистки больших резервуаров часто используется холодная очистка.
3.2 В зависимости от типа используемого чистящего средства его можно разделить на кислотную очистку и щелочную очистку.Щелочная промывка особенно подходит для удаления органических загрязнителей, образующихся в системе, таких как дрожжи, белок, хмелевая смола и т. д.;травление в основном предназначено для удаления неорганических загрязнителей, образующихся в системе, таких как соли кальция, соли магния, пивные камни и т.п.
Время публикации: 30 октября 2020 г.