食品工厂介绍及影响因素

食品工厂介绍及影响因素CIP:(原位清洗,定位清洗)cleaninplace/cleaninginplace

cop:(外部清洗)cleanoutplace设备外部泡沫清洗系统COP

sip:(内部消毒)sterlizeinplace

sop:(外部消毒)sterlizeoutplace

AIC:(无菌中间清洗)asepticinmiddleclean

第2页,共67页，2024年2月25日，星期天主要内容CIP/COP/SIP/SOP介绍CIP/COP/SIP/SOP系统组成、工作机制及影响因素SidelCAFLine清洗工艺介绍及分析第3页,共67页，2024年2月25日，星期天4CIP与COP介绍第4页,共67页，2024年2月25日，星期天CIP的定义CIP：CleanInPlace,原位清洗/就地清洗。CIP是一种清洗方法，无需拆卸及打开设备，且几乎或完全不需要操作员参与，对工厂所有设备或管道进行清洁。在一定流量/压力的条件下，将清洁剂溶液喷射或喷洒到设备表面或在设备中循环。整个清洁过程通常由多个独立清洗步骤组成。COP：CleanOutofPlace.把设备拆开来进行清洗的方法。一般指手工清洗、泡沫清洗等清洗方法。第5页,共67页，2024年2月25日，星期天CIP的发展历史20世纪40年代后期最先用于乳品行业CIP没有发明前，乳品工厂的清洗程序将所有的设备全部拆开手工清洗：清水冲洗、刷子刷洗、清水冲洗组装设备非常耗时及耗人力直到20世纪60年代中期，乳品工厂才正式开始使用全自动的CIP清洗系统艺康化工是最早发明CIP并应用的公司之一。第6页,共67页，2024年2月25日，星期天COP的作用CIP只能完成80~90%的清洗任务，10~20%的清洗任务要靠COP来完成。COP清洗泡沫清洗：小罐，罐外表面等。内部喷淋系统供应排空排空泡沫发生器被清洗设备第7页,共67页，2024年2月25日，星期天COP的作用COP清洗零部件的清洗：取样阀、人孔、软管、过滤网、垫圈、呼吸阀、进料管、转换件等。泡沫主站卫星站PLC控制的泡沫主站第8页,共67页，2024年2月25日，星期天COP清洗COP清洗槽第9页,共67页，2024年2月25日，星期天COP清洗刷子清洗管道内部管道外部贮罐表面刷子使用要求不易掉毛易自清洗颜色区别第10页,共67页，2024年2月25日，星期天SOP的作用SOP：SanitationOutofPlace.SOP槽：浸泡消毒槽零配件浸泡前必须清洗干净。必须全部浸泡在消毒液中。氯类消毒液不能长时间浸泡。第11页,共67页，2024年2月25日，星期天12CIP的优点安全标准高人工流程减少不需要员工进入缸或其它处理设备不需要员工直接接触化学品溶液卫生质量提高结果重复性好消除人为错误成本控制更加合理生产效率提高人力开支减少水、能源、清洁剂、消毒剂等辅助资源控制得到提高第12页,共67页，2024年2月25日，星期天13CIP系统组成、工作机制及影响因素第13页,共67页，2024年2月25日，星期天14在清洁过程中向污垢施加的能量污垢热能（溶液温度）机械能（湍流）化学能(化学品，[%])污垢覆盖表面第14页,共67页，2024年2月25日，星期天15去污机制除上述三种能量外，时间因素也非常重要如三种能量有一种不足，可通过增强其它能量的形式加以弥补但要注意的是，三种能量在清洁流程中的作用都非常重要

第15页,共67页，2024年2月25日，星期天16CIP组件

基本部分：CIP罐：配置冲洗水、清洗液及消毒液的罐管道：连接CIP罐与待洗设备的管道泵：供应泵与回流泵阀热交换器液位控制洗球(CIP罐及产品罐）附件：化学品添加及监控设施CIP控制器第16页,共67页，2024年2月25日，星期天不同的CIP系统单用途单用途+回收多用途第17页,共67页，2024年2月25日，星期天18单用途CIP系统CIP缓冲罐提供足以维持循环的清洗溶液，通过设备后回到缓冲罐清洁完成后，清洁溶液被排放

清水供应CIP回流泵分配板DP

第18页,共67页，2024年2月25日，星期天19多用途CIP系统清水消毒剂

清洁剂预冲洗水 待清洁对象CIP-回流

CIP-供给第19页,共67页，2024年2月25日，星期天20单用途与多用途CIP系统特点单用途避免交叉污染风险根据待清洁对象具体需要调节清洗液浓度/温度设备数量多结构紧凑多用途排放物更少清洁溶液随时可用（存储在罐中）水和化学品可重复使用，更加经济（在很大程度上取决于实际情况、水和能源成本……）第20页,共67页，2024年2月25日，星期天清洗剂清洗对象清洗剂1清洗剂2新鲜水RTDFlowFilter/Chkv/vPresssensorOption!CIP系统供应端设置第21页,共67页，2024年2月25日，星期天清洗剂清洗对象清洗剂1清洗剂2新鲜水温度探头流量感应开关电导率仪CIP系统回流端设置第22页,共67页，2024年2月25日，星期天23CIP罐设计基本要求自清洗功能安装有洗球（多用途系统）能完全排空符合3A标准体积为总循环量的1.5倍第23页,共67页，2024年2月25日，星期天24预清洗罐HLA=高液位警报HL=高液位到达此液位时，关闭回流阀，将液流转到排水管LL=低液位液面低于此液位时，切换到新鲜水罐供水给供应泵回流管位于LL下以避免湍流（泡沫）可彻底排空（锥形底）溢流到排水管中（无溅射）清洗用洗球LLHLAHL第24页,共67页，2024年2月25日，星期天25CIP清洁剂罐MLLLLLAHLAHLHLA=高液位警报HL=高液位到达此液位时，关闭回流阀，将液流转到回收水罐和排水管LL=低液位液面低于此液位时，补水到中液位（循环中）回流管位于LL下以避免湍流（泡沫）LLA=低液位警报，供应泵停止可彻底排空（锥形底）溢流到排水管中（无溅射）清洗用洗球外置热交换系统（4m3以上)第25页,共67页，2024年2月25日，星期天26CIP罐正确设计：

锥形底，CIP出口位置较高CIP出口CIP供应管锥形底罐排水管第26页,共67页，2024年2月25日，星期天27清水罐无回流管与喷球的连接采用分配板（安全功能）离供应泵最远LLLLAHLAHL所有罐体第27页,共67页，2024年2月25日，星期天28CIP加热系统蒸汽喷射直接加热间接加热罐内盘管加热在线加热（经过供应泵）CIP罐外部循环加热（不经过供应泵）第28页,共67页，2024年2月25日，星期天29蒸汽喷射直接加热速度快，传热效率高温度难以控制冷凝水可能造成溶液稀释，无法控制形成泡沫设备可能受到机械冲击（蒸汽管道产生水锤效应）第29页,共67页，2024年2月25日，星期天30使用罐内加热盘管进行间接加热静态热量传输罐内障碍(易结垢）难以维护无搅拌功能第30页,共67页，2024年2月25日，星期天31在线加热动态热交换（速度快，效果好）易于维护温度控制精确CIP在合适的温度启动使罐内物质充分混合可在加热回路中非常方便地安装清洗液浓度测量及添加仪表CIP罐作为热缓冲器第31页,共67页，2024年2月25日，星期天32CIP罐专用外置热交换器动态热交换（速度快，效果好）易于维护温度控制精确CIP在合适的温度启动CIP罐作为热缓冲器使罐内物质充分混合可在加热回路中非常方便地安装清洗液浓度测量及添加仪表减轻供应泵运行负担（循环泵功率相对较小）第32页,共67页，2024年2月25日，星期天33浓度检测与电导率仪安装这样可能造成投料过多，因为它达到混匀所需时间较长，直到溶液浓度均匀后才能测得代表值探头处浓度增大的速度高于罐内其它部分电导率仪控制的投料泵会频繁关闭、启动。达到正确浓度的时间较长直接穿过罐壁安装，或安装在CIP罐液面下管道末端：TT探头探头第33页,共67页，2024年2月25日，星期天34电导率仪的安装LC化学品HLHHLHLRLLLHLHLAHLLLLLA添加系统添加控制电导率仪0/4-20mA第34页,共67页，2024年2月25日，星期天35CIP系统中的电导应用QIC1QIC2QIC3QIC1/2=监控浓度QIC3=界面分离第35页,共67页，2024年2月25日，星期天36食品行业用液体介质电导率范围示意图电导率

水

产品

酸性清洁剂碱性清洁剂第36页,共67页，2024年2月25日，星期天37使用压缩空气排空管道使用此方法时即假设残余产品可通过干净的压缩空气排出系统：

压缩空气液体然而，在实际使用中，这种方法的效果并不佳。最后，液体未充满管道横截面时，大部分空气会从液面上方排掉，起不到任何作用：此外，使用压缩空气的成本也相当可观。应特别注意，避免压缩机油通过压缩空气被带入管道系统该技术未被普遍接受！第37页,共67页，2024年2月25日，星期天38温度测量与监控CIP系统温度测量设备要求CIP罐温度CIP供应、回流温度精度反应度防震、可靠耐化学品腐蚀卫生级安装第38页,共67页，2024年2月25日，星期天39管道中的层流（v=流速） 不同液层经过管道流向中心时速度不同，各液层之间无明显交流管道中的湍流 流动液体中发生的充分交流CIP流程中的机械能来源v1v2v3v4v3v2v1第39页,共67页，2024年2月25日，星期天40如何制造湍流流动模式部分取决于管道性质、直径及流速经验证明（假设管道为光滑的不锈钢管道，直径1“-6”，水溶性清洗溶液）：产生湍流的最低流速为1.5–2米/秒学术上一般以雷诺数对其进行描述：Re=液体密度x管道半径x流速液体粘度密度[g/cm³]半径[cm]流速[cm/sec]粘度[cm2/sec]理想情况下，光滑不锈钢管道的雷诺数（改变层/湍流）应为2300实际应用中，一般在3000-9000范围内第40页,共67页，2024年2月25日，星期天41管道及其它封闭回路CIP清洁状况只有在管道完全充满，并产生湍流时才能达到理想的清洁效果必须避免产生气泡这一要求同样适用于通过循环清洗液进行清洗的其它封闭回路对于板式热交换器建议使用较低的流速，以避免板面遭到腐蚀。清洁此类设备时，流率应控制在1.2-1.4米/秒。可在板的表面产生湍流第41页,共67页，2024年2月25日，星期天42管道横截面变化对流动特征产生的影响直径： 80mm 65mm 容积流量： 36000L/h 36000L/h流速： 2m/sec 3m/sec压损： 0.55bar/100m 1.6bar/100m直径：

80mm 100mm 容积流量：

36000L/h 流速：

2m/sec 1.2m/sec压损：

0.55bar/100m 合格不合格第42页,共67页，2024年2月25日，星期天43罐清洗中的机械清洗效果30–45升/分钟/每米罐周长在罐清洁中，清洗液从罐壁留下，形成薄膜，达到机械清洁效果膜的厚度通常为0.4-0.6mm最重要的因素为容积流量容积流量应在每米罐周长30-45L/分钟之间，视污垢数量和性质而定使用回流泵将清洗液泵固CIP站对于离心式回流泵使用排气阀将清洗液中的空气除去第43页,共67页，2024年2月25日，星期天44洗球（清洗模式）它通过泵，以1.5-3bar的压力将清洁剂溶液喷洒到罐壁上洗球可根据具体需求，实现不同的喷洒范围可根据具体要求调节大小和流量第44页,共67页，2024年2月25日，星期天45洗球的安装洗球供应管长度：1/4~1/5罐直径(计算公式）洗球与供应管连接处间隙：0.1mm洗球与供应管之间为卫生连接洗球的布置不能产生喷洒阴影人孔的清洗呼吸孔的清洗第45页,共67页，2024年2月25日，星期天46洗球的不当连接第46页,共67页，2024年2月25日，星期天47旋转洗球（水压驱动）Rota-Jet 25 50 75 直径[mm]： 24 34 54容积流量[m³/h]： 2–4 4-7

7-14建议压力[巴]： 2.5（最大6）清洁半径[米]： 1.0 1.4 2.5卫生型设计低价更易处理最安全，精度最高减少水的用量第47页,共67页，2024年2月25日，星期天48洗球的连接卫生连接：插梢式螺纹不能外露绝对不能堵塞第48页,共67页，2024年2月25日，星期天49喷球与旋转喷嘴通过冲洗而非喷射进行清洁流量大（15-18m3/h）压力相对较低（1.5-2.5bar）成本低廉、简单、高效无移动部件，所需维护少不受高温影响自清洁、自排放连续接触污垢（如未使用间歇喷雾）单孔堵塞时，产生的不利影响较小喷射力强，机械效应更大流量低(10-15m3/h)，大型罐中所需设备更少所需工作压力最低(4-8bar)价格更高，结构相对复杂可靠性问题，某些型号维护较为复杂不能保证可以高温下使用（这一点在使用热水消毒时非常重要）并非总是能够实现自清洁、自排间歇接触污垢（每个循环一次）喷嘴堵塞时影响大，污垢颗粒可能导致无法准确转动第49页,共67页，2024年2月25日，星期天50CIP阀自动控制快速响应，气动控制“安全阀门”位置（故障时阀必须位于安全位置，如避免罐排放、液体混合等）耐腐蚀性介质高密封性能密封垫、垫圈可耐100-120℃卫生型第50页,共67页，2024年2月25日，星期天化学品添加添加方法时间控制：连续/脉冲

电导率控制：浓度控制在线添加

循环回路旁通无压添加---添加到清洗剂罐适用于清洗剂,添加剂,消毒剂第51页,共67页，2024年2月25日，星期天SidelCAFLine清洗工艺介绍及分析第52页,共67页，2024年2月25日，星期天卫生中心碱罐酸罐消毒剂罐ABF泵碱泵酸泵消毒剂泵1消毒剂泵2消毒剂泵3第53页,共67页，2024年2月25日，星期天碱罐药剂美普CIP三个分路碱罐至消毒剂配置罐——泵——建议360小时对消毒剂罐进行清洗碱罐至灌装机CIP管路——虹吸碱罐至灌装机COP管路——虹吸

第54页,共67页，2024年2月25日，星期天酸罐药剂浩丽FL两个分路酸罐至无菌水系统——泵根据使用情况对系统进行清洗碱罐至灌装机CIP管路——虹吸第55页,共67页，2024年2月25日，星期天消毒剂罐药剂OA150三个分路消毒剂罐至灌装机内部消毒——泵1消毒剂罐至灌装机内部COP——泵2——在线添加，出口具齿轮流量计消毒剂罐至灌装机液封系统——泵3——在线添加，出口具齿轮流量计第56页,共67页，2024年2月25日，星期天CIP清洗对象碱洗酸洗冲洗水温度℃浓度%流量t/h温度℃浓度%流量t/hpH电导us/cm感官标准801.5-2.0——601.0-1.5——5.4-7.0——正常灌装机82.71.681.8——————6.0228.21正常大无菌罐80.22——61.31.5——5.9730.12正常UHT85.31.522961.51.5296.0129.21正常清洗周期：每次生产结束后第57页,共67页，2024年2月25日，星期天COP区域灌装区压盖区无菌水冲洗区PAA喷冲区步骤PAA水冲碱洗PAA水冲不同之处碱洗替代传统的泡沫清洗用含PAA的水冲洗，为什么？软化水节约无菌水使用成本COP喷嘴COP旋转洗球第58页,共67页，2024年2月25日，星期天COPCOP参数温度(℃)浓度电导(mS/cm)时间(s)压力(bar)设定实际设定实际设定实际设定实际设定实际水洗PAA4038.1500ppm412ppm--0.12720720--2.2碱洗6060.3--1.12%7559.314401440--2.2水洗PAA4039.8500ppm427ppm--0.12720720--2.2清洗周期：每次生产结束后第59页,共67页，2024年2月25日，星期天SIP大无菌罐UHT灌装机温度(℃)时间(s)设定实际设定实际125130.118001800温度(℃)时间(s)设定实际设定实际138138.218001800杀菌部位温度(℃)时间（s）设定实际设定实际主管路134135.512001200