cip清潔系統(tǒng)實(shí)用PPT課件-

1、為什么要對(duì)設(shè)備清洗?食品加工生產(chǎn)設(shè)備，在使用前后甚至在使用中應(yīng)進(jìn)行清洗。一是因?yàn)樵谑褂眠^程中其表面可能會(huì)結(jié)垢，從而直接影響操作的效能和產(chǎn)品的質(zhì)量；二是因?yàn)樵O(shè)備中的食品殘留物會(huì)成為微生物的繁衍場(chǎng)所和產(chǎn)生不良化學(xué)反應(yīng)，這種受到微生物或不良化學(xué)作用過的食品殘留物，如進(jìn)入下批食品中，會(huì)帶來安全衛(wèi)生質(zhì)量問題。因此，食品加工設(shè)備必須得到及時(shí)或定期的清洗。第1頁/共63頁為什么用CIP清洗?食品加工生產(chǎn)設(shè)備可有不同的清洗方式。顯然，小型簡(jiǎn)單的生產(chǎn)設(shè)備可以采用人工清洗的方式。但對(duì)于大型或復(fù)雜的生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行人工清洗則既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且往往難以取得必要的清洗效果。因此，現(xiàn)代食品加工生產(chǎn)設(shè)備，多采用CIP清洗技

2、術(shù)。第2頁/共63頁一、基本概念CIP概念CIP清洗的特點(diǎn)CIP清洗效果的相關(guān)因素CIP清洗對(duì)象第3頁/共63頁CIP概念CIP為英文cleaning in place的縮寫,是就地清洗或現(xiàn)場(chǎng)清洗的意思。它是指在不拆卸、不挪動(dòng)機(jī)械設(shè)備的情況下，利用清洗液在封閉的清洗管線中流動(dòng)沖刷及噴頭噴洗作用，對(duì)輸送食品的管線及與食品接觸的機(jī)械表面進(jìn)行清洗。CIP往往與SIP（Sterilizing in place，就地消毒）配合操作，有的CIP系統(tǒng)本身就可用作SIP操作。第4頁/共63頁CIP清洗的特點(diǎn) （l）清洗效率高；（2）衛(wèi)生水平穩(wěn)定；（3）操作安全，節(jié)省勞動(dòng)力；（4）節(jié)約清洗劑、水、蒸汽等的用量；

3、 （5）自動(dòng)化程度高。第5頁/共63頁CIP清洗效果與CIP清洗能及清洗時(shí)間有關(guān)。在清洗能相同時(shí)，清洗時(shí)間越長(zhǎng)則清洗效果越好。CIP洗凈能有三種，即動(dòng)能、熱能、化學(xué)能。一般CIP系統(tǒng)均需圍繞以上三種洗凈能及清洗時(shí)間的有機(jī)結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)。CIP清洗效果相關(guān)因素及洗凈能第6頁/共63頁動(dòng)能來自洗液的循環(huán)流動(dòng)。流體動(dòng)能否達(dá)到要求可以用雷諾數(shù)（Re= ReLup/式中u為流體流動(dòng)速度；L為流場(chǎng)的幾何特征尺寸（如管道的直徑）；p為流體的密度；為流體的粘度。 ）來衡量（依據(jù)雷諾數(shù)的大小可以判別流動(dòng)特征），增大雷諾數(shù)可縮短洗凈時(shí)間。雷諾數(shù)對(duì) CIP 洗滌效果的影響如圖3. 16所示。一般認(rèn)為罐內(nèi)壁面下淌薄液的

4、Re應(yīng)大于200；管道內(nèi)液流的Re應(yīng)大于3000（Re 30000為效果最好）第7頁/共63頁雷諾數(shù)10-2污物殘留率%圖3. 16 雷諾數(shù)對(duì)CIP洗滌效果的影響 第8頁/共63頁熱能來自洗液的溫度。洗液流量一定時(shí)，溫度升高其黏度會(huì)下降，而其Re數(shù)、與污物的化學(xué)反應(yīng)速度以及污物中可溶物質(zhì)的溶解量均會(huì)增大。熱能第9頁/共63頁化學(xué)能來自洗液的化學(xué)劑。化學(xué)能是三種清洗能中對(duì)洗凈效果影響最大的一種。所以，應(yīng)針對(duì)污物的性質(zhì)和量、水質(zhì)、設(shè)備材料和清洗方法等選用合適的洗滌劑?；瘜W(xué)能第10頁/共63頁Detergents（1）Alkalies: sodium hydroxide, Na-carbonate,

5、 Na-hydrogen carbonate, and trisodium phosphate are the main components to detach organic soil such as protein, carbohydrates, and fat. （2）Acid: nitric, phosphoric, sulfamic, hydroxyacetic, glucomic, citric, lactic are used to clean surfaces from inorganic soil.第11頁/共63頁（3）Complexing and sequesterin

6、g agents: orthophosphates polyphosphates, and its salts, and glucomic acid and its salts will bind calcium and magnesium ions in the solution, avoiding deposits on the surfaces, and will loose and disperse the soil. (4) Surface-active agents: anionic surfactants, and nonionic surfactants are used to

7、 eliminate fatty soils which are not soluble in water. 第12頁/共63頁(5) Other components: suspending agents, corrosion inhibitors, antifoaming agents, and enzymes are other parts of modern tailormade cleaner.第13頁/共63頁CIP清洗對(duì)象一般說來，輸送食品的管路、貯存或加工食品用的罐器、槽器、塔器、運(yùn)輸工具以及各種加工設(shè)備都可應(yīng)用CIP方式進(jìn)行清洗。CIP特別適用于乳品、飲料、啤酒及制藥等生產(chǎn)設(shè)

8、備的班前、班后清洗消毒，以確保嚴(yán)格的衛(wèi)生要求。第14頁/共63頁二、CIP系統(tǒng)構(gòu)成典型CIP系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成元素系統(tǒng)分類（一）洗液貯罐（二）加熱器 （三）噴頭（四）供液系統(tǒng)第15頁/共63頁清洗液進(jìn)罐產(chǎn)品出罐產(chǎn)品圖3. 17 CIP清洗系統(tǒng) 圖中三個(gè)容器為CIP清洗的對(duì)象設(shè)備，它們與管路、閥門、泵以及清洗液貯罐等構(gòu)成了CIP循環(huán)回路。同時(shí)，借助管閥組的配合，可以允許部分設(shè)備或管路在清洗的同時(shí)，另一些設(shè)備正常運(yùn)行。圖中的容器1正在進(jìn)行就地清洗；容器2正在泵入生產(chǎn)過程中的用料；容器3正在出料。管路上的閥門均為自動(dòng)截止閥，根據(jù)控制系統(tǒng)的訊號(hào)執(zhí)行開閉動(dòng)作。第16頁/共63頁必要構(gòu)成部件:清洗液（包括凈水）

9、貯罐、加熱器、送液泵、管路、管件、閥門等?？蛇x構(gòu)成部件:過濾器、清洗頭、回液泵、待清洗的設(shè)備以及程序控制系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)構(gòu)成元素第17頁/共63頁系統(tǒng)分類固定式:指洗液罐是為固定不動(dòng)的，與之配套的系統(tǒng)部件也保持相對(duì)固定，多數(shù)生產(chǎn)設(shè)備可采用固定式CIP系統(tǒng)。移動(dòng)式:通常指只有一個(gè)洗液罐，并且與泵等構(gòu)成一個(gè)可移動(dòng)單元的CIP裝置，多用于獨(dú)立存在的小型設(shè)備清洗。（圖3. 18）第18頁/共63頁第19頁/共63頁至奶油制造設(shè)備圖3. 18 摔油機(jī)就地清洗組合l.排放軟管；2.承受槽小車；3.蒸汽軟管；4.吸入管；5.泵；6.水汽混合器；7.三通閥；8.軟管；9.噴洗頭；10.蒸汽閥；11.水閥 第2

10、0頁/共63頁（一）洗液貯罐用途:洗液和熱水的貯存。單罐式與多罐式CIP系統(tǒng):單罐式一般為移動(dòng)CIP清洗裝置采用。多罐式CIP系統(tǒng)供多臺(tái)設(shè)備清洗用。貯罐數(shù)量:一般由（包括熱水在內(nèi)的）清洗液種類和系統(tǒng)對(duì)貯罐洗液進(jìn)出操作控制方案決定。貯罐型式:立式和臥式。第21頁/共63頁1234567圖3. 19 三罐式CIP系統(tǒng)1.控制柜；2.酸液罐；3.堿液罐；4.熱水罐；5.片式熱交換器；6.過濾器；7.供液泵第22頁/共63頁第23頁/共63頁第24頁/共63頁第25頁/共63頁臥式貯液槽通常是由隔板隔成若干區(qū)的臥放圓筒。有時(shí)一個(gè)CIP系統(tǒng)的貯液容器既有臥式，也有立式。圖3. 20臥式第26頁/共63頁

11、12345 圖3. 20 臥式貯液槽CIP系統(tǒng)1.配管板；2.控制柜；3.酸液槽；4.堿液槽；5.清水罐 臥罐分為兩間，可分別貯存酸性洗液（如 1 3 %HNO3 溶液）、堿性洗液（如 13 % NaOH溶液），立式罐為熱水罐。內(nèi)設(shè)加熱器第27頁/共63頁第28頁/共63頁（二）加熱器可獨(dú)立于貯液罐而串聯(lián)在輸液管路上(形式可用片式也可用套管式熱交換器)。也可以裝在貯液罐（槽）內(nèi)。與蒸汽冷水直接混合加熱器(單機(jī)清洗用的單罐式CIP系統(tǒng)的常采用這種加熱器)。第29頁/共63頁（三）噴頭使用場(chǎng)合與安裝方式清洗用噴頭形式討論第30頁/共63頁討論同一個(gè)噴頭，在同樣條件下，射得越遠(yuǎn)，其對(duì)污物的清洗力就越

12、弱。因此，有些噴頭，較遠(yuǎn)的噴射只能對(duì)設(shè)備作淋洗用。如果設(shè)備直徑較小，則同樣的噴頭可以作（利用沖擊力的）清洗用。具體要求應(yīng)視被清洗場(chǎng)合的清洗難易程度而定。噴頭的式樣和結(jié)構(gòu)關(guān)系到清洗質(zhì)量的好壞，應(yīng)根據(jù)容器的形狀和結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。第31頁/共63頁清洗用噴頭形式按洗滌時(shí)狀態(tài)，噴頭可分為固定式和旋轉(zhuǎn)式兩種。無論是哪種形式的噴頭，最需要關(guān)心的是它的射程和噴頭覆蓋的角度兩個(gè)方面。第32頁/共63頁固定式噴頭清洗時(shí)噴頭相對(duì)于接管靜止不動(dòng)。一般為球形噴頭:在球面上按一定方式開有許多小孔。清洗時(shí)，具有一定壓力（13atm）的清洗液從球面小孔向四周外射，對(duì)設(shè)備器壁進(jìn)行沖洗。噴頭水流的方向由噴頭上的小孔位置與取向決定

13、，常見的噴洗角度有120、240 、180和360等。由于開孔較多，這種噴頭噴出的水射程有限（一般為13m），所以一般用于較小的設(shè)備清洗。也可根據(jù)設(shè)備的具體情況進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，例如，圖3. 21 (3)所示為一種用于清洗布袋過濾器的噴頭。(1) (2) (3) 圖3. 21 固定式CIP噴頭 (1)噴射角=120/240 (2)噴射角=180/360 (3)用于布袋過濾器的噴頭 第33頁/共63頁使用場(chǎng)合與安裝方式貯罐、貯槽和塔器等的清洗，均需要清洗噴頭?？梢怨潭ò惭b在需要清洗的容器內(nèi)，也可以做成活動(dòng)形式，需要清洗時(shí)再裝到容器內(nèi)。第34頁/共63頁對(duì)于體積較大的容器，往往需要采用旋轉(zhuǎn)式噴頭。旋轉(zhuǎn)

14、式噴頭的噴孔數(shù)較少，因此，在一定的壓力（一般為310atm）作用下，可以獲得射程較遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)可達(dá)10m以上）和覆蓋面較大（270360）的噴射。除了射程和覆蓋面以外，旋轉(zhuǎn)式噴頭的旋轉(zhuǎn)速度也對(duì)清洗效果有較大影響。一般說來，旋轉(zhuǎn)速度低能獲得的沖擊清洗效果較好。旋轉(zhuǎn)式噴頭可進(jìn)一步分為單軸式和雙軸旋轉(zhuǎn)式兩種類型。旋轉(zhuǎn)式噴頭第35頁/共63頁單軸旋轉(zhuǎn)式噴頭單軸旋轉(zhuǎn)式一般為單個(gè)球形或柱形噴頭。在球面上適當(dāng)位置開孔（孔的形狀多為偏形），可以得到270360覆蓋面不等的噴射。單軸旋轉(zhuǎn)噴頭的噴射距離一般不大（一般淋洗距離約為5m，清洗距離約為3m）。單軸旋轉(zhuǎn)噴頭在容器內(nèi)噴洗情形。圖3. 22 單軸旋轉(zhuǎn)式不銹鋼CI

15、P噴頭 圖3. 23 單軸旋轉(zhuǎn)式工程塑料CIP噴頭 第36頁/共63頁。圖3. 24 單軸旋轉(zhuǎn)CIP噴頭的噴清情形 第37頁/共63頁雙軸旋轉(zhuǎn)式噴頭噴嘴可作水平和垂直兩個(gè)方向的圓周運(yùn)動(dòng)。可對(duì)設(shè)備內(nèi)壁進(jìn)行360的全方位噴洗。噴嘴數(shù)不多，一般只有2、3、4和6等。所以噴射距離較遠(yuǎn)（淋洗12m，清洗7.5m）。三噴嘴雙軸旋轉(zhuǎn)噴頭的噴射運(yùn)動(dòng)情形。 圖3. 25 雙軸旋轉(zhuǎn)式CIP噴頭 第38頁/共63頁1個(gè)噴嘴水平旋轉(zhuǎn)2個(gè)噴嘴垂直+水平旋轉(zhuǎn)圖3. 26 三噴嘴雙軸旋轉(zhuǎn)噴頭的噴射情形 第39頁/共63頁（四）供液系統(tǒng)CIP的供液系統(tǒng)由管道、泵、管件與閥等構(gòu)成 。1管道 2泵 3閥和管件第40頁/共63頁1

16、管道CIP系統(tǒng)的管道由兩部分構(gòu)成，一是被清洗的物料管道，二是將清洗液引入被清洗系統(tǒng)的管道。這些管道對(duì)產(chǎn)品應(yīng)有安全性，內(nèi)表面光滑，接縫處不應(yīng)有龜裂和凹陷。CIP清洗系統(tǒng)的水平管路有一定的傾斜度要求。第41頁/共63頁2泵CIP系統(tǒng)中的泵分供液泵和回液泵兩類。供液泵用于將清洗液送到需要清洗的位置，為清洗液提供動(dòng)能，以便以一定速度在管內(nèi)流動(dòng)和提供噴頭所需的壓頭。一般系統(tǒng)均帶有獨(dú)立的供液泵。回液泵用于將清洗過的液體回收到貯液罐，供洗液回收使用，一些簡(jiǎn)單的系統(tǒng)可以不設(shè)回液泵。CIP系統(tǒng)一般采用不銹鋼或耐腐蝕材料制造的離心泵。泵的規(guī)格由 CIP 清洗系統(tǒng)所需要液體循環(huán)流量、管路長(zhǎng)度和噴頭所需壓力決定。第4

17、2頁/共63頁3閥和管件起控制各種液流（清洗液、料液等）流向作用。閥的形式:不銹鋼蝶閥、球閥、座閥和組合座閥等。CIP系統(tǒng)可以采用手動(dòng)閥或自動(dòng)閥。簡(jiǎn)單系統(tǒng)采用手動(dòng)閥，復(fù)雜清洗系統(tǒng)往往采用自動(dòng)閥。CIP系統(tǒng)供液管路上還需要有彎頭、活接頭。這些管件均應(yīng)滿足衛(wèi)生要求。手動(dòng)控制的CIP系統(tǒng)中，為了將不同清洗液分配到各個(gè)需要清洗的設(shè)備，常采用管路分配板。第43頁/共63頁控制方式與成本自動(dòng)控制除了控制器本身成本以外，其它要求的硬件配置（如傳感器、自動(dòng)閥等）相對(duì)于人工控制而言，成本也將成倍地增加。這是需要投資者與設(shè)計(jì)人員加以注意的。第44頁/共63頁控制因素任務(wù)控制方式手動(dòng):對(duì)于簡(jiǎn)單系統(tǒng)，可以用人工方式進(jìn)

18、行調(diào)控。人工調(diào)控的系統(tǒng)，對(duì)于系統(tǒng)的閥門配置要求較簡(jiǎn)單。自動(dòng)方式:用于程序復(fù)雜、清洗設(shè)備較多場(chǎng)合的清洗系統(tǒng)。CIP 系統(tǒng)可用繼電器、PLC 和工控機(jī)等3種方式進(jìn)行自動(dòng)控制。手動(dòng)與自動(dòng)結(jié)合?？刂品绞脚c成本三、CIP系統(tǒng)的控制第45頁/共63頁P(yáng)LC控制PLC由于其運(yùn)行可靠性高、利于順序控制等特點(diǎn),在CIP系統(tǒng)中應(yīng)用較多。但是該方式也有它的缺陷，即模擬量控制成本較高，在線參數(shù)設(shè)定困難等。第46頁/共63頁工控機(jī)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，國外采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的CIP 控制系統(tǒng)越來越多。工控機(jī)可以通過各種工業(yè)I/ O 模板，將各個(gè)模擬量(如罐溫、液位等) 進(jìn)行A/ D 轉(zhuǎn)換后，在屏幕上直接顯示，也可以

19、用動(dòng)態(tài)圖線非常直觀地顯示各罐的液位、各閥門的狀態(tài)和液體的流動(dòng)方向及流動(dòng)路線等。工控機(jī)系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在線修改參數(shù)非常方便，針對(duì)不同的生產(chǎn)過程，工控機(jī)系統(tǒng)可以同時(shí)提供幾種不同的清洗程序，并且提供具體參數(shù)在線修改對(duì)話框，且每次配置參數(shù)均可以保存下來，供下次啟機(jī)時(shí)使用。第47頁/共63頁繼電器控制方式繼電器控制由于其分立元件多，接線復(fù)雜，易出故障且不易查找等原因，將逐漸淘汰。第48頁/共63頁控制因素任務(wù)CIP操作總體上需要控制的因素或完成的控制任務(wù)有： CIP貯液罐的液位、濃度和溫度等。 各洗滌工序（如酸洗工序、堿洗工序、中間清洗工序、殺菌工序、最后洗滌工序等）的時(shí)間（見表3- 1）。 不同被清

20、洗設(shè)備的清洗操作時(shí)段切換。第49頁/共63頁第50頁/共63頁型號(hào)CIP-ACIP-BCIP-C控制方式PLC控制電器控制溫度控制及加熱方式自動(dòng)控制雙重加熱自動(dòng)控制雙重加熱人工控制濃度控制及添加方式自動(dòng)控制自動(dòng)添加自動(dòng)控制自動(dòng)添加人工控制清洗程序自動(dòng)控制人工控制人工控制結(jié)構(gòu)形式(M3)分體式分體式連體式規(guī)格說明0.56 溫度、濃度自動(dòng)高精度控制0.56 溫度、濃度自動(dòng)高精度控制0.52 溫度自動(dòng)控制清洗時(shí)間等觸摸屏PLC自動(dòng)控制清洗時(shí)間人工控制濃度、清洗時(shí)間 人工控制第51頁/共63頁多數(shù)加工設(shè)備采用固定式CIP清洗。對(duì)于特殊的設(shè)備可采用移動(dòng)式進(jìn)行CIP清洗。CIP清洗過程可采用人工或自動(dòng)方式

21、控制，兩者在系統(tǒng)設(shè)備投資方面有很大差異。簡(jiǎn)單和小規(guī)模生產(chǎn)線的清洗可采用人工控制方式；設(shè)備規(guī)模大、流程復(fù)雜和設(shè)備數(shù)量多的生產(chǎn)線CIP清洗宜采用自動(dòng)控制。本節(jié)小結(jié)第52頁/共63頁本章小結(jié)對(duì)各種與食品加工過程相關(guān)的對(duì)象進(jìn)行清洗是保證食品質(zhì)量安全性的重要操作。大規(guī)模生產(chǎn)需要機(jī)械方式進(jìn)行清洗的對(duì)象有原料、包裝容器和食品加工設(shè)備三大類。各種清洗機(jī)械一般運(yùn)用化學(xué)與物理原理結(jié)合的方式對(duì)清洗對(duì)象進(jìn)行清洗。常見的原料清洗機(jī)械設(shè)備有滾筒清洗機(jī)、鼓風(fēng)式清洗機(jī)和刷洗機(jī)等。它們分別運(yùn)用滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)、空氣鼓泡作用和刷子的洗刷作用，使食物表面污染物剝離，但多需要與浸洗和噴洗結(jié)合。 第53頁/共63頁本節(jié)小結(jié)CIP是對(duì)食品加工

22、設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)清洗的意思。CIP系統(tǒng)通常由清洗液（包括凈水）貯罐、加熱器、送液泵、管路、管件、閥門、過濾器、清洗頭、回液泵、待清洗的設(shè)備以及程序控制系統(tǒng)等組成。第54頁/共63頁思考題分析討論水果加工過程中，哪些對(duì)象宜用機(jī)械方式進(jìn)行清洗。結(jié)構(gòu)上，可從哪些方面對(duì)自動(dòng)洗瓶機(jī)進(jìn)行分類。舉例分析討論不同類型果蔬宜采用的清洗機(jī)的型式。試對(duì)一條食品加工線CIP清洗進(jìn)行分析，哪些需要用噴頭，哪些不需要？ 第55頁/共63頁自測(cè)題一、判斷題二、填空題二、選擇題四、對(duì)應(yīng)題第56頁/共63頁一、判斷題1.CIP 是對(duì)設(shè)備進(jìn)行就地拆洗的意思。2.CIP 清洗專用裝置只能固定在同一個(gè)位置。3.噴頭是所有 CIP 系統(tǒng)的

23、必備部件。4.所用 CIP 清洗系統(tǒng)的管路中物料流向必須采用自動(dòng)切換閥。5.SIP 是對(duì)設(shè)備進(jìn)行就地殺菌的意思。6.食品物料只能采用水為清洗介質(zhì)進(jìn)行清洗。 7.雙端式自動(dòng)洗瓶機(jī)衛(wèi)生條件和空間利用率優(yōu)于單端式。8.單端式自動(dòng)洗瓶機(jī)主要用于新瓶的清洗。 9.目前滾筒清洗機(jī)的滾筒多采用大齒輪驅(qū)動(dòng)。10.鼓風(fēng)式清洗機(jī)須與空氣壓縮機(jī)配合才能運(yùn)行。第57頁/共63頁二、填空題1食品工廠中需要清洗的對(duì)象有 、 和 三大類。用于清洗這些對(duì)象的設(shè)備常采用 洗、 洗和 洗等方法清洗。一般一臺(tái)設(shè)備可同時(shí)結(jié)合一種以上的清洗方法。 2全自動(dòng)洗瓶機(jī)的清洗過程一般要經(jīng)過 、 、 、 、 、 等清洗步驟。為了去除瓶?jī)?nèi)黏附性物，可以采用 或 清洗方式。3CIP系統(tǒng)一般包括 、 、 、 、 、 和 等部分。 4影響CIP清洗效果的因素有：（1） 能 （以Re來衡量,從壁面淌下薄液的Re ；管道線的Re ；但管道線Re 為效果最好）；（2） 能（在一定的流量下， 上升，可提高Re，污物與洗滌溶液的化學(xué)反應(yīng)速度 ；增大污物中 物質(zhì)的 量）；（3） 能，主要來自 劑。第58頁/共63頁1