清洗理论及应用课件

清洗原理及应用高万东清洗的定义和目的

所谓清洗就是通过物理和化学的方法去除被清洗外表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。受热外表

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局部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外表上，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。在受热外表上，能看到的污物如图21.1所示。乳石的表现冷外表

一层牛乳膜会粘附在管、泵、缸等等的壁面上〔“冷〞外表〕。当系统排空时，要尽可能快地进行清洗，否那么，这层牛乳膜将会干固而难于除去。清洗要求

物理清洁度——除去外表上所有可见污物；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。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

清洗原理100%的干净的外表是可以得到的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。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热的作用加速污垢的物理与化学反响速度，提高清洗效果，缩短清洗时间。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。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外表活性剂。Emulsification

Surfactants乳化作用Oil油脂Fat脂肪Surfactant表面活性剂化学作用是指清洗剂成分的化学反响，例如NaOH与油脂的皂化反响〔CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH〕，与脂肪酸的中和反响，对蛋白质的分解反响，以及HNO3等酸性清洗剂对无机盐性污垢的溶解反响以及过氧化物，氧化物类清洁剂对有机性污垢的氧化复原反响，有机螯合剂对金属离子的螯合作用等。ChargeRepulsion

AlkalineBuilders碱性清洗剂去除污垢的原理SoilSoilSoilSoilSoilSoil酶的作用酶所具有的分解作用

BETTERRESULTS!

更好的清洁效果

SURFACTANTS+BUILDERS

外表活性剂+主洗剂0 2 4 6 8 10 12 13[%]removedsoil80706050403020100Cleaningtime(mins)Builder(caustic)主洗剂(NaOH)Surfactant外表活性剂Surfactant+causticSynergism外表活性剂与NaOH结合Expectedcleaningeffectwhenaddingthesinglecleaningeffects单一成分的作用

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〕清洗剂乳品车间常用的是NaOH和HNO3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缺乏。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，以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。实

际所需时间低

浓度

高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。

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℃，假设用NaOH，温度为80—90℃，假设用HNO3，温度为60—80℃，但清洗UHT设备时温度将有明显提高。清洗流量〔清洗强度〕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。残留产品的回收

用水预洗

生产结束后，要立即进行预冲洗。否那么牛乳残留物会变干粘附在设备外表上，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%。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。冷外表通常用碱来清洗，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，有必要在溶液中参加一些能降低液体外表张力的“润湿剂〞〔外表活性剂〕，通常使用的有阳离子外表活性剂〔烷基、芳基、磺酸盐〕和阴离子外表活性剂。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。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给厂商的使用说明。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。Defoamers消泡能力70°F90°F110°F130°150°FLowFoamLevelCloudPointHigh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正确的使用温度。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℃。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；

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℃

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℃；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℃；

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℃〕；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；

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〕时间：15—20分钟；浓度：0.8%—1.5%；温度：65℃—80℃；

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℃；

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℃；

3、对UHT设备时间：15—20分钟；浓度：1.0%—1.5%；温度：75℃—80℃；

第五步：清水冲至中性第六步：消毒或杀菌清洗用水的质量

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。

RoughSurfacestrapSoil外表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

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,CSurfactantsimprovecleaningresults!!外表活性剂提高清洗效果surfactantAsurfactantBsurfactantCsurfactantDSurfactantsreducewatertension外表活性剂减少水的外表张力Allowscleaningsolutiontopenetratesmallareas可以使清洗液渗入细小区域Detergent清洁剂不易清洗之管路設計死端不平滑彎管管路擴張死端死端(Deadarea)排水設計自排水設計机械清洗作用

关于手工清洗选择适宜的清洗剂选择适宜的工具制定专门的手工清洗程序完整的纪录事实检查就地清洗系统

集中式就地清洗

图.21.6普通的中央就地清洗站的设计

分散式就地清洗

清洗效果的检验

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食品接觸外表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劑之侵蝕塑膠或橡膠類墊片不可突出於食品中必須控制塑膠或橡膠類墊片之被壓縮程度外表必須能排水(slope≧3o)外表粗糙度Ra≦0.8mm設備製造之考量因素支撐點或架管路和設備支撐架應設計使水或灰塵不易蓄留於外表或內部設備支撐設計設備製造之考量因素外表拋光度與食品接觸外表光滑度應有適當Ra值，並且無針孔、摺痕和裂縫等缺陷大面積與食品接觸外表拋光應至少為0.8mmRa粗糙度＞0.8mm可接受mm，假设其外表無缺陷並不需再拋光非食品接觸外表必須平滑