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清洗与灭菌

添加9,424字节, 2017年1月5日 (四) 14:51
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==清洗剂和杀菌剂对设备的影响==
目前,由碳钢制成、有沥青或其他保护涂层的传统容器,已经逐渐退出啤酒工业,取而代之的是不锈钢材质的现代化发酵容器,包括从糖化至发酵、过滤、再到灌装等哥工序的设备及管道等。所以在选择清洗和杀菌剂时要特别注意两点:有机污染物的性质;被清洗设备的材料特性。一般情况下,清洗剂和杀菌剂都会对不锈钢产生腐蚀,特别是有氯离子存在的情况下,这一点要引起足够的重视。因此选择清洗剂和杀菌剂也要充分考虑化学药品本身的特制。如过氧乙酸对橡胶制品有腐蚀作用,但它在酒精和水中会分解,在产品中只有痕量存在,不会产生危害。
===清洗剂和杀菌剂对不锈钢的影响===
*氯化物对不锈钢设备的影响
:为了增强清洗剂和杀菌剂功效,一般均含有少量氯化物。因为氯离子对不锈钢有一定的腐蚀作用,使用上述物质时会对不锈钢产生腐蚀,其形式是产生点(孔)腐蚀,发生在晶体界面上,且不易被人们察觉。如冷却板穿孔、焊缝近处穿洞等现象时有发生,这也是染菌的根源。不锈钢经表面处理后,在其表面可形成一层不到3mm厚的极薄的坚实钝化膜。但氯离子是它的“天敌”,有很强的穿透能力,易造成设备的腐蚀。
 
*酸对不锈钢设备的影响
:不锈钢的抗腐蚀性能具有一定的局限性,一般奥氏体不锈钢对有机酸和部分无机酸,如硝酸和磷酸具有良好的抗腐蚀性。但对盐酸和硫酸与普通碳钢一样不耐腐蚀,甚至对由含氯离子的化学物质引起的应力腐蚀,还不及碳钢。
 
===对密封圈的影响===
密封圈是用弹性橡胶材料制成的,且直接与啤酒接触,所以这些材料必须具备国家规定的纯度,不能带入任何影响啤酒口味的物质。不同的原材料使之具备不同的硬度、弹性、拉伸极限以及耐温和膨胀性。密封圈的分类及材料名称见下表:
{| class="wikitable"
|-
| colspan='2' | 类别 || 根据ISOR1629的简写 || 商业名称
|-
| rowspan='5' | 弹性橡胶材料 || 丙烯晴-丁二烯橡胶 || NBR || Perbunan
|-
| 氯化丁二烯橡胶 || CR || 氯丁橡胶
|-
| 氟橡胶 || FPM || Viton
|-
| 乙烯-甲基-二烯橡胶 || EPDM || 丁纳橡胶
|-
| 乙烯-甲基-多硅氧烷 || MPQ || 密封橡胶
|-
| rowspan='3' | 热塑性原材料 || 聚四氟乙烯 || PTFE || 特氟龙
|-
| 聚氯乙烯 || PVC ||
|-
| Polyamid || PA || 尼龙
|}
=清洗方式=
采用洗涤剂清洗容器和管路,清洗之前,先用水冲洗,除去大部分污垢,然后再用洗涤剂洗涤,以节省洗涤剂用量。用洗涤剂清洗完毕后,再用水淋洗干净;如需灭菌,待用灭菌剂灭菌后,再以无菌水淋洗干净。如果用洗涤灭菌混合剂,则清洗和灭菌一次完成,然后用无菌水淋洗干净。
 
过去,传统的清洗方法需要拆卸管道,用手工以刷子刷洗,再用水冲去污垢。这种清洗方法,劳动强度大,费时且难以达到无菌要求。近代的清洗方法,普遍采用原位清洗法(cleaning in place,简称CIP),以代替手工操作,并使全部清洗过程往自动化和程序控制过度,清洗效果较过去也有飞跃的发展。同时,由于人不需要进入容器内,也容易做到无菌。
 
==技术要点==
原位清洗法主要用于大的密闭容器,如发酵罐、贮酒罐、糖化锅、麦汁煮沸锅、回旋沉淀槽及槽车等大容量设备,这种设备需要的清洗液的量很大。其原理是将清洗液喷射到整个容器内表面,从而进行清洗和杀菌。
===清洗剂===
以清洗剂的使用方式分,可分为一次性使用和循环使用两种。采用一次性清洗方式,被清洗的系统污染危险性小,清洗剂浓度低,但操作费用高,能耗高。此方式常用在清洗系统范围小或清洗要求较高的场合。另一种是清洗剂循环使用的清洗方式,啤酒厂广泛采用此方式,清洗剂用量节省,能源消耗较低。但一次性投资较大,需要占据较大的空间。
 
===清洗温度===
以清洗操作温度来分,可分为冷清洗与热清洗。冷清洗常用于大容器的清洗,主要是为大罐操作安全考虑。对于发酵罐而言,在任何情况下,其清洗温度都不得高于45℃,否则,就可能造成发酵罐的损坏。热清洗常用于小容器、管线及设备的清洗。
 
===清洗装置的类型===
一般使用洗罐器对锥形罐进行清洗,清洗液经洗罐器喷射到罐体内表面,然后清洗液沿罐壁向下流淌。一般情况下清洗液会形成一层薄膜附着在罐壁上,这样机械作用的效果很小,清洗效果主要靠清洗剂的化学作用来实现。要根据自己的生产特点、工艺要求、发酵容器的形状和大小,选择适宜的清洗装置,锥形罐的清洗装置主要有下列三种:
====固定式洗球====
固定洗球是最常用的清洗装置,是多数设备的标准配置。由于固定式洗球喷出的清洗液只能打到内壁的各个点上,因此,在射流之间的区域必须用大量的水、碱和酸进行冲洗,只有这样才能在全部大罐表面取得符合要求的清洗效果。因此,清洗成本较高。另外,这种清洗形式本身也具有一些不可靠因素:一方面,固定式洗球的自由流通表面会被颗粒堵住,因而产生不期望的筛选效应;另一方面洗球上被堵塞的孔必然在大罐内壁产生一个盲区;此外,固定式洗球对大罐的下部不产生任何机械作用,无法令人满意地去除下部三分之一区域内的紧密附着物。
 
使用固定的多孔球形喷头,清洗时,将洗液喷淋到容器的顶部和上壁,借重力作用,使洗液往下流时,除去下壁的污垢。这种清洗方法,清洗液的压力比较低(0.15~0.25MPa),对器壁的冲击力小,去垢的效果也比较小。
 
====旋转式洗球====
旋转式洗球,能够比固定式洗球产生更好的机械作用。旋转式洗球能产生定向的液体射流,能形成较高的冲击力和润湿能力。与固定式洗球相比,旋转式洗球采用缝隙状开孔,在罐体内表面产生扇面状射流。这种扇面状射流能通过剪切作用去除大罐内表面的产品残留物,所用作用的面积也明显大于固定式洗球。通过附加的机械作用,可缩短CIP的清洗时间,降低清洗液的浓度。另外,因缝隙的阻挡作用明显低于固定式洗球的圆孔,故全部流通面的阻塞危险也明显降低。旋转式洗球适用于直径不超过4.5m的大罐,工作压力为0.15~0.3MPa。如果选择过高的工作压力,将导致洗球旋转速度过快,由于射流的雾化而影响清洗效果。旋转式洗球和固定式洗球的最佳工作压力俊伟0.15~3.0MPa。
 
====旋转式喷射洗罐器====
使用轩装饰喷射洗罐器可以增强冲洗的机械作用。如果发酵罐的直径大于4.5m,或者罐的内表面污物的附着力极强时,建议不适用旋转式洗球,而是采用旋转式喷射洗罐器。这种清洗装置的工作压力为0.3~0.5MPa,清晰范围最大可达16m。它可在给定时间内提供360°范围内的密集清洗,最高工作温度95℃,清洗发酵罐的规格可达700m<sup>3</sup>。其工作原理为清洗液流经涡轮、齿轮装置和喷头本身,然后分散到4个或8个喷嘴,产生高密度的喷射。随着洗罐器的旋转,形成的网状秽迹不断变密。洗罐器经过8次旋转后,网纹已经达到最佳紧密度。此时,可以假定大罐上的任何一个点都被射流喷过。通过洗罐器的上述工作方式,可以准确地预先计算出,罐内的每个点在经过多长时间和采用多少水量和清洗剂之后被冲洗干净。此外,洗罐器的旋转运动可以用专门的传感器进行探测,并用相应的计算机程序进行评定。
 
由于喷头和喷嘴的转速差异,喷射会产生一个控制的运转保证清洗距离内的区域得到有效的清洗。完整的清洗运转在喷头旋转43圈后产生,然后重新开始。此外,两个外部的喷嘴可保证对喷头本身外表面进行清洗。
 
每个球形清洗器的清洗液流量约12m<sup>3</sup>/h。特殊球形清洗器的作用半径可以达到5m,清洗液流量达到60m<sup>3</sup>/h。在被清洗设备比较脏和罐体直径较大时(>2m),一般采用旋转式喷射清洗器,通过增加清洗器出口压力(0.7MPa)来加大清洗半径。与球形清洗器相比旋转喷射性清洗器可以采用较低的清洗液流量。
 
采用洗罐器的优点:同其他清洗方式相比,具有强力的喷射和高效清洗效果;能节约清洗时间;水和清洗剂的用量降低;自我清洗设计,无自身污染。
 
利用高压旋转喷射器,清除麦汁煮沸锅内壁和加热器上的污垢及有机沉淀物,或清洗不锈钢发酵罐和啤酒槽车上的啤酒石,可采用葡萄糖酸钠或乙二胺四醋酸(EDTA)的碱性清洗剂。若为搪瓷容器,可以使用没有腐蚀性的纯碱和硅酸钠替代清洗液中的火碱,效果也很好。
 
==CIP清洗系统==
 
 
==CIP清洗系统的缺陷==
==CIP清洗的方式==
 
 
=实用清洗杀菌技术=
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