清洗理論及應(yīng)用

1、清洗原理及應(yīng)用清洗原理及應(yīng)用清洗的定義和目的 所謂清洗就是通過(guò)物理和化學(xué)的方法去除被清洗表面上可見(jiàn)和不可見(jiàn)的雜質(zhì)的過(guò)程，其目的是：物理清潔、化學(xué)清潔、微生物清潔、無(wú)菌清潔。受熱表面當(dāng)牛乳加熱到60以上時(shí)，“乳石”開(kāi)始形成。乳石就是磷酸鈣（和鎂）、蛋白質(zhì)，脂肪等等的沉積物。經(jīng)過(guò)一較長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)運(yùn)行之后，在加熱段和熱回收第一部分的板式熱交器的板片上，你就很容易看到，沉淀物緊緊地附著在設(shè)備表面上，運(yùn)行時(shí)間超過(guò)8 小時(shí)，你就可以看到沉淀物的顏色從稍帶白色變成褐色。在受熱表面上，能看到的污物如圖21.1 所示。乳石的表現(xiàn)冷表面一層牛乳膜會(huì)粘附在管、泵、缸等等的壁面上（“冷”表面）。當(dāng)系統(tǒng)排空時(shí)，要盡可能

2、快地進(jìn)行清洗，否則，這層牛乳膜將會(huì)干固而難于除去。清洗要求物理清潔度除去表面上所有可見(jiàn)污物；化學(xué)清潔度不僅除去全部可見(jiàn)污物，而且還除去了肉眼不可見(jiàn)的，但通過(guò)嘗味或嗅覺(jué)能探測(cè)出的殘留物；細(xì)菌清潔度通過(guò)消毒獲得；無(wú)菌清潔度殺滅所有的微生物。清洗的作用機(jī)理 水的溶解作用 熱的作用 機(jī)械作用 界面的活性作用 化學(xué)作用 酶的作用 清洗原理100%的干凈的表面是可以得到的水的溶解作用水是極性化合物，對(duì)于油脂性污垢幾乎沒(méi)有溶解作用，對(duì)于碳水化合物（如糖）、蛋白質(zhì)、低級(jí)脂肪酸有一定的溶解作用，而對(duì)于電解質(zhì)及有機(jī)或無(wú)機(jī)鹽類的溶解作用較強(qiáng)。 wetting penetration滲透作滲透作用用water onl

3、y只有水只有水:beads form水珠狀水珠狀water plus surfactant:水水+表面活性劑表面活性劑wetted surfacesoil污垢污垢crack縫隙縫隙soil熱的作用加速污垢的物理與化學(xué)反應(yīng)速度，提高清洗效果，縮短清洗時(shí)間。機(jī)械作用由于運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的反作用，如攪拌、噴射清洗液而產(chǎn)生的壓力和摩擦力。界面的活性作用指清洗液與污垢，污垢與被清洗物體，被清洗物體與清洗液之間的交界面，界面的活性作用是指這些界面之間有選擇的物理或化學(xué)作用的總稱，包括濕潤(rùn)、乳化、分散、溶解、起泡等具有這種界面活性作用的化學(xué)物質(zhì)稱為表面活性劑。 emulsificationsurfactants乳

4、化作用乳化作用oil油脂油脂fat脂肪脂肪surfactant表面活性劑表面活性劑化學(xué)作用是指清洗劑成分的化學(xué)反應(yīng)，例如naoh與油脂的皂化反應(yīng)（ch3cooc2h5+naoh=ch3coona+c2h5oh），與脂肪酸的中和反應(yīng)，對(duì)蛋白質(zhì)的分解反應(yīng)，以及hno3等酸性清洗劑對(duì)無(wú)機(jī)鹽性污垢的溶解反應(yīng)以及過(guò)氧化物，氧化物類清潔劑對(duì)有機(jī)性污垢的氧化還原反應(yīng)，有機(jī)螯合劑對(duì)金屬離子的螯合作用等。charge repulsionalkaline builders堿性清洗劑去除污垢的原理堿性清洗劑去除污垢的原理soilsoilsoilsoilsoilsoil酶的作用酶所具有的分解作用 0246810121

5、3% removed soil80706050403020100cleaning time (mins)builder(caustic)主洗劑主洗劑(naoh)surfactant表面活性劑表面活性劑surfactant + causticsynergism表面活性劑與表面活性劑與naoh結(jié)結(jié)合合expected cleaning effectwhen adding the singlecleaning effects 單一成分的作單一成分的作用用 影響清洗的五個(gè)要素清洗劑 清洗液的濃度 清洗時(shí)間 清洗溫度 清洗流量（清洗強(qiáng)度） 清洗劑乳品車間常用的是naoh和hno3清洗液的濃度提高清洗液濃

6、度后可適當(dāng)縮短清洗時(shí)間或彌補(bǔ)清洗溫度的不足。但清洗液費(fèi)用增加，而且濃度的提高并不是一定能有效地提高清洗效果，有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致清洗時(shí)間的延長(zhǎng)。有關(guān)作用機(jī)理，目前尚不清楚，下圖是清洗時(shí)間和清洗液濃度的關(guān)系。另外在清洗過(guò)程盡量保持清洗液濃度的均勻和穩(wěn)定。 實(shí)際所需時(shí)間 低 濃度 高清洗時(shí)間此時(shí)間受諸多因素影響，如清洗液種類、清洗液濃度、清洗溫度、產(chǎn)品類型、生產(chǎn)管線布置及設(shè)備的設(shè)計(jì)等。 清洗溫度清洗溫度應(yīng)保持穩(wěn)定，測(cè)點(diǎn)應(yīng)在回流管線上，清洗溫度的升高會(huì)縮短清洗時(shí)間，但能源消耗增加，但對(duì)乳品廠來(lái)說(shuō)，清洗溫度一般不低于60，若用naoh，溫度為8090，若用hno3，溫度為6080，但清洗uht設(shè)備時(shí)溫度將有

7、明顯提高。清洗流量（清洗強(qiáng)度）一般的清洗原則中，清洗液流速至少符合管路內(nèi)1.5m/s，垂直罐中200250l/(m2h)臥式罐中250300l/ m2h)的要求，另外管路的設(shè)計(jì)也影響到清洗效果，盡量減少管路末端的設(shè)計(jì)，內(nèi)壁保證鏡面。 清洗程序乳品廠中的清洗循環(huán)包括以下幾個(gè)步驟：通過(guò)刮落、排出、用水置換或者用壓縮空氣排除等方法來(lái)回收殘留的產(chǎn)品；用水預(yù)沖掉松散的污物；用洗滌劑清洗；用清水漂洗用加熱法或用化學(xué)藥劑進(jìn)行消毒（任選的）；在后一種情況下，應(yīng)再加一次最后清洗，假設(shè)水的質(zhì)量是好的。殘留產(chǎn)品的回收 生產(chǎn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)從生產(chǎn)線中回收所有殘留產(chǎn)品，它的重要性有三方面：減少產(chǎn)品損失有利于清洗減輕廢水處理系

8、統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，即可以顯著地節(jié)約廢水處理費(fèi)用。 清洗之前，要先用水將生產(chǎn)線中的殘乳沖出，如果有條件，也可將管線中的乳吹入或用水沖入收集罐中。用水預(yù)洗生產(chǎn)結(jié)束后，要立即進(jìn)行預(yù)沖洗。否則牛乳殘留物會(huì)變干粘附在設(shè)備表面上，更難清洗。如用溫水進(jìn)行預(yù)沖洗，乳脂肪殘留物很容易被沖走，但其溫度不能超過(guò)55，以免蛋白變性。有效的預(yù)沖洗可以除去至少90% 的非結(jié)焦殘留物，一般為總殘留的99%。用清洗劑清洗受熱面上的污物通常用堿和酸性清洗劑進(jìn)行清洗，按照這個(gè)順序或反過(guò)來(lái)都行，但都要用中間介質(zhì)水進(jìn)行漂洗。冷表面通常用堿來(lái)清洗，只是偶爾用酸液清洗。為了能使堿性洗滌劑溶液比較典型的是苛性鈉（naoh）與污物膜充分地接觸，有必

9、要在溶液中加入一些能降低液體表面張力的“潤(rùn)濕劑”（表面活性劑），通常使用的有陽(yáng)離子表面活性劑（烷基、芳基、磺酸鹽）和陰離子表面活性劑。洗滌劑也必須能夠“分散”污物并且能使懸浮的顆粒分散，防止再絮集。多聚磷酸鹽是有效的乳化劑和分散劑，它也可以使水軟化，最常使用的是三磷酸鈉和絡(luò)合的磷酸鹽混合物。洗滌劑的濃度清洗開(kāi)始之前，溶液中洗滌劑的量必須調(diào)整到正確的濃度，在清洗過(guò)程中，清洗液被漂洗水和牛乳殘留物所稀釋。同時(shí)也發(fā)生了一系列的中和作用。所以在清洗的過(guò)程中，有必要檢測(cè)一下清洗液的濃度。作不到這一點(diǎn)將會(huì)嚴(yán)重影響清洗效果。檢查可以人工或自動(dòng)進(jìn)行。洗滌劑的用量必須始終遵照供應(yīng)廠商的使用說(shuō)明。增加其濃度并不一

10、定會(huì)提高清洗效果，有時(shí)還會(huì)因起泡等現(xiàn)象而起到相反的效果。使用過(guò)多的洗滌劑只會(huì)使清洗產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。defoamers消泡能力消泡能力70f 90f 110f 130 150 flowfoamlevelcloud pointhigh洗滌劑的溫度一般而言，洗滌劑的清洗效力隨著溫度的上升而增加，而混合洗滌劑通常有一個(gè)最佳的使用溫度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，采用堿性洗滌劑清洗的溫度與產(chǎn)品在加工過(guò)程中的溫度一樣，至少70，用酸性洗滌劑清洗要求溫度為68-70。清洗的程序 第一步：溫水（4050）沖洗315分鐘 第二步：用naoh堿性清洗液清洗 第三步：清水（4050）沖洗至中性 第四步：（可選擇）酸性清洗液清洗（h

11、no3） 第五步：清水沖至中性第六步：消毒或殺菌 第一步：溫水（4050）沖洗315分鐘1.對(duì)于冷料管路和設(shè)備需35分鐘； 2.對(duì)于熱料管路和設(shè)備需58分鐘； 3.對(duì)于uht設(shè)備需1015分鐘； 第二步：用naoh堿性清洗液清洗時(shí)間：1020分鐘；濃度：0.8%2.5%；溫度：7585 1、 對(duì)于冷料管路及其設(shè)備時(shí)間：1015分鐘；濃度：0.8%1.2%；溫度：7580；2、對(duì)于熱料管路及其設(shè)備包括巴氏殺菌機(jī)時(shí)間：1520分鐘；濃度：1.2%1.7%；溫度：8085； 3、對(duì)于板式超高溫（uht）和亞超高溫設(shè)備時(shí)間：1520分鐘；濃度：1.7%2.5%；溫度：用生產(chǎn)溫度（如137或125）；

12、4.、 對(duì)于管式超高溫和亞超高溫度設(shè)備時(shí)間：4555分鐘；濃度：2%2.5%； 溫度：用生產(chǎn)溫度； 第三步：清水（4050）沖洗至中性第四步：（可選擇）酸性清洗液清洗（hno3）時(shí)間：1520分鐘；濃度：0.8%1.5%；溫度：6580； 1、對(duì)于冷料管路及設(shè)備時(shí)間：1015分鐘；濃度：0.8%1.0%；溫度：6570； 2、對(duì)于熱料管路及設(shè)備包括巴氏殺菌機(jī)時(shí)間：1520分鐘；濃度：1.0%1.5%；溫度：6575； 3、對(duì)uht設(shè)備時(shí)間：1520分鐘；濃度：1.0%1.5%；溫度：7580； 第五步：清水沖至中性第六步：消毒或殺菌清洗用水的質(zhì)量 硬度 340dhph 8.3氯化物 50ppm

13、硫化物 100ppm鐵離子 0.1ppm鎂離子 0.1ppm清洗用水的微生物指標(biāo)主要包括大腸菌群和細(xì)菌總數(shù)，要定期檢查，一般情況下細(xì)菌總數(shù)要低于500cfu/ml，而大腸菌群要低于1cfu/100ml，檢驗(yàn)方法可用涂抹法和取水方法，涂抹的理想結(jié)果為：細(xì)菌總數(shù)1cfu/100cm2，大腸菌群1cfu/100 cm2，酵母菌和霉菌均1cfu/100 cm2。取水法理想結(jié)果為：細(xì)菌總數(shù)3cfu/ml，大腸菌群1cfu/100ml，酵母霉菌均1cfu/ml。 10 mgroundcross groundground and electronically polished2000 mmicroorgan

14、isms:bacteria細(xì)菌細(xì)菌bacilli桿菌桿菌yeasts酵母菌酵母菌mold spores孢子孢子 naoh-concentration % %clean1000naohsoil anaohsoil bnaohsoil calkaline cleaner堿性清堿性清潔劑潔劑soil a, b, c污垢污垢a,b,csurfactant asurfactant bsurfactant csurfactant dsurfactants reduce water tension表面活性劑減少水的表面張力表面活性劑減少水的表面張力allows cleaning solution to pe

15、netrate small areas可以使清洗液滲入細(xì)小區(qū)域可以使清洗液滲入細(xì)小區(qū)域matching cleaners withmatching cleaners withsoil typesoil typefats and oilslow molecularcarbohydrateshigh molecularcarbohydratesmineralsproteinstype of soilalkalisacids oxidizerssurfactantscomplexingagentsbase of cleaner*additional componentsexcellentgoodfa

16、irspecial casesnot requiredno effectnot inacidicproductsnot to becombined不易清洗之管路設(shè)計(jì)死端不平滑彎管管路擴(kuò)張死端死端(dead area)排水設(shè)計(jì)自排水設(shè)計(jì)機(jī)械清洗作用在手工清洗中，使用硬毛刷來(lái)生產(chǎn)所要求的機(jī)械刷洗效果，圖21.2 所示。在機(jī)械清洗管道系統(tǒng)，罐和其它加工設(shè)備中，靠洗滌劑的流速來(lái)提供機(jī)械作用。洗滌劑供液泵的能力比產(chǎn)品泵的能力高， 從而使液流在管道內(nèi)產(chǎn)生1.53.0m/s 的流速，在這個(gè)速度下，液流呈湍流，在設(shè)備的表面產(chǎn)生良好的洗刷效果。關(guān)于手工清洗選擇合適的清洗劑選擇合適的工具制定專門的手工清洗程序完整

17、的紀(jì)錄事實(shí)檢查就地清洗系統(tǒng)就地清洗就是在無(wú)需進(jìn)行設(shè)備拆卸的情況下，沖洗水和洗滌劑溶液循環(huán)通過(guò)罐，管路和加工線。cip可以被定義為清洗液通過(guò)機(jī)器和其它設(shè)備形成一個(gè)清洗循環(huán)回路，高速液流流過(guò)設(shè)備表面產(chǎn)生一種能除去沉淀污物的機(jī)械沖擊力。 此方法僅適用于管道、熱交換器、泵、閥、分離機(jī)等。而清洗大罐時(shí)，是在罐的頂部裝置一個(gè)清洗噴射裝置，洗滌劑溶液由上沿罐壁靠其重力流下。雖然機(jī)械刷洗效果可以通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的噴咀。如圖21.3所示取得一定程度的提高，但得需大量的洗滌液進(jìn)行循環(huán)才可達(dá)到良好的效果。集中式就地清洗圖.21.6普通的中央就地清洗站的設(shè)計(jì)分散式就地清洗清洗效果的檢驗(yàn)肉眼檢查和細(xì)菌監(jiān)測(cè)。由于自動(dòng)化的發(fā)展

18、，現(xiàn)代的加工線中肉眼檢查是很難達(dá)到目的的，必須由集中在加工線上的若干關(guān)鍵點(diǎn)，以嚴(yán)格的細(xì)菌監(jiān)測(cè)來(lái)代替。就地清洗的結(jié)果一般用培養(yǎng)大腸桿菌來(lái)檢查，其標(biāo)準(zhǔn)為每100 平方厘米少于1 個(gè)大腸桿菌。如果細(xì)菌數(shù)多于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，清洗結(jié)果就不合格。這些試驗(yàn)可以在就地清洗程序完成后，在設(shè)備的工作面上進(jìn)行。對(duì)罐和管道系統(tǒng)中可應(yīng)用此種試驗(yàn)，特別是當(dāng)產(chǎn)品中檢查出過(guò)多的細(xì)菌數(shù)目時(shí)進(jìn)行。通常是從第一批沖洗水或從清洗后第一批通過(guò)該線的產(chǎn)品中取樣。設(shè)備構(gòu)造材料無(wú)毒性不繡鋼材料laisi-304l通用材質(zhì)，適用於不與含鹽類食品接觸之設(shè)備l含氯溶液易造成腐蝕而產(chǎn)生針孔laisi-316l適用於含氯成分食品且操作溫度低於60l適用於閥組、泵體、軸承等la