Tóm tắt: Tình trạng vi sinh vật trong thiết bị lên men có ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia.Sạch sẽ và vô trùng là yêu cầu cơ bản để quản lý vệ sinh trong sản xuất bia.Một hệ thống CIP tốt có thể làm sạch thiết bị lên men một cách hiệu quả.Các vấn đề về cơ chế làm sạch, phương pháp làm sạch, quy trình làm sạch, lựa chọn chất làm sạch/khử trùng và chất lượng vận hành của hệ thống CIP đã được thảo luận.
Lời tựa
Làm sạch và khử trùng là công việc cơ bản của sản xuất bia và là biện pháp kỹ thuật quan trọng nhất để nâng cao chất lượng bia.Mục đích của việc làm sạch và khử trùng là loại bỏ càng nhiều càng tốt chất bẩn do thành trong của đường ống và thiết bị tạo ra trong quá trình sản xuất, đồng thời loại bỏ mối đe dọa của vi sinh vật gây hư hỏng đối với quá trình nấu bia.Trong số đó, nhà máy lên men có yêu cầu cao nhất đối với vi sinh vật, và công việc làm sạch và khử trùng chiếm hơn 70% tổng số công việc.Hiện tại, thể tích của thiết bị lên men ngày càng lớn, đường ống vận chuyển nguyên liệu ngày càng dài dẫn đến việc vệ sinh và khử trùng gặp nhiều khó khăn.Làm thế nào để vệ sinh và tiệt trùng thiết bị lên men đúng cách, hiệu quả để đáp ứng nhu cầu “tinh khiết hóa sinh” của bia hiện nay và đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng về chất lượng sản phẩm nên được những người thợ nấu bia hết sức coi trọng.
1 cơ chế làm sạch và các yếu tố liên quan ảnh hưởng đến hiệu quả làm sạch
1.1 cơ chế làm sạch
Trong quá trình sản xuất bia, bề mặt của thiết bị tiếp xúc với nguyên liệu sẽ lắng đọng một số chất bẩn vì nhiều lý do.Đối với thiết bị lên men, các thành phần gây ô nhiễm chủ yếu là tạp chất men và protein, hoa bia và hợp chất nhựa hoa bia, và đá bia.Do tĩnh điện và các yếu tố khác, những chất bẩn này có một năng lượng hấp phụ nhất định giữa bề mặt của thành trong của thiết bị lên men.Rõ ràng, để đẩy chất bẩn ra khỏi thành bể, cần phải trả một lượng năng lượng nhất định.Năng lượng này có thể là năng lượng cơ học, tức là phương pháp chà dòng nước với cường độ tác động nhất định;năng lượng hóa học cũng có thể được sử dụng, chẳng hạn như sử dụng chất tẩy rửa có tính axit (hoặc kiềm) để nới lỏng, làm nứt hoặc hòa tan chất bẩn, do đó để lại bề mặt bám dính;Đó là năng lượng nhiệt, tức là bằng cách tăng nhiệt độ làm sạch, tăng tốc độ phản ứng hóa học và tăng tốc quá trình làm sạch.Trên thực tế, quá trình làm sạch thường là kết quả của sự kết hợp của các tác động cơ học, hóa học và nhiệt độ.
1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả làm sạch
1.2.1 Lượng hấp phụ giữa đất và bề mặt kim loại liên quan đến độ nhám bề mặt của kim loại.Bề mặt kim loại càng nhám thì khả năng hấp phụ giữa bụi bẩn và bề mặt càng mạnh, càng khó làm sạch.Thiết bị dùng cho sản xuất thực phẩm yêu cầu Ra<1μm;các đặc tính của vật liệu bề mặt của thiết bị cũng ảnh hưởng đến sự hấp phụ giữa bụi bẩn và bề mặt của thiết bị.Ví dụ, việc làm sạch vật liệu tổng hợp đặc biệt khó khăn hơn so với việc làm sạch thép không gỉ.
1.2.2 Đặc điểm của độ bẩn cũng có mối quan hệ nhất định với hiệu quả làm sạch.Rõ ràng, việc loại bỏ vết bẩn cũ đã khô khó hơn nhiều so với việc loại bỏ vết bẩn mới.Do đó, sau khi hoàn thành một chu kỳ sản xuất, thiết bị lên men phải được làm sạch càng sớm càng tốt, điều này không thuận tiện và sẽ được làm sạch và khử trùng trước khi sử dụng tiếp theo.
1.2.3 Cường độ cọ rửa là một yếu tố chính khác ảnh hưởng đến hiệu quả làm sạch.Bất kể ống xả hay thành bể, hiệu quả làm sạch chỉ tốt nhất khi chất lỏng rửa ở trạng thái hỗn loạn.Do đó, cần phải kiểm soát hiệu quả cường độ xả và tốc độ dòng chảy sao cho bề mặt của thiết bị được làm ướt đủ để đảm bảo hiệu quả làm sạch tối ưu.
1.2.4 Bản thân hiệu quả của chất tẩy rửa phụ thuộc vào loại (axit hoặc bazơ), hoạt tính và nồng độ của nó.
1.2.5 Trong hầu hết các trường hợp, hiệu quả làm sạch tăng khi nhiệt độ tăng.Một số lượng lớn các thử nghiệm đã chỉ ra rằng khi loại và nồng độ của chất tẩy rửa được xác định, hiệu quả của việc làm sạch ở 50 ° C trong 5 phút và giặt ở 20 ° C trong 30 phút là như nhau.
2 làm sạch CIP lên men
2.1Chế độ hoạt động của CIP và ảnh hưởng của nó đối với hiệu quả làm sạch
Phương pháp làm sạch phổ biến nhất được các nhà máy bia hiện đại sử dụng là làm sạch tại chỗ (CIP), đây là phương pháp làm sạch và khử trùng thiết bị và đường ống mà không cần tháo rời các bộ phận hoặc phụ kiện của thiết bị trong điều kiện kín.
2.1.1 Không thể làm sạch các vật chứa lớn như bình lên men bằng dung dịch tẩy rửa.Việc làm sạch tại chỗ của thiết bị lên men được thực hiện thông qua chu trình chà sàn.Máy chà sàn có hai loại là loại rửa bóng cố định và loại phun tia quay.Chất lỏng rửa được phun vào bề mặt bên trong của bể thông qua máy lọc, sau đó chất lỏng rửa chảy xuống thành bể.Trong những trường hợp bình thường, chất lỏng rửa tạo thành một lớp màng gắn vào bể.Trên thành bể.Hiệu quả của tác động cơ học này là nhỏ và hiệu quả làm sạch chủ yếu đạt được nhờ tác động hóa học của chất làm sạch.
2.1.2 Máy chà rửa kiểu bóng cố định có bán kính làm việc 2 m.Đối với máy lên men ngang, phải lắp đặt nhiều máy lọc.Áp suất của chất lỏng rửa ở đầu ra của vòi chà sàn phải là 0,2-0,3 MPa;đối với máy lên men thẳng đứng Và điểm đo áp suất ở đầu ra của bơm rửa, không chỉ tổn thất áp suất do lực cản của đường ống gây ra mà còn ảnh hưởng của độ cao đến áp suất làm sạch.
2.1.3 Khi áp suất quá thấp, bán kính hoạt động của máy chà sàn nhỏ, tốc độ dòng chảy không đủ và chất lỏng làm sạch được phun ra không thể lấp đầy thành bể;khi áp suất quá cao, chất lỏng làm sạch sẽ tạo thành sương mù và không thể tạo thành dòng chảy dọc theo thành bể.Màng nước hoặc dung dịch tẩy rửa được phun ra dội ngược từ thành bể làm giảm hiệu quả tẩy rửa.
2.1.4 Khi thiết bị cần làm sạch bị bẩn và đường kính của bể lớn (d>2m), thường sử dụng máy chà rửa kiểu phản lực quay để tăng bán kính rửa (0,3-0,7 MPa) để tăng bán kính rửa và tăng cường bán kính rửa.Tác động cơ học của nước rửa làm tăng hiệu quả tẩy cặn.
2.1.5 Máy lọc phản lực quay có thể sử dụng tốc độ dòng chất lỏng tẩy thấp hơn so với máy rửa bóng.Khi chất tẩy rửa đi qua, máy chà sàn sử dụng lực giật của chất lỏng để xoay, xả và xả luân phiên, do đó cải thiện hiệu quả làm sạch.
2.2 Ước tính lưu lượng chất lỏng làm sạch
Như đã đề cập ở trên, thiết bị lên men cần có cường độ xả và tốc độ dòng chảy nhất định khi làm sạch.Để đảm bảo lớp chất lỏng có đủ độ dày và tạo thành dòng chảy rối liên tục, cần chú ý đến tốc độ dòng chảy của bơm làm sạch.
2.2.1 Có nhiều phương pháp khác nhau để ước tính tốc độ dòng chảy của dung dịch làm sạch để làm sạch bể chứa đáy hình nón.Phương pháp truyền thống chỉ xem xét chu vi của bể và nó được xác định trong khoảng từ 1,5 đến 3,5 m3/m•h tùy theo độ khó làm sạch (thường là giới hạn dưới của bể nhỏ và giới hạn trên của bể lớn ).Một bể chứa đáy hình nón tròn đường kính 6,5m có chu vi khoảng 20m.Nếu sử dụng 3m3/m•h, tốc độ dòng chảy của dung dịch làm sạch là khoảng 60m3/h.
2.2.2 Phương pháp ước tính mới dựa trên thực tế là lượng chất chuyển hóa (cặn) kết tủa trên một lít dịch ép làm mát trong quá trình lên men là không đổi.Khi đường kính của bể tăng, diện tích bề mặt bên trong trên một đơn vị dung tích bể giảm.Do đó, lượng bụi bẩn trên một đơn vị diện tích tăng lên và tốc độ dòng chảy của chất lỏng tẩy rửa phải được tăng lên tương ứng.Nên sử dụng 0,2 m3/m2•h.Một thiết bị lên men có dung tích 500 m3 và đường kính 6,5 m có diện tích bề mặt bên trong khoảng 350 m2 và tốc độ dòng chảy của chất lỏng làm sạch là khoảng 70 m3/h.
3 phương pháp và quy trình thường được sử dụng để làm sạch thiết bị lên men
3.1 Theo nhiệt độ hoạt động làm sạch, nó có thể được chia thành làm sạch lạnh (nhiệt độ bình thường) và làm sạch nóng (sưởi ấm).Để tiết kiệm thời gian và giặt lỏng, người ta thường giặt ở nhiệt độ cao hơn;để đảm bảo an toàn cho các hoạt động của bể chứa lớn, việc làm sạch lạnh thường được sử dụng để làm sạch các bể chứa lớn.
3.2 Theo loại chất tẩy rửa được sử dụng, có thể chia thành chất tẩy rửa có tính axit và chất tẩy rửa có tính kiềm.Rửa bằng kiềm đặc biệt thích hợp để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ được tạo ra trong hệ thống, chẳng hạn như men, protein, nhựa hoa bia, v.v.;tẩy chủ yếu là để loại bỏ các chất ô nhiễm vô cơ được tạo ra trong hệ thống, chẳng hạn như muối canxi, muối magiê, đá bia, v.v.
Thời gian đăng: 30-Oct-2020