Abstrakt: Mikrobiálny stav fermentorov má veľký vplyv na kvalitu piva.Čistota a sterilnosť je základnou požiadavkou hygienického manažmentu pri výrobe piva.Dobrý systém CIP dokáže efektívne vyčistiť fermentor.Diskutovala sa problematika čistiaceho mechanizmu, spôsobu čistenia, čistiaceho postupu, výberu čistiaceho prostriedku/sterilizátora a kvality prevádzky CIP systému.
Predslov
Čistenie a sterilizácia sú základnou prácou pri výrobe piva a najdôležitejším technickým opatrením na zlepšenie kvality piva.Účelom čistenia a sterilizácie je čo najviac odstrániť nečistoty vytvárané vnútornou stenou potrubí a zariadení počas výrobného procesu a eliminovať hrozbu kazenia mikroorganizmov pri varení piva.Spomedzi nich má fermentačná prevádzka najvyššie požiadavky na mikroorganizmy a čistiace a sterilizačné práce predstavujú viac ako 70 % celkovej práce.V súčasnosti sa objem fermentora stále zväčšuje a potrubie na dopravu materiálu je čoraz dlhšie, čo prináša veľa ťažkostí pri čistení a sterilizácii.Ako správne a efektívne čistiť a sterilizovať fermentor, aby vyhovoval súčasným „čisto biochemickým“ potrebám piva a spĺňal požiadavky spotrebiteľa na kvalitu produktu, by mali pracovníci varne piva vysoko oceňovať.
1 čistiaci mechanizmus a súvisiace faktory ovplyvňujúce čistiaci účinok
1.1 čistiaci mechanizmus
Počas procesu výroby piva sa na povrchu zariadenia v kontakte s materiálom z rôznych dôvodov usadzujú nečistoty.Pre fermentory sú znečisťujúcimi zložkami najmä kvasinky a bielkovinové nečistoty, chmeľ a zlúčeniny chmeľovej živice a pivné kôstky.Kvôli statickej elektrine a iným faktorom majú tieto nečistoty určitú adsorpčnú energiu medzi povrchom vnútornej steny fermentora.Je zrejmé, že na odstránenie nečistôt zo steny nádrže je potrebné zaplatiť určité množstvo energie.Touto energiou môže byť mechanická energia, to znamená spôsob prania prúdom vody s určitou rázovou silou;môže sa použiť aj chemická energia, ako napríklad použitie kyslého (alebo alkalického) čistiaceho prostriedku na uvoľnenie, prasknutie alebo rozpustenie nečistôt, čím sa opustí pripevnený povrch;Je to tepelná energia, teda zvýšením teploty čistenia, urýchlením chemickej reakcie a urýchlením procesu čistenia.V skutočnosti je proces čistenia často výsledkom kombinácie mechanických, chemických a teplotných účinkov.
1.2 Faktory ovplyvňujúce čistiaci účinok
1.2.1 Veľkosť adsorpcie medzi pôdou a povrchom kovu súvisí s drsnosťou povrchu kovu.Čím drsnejší je kovový povrch, tým silnejšia je adsorpcia medzi nečistotou a povrchom a tým náročnejšie je čistenie.Zariadenia používané na výrobu potravín vyžadujú Ra<1μm;charakteristiky povrchového materiálu zariadenia ovplyvňujú aj adsorpciu medzi nečistotami a povrchom zariadenia.Napríklad čistenie syntetických materiálov je obzvlášť náročné v porovnaní s čistením nehrdzavejúcej ocele.
1.2.2 Charakteristiky nečistôt majú tiež určitý vzťah s čistiacim účinkom.Je zrejmé, že je oveľa ťažšie odstrániť staré nečistoty, ktoré boli zaschnuté, ako odstrániť nové.Preto po dokončení výrobného cyklu musí byť fermentor čo najskôr vyčistený, čo nie je vhodné, a pred ďalším použitím bude vyčistený a sterilizovaný.
1.2.3 Odolnosť proti odieraniu je ďalším hlavným faktorom ovplyvňujúcim čistiaci účinok.Bez ohľadu na splachovacie potrubie alebo stenu nádrže je čistiaci účinok najlepší len vtedy, keď je umývacia kvapalina v turbulentnom stave.Preto je potrebné efektívne regulovať intenzitu splachovania a prietok tak, aby bol povrch zariadenia dostatočne navlhčený, aby bol zabezpečený optimálny čistiaci účinok.
1.2.4 Účinnosť samotného čistiaceho prostriedku závisí od jeho druhu (kyselina alebo zásada), aktivity a koncentrácie.
1.2.5 Vo väčšine prípadov sa čistiaci účinok zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou.Veľký počet testov ukázal, že pri určovaní typu a koncentrácie čistiaceho prostriedku je účinok čistenia pri 50 °C počas 5 minút a prania pri 20 °C počas 30 minút rovnaký.
2 CIP čistenie fermentora
2.1 Prevádzkový režim CIP a jeho vplyv na čistiaci účinok
Najbežnejšou metódou čistenia, ktorú používajú moderné pivovary, je čistenie na mieste (CIP), čo je metóda čistenia a sterilizácie zariadení a potrubí bez demontáže častí alebo armatúr zariadenia v uzavretých podmienkach.
2.1.1 Veľké nádoby, ako sú fermentory, nemožno čistiť pomocou čistiaceho roztoku.Čistenie fermentora in situ sa vykonáva pomocou pracieho cyklu.Umývačka má dva typy umývacieho typu s pevnou guľou a typ s rotačnou tryskou.Premývacia kvapalina sa nastrieka na vnútorný povrch nádrže cez práčku a potom premývacia kvapalina steká po stene nádrže.Za normálnych okolností vytvára umývacia kvapalina film pripevnený k nádrži.Na stene nádrže.Účinok tohto mechanického pôsobenia je malý a čistiaci účinok sa dosahuje najmä chemickým pôsobením čistiaceho prostriedku.
2.1.2 Pračka s pevnou guľou má pracovný rádius 2 m.V prípade horizontálnych fermentorov je potrebné nainštalovať viacero práčok.Tlak premývacej kvapaliny na výstupe z dýzy práčky by mal byť 0,2-0,3 MPa;pre vertikálne fermentory A bod merania tlaku na výstupe z umývacieho čerpadla, nielen tlaková strata spôsobená odporom potrubia, ale aj vplyv výšky na čistiaci tlak.
2.1.3 Keď je tlak príliš nízky, akčný polomer práčky je malý, prietok nie je dostatočný a striekaná čistiaca kvapalina nemôže naplniť stenu nádrže;keď je tlak príliš vysoký, čistiaca kvapalina vytvorí hmlu a nemôže tvoriť prúdenie smerom dole pozdĺž steny nádrže.Vodný film alebo nastriekaná čistiaca kvapalina sa odrazí späť od steny nádrže, čím sa znižuje čistiaci účinok.
2.1.4 Keď je zariadenie, ktoré sa má čistiť, znečistené a priemer nádrže je veľký (d>2 m), vo všeobecnosti sa na zväčšenie polomeru umývania (0,3 – 0,7 MPa) používa práčka s rotačným prúdom, aby sa zväčšil polomer umývania a zvýšiť rádius umývania.Mechanické pôsobenie oplachu zvyšuje odvápňovací účinok.
2.1.5 Rotačné prúdové práčky môžu používať nižšiu rýchlosť prietoku čistiacej kvapaliny ako guľová podložka.Keď preplachovacie médium prechádza, práčka využíva spätný ráz kvapaliny na striedavé otáčanie, preplachovanie a vyprázdňovanie, čím sa zlepšuje čistiaci účinok.
2.2 Odhad prietoku čistiacej kvapaliny
Ako bolo uvedené vyššie, fermentor potrebuje mať pri čistení určitú intenzitu preplachovania a prietok.Aby sa zabezpečila dostatočná hrúbka vrstvy prúdenia tekutiny a aby sa vytvorilo súvislé turbulentné prúdenie, je potrebné dbať na prietok čistiaceho čerpadla.
2.2.1 Existujú rôzne metódy na odhadnutie prietoku čistiacej kvapaliny na čistenie nádrží s okrúhlym kužeľovým dnom.Tradičná metóda zohľadňuje len obvod nádrže a ten sa určuje v rozmedzí 1,5 až 3,5 m3/m•h podľa náročnosti čistenia (všeobecne dolná hranica malej nádrže a horná hranica veľkej nádrže ).Nádrž s kruhovým kužeľovým dnom s priemerom 6,5 m má obvod cca 20 m.Ak sa použije 3 m3/m•h, prietok čistiacej kvapaliny je približne 60 m3/h.
2.2.2 Nová metóda odhadu je založená na skutočnosti, že množstvo metabolitov (sedimentov) vyzrážaných na liter chladiacej mladiny počas fermentácie je konštantné.Keď sa priemer nádrže zväčší, vnútorný povrch na jednotku kapacity nádrže sa zníži.V dôsledku toho sa zvyšuje množstvo nečistôt na jednotku plochy a prietok čistiacej kvapaliny sa musí zodpovedajúcim spôsobom zvýšiť.Odporúča sa použiť 0,2 m3/m2•h.Fermentor s kapacitou 500 m3 a priemerom 6,5 m má vnútorný povrch cca 350 m2 a prietok čistiacej kvapaliny je cca 70 m3/h.
3 bežne používané metódy a postupy čistenia fermentorov
3.1 Podľa prevádzkovej teploty čistenia sa dá rozdeliť na čistenie za studena (normálna teplota) a čistenie za tepla (ohrievanie).Aby sa ušetril čas a prací prostriedok, ľudia často perú pri vyššej teplote;pre bezpečnosť veľkých nádrží sa na čistenie veľkých nádrží často používa čistenie za studena.
3.2 Podľa druhu použitého čistiaceho prostriedku ho možno rozdeliť na kyslé čistenie a alkalické čistenie.Alkalické premývanie je obzvlášť vhodné na odstraňovanie organických znečisťujúcich látok generovaných v systéme, ako sú kvasinky, bielkoviny, chmeľová živica atď.;morenie je hlavne na odstránenie anorganických znečisťujúcich látok vznikajúcich v systéme, ako sú vápenaté soli, horečnaté soli, pivné kamene a podobne.
Čas odoslania: 30. októbra 2020