食品工厂COP__CIP_SIP介绍及影响因素

,食品工厂CIP/COP/SIP工艺介绍及其影响因素,CIP:(原位清洗,定位清洗)cleaninplace/cleaninginplacecop:(外部清洗)cleanoutplace设备外部泡沫清洗系统COPsip:(内部消毒)sterlizeinplacesop:(外部消毒)sterlizeoutplaceAIC:(无菌中间清洗)asepticinmiddleclean,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,4,CIP与COP介绍,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。,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。,COP的作用,CIP只能完成8090%的清洗任务，1020%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。,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。,COP清洗,COP清洗槽,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,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。,12,CIP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,13,CIP系统组成、工作机制及影响因素,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,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,16,CIP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,不同的CIP系统,单用途,单用途+回收,多用途,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,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,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）,RTD,Flow,Filter/Chkv/v,PresssensorOption!,CIP系统供应端设置,温度探头,流量感应开关,电导率仪,CIP系统回流端设置,23,CIP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,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,LL,HLAHL,25,CIP清洁剂罐,MLLLLLA,HLAHL,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),26,CIP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,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,LLLLA,HLAHL,所有罐体,28,CIP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）,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）,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,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,32,CIP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）,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：,T,T,探头,探头,34,电导率仪的安装,LC,化学品,HL,HHL,HL,RL,LL,HL,HLA,HL,LL,LLA,添加系统,添加控制,电导率仪,0/4-20mA,35,CIP系统中的电导应用,QIC1,QIC2,QIC3,QIC1/2=监控浓度QIC3=界面分离,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,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！,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,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,v1v2v3v4v3v2v1,40,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1.52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/cm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,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,42,管道横截面变化对流动特征产生的影响,直径：80mm65mm容积流量：36000L/h36000L/h流速：2m/sec3m/sec压损：0.55bar/100m1.6bar/100m,直径：80mm100mm容积流量：36000L/h流速：2m/sec1.2m/sec压损：0.55bar/100m,合格,不合格,43,罐清洗中的机械清洗效果,3045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,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,45,洗球的安装,洗球供应管长度：1/41/5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,46,洗球的不当连接,47,旋转洗球（水压驱动）,Rota-Jet255075直径mm：243454容积流量m/h：244-77-14建议压力巴：2.5（最大6）清洁半径米：1.01.42.5,卫生型设计低价更易处理最安全，精度最高减少水的用量,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,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,50,CIP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,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,SidelCAFLine清洗工艺介绍及分析,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,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,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,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,CIP,清洗周期：每次生产结束后,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,COP,清洗周期：每次生产结束后,SIP,大无菌罐UHT灌装机,SOP,灌装机,周期：每次生产结束后执行长SOP短SOP每两个小时执行一次，每次600s，只对灌装区域进行短SOP,瓶内外消毒,加多了很多喷嘴对瓶口、瓶底、瓶壁等进行强化消毒,瓶外强化消毒喷嘴,盖子消毒,PAA1800-2200ppm星轮杀菌装置（盖外表面用下盖轨道）结构较早期设备更加紧凑,输送带消毒,药剂OA150浓度400ppm管道与液封相通不同之处取消了瓶缓冲区,取样阀,无菌水、无菌空气等取样阀安装于灌装区内（下盖滑道旁）采用在线膜过滤方法，比以前的取样方法更易操作，且结果更具代表性。,全面的CIP（COP/SOP/SIP）控制,CIP标准程序(COP/SOP/SIP)的确认CIP系统的确认（设备情况及参数设定）CIP效果的确认,要确保CIP工艺的效果，应做好以下措施：,CIP标准程序(COP/SOP/SIP)确认,CIP标准程序是CIP清洗的基础控制之一检测目的在于确认所有CIP相关工艺标准是否有工艺缺陷浓度、温度、时间、流量及程序；是否符合清洗原