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清洗与灭菌
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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
|}
==star san==
对于自酿爱好者来说,star san在国外非常流行,它具有使用简单、无需冲洗、无毒、高效等特点,所以使用star san可以让灭菌工作变得简单高效。
star san是一个无味无臭、免冲洗(在推荐的浓度下)食品级消毒剂。按照要求使用时,它可以在5分钟内将接触到的所有微生物完全消灭,并且形成丰富的泡沫到达一些设备中意想不到的地方。它还会在表面留下一层微型膜(效果延续到干燥以后一段时间)持续对设备进行保护,这层膜不会影响啤酒的质量、味道、澄清度或者颜色。starr san是磷酸与十二烷基苯磺酸混合物,这种混合方式提供了一个独特的灭菌系统,这种灭菌系统不受到过度的有机物的影响。应用场景非常广泛,可以用在浸泡、涂擦或者喷雾瓶中。并且可重复使用,在密封容器中保持有效长达三至四周(只要pH为3以下即可)。推荐的配比浓度为:每1盎司的star san原液兑5加仑水(大约156ppm,也就是1毫升原液兑641毫升的水)。
''注:这家公司(Five Star)是专门生产酿酒用品的厂商,他们还有一种含碘的杀菌剂(IO-STAR Iodophor),这里就不进行介绍了。''
=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清洗系统的缺陷==
CIP清洗系统虽然具有很多优点,但该系统存在以下清洗缺陷。
由于CIP循环清洗罐自身罐体的清洁有可能存在问题,因此往往容易成为二次污染源,对纯种发酵和清酒无菌化形成潜在威胁。
使用碱液作为清洗剂,在清洗发酵罐和清酒罐时必须先将罐内二氧化碳泄压排空再进行清洗,浪费大量的二氧化碳并且要相应增加碱液的消耗量,增加成本。同时由于碱液和罐中残留的二氧化碳反应而使得整个清洗剂的浓度和成分不断变化,使清洗效果不稳定和难以控制。
清洗时间较长,耗水量和耗电量比较高。由于此种清洗方式是在没有压力的情况下进行清洗,因此当清洗完成后投入使用时,罐内仍然残留有大量的空气,给酒液带来被氧化的危险和二次微生物污染的危险,并往往容易造成因回流泵抽空引起负压而使罐体内陷的危险。由于消耗大量的清洗剂和水,给污水处理带来巨大的压力。
==CIP清洗的方式==
===原位循环清洗法===
原位循环清洗法是指洗涤液在管道、设备或容器不动的情况下,进行循环清洗。它的优越性是不需要拆卸管路和设备。清洗液和被清洗的设备管路用固定管路连接,形成一个密闭系统,然后进行循环清洗,免除了人工刷洗。洗涤液的容量至少要达到被清洗空间的50%以上,因此,此法适用于清洗管路和较小的容器,特别对薄板冷却器等手工洗涤比较麻烦的设备。
循环清洗方法的应用,现已普吉岛生产的各个方面,只要被清洗的设备或管道和洗涤液有一循环导管和泵,就可进行原位循环洗涤,达到高标准的清洗和无菌条件。如用热的洗涤剂溶液进行循环洗涤(如85℃以上的热水、70℃的热碱液或热酸液),则效果更好。
采用原位清洗,可以将洗涤剂和灭菌剂,组合在一次清洗中进行,也可以分别进行,先洗涤,后灭菌。不管采用哪种方法,洗涤灭菌剂必须具备足够的泵送容量、合适的压力(0.07MPa以上)和速度、才能得到有效的结果。关于管道的清洗,主要应使洗液在管道内的流速形成涡流(雷诺准数Re>30000),因为涡流的液流,具有更大的能量,其对管道的擦洗作用,将增强洗液的各项有关性能。一般洗液流速控制在2m/s(管道)比较合适。当然,这不是一成不变的,必要时,还需根据管径、液体的相对密度和黏度进行适当调整。
===原位机械清洗法===
原位机械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,这种设备需要洗涤液的量很大。其作用是将洗涤剂喷射到整个容器内表面,有以下两种不同的方法,可以达到清洗的目的。
*喷淋清洗法
:使用固定的多孔喷头,洗涤时,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,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。
*喷射清洗法
:利用高压回转多孔喷射器,使喷出的液流,集中在容器的某一表面,起冲击摩擦作用,并维持一定的时间。在喷嘴回旋360°时,就可以使容器全部内壁都被喷射到。这种清洗方法,洗液的压力比较高(0.30~0.70MPa),对器壁的冲击力大,去垢的效果也强。
:采用机械清洗法,泵送的能力和位置,管路的规格和距离,以及清洗液的温度都应该考虑进去。
:利用高压喷射器,清除麦汁煮沸锅锅壁和加热器上的污垢及有机沉淀物,或洗涤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)的碱性洗涤剂。如为搪瓷容器,只要将洗液中的苛性钠,以没有腐蚀性的纯碱和硅酸钠代替,效果也很好。
:采用原位清洗法,也可采用移动清洗车,将清洗灭菌液配好,自身循环清洗,清洗完毕,将清洗液放掉再用水冲洗干净。
=实用清洗杀菌技术=
==传统工艺生产中的清洗杀菌技术==
===冷却设备===
回旋沉淀槽每次使用前后,均用清水冲洗,以除去污垢和啤酒石,停产再用时,应将糖化设备以热水冲洗,在煮沸锅加热后,泵送至回旋沉淀槽,以清洗热麦汁管路。薄板冷却器和冷麦汁管路,每次使用完毕,需要热碱水冲洗,或通入90℃热水,使出口温度达到80℃以上,保持15min(可用热水循环),然后用冷水冲净备用。每周用2%热碱水循环半小时,然后用冷水冲净备用。生产间歇应定期拆开薄板冷却器,清除酒泥和水垢,以保持良好的冷却效果。
===发酵室===
根据国内情况分述如下。
发酵室在连续使用过程中,每周用石灰水或漂白粉涂刷墙壁和地面,次日冲刷干净每2周利用甲醛杀菌1次,每1m<sup>3</sup>空间使用甲醛5~25g。
停产后再用时,瓷砖墙和地面,用石灰、漂白粉混合乳液(5:1)涂刷1次,24h后冲刷,地面再用漂白粉灭菌1次,然后用甲醛熏蒸灭菌,每1m<sup>3</sup>空间使用甲醛5~15ml。如用火熏蒸,可在甲醛容器中,加少量高锰酸钾,任其挥发即可。利用气体灭菌比液体效果好,穿透力强,不易留下死角。
===发酵罐===
每次放料后,用水冲洗,并刷净器壁附着物,然后涂刷石灰乳,保持15min后冲净。
圆柱锥底罐采用CIP清洗法,清洗方法已如前述。洗涤剂一般采用1%氢氧化钠(或纯碱)和硅酸钠混合液,也可用磷酸三钠取代氢氧化钠。
发酵罐在停产后再用时,先用甲醛喷洒,保持24h,再用石灰乳涂刷3次,冲洗后擦干备用。或采用机械清洗,最后用灭菌剂喷淋杀菌后,再用无菌原水冲洗干净。
===管道===
麦汁管道和连接的耐压橡皮管,在连续使用时,使用前后均需用水冲洗,每周刷洗后,要用0.1%甲醛溶液灌入管内,浸泡一夜,翌日冲洗后使用。如在1周以上未使用,在投产前,先用水和刷子刷洗干净,再用0.1%甲醛溶液浸泡12~24h,冲净后使用。
麦汁管道也可采用碱性洗涤剂加新洁尔灭进行原位清洗。国内习惯用泡沫橡皮球,蘸碱性洗涤剂洗涤,即球从管的一端放入,开洗涤剂泵或压缩空气,使球从另一端射出。啤酒管道也可用此法清洗。钢管的清洗,也可先用5%硫酸加酵母,采用球法刷洗,冲净酵母泥,再用甲醛浸泡12~24h,然后冲净使用。
倒酒和下酒管道的清洗同麦汁管道。
===倒酒泵===
连续使用时,与管道连在一起清洗。每周用0.5%~1.0%甲醛溶液浸泡过夜,冲洗后使用。也可用碱性洗涤灭菌剂进行原位清洗。
酒泵每月拆洗1次。停产后再用时,先用碱液洗涤剂进行原位清洗,用水冲净后,再用0.1~1%甲醛溶液杀菌,冲净甲醛后再用。
===酵母桶和酵母添加器===
木制酵母桶使用后,用水冲洗干净,并用无菌水冲洗2~3次;每周用碱性洗涤灭菌剂(纯碱+硅酸钠+新洁尔灭)洗涤,用水冲洗干净,再用无菌水冲洗2~3次;或用1%甲醛溶液喷淋灭菌后,用无菌水冲净。
金属酵母桶和酵母添加器每次使用后应刷洗干净,再用无菌水冲洗2~3次;每周用碱性洗涤灭菌剂(纯碱+硅酸钠+新洁尔灭)洗涤,并用水冲净,再用无菌水冲洗2~3次;或用1%甲醛溶液喷淋灭菌后,用无菌水冲净。
===无菌水贮存罐===
每周刷洗1次,先用石灰乳涂刷,保持1~2h,冲洗干净,再用1%甲醛溶液喷淋灭菌,12~24h后用水冲洗干净,再用无菌水冲洗1~2次。
无菌水贮存罐最好置备多套,交替使用。
===滤水器===
连续使用,每3天拆刷1次。如进水水质浑浊,每天拆帅一次。
滤水器每次拆卸清洁,即用1%甲醛溶液浸渍12h,再用无菌水冲洗干净。开始1h滤出的水弃之不用。如采用包膜过滤除菌器时,可采用原位清洗法清洗,再用无菌水洗净。
===无菌空气贮存罐===
无菌空气贮存罐和管道,每半个月用蒸汽灭菌30min。无菌空气棉花过滤器,每半个月换棉花1次,棉花先用1%水杨酸溶液浸湿压干后,130~150℃干热杀菌1h以上。如采用超玻璃纤维过滤器,在夹层中通蒸汽,再用蒸汽将过滤器灭菌。如采用滤芯空气过滤器,则应该定期更换滤芯。
===贮酒室===
贮酒室长时间停产后再使用,室内墙壁和地面应涂漂白粉或石灰漂白粉(5:1)混合剂,保持24h,然后用水冲洗,再熏硫磺或甲醛进行杀菌,保持24h。硫磺用量20~25g/m<sup>3</sup>,甲醛用量5~15g/m<sup>3</sup>。
贮酒室在啤酒全部出清后,进行一次大刷洗,清洗灭菌方法同前。
===贮酒罐===
贮酒罐在长期停产再使用使用时,先用清水刷洗干净,再用石灰乳涂刷,保持4~6h后,用水冲洗干净后,用1%甲醛溶液喷洒,保持12h,次日用清水冲净,使用时再用硫磺麻袋片燃烧灭菌(硫磺用量1~2g/m<sup>3</sup>)。
使用后的贮酒罐,先用空气排出罐内二氧化碳,再将沉淀酵母泥排出,用水冲净,人工用刷子仔细刷洗干净。刷洗时,要注意刷净酒罐上部的泡盖树脂和下酒口积存的酵母,而后用灭菌布擦干罐内积水,关闭人孔,从上口利用硫磺麻袋片灭菌,硫磺用量同上。
贮酒罐采用机械清洗法时,先用水喷淋干净,再用苛性钠和硅酸钠各1%~5%,加入0.1%新吉尔灭进行喷淋清洗和灭菌,然后用无菌水冲洗干净。
除酒罐在后发酵封罐时,用75%酒精将罐口擦洗灭菌,进行封盖,并用水将溢出的酒花树脂泡盖冲洗干净。
===下酒用的橡皮管和工具===
下酒用的橡皮管在使用前,先用清水刷洗干净,使用后立即走水冲净,用海绵橡胶球蘸5%硫酸和酵母泥,用压缩空气顶出,重复几次后,用水冲净,灌入1%甲醛溶液,放置12h,用无菌水冲洗干净。或用水洗净后,放置在甲醛水槽中浸泡,用时先用清水,再用无菌水冲洗干净。
发酵过程中使用的工具,用后均应及时刷洗,置甲醛液水槽内浸泡,用时以无菌水冲洗干净。
===走道和下水道===
走道和下水道在刷罐后,及时冲洗干净。走道和下水道,每星期用石灰乳和漂白粉涂刷1次,次日冲净。此项工作与地面的清洗灭菌同时进行。
==现代生产中的实用清洗杀菌技术==
===锥形发酵罐的清洗===
====锥形罐清洗的基本问题====
锥形罐的清洗,必须具备完善的原位自动清洗装置,包括碱液罐、酸液罐(稀硝酸)、杀菌剂罐和清洗喷头及送液泵等,通过自动程序控制系统,利用泵送,循环清洗,完成罐的清洗杀菌工作。大型容器如清酒罐、发酵罐不可能采用充满清洗剂来清洗,只能采用CIP清洗。设计及运行时必须考虑以下几个方面。
*清洗液必须能润湿容器内的每一个角落,否则不可能达到清洗的目的。在清洗大罐时,CIP泵的流量和压力要求比较严格,需要做到使洗球喷出的液体能够通过机械力覆盖整个罐壁,流量达到沿罐周长方向每分钟每米20~35L。
*清洗时需要有一定的清洗强度及液流量,才能把污物冲洗干净。
*容器设计时,不要人为地制造一些死角,不合理地设置CIP流体无法覆盖的零部件,如人孔、仪表接口等。
*喷嘴的口径应与流量匹配,口径不宜太小,否则容易引起雾化,达不到清洗效果。
*大型容器的清洗,以冷清洗为宜。因为热清洗对设备本身不利,罐体的焊缝会因为温度的急剧变化产生收缩或膨胀造成撕裂,从而缩短容器的使用寿命。另外,热清洗后降温,容器内会产生负压,一旦真空保护阀出现故障,将导致容器失稳变形。建议大罐清洗温度不宜超过45℃。
====锥形罐清洗的压力控制====
经清洗器喷出的清洗液一定要使所有的设备表面都得到清洗,这一点非常重要。球形清洗器的作用半径约为2m,在卧式罐里使用这种清洗器时必须安装多个才能达到清洗要求。清洗液在清洗器喷嘴出口处的压力应当在0.2~0.3MPa之间;对于立式罐来说,祁雅丽测量不仅要考虑管路阻力造成的压力损耗,还要考虑发酵罐高度对清洗压力的影响。
压力太大时,清洗器的作用半径小,流量不够,喷射的清洗液不能不满罐壁;而压力太大时清洗液会形成武装,不能形成沿罐壁向下流动的水膜或者喷射的清洗液被罐壁反弹回来,降低了清洗效果。
容器的清洗按使用压力可分为如下三种:
:*低压清洗。压力为0.2~0.3MPa,清洗半径要小于2m,此方式适用于小容器的清洗。
:*中压清洗。压力0.5~0.6MPa,清洗半径3~4m。适用于大型容器如发酵罐的清洗。
:*高压清洗。压力3~4MPa;清洗半径可达6m,适用于糖化设备的清洗。
====锥形罐清洗的流量选择====
大型容器进行清洗时要控制一定的清洗强度和喷射两。清洗液流量的选择如下:
:*按容器周边来选择。即每米周长每小时清洗两需要1.5~3.5m<sup>3</sup>/(m·h)。罐直径大,周边长,需要较大的清洗两。小罐清洗时取下限,大罐取上限。
:*按容器内表面积来选择。即每平方米内表面积每小时需清洗0.2m<sup>3</sup>/(m<sup>2</sup>·h)。其考虑的原则是单位容积麦汁发酵产生的代谢物为常量。罐大,内表面积大,附着物量大,所以清洗量必须要大。
另外,以碱液清洗发酵罐及其他贮酒容器时,必须先将罐内的二氧化碳排尽,以降低碱液的消耗。理论计算,每中和1m<sup>3</sup>的二氧化碳,要消耗4kg氢氧化钠,或100L 4%浓度的碱液。
====锥形罐清洗的基本方式====
发酵罐的CIP清洗流程一般为:冲清水至无泡 → 2.0%~4.0%碱液循环清洗30min → 冲水至pH值为中性 → 消毒剂循环杀菌10min以上。
根据以上理论分析可以设计以下CIP清洗流程:
:#碱洗+酸洗+消毒;
:#碱洗+消毒;
:#酸洗+消毒;
:#含消毒剂的酸性清洗剂。
下面介绍某啤酒厂指定的容器清洗程序,见下表所示。冷清洗总的作业时间为110min,热清洗时间为55min,作业时间缩短了一半。
{| class="wikitable"
|-
! colspan ='4' | 冷清洗程序
|-
| 步骤 || 清洗介质 || 清洗时间 min || 去除的物质
|-
| 预洗 || 回收水 || 10 || 去除表面疏松物
|-
| 主洗 || 化学清洗剂 || 30 || 去除沉积物
|-
| 中间冲洗 || 水 || 10 || 去除清洗剂
|-
| 杀菌 || 杀菌剂 || 40 || 杀死微生物
|-
| 终洗 || 无菌水 || 20 || 去除杀菌剂
|}
{| class="wikitable"
|-
! colspan='4' | 热清洗程序
|-
| 步骤 || 清洗介质 || 清洗时间 min || 去除的物质
|-
| 预洗 || 回收水 || 5 || 去除表面疏松物
|-
| 主洗 || 化学清洗剂 || 15 || 去除沉积物
|-
| 中间冲洗 || 水 || 10 || 去除清洗剂
|-
| 杀菌 || 杀菌剂 || 10 || 杀死微生物
|-
| 终洗 || 无菌水 || 15 || 去除杀菌剂
|}
====锥形罐清洗的注意事项====
#清洗器的最底部应当留一个孔,使清洗器内部不留残液。
#采用旋转喷射型清洗器时应当能自动监视自传情况,并定期进行人工检查。
#高于清洗器的部位应当通过对清洗器喷嘴的调整,使其得到可靠的清洗。
#清洗开始前,用空气将罐内二氧化碳排出,可以避免清洗时,碱液吸收二氧化碳,罐内形成真空造成罐体内陷损伤。
#对容量大的罐体,清洗液的温度不能超过45℃,否则形成的真空会损坏罐体。
#清洗液回收泵的流量应当比清洗泵高20%~30%,否则罐就会被“淹没”。
#'''发酵罐每使用3次,可在碱洗之后,加一道1%硝酸清洗过程,以去除啤酒石。'''
===清酒罐和高浓稀释罐的清洗===
纯生啤酒对生产设备的清洗提出了更高的要求,作为传统的CIP清洗系统无法满足纯种发酵和清酒无菌化的卫生要求,为此采用二氧化碳环境下带压酸性清洗,并且结合在线添加消毒剂灭菌的CIP清洗方式,为啤酒的无菌化生产提供了有力的保障。在啤酒工业CIP清洗中清酒罐和高浓稀释缓冲罐的清洗频率是最高的。
清酒罐和高浓稀释缓冲罐的特点是:污渍相对不太严重;罐内残留有大量的二氧化碳,导致碱洗时损失大量的碱液,同时损失大量的二氧化碳;二氧化碳排空和备压占用大量的时间,设备利用率低。
传统CIP清洗中消毒剂用量0.5%~1.0%的过氧乙酸循环清洗30min,可以循环使用。由于过氧乙酸的滴定方法比较复杂,其浓度和添加量不易控制,既影响生产效率又达不到其应有的消毒效果,给产品质量带来潜在的危害。
====二氧化碳环境下带压酸性清洗====
#酸性添加剂的选择。选择的酸性添加剂是以磷酸为主要无机酸,另外含有机酸、多种表面活性剂,还有防腐蚀剂、抑菌剂。各种成分所起的作用见下表
{| class="wikitable"
|-
| 多种酸与清洁成分 || 清洗污垢、分解蛋白质、分解啤酒石,且适合硬水环境
|-
| 防腐蚀剂 || 保护金属
|-
| 含抑菌剂 || 使清洗剂能经济有效地回收和再利用,并且保持清洗剂不受微生物污染
|-
| 过水迅速 || 减少水用量
|-
| 降低表面张力 || 能快速渗透并去除“啤酒石”
|}
#酸洗方法与传统碱洗方法相比,不用排放二氧化碳,清洗时间比碱洗缩短了3h,可降低清洗成本大约50%左右。
====在线添加消毒剂的灭菌方式====
#在线添加的工作原理。当完成CIP前面的清洗程序后,开始进入消毒程序。开启消毒剂添加系统时,CIP泵暂不启动,但添加泵与注入阀打开,当感应器检测到消毒液吸入时,CIP泵开始工作,同时开始计时,当到设定的消毒剂注入时间时,添加泵停止,注入阀关闭。到设定的CIP泵运行时间结束,则CIP泵停止,整个消毒过程结束。
#在线添加的特点。整个消毒过程采用程序控制,所有相关泵及阀门等均自动控制,避免人工操作造成失误;根据每个罐离中心CIP距离的远近计算出消毒剂的添加时间,确保消毒步骤的有效性;在添加泵后设备压阀、泄压阀,保证注入精度。
:消毒剂的添加量一定,消毒剂浓度稳定,因此不需要再每次灭菌前检测消毒剂的浓度,只需对洗罐后的洗罐水用专用试纸检测灭菌剂的浓度即可,既减轻了操作压力,又极大地提高了工作效率。
#对150t清酒罐进行在线添加消毒剂灭菌和用CIP罐循环使用消毒剂的比较见下表。
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| 分类 || CIP循环使用消毒剂灭绝 || 在线添加消毒剂灭菌
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| 消毒剂使用量 || 3m<sup>3</sup>的CIP罐,浓度0.5%,需消毒剂原液15L || 每个罐在线添加需消毒剂原液4L
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| 消毒时间 || 30min || 30min
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| 洗罐水微生物检测 || 各项指标大部分能合格,但有时出现个别批次超标 || 各项指标全部能合格,检测结果波动很小
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| 清酒膜过滤前酒液微生物检测 || 啤酒有害菌含量较高 || 啤酒有害菌含量低
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二氧化碳环境下带压酸性清洗结合在线添加消毒剂灭菌的新型CIP清洗方式,对清酒罐和高浓稀释缓冲罐的清洗消毒有非常好的作用效果,给纯种发酵和生产纯生啤酒创造了条件,极大地降低了酒液微生物污染的危险性,降低了清洗成本,提高了生产效率。
===其他部件的清洗杀菌技术===
====管路的清洗====
管路清洗的重点是充分发挥机械作用,以提高清洗效果。因为清洗管路时,流动状态对清洗效果的影响非常大,流速慢时管内的流体易于分层,受摩擦力的作用,管道内流体的流速自中心向边缘呈速度梯度变化(变慢),这样污物就难以洗掉。因此在进行管道清洗时,必须采用较高的流速,使管路内形成湍流。
为确保管道清洗干净,CIP清洗液必须有一定的冲刷强度,其量值可参考下表中的经验数据。用热清洗液进行清洗时,清洗液在管内的流速保持在1~1.5m/s。另外,还要重视对CO<sub>2</sub>和压缩空气管路及其附件的清洗,每年至少应进行5次。
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| 管径 || 流速
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| <50DN || 3~4m/s
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| 50~100DN || 2m/s
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| >100DN || <1.5m/s
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如果直管部分有三通接头,其流速必须提高才能达到上述要求的最低冲刷强度1.5m/s。因此,啤酒管道尤其是瞬时灭菌后或无菌过滤后的啤酒管道,尽可能不要设置三通接头。非设置不可时其接头要尽可能短,要紧贴近主干道,防止产生死角。管道清洗流向的选择,以采用与物料流向相反为宜。
====热交换器的清洗====
热交换器和管路的清晰原则上是一样的。正常的热交换器在工作状态下,其介质呈湍流状态。因此用高出设计20%~30%的清洗液流量进行清洗,就可以获得良好的效果。换热薄板的清洗也应在物料出口处接入CIP,进口处开设CIP回流口。
====设备机件和机器的清洗====
对此没有固定的清洗模式,应当按设备生产厂商提供的说明进行。在用热的清洗液灌满设备(如过滤机)进行浸泡时,应当使清洗液保持正压,以保证清洗液冷却时外界空气不会侵入。
====清洗设备(CIP)的清洗====
清洗设备及其附属的管路、泵和附件也必须定期清洗,具体方法可参照容器和管路的清洗。建议每半年清洗一次。
====胶管的清洗====
胶管比不锈钢管道更难清洗,因此应尽可能减少胶管的使用。清洗温度和清洗时间要根据供货厂商的技术要求确定。一般胶管只能用碱性清洗剂清洗,氧化性的酸性清洗剂和杀菌剂都会加快胶管的老化(氧化增塑剂)。
氧化现象表现为胶管的内表面变得粗糙,出现细微的裂纹。这样就使胶管的清洗以及清洗剂的冲出变得很困难。胶管的使用寿命一般为3~4年,到期的胶管应及时淘汰,要使用标明生产日期的胶管。
====罐顶部位部件的清洗====
圆形锥底罐罐顶部件的清洗是啤酒厂卫生管理中的薄弱环节,特别是安全阀和真空阀。这些部件在罐的清洗过程中都应当被清洗到,有条件的话,最好采用专用清洗器和清洗罐路。由于位置不便,罐顶部位出现的问题在一般的检查工作中很难发现,因此应当采取特殊的预防性检查。
清洗和消毒的最终目的是使所有与产品接触的部件及设备表面没有存货的微生物,从而确保啤酒生产的卫生。卫生检查是啤酒厂质量控制的重要手段,因此,除了认真进行清洗外,还必须对各个相关生产工序进行微生物检查和卫生监督。
=灭菌与消毒的区别消毒与灭菌效果的评价方法与标准 GB15981-1995=灭菌与消毒有区别,消毒指的是消除病原微生物从而达到无害的目的,而灭菌指的是杀灭一切微生物使其达到无菌的状态。灭菌要比消毒更加的严格,一般来讲,对环境、器具的外观等不直接接触酒液的介质进行消毒处理就足够了,而直接接触酒液的介质则应当进行严格的灭菌处理。这里给出一个[[消毒与灭菌效果的评价方法与标准 GB15981-1995]]供大家参考。