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发酵罐在线清洗(CIP)系统基础知识

2020.5.11
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

一个具备工业使用的 CIP 系统应该具备以下特性: 通过消耗最少的水和化学药剂、消耗最少的电、蒸汽等成本,产生最小量的污水并实现剩余化学药剂的回收; 最大限度地避免 CIP 系统人为的操作失误,确保可重复的生产操作,而使产品质量产生的偏差达到最小; 可以在保证产品质量的同时缩短不同批次间的生产周期以及清洗次数。可以实现降低成本、提高效率、稳定产品质量以及扩大效益的目的。  

1、传统清洗方式的不足

传统的手工清洗,会造成刷罐周期长,频率高的现状,直接导致产量降低。而且还可能导致罐类、换热器、管路清洗不彻底,留有死角,致使整个液糖化、发酵工段染菌。当长期清洗效率低下时,对后续的动力能源消耗、升酸差、残总糖、成熟醪酒分等指标造成很大负面影响。

2、在线清洗系统介绍

现在工业给在线清洗这样的一个定义,所谓的 CIP,就是英文 Clean in place,它的单词大写字母的缩写。主要是指当代大型的生产装置或者大型的设备在不拆卸或者正常生产的情况下进行清洗的方法。

3、CIP的优点

3.1.清洗彻底

3.2.高效清洗,提高装置有效运行时间,提高产品质量和品质;  

3.3.减少了人为操作失误和不彻底的因素;  

3.4.实现清洗液全回收,降低生产成本;  

3.5.可以延长装置的使用寿命。

4、CIP 的组成

4.1清洗剂站: 相关清洗、消毒剂的调配、贮存系统,就酒精工业而言,主要是指液碱罐及相关附属设备。  

4.2循环调节体系: 输送泵、清洗泵、回收泵及相关输送管路等设备。

4.3执行设备: 是指在设备和装置中预先安装好的低压或高压的各类喷头。

各类喷头

ASME BPE 2012 中对喷淋设备的分类为静态喷淋设备和动态喷淋设备两大类

所谓静态喷淋设备即固定式清洗球,这种清洗球的轴不能旋转。

旋转式清洗球

动态喷淋设备即为旋转式清洗球。在旋转式清洗球中,又分为单轴旋转式清洗球和多轴旋转式清洗球。单轴旋转式清洗球可旋转轴为中心轴,喷淋过程中清洗球围绕中心轴单作向圆周运动,一般来说圆周轨迹与水平面平行。多轴旋转式清洗球除了中心转轴外,在喷射器与主轴间加装转轴(一般加装一个),这样清洗时,中心轴和喷射器同时转动,且方向不同(中心轴旋转平行于水平面而喷射器旋转垂直于水平面,见图2),以期覆盖储罐内所有部位。旋转式清洗球的驱动可分为自驱动和电机驱动,自驱动的动力为清洗介质。

5、CIP清洗效果的影响因素

  1. 运动能 清洗剂在高压的作用下,产生了机械力和流动性。

2.热能 当清洗液的温度逐步上升的时候,提高了清洗效果

3.化学能 作用在三者当中最为重要。但是要根据不同的杂质采用不同的清洗剂。

4.其他因素

6、CIP未来发展方向

1、需要加强在线监控方面的研究,进一步完善 CIP 装置的监控及控制,提升自动化水平。

2、使流体动力学与 CIP 清洗工艺相结合,采用 CFD动态模拟技术对过程参数及装置结构进行优化设计,进一步提升清洗效率,降低清洗液的用量。

3、加强高效清洗剂的开发,以使其满足行业特殊要求。


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