清洗理论及应用

清洗理论及应用演示文稿现在是1页\一共有87页\编辑于星期日优选清洗理论及应用现在是2页\一共有87页\编辑于星期日清洗的定义和目的

所谓清洗就是通过物理和化学的方法去除被清洗表面上可见和不可见的杂质的过程，其目的是：物理清洁、化学清洁、微生物清洁、无菌清洁。现在是3页\一共有87页\编辑于星期日受热表面

当牛乳加热到60℃以上时，“乳石”开始形成。乳石就是磷酸钙（和镁）、蛋白质，脂肪等等的沉积物。经过一较长时间的生产运行之后，在加热段和热回收第一部分的板式热交器的板片上，你就很容易看到，沉淀物紧紧地附着在设备表面上，运行时间超过8小时，你就可以看到沉淀物的颜色从稍带白色变成褐色。在受热表面上，能看到的污物如图21.1所示。现在是4页\一共有87页\编辑于星期日乳石的表现现在是5页\一共有87页\编辑于星期日冷表面

一层牛乳膜会粘附在管、泵、缸等等的壁面上（“冷”表面）。当系统排空时，要尽可能快地进行清洗，否则，这层牛乳膜将会干固而难于除去。现在是6页\一共有87页\编辑于星期日清洗要求

物理清洁度——除去表面上所有可见污物；化学清洁度——不仅除去全部可见污物，而且还除去了肉眼不可见的，但通过尝味或嗅觉能探测出的残留物；细菌清洁度——通过消毒获得；无菌清洁度——杀灭所有的微生物。现在是7页\一共有87页\编辑于星期日清洗的作用机理

水的溶解作用

热的作用

机械作用

界面的活性作用

化学作用

酶的作用

现在是8页\一共有87页\编辑于星期日清洗原理100%的干净的表面是可以得到的99%cleanisstill1%dirty!!99%干净,1%不干净1%maycauseyoutofail!!1%却会引起大麻烦现在是9页\一共有87页\编辑于星期日水的溶解作用水是极性化合物，对于油脂性污垢几乎没有溶解作用，对于碳水化合物（如糖）、蛋白质、低级脂肪酸有一定的溶解作用，而对于电解质及有机或无机盐类的溶解作用较强。

现在是10页\一共有87页\编辑于星期日WettingPenetration渗透作用WaterOnly只有水:BeadsForm水珠状WaterPlusSurfactant:水+表面活性剂WettedSurfaceSoil污垢Crack缝隙Soil现在是11页\一共有87页\编辑于星期日热的作用加速污垢的物理与化学反应速度，提高清洗效果，缩短清洗时间。现在是12页\一共有87页\编辑于星期日机械作用由于运动而产生的反作用，如搅拌、喷射清洗液而产生的压力和摩擦力。现在是13页\一共有87页\编辑于星期日界面的活性作用指清洗液与污垢，污垢与被清洗物体，被清洗物体与清洗液之间的交界面，界面的活性作用是指这些界面之间有选择的物理或化学作用的总称，包括湿润、乳化、分散、溶解、起泡等具有这种界面活性作用的化学物质称为表面活性剂。

现在是14页\一共有87页\编辑于星期日Emulsification

Surfactants乳化作用Oil油脂Fat脂肪Surfactant表面活性剂现在是15页\一共有87页\编辑于星期日化学作用是指清洗剂成分的化学反应，例如NaOH与油脂的皂化反应（CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH），与脂肪酸的中和反应，对蛋白质的分解反应，以及HNO3等酸性清洗剂对无机盐性污垢的溶解反应以及过氧化物，氧化物类清洁剂对有机性污垢的氧化还原反应，有机螯合剂对金属离子的螯合作用等。现在是16页\一共有87页\编辑于星期日ChargeRepulsion

AlkalineBuilders碱性清洗剂去除污垢的原理SoilSoilSoilSoilSoilSoil现在是17页\一共有87页\编辑于星期日酶的作用酶所具有的分解作用

现在是18页\一共有87页\编辑于星期日BETTERRESULTS!

更好的清洁效果

SURFACTANTS+BUILDERS

表面活性剂+主洗剂0 2 4 6 8 10 12 13[%]removedsoil80706050403020100Cleaningtime(mins)Builder(caustic)主洗剂(NaOH)Surfactant表面活性剂Surfactant+causticSynergism表面活性剂与NaOH结合Expectedcleaningeffectwhenaddingthesinglecleaningeffects单一成分的作用现在是19页\一共有87页\编辑于星期日

影响清洗的五个要素

清洗剂

清洗液的浓度

清洗时间

清洗温度

清洗流量（清洗强度）

现在是20页\一共有87页\编辑于星期日清洗剂乳品车间常用的是NaOH和HNO3现在是21页\一共有87页\编辑于星期日清洗液的浓度提高清洗液浓度后可适当缩短清洗时间或弥补清洗温度的不足。但清洗液费用增加，而且浓度的提高并不是一定能有效地提高清洗效果，有时甚至会导致清洗时间的延长。有关作用机理，目前尚不清楚，下图是清洗时间和清洗液浓度的关系。另外在清洗过程尽量保持清洗液浓度的均匀和稳定。

现在是22页\一共有87页\编辑于星期日实

际所需时间低

浓度

高现在是23页\一共有87页\编辑于星期日清洗时间此时间受诸多因素影响，如清洗液种类、清洗液浓度、清洗温度、产品类型、生产管线布置及设备的设计等。

现在是24页\一共有87页\编辑于星期日清洗温度清洗温度应保持稳定，测点应在回流管线上，清洗温度的升高会缩短清洗时间，但能源消耗增加，但对乳品厂来说，清洗温度一般不低于60℃，若用NaOH，温度为80—90℃，若用HNO3，温度为60—80℃，但清洗UHT设备时温度将有明显提高。现在是25页\一共有87页\编辑于星期日清洗流量（清洗强度）一般的清洗原则中，清洗液流速至少符合管路内1.5m/s，垂直罐中200—250L/(m2·h)卧式罐中250—300L/m2·h)的要求，另外管路的设计也影响到清洗效果，尽量减少管路末端的设计，内壁保证镜面。

现在是26页\一共有87页\编辑于星期日清洗程序

乳品厂中的清洗循环包括以下几个步骤：通过刮落、排出、用水置换或者用压缩空气排除等方法来回收残留的产品；用水预冲掉松散的污物；用洗涤剂清洗；用清水漂洗用加热法或用化学药剂进行消毒（任选的）；在后一种情况下，应再加一次最后清洗，假设水的质量是好的。现在是27页\一共有87页\编辑于星期日现在是28页\一共有87页\编辑于星期日残留产品的回收

生产结束时，应从生产线中回收所有残留产品，它的重要性有三方面：减少产品损失有利于清洗减轻废水处理系统的负担，即可以显著地节约废水处理费用。清洗之前，要先用水将生产线中的残乳冲出，如果有条件，也可将管线中的乳吹入或用水冲入收集罐中。现在是29页\一共有87页\编辑于星期日用水预洗

生产结束后，要立即进行预冲洗。否则牛乳残留物会变干粘附在设备表面上，更难清洗。如用温水进行预冲洗，乳脂肪残留物很容易被冲走，但其温度不能超过55℃，以免蛋白变性。有效的预冲洗可以除去至少90%的非结焦残留物，一般为总残留的99%。现在是30页\一共有87页\编辑于星期日用清洗剂清洗

受热面上的污物通常用碱和酸性清洗剂进行清洗，按照这个顺序或反过来都行，但都要用中间介质水进行漂洗。冷表面通常用碱来清洗，只是偶尔用酸液清洗。为了能使碱性洗涤剂溶液－－比较典型的是苛性钠（NaOH）－－与污物膜充分地接触，有必要在溶液中加入一些能降低液体表面张力的“润湿剂”（表面活性剂），通常使用的有阳离子表面活性剂（烷基、芳基、磺酸盐）和阴离子表面活性剂。洗涤剂也必须能够“分散”污物并且能使悬浮的颗粒分散，防止再絮集。多聚磷酸盐是有效的乳化剂和分散剂，它也可以使水软化，最常使用的是三磷酸钠和络合的磷酸盐混合物。现在是31页\一共有87页\编辑于星期日洗涤剂的浓度

清洗开始之前，溶液中洗涤剂的量必须调整到正确的浓度，在清洗过程中，清洗液被漂洗水和牛乳残留物所稀释。同时也发生了一系列的中和作用。所以在清洗的过程中，有必要检测一下清洗液的浓度。作不到这一点将会严重影响清洗效果。检查可以人工或自动进行。洗涤剂的用量必须始终遵照供应厂商的使用说明。增加其浓度并不一定会提高清洗效果，有时还会因起泡等现象而起到相反的效果。使用过多的洗涤剂只会使清洗产生不必要的浪费。现在是32页\一共有87页\编辑于星期日Defoamers消泡能力70°F90°F110°F130°150°FLowFoamLevelCloudPointHigh现在是33页\一共有87页\编辑于星期日洗涤剂的温度

一般而言，洗涤剂的清洗效力随着温度的上升而增加，而混合洗涤剂通常有一个最佳的使用温度。根据经验，采用碱性洗涤剂清洗的温度与产品在加工过程中的温度一样，至少70℃，用酸性洗涤剂清洗要求温度为68-70℃。现在是34页\一共有87页\编辑于星期日清洗的程序

第一步：温水（40—50℃）冲洗3—15分钟

第二步：用NaOH碱性清洗液清洗

第三步：清水（40—50℃）冲洗至中性

第四步：（可选择）酸性清洗液清洗（HNO3）

第五步：清水冲至中性第六步：消毒或杀菌

现在是35页\一共有87页\编辑于星期日第一步：温水（40—50℃）冲洗3—15分钟1.对于冷料管路和设备需3—5分钟；2.对于热料管路和设备需5—8分钟；3.对于UHT设备需10—15分钟；

现在是36页\一共有87页\编辑于星期日第二步：用NaOH碱性清洗液清洗时间：10—20分钟；浓度：0.8%—2.5%；温度：75℃—85℃

现在是37页\一共有87页\编辑于星期日1、

对于冷料管路及其设备时间：10—15分钟；浓度：0.8%—1.2%；温度：75℃—80℃；现在是38页\一共有87页\编辑于星期日2、对于热料管路及其设备包括巴氏杀菌机时间：15—20分钟；浓度：1.2%—1.7%；温度：80℃—85℃；

现在是39页\一共有87页\编辑于星期日3、、对于板式超高温（UHT）和亚超高温设备时间：15—20分钟；浓度：1.7%—2.5%；温度：用生产温度（如137℃或125℃）；

现在是40页\一共有87页\编辑于星期日4.、

对于管式超高温和亚超高温度设备时间：45—55分钟；浓度：2%—2.5%；

温度：用生产温度；

现在是41页\一共有87页\编辑于星期日第三步：清水（40—50℃）冲洗至中性现在是42页\一共有87页\编辑于星期日第四步：（可选择）酸性清洗液清洗（HNO3）时间：15—20分钟；浓度：0.8%—1.5%；温度：65℃—80℃；

现在是43页\一共有87页\编辑于星期日1、对于冷料管路及设备时间：10—15分钟；浓度：0.8%—1.0%；温度：65℃—70℃；

现在是44页\一共有87页\编辑于星期日2、对于热料管路及设备包括巴氏杀菌机时间：15—20分钟；浓度：1.0%—1.5%；温度：65℃—75℃；

现在是45页\一共有87页\编辑于星期日3、对UHT设备时间：15—20分钟；浓度：1.0%—1.5%；温度：75℃—80℃；

现在是46页\一共有87页\编辑于星期日第五步：清水冲至中性现在是47页\一共有87页\编辑于星期日第六步：消毒或杀菌现在是48页\一共有87页\编辑于星期日清洗用水的质量

硬度3~40dHPH>8.3氯化物<50ppm硫化物<100ppm铁离子<0.1ppm镁离子<0.1ppm现在是49页\一共有87页\编辑于星期日清洗用水的微生物指标主要包括大肠菌群和细菌总数，要定期检查，一般情况下细菌总数要低于500cfu/ml，而大肠菌群要低于1cfu/100ml，检验方法可用涂抹法和取水方法，涂抹的理想结果为：细菌总数<1cfu/100cm2，大肠菌群<1cfu/100cm2，酵母菌和霉菌均<1cfu/100cm2。取水法理想结果为：细菌总数<3cfu/ml，大肠菌群<1cfu/100ml，酵母霉菌均<1cfu/ml。

现在是50页\一共有87页\编辑于星期日RoughSurfacestrapSoil表面活性剂去除污垢的大致描述10µmgroundcrossgroundgroundandelectronicallypolished2000µmMicroorganisms:Bacteria细菌Bacilli杆菌Yeasts酵母菌moldspores孢子现在是51页\一共有87页\编辑于星期日

FormulatedDetergents合成清洁剂

OneConcentrationforManySoils可以去除许多污垢NaOH-concentration[%]

[%]Clean1000NaOHsoilANaOHsoilBNaOHsoilCAlkalinecleaner碱性清洁剂soilA,B,C污垢A,B,C现在是52页\一共有87页\编辑于星期日Surfactantsimprovecleaningresults!!表面活性剂提高清洗效果surfactantAsurfactantBsurfactantCsurfactantDSurfactantsreducewatertension表面活性剂减少水的表面张力Allowscleaningsolutiontopenetratesmallareas可以使清洗液渗入细小区域Detergent清洁剂现在是53页\一共有87页\编辑于星期日现在是54页\一共有87页\编辑于星期日不易清洗之管路設計死端不平滑彎管管路擴張现在是55页\一共有87页\编辑于星期日死端现在是56页\一共有87页\编辑于星期日死端(Deadarea)现在是57页\一共有87页\编辑于星期日现在是58页\一共有87页\编辑于星期日现在是59页\一共有87页\编辑于星期日现在是60页\一共有87页\编辑于星期日排水設計现在是61页\一共有87页\编辑于星期日自排水設計现在是62页\一共有87页\编辑于星期日现在是63页\一共有87页\编辑于星期日机械清洗作用

在手工清洗中，使用硬毛刷来生产所要求的机械刷洗效果，图21.2所示。在机械清洗管道系统，罐和其它加工设备中，靠洗涤剂的流速来提供机械作用。洗涤剂供液泵的能力比产品泵的能力高，从而使液流在管道内产生1.5~3.0m/s的流速，在这个速度下，液流呈湍流，在设备的表面产生良好的洗刷效果。现在是64页\一共有87页\编辑于星期日现在是65页\一共有87页\编辑于星期日关于手工清洗选择合适的清洗剂选择合适的工具制定专门的手工清洗程序完整的纪录事实检查现在是66页\一共有87页\编辑于星期日就地清洗系统

就地清洗就是在无需进行设备拆卸的情况下，冲洗水和洗涤剂溶液循环通过罐，管路和加工线。CIP可以被定义为清洗液通过机器和其它设备形成一个清洗循环回路，高速液流流过设备表面产生一种能除去沉淀污物的机械冲击力。此方法仅适用于管道、热交换器、泵、阀、分离机等。而清洗大罐时，是在罐的顶部装置一个清洗喷射装置，洗涤剂溶液由上沿罐壁靠其重力流下。虽然机械刷洗效果可以通过特殊设计的喷咀。如图21.3所示取得一定程度的提高，但得需大量的洗涤液进行循环才可达到良好的效果。现在是67页\一共有87页\编辑于星期日现在是68页\一共有87页\编辑于星期日集中式就地清洗

现在是69页\一共有87页\编辑于星期日图.21.6普通的中央就地清洗站的设计

现在是70页\一共有87页\编辑于星期日分散式就地清洗

现在是71页\一共有87页\编辑于星期日清洗效果的检验

肉眼检查和细菌监测。由于自动化的发展，现代的加工线中肉眼检查是很难达到目的的，必须由集中在加工线上的若干关键点，以严格的细菌监测来代替。就地清洗的结果一般用培养大肠杆菌来检查，其标准为每100平方厘米少于1个大肠杆菌。如果细菌数多于这个标准，清洗结果就不合格。这些试验可以在就地清洗程序完成后，在设备的工作面上进行。对罐和管道系统中可应用此种试验，特别是当产品中检查出过多的细菌数目时进行。通常是从第一批冲洗水或从清洗后第一批通过该线的产品中取样。现在是72页\一共有87页\编辑于星期日設備構造材料無毒性不繡鋼材料AISI-304通用材質，適用於不與含鹽類食品接觸之設備含氯溶液易造成腐蝕而產生針孔AISI-316適用於含氯成分食品且操作溫度低於60℃適用於閥組、泵體、軸承等AISI-316L較易焊接施工適用於桶槽和導管AISI-410现在是73页\一共有87页\编辑于星期日食品接觸表面之衛生設計原則須為無毒性材料，不吸附食品且不與食品化學反應能抵抗清洗劑和殺菌