Чистка оборудования [1977 Главачек Ф., Лхотский А.

Чистка является сложным физико-химическим процессом [1]. Кинетику процесса чистки можно представить отношением

где K_ч - константа чистки (включает все параметры, влияющие на процесс чистки);

K_м - материальная константа, включающая влияние материала и состояние поверхности.

Значение связи между загрязнением и очищаемой поверхностью является одним из основных условий успеха при чистке [2].

Связывающие силы, состоящие из электростатических, химических сил, сил ван дер Ваальса и сил электрических слоев, создают энергетический порог, который следует преодолеть при чистке. Для этого используются следующие принципы:

отделение прилипших загрязнений с помощью моющих средств; использование высоких температур; повышение энергии стекающей струи у очищаемой поверхности; мойка очищаемых поверхностей прерывистым потоком.

При определении моющего эффекта при впрыскивании было установлено следующее: эффект мойки увеличивается на 15% при повышении температуры от 35 до 85°С, на 10% при изменении содержания в растворе свободной щелочи (NaOH) от 0,2 до 1,2%, на 36% при увеличении давления от 0,5 до 4-105 Па и на 21% при повышении времени от 30 до 300 с.

Отмечается, что если для упрощения предположить совпадаемость эффектов мойки, то мойка впрыскиванием в 4 раза эффективнее, чем мойка свободно стекающей струей.

При определении течения в закрытом цикле круглого сечения эффект мойки зависит от критерия Re, и эффективная величина Re равна 45 000, что соответствует скорости 1,3 м/с. Для достижения турбулентности некоторые авторы рекомендуют придерживаться следующего количества протекаемой жидкости Q (в гл/ч): 1,5 X Is для температуры 60°С; 4,5 X Is для температуры 5°С.

Современным способом чистки является также чистка передвижными аппаратами высокого давления.

Способ CIP (cleaning in place) характеризуется тем, что соответствующий моющий, дезинфицирующий или споласкивающий раствор циркулирует в трубопроводе, смонтированном внутри определенного технологического аппарата. При этом внутренние поверхности крупногабаритного оборудования споласкивают с помощью стационарно установленных разбрызгивающих головок. При этом способе работают с низким давлением до 3,5•10⁵ Па.

Способ CCS (central cleaning system) пригоден для чистки поверхностей в двойном исполнении:

центральным аппаратом чистки подается к очищаемым местам готовый раствор через один трубопровод;

через один трубопровод подается только теплая вода под соответствующим давлением, через другой - концентрированное моющее средство.

Этот способ пригоден для 8-12 отдельных аппаратов, к которым присоединяется комплект шлангов для отдельных рабочих мест. Передвижные аппараты высокого давления имеют несколько вариантов. Они работают при давлении 50•10⁵ Па и более высоком при скорости потока 10-15 м в 1 мин.

Рис. 139. Агрегат для мойки и санитарной обработки (фирма 'Хаммельман', ФРГ)

Механизации работ, связанных с мойкой и дезинфекцией, уделяется исключительно большое внимание со стороны как теоретиков, так и конструкторов разных фирм.

Рис. 140. Агрегат типа MAXJV, предназначенный для мойки и санитарной обработки (фирма Платц, ФРГ)

В последнее время некоторые фирмы выпустили на рынок программно управляемые вакуумные аппараты с особыми приспособлениями (рис. 139, 140, 141), с помощью которых можно мыть не только полы, но и закрытые бродильные чаны, бутылкомоечные машины, пастеризаторы и т. п. Моющие головки изменяют положение водяной струи в резервуаре так, что вертикальный рабочий поршень вращается в крайнем положении моющими соплами по принципу храповика и защелки (рис. 142, в). Результаты измерений показали, что моющие головки, использующие для вращения реакцию вытекающей струи (рис. 142, а, г), расходуют на эту операцию около 30% энергии. По-новому решенная опрыскивающая головка расходует на оборот только 5% от общего объема энергии, 95% энергии используется для механического эффекта самой мойки.

Рис. 141. Агрегат для мойки и санитарной обработки (фирма 'Аустроварен', Австрия)

При использовании опрыскивающих головок для мойки горизонтального бродильного танка применяемое устройство автоматически устанавливается в центре бродильного резервуара и медленно перемещается от люка промываемого танка на его противоположный конец. При мойке внутреннего пространства бутылкомоечной машины - устранение накипи - вставляют вместо ряда ковшов в цепь бутылкомоечной машины приспособление (трубка, снабженная соплами), которое пропускается через пустую машину. Соответствующим образом при высоком давлении (10 МПа) установленные сопла устраняют осевшую накипь. Это устройство используется также при чистке оросительного пастеризатора. В ЧССР производством оборудования для мойки внутренней поверхности бродильных чанов занимается ряд предприятий (ЗВУ и др.).

Рис. 142. Различные типы головок для мойки под давлением: а - вращающаяся (X. Redler - Seller); б - прочно вмонтированная; в - вращающаяся (P. Hammelmaun); г - вращающаяся (Кагсгег, ФРГ)

Программный управляемый автоматизированный процесс мойки и дезинфекции (CIP), как правило, делится на несколько участков. Такое деление лучше всего проводить по производственным элементам, например: варочное отделение (сусловарочный котел), турбулентный чан, холодильники для сусла и резервуар для охлажденного сусла; закрытые бродильные чаны (башенные танки), сливные трубопроводы; лагерные резервуары и танки с избыточным давлением.

Участки чистки и дезинфекции во время мойки и т. п. могут быть выбраны с помощью программной панели. Метод чистки CIP применим для большинства технологических участков производства пива. Однако, учитывая различное оснащение заводов, нельзя применять повсеместно одну и ту же схему. Необходимо учитывать размеры оборудования и его конфигурацию, а именно объем и диаметр танка, а также горизонтальность или вертикальность его, форму резервуара, материал, окружающую среду, требуемую частоту чистки и т. д. Большинство моющих процессов состоит из следующих операций:

предварительное ополаскивание водой температурой 30-40°С в течение 3-5 мин с отводом ее в канализацию;

мойка щелочным раствором при температуре 60-70°С 1-2%-ной концентрацией моющего средства в течение 20-30 мин;

окончательное ополаскивание водой из водопровода в течение 5-10 мин, при этом часть воды следует улавливать в бункер для предварительного ополаскивания.

Приведенная последовательность чистки обычно осуществляется каждый день. Один раз в неделю после щелочной чистки включают следующие операции:

промежуточное ополаскивание водой в течение 3-5 мин; мойка кислотными моющими средствами температурой около 50°С в течение 5-10 мин;

При составлении программы процесса чистки необходимо принимать во внимание время, которое требуется для предварительного обогрева очищаемого участка.

Оборудование для приведенной выше системы чистки предлагает ряд фирм. Наиболее известными являются фирмы "Альфа Лаваль" (Швеция), "Росиста" (ФРГ) и АПВ (Англия).

Схематически процесс мойки и дезинфекции, предложенный фирмой АПВ (Англия), изображен на рис. 143.

Рис. 143. Схема процесса (CIP) мойки и дезинфекции (фирма АПВ, Англия)

Устройство работает автоматически после нажима пусковой кнопки. Последовательность операций следующая:

1) ополаскивание холодной водой, которая поступает через кран А и выходит через кран В, циркуляционный насос включен. Краны Б, Г, Д и Е остаются закрытыми. Если в цикл включена мойка танка, циркуляция проводится через разбрызгивающую головку, и танк обезвоживается с помощью обратного насоса;

2) спуск воды - кран А закрыт, циркулирующий насос включен, вода выпускается. Потом закрывается кран В;

3) циркуляция моющего раствора - краны Б и Г открыты, а краны А, В, Д, Е остаются закрытыми. Циркулирующий насос включен. Моющий раствор имеет температуру 88°С, циркулирует и возвращается снова в резервуар для моющего раствора;

4) спуск моющего раствора - кран Б закрыт, насос выключен, моющий раствор возвращается снова в резервуар. Потом закрывается кран Г;

5) ополаскивание холодной водой - краны и насос находятся в таком положении, как указано в п. 1;

6) спуск воды - точно так же, как указано в п. 2;

7) циркуляция стерилизующего раствора - краны Д и Е открыты, краны А, Б, В и Г остаются закрытыми. С помощью насоса стерилизующий раствор циркулирует и возвращается снова в резервуар со стерилизующим раствором;

8) выпуск стерилизующего раствора - кран Е закрыт, остановленный насос обеспечивает выпуск раствора в резервуар для стерилизующего раствора, потом закрывается кран Д;

9) ополаскивание холодной водой - краны и насос работают так, как указано в п. 1;

Протекающие операции полностью контролируются с пульта управления.

Чистка оборудования

Список использованной литературы