第十四章---乳品厂设备的清洗

1、第十四章 乳品工厂设备的清洗消毒,第一节 清洗与消毒,第二节 CIP系统,第十四章 乳品厂设备的清洗,第一节 清洗与消毒,一、清洗消毒的含义与目的 二、设备与管路的清洗 三、设备与管路的消毒,一、清洗消毒的含义与目的,乳制品加工企业的生产过程中, 加工设备的清洗是非常重要的, 因为加工设备在使用后会产生一些污垢, 如果不进行及时、彻底地清洗, 将会影响产品的卫生质量 .,(一)清洗的含义(P345) 清洗是通过物理和化学的作用去除被清洗表面上可见和不可见的杂质的过程。 清洗所要达到的清洗标准是指被清洗表面所要达到的清洁程度。,(二)清洗要求(P345) 在讨论清洗结果时，常常用下列的术语来表示

2、清洁程度： 1.物理清洁度除去表面上所有可见污物； 2.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； 3. 微生物清洁度通过消毒获得； 4.无菌清洁度杀灭所有的微生物。,而乳品厂清洗工作的要求是: 要经常达到化学和微生物清洁度。 因此，设备表面首先用化学洗涤剂进行彻底清洗，然后再进行消毒。,(三)污物的形成及去除措施 出现在乳品设备表面且需要除去的污物是哪种类型的污物呢？ 在此，这些污物是粘接在表面的沉淀物，其成分是乳中的成份，细菌“匿”于其中并利用这些物质。,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

3、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，能看到的污物如下图所示。,受热表面上的沉积物,管路系统中难以清洗的部位,管路系统中难清洗部位的例子,乳制品加工厂设备的污垢,1、污垢的性质： 乳制品加工厂中的污垢主要由矿物质、脂类、糖类、蛋白质和水构成。 其它污垢成份可能是灰尘、润滑剂、微生物、清洁剂和消毒剂。 附着在乳制品加工设备上的白色或灰色膜通常是乳垢和水垢 。,2、水垢和乳垢形成的主要原因： 如果加工设备清洗不彻底或用硬水清

4、洗或二者皆有，那么在不加热的表面上就会慢慢积累这类污垢。 硬水易析出钙盐和镁盐沉淀，牛奶中存在大量磷酸钙，高温下其溶解度降低，在清洗过程中，这类钙盐和镁盐沉淀物有可能粘附于设备上，形成水垢膜，粘附于表面的热变性蛋白质上又吸附了其它成份，就会在加热表面上迅速形成乳垢。 3、乳垢的危害： 乳垢是一种多孔沉淀物，它能藏匿微生物污染并降低最终灭菌效果。,4、污垢防止和去除： 污垢的类型决定了清洗方法清洗剂的组成和浓度。 利用酸性清洗剂能溶解碱性矿物质并清除乳垢膜。 对重污垢沉积物需要采用强效清洗剂以减少污垢。 未加热表面上新沉积的污垢比干燥污垢或在加热表面受热后的污垢更容易清除。 减少污垢沉积并除去污

5、垢的措施： 在排空热加工罐前后都应该立即冷却产品加热表面。 产品转移后，必须在泡沫和其它产品干燥前进行冲洗。 在清洗操作开始前尽可能使污垢沉积物保持潮湿。 用温水（而不是热水）完成冲洗。,(四)、化学作用及污物的特点(补充),(五)、清洗类型（P346）,1.物理清洗； 2.化学清洗； 3.微生物清洗； 4.无菌清洗。,二、设备与管路的清洗(P346),(一)清洗过程中的作用机理(P346) 溶解作用 热的作用 机械作用 界面活性作用 化学作用 酶的作用,酸碱清洗剂的主要作用 NaOH类碱性清洗剂 分解蛋白、脂肪类结垢 HNO3类的酸性清洗剂 溶解无机盐类的结垢,(二)清洗的基本步骤,奶制品加

6、工厂的清洗循环包括如下步骤： 1.通过水、压缩空气刮离、排除污物，回收残余产品 2.通过水的预冲洗，将疏松的污物冲洗掉 3.清洗液的清洗 4.用洁净的水清洗 5.杀菌消毒，通过加热或化学物质（可选）；如选用此项步骤，则需要再次用水质好的水作最后清洗 每个步骤都要延续适当的时间，以便达到预定的清洗效果,残留产品的回收,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。,（三）影响清洗效果的因素(P347),1.清洗液种类； 2.清洗液浓度； 3.清洗时间； 4.清洗温度； 5.清洗流量流速； 6.污垢类型。,（四）常用的清洗剂（P348）,1.无机碱类； 2.酸类；

7、 3.螯合剂； 4.表面活性剂 5.酶类,（五）清洗用水（P350） 最好用软水 微生物指标,其它清洗方法 1、热水冲洗 用热水（60-80）冲洗的主要优点在于清洗设备的投资少。 2、高压低流量清洗 由于高压喷淋清洗能够冲走重污垢，因而广泛应用于乳品加工厂中。高温喷淋能使污垢凝结到待清洗表面从而促进微生物的生长，所以水的温度不宜超过60。 3、泡沫清洗 由于泡沫清洗能简单、迅速地清洗天花板、墙壁、管道、螺栓、贮藏容器，因而广泛应用于乳品加工厂中。,4、凝胶清洗 由于凝胶具有吸附性，因此是清洗罐装和包装设备过程中特别有效的介质。,三、设备与管路的消毒 （P350）,一、消毒杀菌的方法 物理法 化

8、学法 P351表141,1.盛装容器的清洗和消毒； 2.管道的清洗和消毒； 3.导管、阀门的清洗和消毒； 4.净乳、均质等设备的清洗和消毒。,消 毒 用酸和碱性洗涤剂进行合适的清洗，不仅能使设备达到物理和化学清洁度，而且也在很大程度上取得细菌清洁度。 细菌清洁度能通过消毒得到进一步提高，使设备实现无菌。在某些产品的（超高温牛乳，灭菌乳）生产中，必须对设备进行彻底灭菌，也就是使其表面完全无菌。 乳品设备可用下列方法进行消毒： 物理消毒法（沸水，热水，蒸汽）； 化学消毒法（氯，酸，界面碘剂，过氧化氢等）。 在早晨牛乳开始加工前，立即进行消毒，当设备排出全部消毒溶液后就可以接收牛乳。 如果在一天工作

9、结束时进行消毒，应用清水把消毒剂溶液冲洗干净以防止残留物对金属表面的腐蚀。,三、影响消毒效果的因素（P354）,1.消毒剂的浓度； 2.消毒剂的Ph; 3.消毒剂的作用时间； 4.消毒剂的温度； 5.被消毒物的清洗情况。,1.传统热清洗的工艺流程图,理想cip流程图,第二节 CIP 系统,一、CIP系统组成 二、CIP系统的典型清洗程序 三、CIP系统,概述,（一） CIP的历史： CIP 系统最初于五十年代在美国的乳品工业得到应用, 1955年CIP系统与自动控制技术相结合,使其在食品工业的其它领域得以应用。,（二）CIP 的定义 就地清洗(Cleaning In Place，CIP)即设备

10、(罐体、管道、泵等)及整个生产线在无须人工拆开或打开的前提下，在闭合的回路中进行清洗；而清洗过程是在增加了湍动性和流速的条件下，对设备表面的喷淋或在管路中的循环。,（三）就地清洗特点（CIP） 1、CIP 的优点： 与传统的手工拆卸机器零件的清洗方式相比,CIP 的优点主要有: 节省人力。 更加卫生。 节省清洗液。 提高设备和贮罐的利用率。 保证操作的安全性。 相比之下: 常规拆卸清洗（COP）的缺点是: 费时、费力, 易损坏联接件; 设备停机时间长, 设备利用率低; 清洗不彻底, 有时对操作者也不十分安全。,2、CIP 系统的缺点： 费用高。 多数CIP 系统是定制的，因而设计和安装增加了投

11、资费用。 维护费用高。 许多复杂设备和系统要进行更多的维护。 灵活性不够。 这种清洗系统的使用限制在能安装设备的地方，而移动式设备可在更大区域内使用。,（四）CIP清洗设备的要求 1.产品的残留沉积必须是同一种成份，以便可以使用同一种清洗消毒剂。 2.被清洗设备表面必须是同一种材料制成，或至少是能耐受同种清洗消毒剂的材料。 3.整个回路的所有部件，要能同时进行清洗消毒。,清洗剂重复使用的CIP系统,二、CIP系统组成（P355）,CIP系统装置主要包括清洗剂及灭菌剂的储罐、输送泵、回收泵、管道和各种控制阀门及清洗喷头。 一个设计完善的CIP系 统常采用双座阀及系统整 合技术，以确保生产线的 一

12、部分处于CIP，另外部分 可以照常工作，如图所示。,三、CIP系统的典型清洗流程 （一）非加热设备与管路清洗程序（P356） 1、水冲洗35分钟。 2、7580热碱性洗涤剂循环1015分钟(若选择氢氧化钠建议溶液浓度为0.81.2%)。 3、水冲洗35分钟。 4、建议每周用6570酸液循环一次(如浓度为0.81.0%的硝酸溶液)。 5、9095热水消毒5分钟。 6、逐步冷却10分钟(储奶罐一般不需要冷却)。,（二）具有加热设备与管路清洗程序（P356） A.受热设备的清洗 1.水预冲洗58分钟。 2.7580热碱性洗涤剂循环1520分钟(如1%1.5%的氢氧化钠溶液)。 3.水冲洗58分钟。

13、4.6570酸性洗涤剂循环1520分钟(如浓度为0.81.0%的硝酸或2.0%的磷酸)。 5.水冲洗5分钟。 6.生产前一般用90热水循环1520分钟，以便对管路进行杀菌。,B.巴氏杀菌系统的清洗程序（P357） 1.水预冲洗58分钟。 2.7580热碱性洗涤剂循环1520分(如1.21.5%的氢氧化钠溶液)。 3.水冲洗5分钟。 4.6570酸性洗涤剂循环1520分钟(如0.81.0%的硝酸溶液或2.0%的磷酸溶液)。 5.水冲洗5分钟。,C.板式UHT灭菌系统的清洗程序 1.清水冲洗15分钟。 2.生产温度下的热碱性洗涤剂循环1015分钟(如137，浓度为22.5%的氢氧化钠溶液)。 3.

14、清水冲洗至中性，pH值为7。 4.80的酸性洗涤剂循环1015分钟(如浓度为11.5%的硝酸溶液)。 5.清水冲洗至中性。 6.85的碱性洗涤剂循环1015分钟(如浓度为22.5%的氢氧化钠溶液)。 7.清水冲洗至中性，pH值为7。,D.管式UHT灭菌系统的清洗程序 1.清水冲洗10分钟。 2.生产温度下的热碱性洗涤剂循环4555分钟(如137，浓度为22.5%的氢氧化钠溶液)。 3.清水冲洗至中性，pH值为7。 4.105的酸性洗涤剂循环3035分钟(如浓度为11.5%的硝酸溶液)。 5.清水冲洗至中性。,E.奶罐的清洗流程： 1. 冷纯水冲洗0.5分钟 (产品回收) 2. 排出.1分钟 3

15、. 水洗.3分钟 4. 排出.1分钟 5. 热碱液循环6分钟 6. 排出.1分钟 7. 热水循环(90C).3分钟 8. 排出.1分钟,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。如下图 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

16、良好的效果。,罐清洗的喷头 喷头由装在同一管子上的两个旋转喷嘴组成，一个在水平方向另一个在垂直方向上旋转。旋转是由向后弯曲的喷嘴在喷射作用下产生的。,清洗管路及阀门 清洗管路可分为送液管路和回液管路，它们连接CIP清洗站和待清洗设备，组成清洗回路。 管路的连接最好采用焊接。 管路系统的设计更多地关注减少清洗死角；清洗剂管路系统可选用卫生的双座防混阀。 CIP系统中的阀阵系统。,目前国外CIP系统流行采用阀阵系统。 阀阵管路系统： 由若干的双座防混阀组成，每个阀的开启由计算机自动控制，管路及阀门均可借助CIP进行独立清洗，最大限度地减少了清洗死角。 卫生的双座防混阀是清洁流动过程的重要组成部分。

17、 双座防混阀有两个独立的密封圈密封管线。在阀门关闭时，如果有一个垫片发生泄漏，泄漏可沿提供的泄露排除口排除而保证内部交叉管线不混液。,过滤器 设备清洗后，清洗液中含有污染物等杂质，应经过滤后，再回送到清洗液贮罐。 过滤装置通常安装在接近清洗液贮罐的回液管路上。 过滤器有直线型、角线型、Y-型和T-型，如图所示。 送液、回液泵一般采用离心泵，离心泵的流量、扬程及具体吨位由具体情况而定。,清洗喷头 清洗喷头安装在被清洗的容器内， 在清洗阶段，清洗液按工艺要求从 喷头的喷孔喷出，对容器进行冲洗。 喷头的形式有如下几种： 厚壁标准清洗球； 旋转清洗球； 涡旋式清洗球； 激烈喷射式清洗球。 如图所示。,

18、涡旋式清洗球代表目前清洗技术的最高水平， 其不需要喷射器就可以直接进行喷射清洗。 它是取代老产品的最佳选择，可以实现180及360度的低压全罐喷射清洗。 应用CIP系统中，涡旋式清洗球的 设计符合美国 cGMP及ASME-BPE相 关要求。,激烈喷射式清洗器，如图所示； 则用于清洗顽固的污渍，因为有涡轮系统的驱动，其可以提供更高的流速及压力，达到强力清洗的目的，有效杜绝过程中的混药现象。,厚壁标准清洗球： 而厚壁标准清洗球则具有低能耗、低维护、低流速的特点，其清洗时花费的时间较长。,笼式激烈喷射清洗器 笼式结构的激烈喷射清洗器，是为保护喷射器不受损伤而设计的，,可伸缩喷嘴 Niro公司的CIP

19、 喷嘴具有可伸缩的设计特点。当喷嘴不用时，喷嘴回缩到容器壁内，使喷嘴与器壁平齐，减少对操作过程的干扰。在回缩位置上，喷嘴可承受80PSIG压力而不发生泄漏。 CIP时，清洗液由泵入喷嘴，气开控制器 将喷嘴从回缩状态推至CIP清洗位置， 就位后，由液压驱动喷嘴旋转并对整个 设备表面进行喷淋。 当CIP操作结束后，气关式远程位置 调节器使喷嘴回缩到原来位置。 喷嘴有适用于薄壁及 厚壁容器的长型及一般型 两种结构形式，并具有气开和气 关两种控制形式，如图所示。,该伸缩式喷嘴具有清洗前后无需安装和移动，不影响过程操作，确保喷嘴始终处于适当的位置， 容易适应PLC控制，可用于绝缘和隔热管道，耐CIP清洗

20、液腐蚀，系统安装可视化的喷嘴位置显示器，确保清洗完,四、CIP系统（P358） （一）集中就地清洗系统,（一）集中就地清洗,集中就地清洗,清洗单元（虚线之内的） 1 碱性洗涤剂罐 2 酸性洗涤剂罐 清洗对象 A 牛乳处理 B 罐组 C 奶仓 D 灌装机,集中式就地清洗在许多乳品厂中工作效果良好，但在大型厂中就地清洗站和周围的就地清洗线路之间的连接变得过长。 其结果，就地清洗管道系统中会有大量的液体，且排放量也大。预洗后留在管道内的水严重地稀释了洗涤液，结果还需添加大量的浓洗涤剂，以保持正确的浓度。距离越远，清洗的费用越高。 因此，在70年代末，大型的乳品厂就采用 了分散的就地清洗站，每一部分由各自的就地清洗站负责。,集中式就地清洗的原理,普通的中央就地清洗站的设计,TM-00029