清洗理論及應(yīng)用課件

清洗原理及應(yīng)用高萬(wàn)東清洗的定義和目的

所謂清洗就是通過(guò)物理和化學(xué)的方法去除被清洗外表上可見和不可見的雜質(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。受熱外表

當(dāng)牛乳加熱到60℃以上時(shí)，“乳石〞開始形成。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局部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)備外表上，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。在受熱外表上，能看到的污物如圖21.1所示。乳石的表現(xiàn)冷外表

一層牛乳膜會(huì)粘附在管、泵、缸等等的壁面上〔“冷〞外表〕。當(dāng)系統(tǒng)排空時(shí)，要盡可能快地進(jìn)行清洗，否那么，這層牛乳膜將會(huì)干固而難于除去。清洗要求

物理清潔度——除去外表上所有可見污物；化學(xué)清潔度——不僅除去全部可見污物，而且還除去了肉眼不可見的，但通過(guò)嘗味或嗅覺能探測(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——?dú)缢械奈⑸?。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%的干凈的外表是可以得到的99%cleanisstill1%dirty!!99%干凈,1%不干凈1%maycauseyoutofail!!1%卻會(huì)引起大麻煩水的溶解作用水是極性化合物，對(duì)于油脂性污垢幾乎沒有溶解作用，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)。WettingPenetration滲透作用WaterOnly只有水:BeadsForm水珠狀WaterPlusSurfactant:水+表面活性劑WettedSurfaceSoil污垢Crack縫隙Soil熱的作用加速污垢的物理與化學(xué)反響速度，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)稱為外表活性劑。Emulsification

Surfactants乳化作用Oil油脂F(xiàn)at脂肪Surfactant表面活性劑化學(xué)作用是指清洗劑成分的化學(xué)反響，例如NaOH與油脂的皂化反響〔CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH〕，與脂肪酸的中和反響，對(duì)蛋白質(zhì)的分解反響，以及HNO3等酸性清洗劑對(duì)無(wú)機(jī)鹽性污垢的溶解反響以及過(guò)氧化物，氧化物類清潔劑對(duì)有機(jī)性污垢的氧化復(fù)原反響，有機(jī)螯合劑對(duì)金屬離子的螯合作用等。ChargeRepulsion

AlkalineBuilders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

BETTERRESULTS!

更好的清潔效果

SURFACTANTS+BUILDERS

外表活性劑+主洗劑0 2 4 6 8 10 12 13[%]removedsoil80706050403020100Cleaningtime(mins)Builder(caustic)主洗劑(NaOH)Surfactant外表活性劑Surfactant+causticSynergism外表活性劑與NaOH結(jié)合Expectedcleaningeffectwhenaddingthesinglecleaningeffects單一成分的作用

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度后可適當(dāng)縮短清洗時(shí)間或彌補(bǔ)清洗溫度的缺乏。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，以下圖是清洗時(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℃，假設(shè)用NaOH，溫度為80—90℃，假設(shè)用HNO3，溫度為60—80℃，但清洗UHT設(shè)備時(shí)溫度將有明顯提高。清洗流量〔清洗強(qiáng)度〕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

用水預(yù)洗

生產(chǎn)結(jié)束后，要立即進(jìn)行預(yù)沖洗。否那么牛乳殘留物會(huì)變干粘附在設(shè)備外表上，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。冷外表通常用堿來(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，有必要在溶液中參加一些能降低液體外表張力的“潤(rùn)濕劑〞〔外表活性劑〕，通常使用的有陽(yáng)離子外表活性劑〔烷基、芳基、磺酸鹽〕和陰離子外表活性劑。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給廠商的使用說(shuō)明。增加其濃度并不一定會(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70°F90°F110°F130°150°FLowFoamLevelCloudPointHigh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)最正確的使用溫度。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〔40—50℃〕沖洗3—15分鐘第二步：用NaOH堿性清洗液清洗第三步：清水〔40—50℃〕沖洗至中性第四步：〔可選擇〕酸性清洗液清洗〔HNO3〕第五步：清水沖至中性第六步：消毒或殺菌第一步：溫水〔40—50℃〕沖洗3—15分鐘1.對(duì)于冷料管路和設(shè)備需3—5分鐘；2.對(duì)于熱料管路和設(shè)備需5—8分鐘；3.對(duì)于UHT設(shè)備需10—15分鐘；

第二步：用NaOH堿性清洗液清洗時(shí)間：10—20分鐘；濃度：0.8%—2.5%；溫度：75℃—85℃

1、

對(duì)于冷料管路及其設(shè)備時(shí)間：10—15分鐘；濃度：0.8%—1.2%；溫度：75℃—80℃；2、對(duì)于熱料管路及其設(shè)備包括巴氏殺菌機(jī)時(shí)間：15—20分鐘；濃度：1.2%—1.7%；溫度：80℃—85℃；

3、、對(duì)于板式超高溫〔UHT〕和亞超高溫設(shè)備時(shí)間：15—20分鐘；濃度：1.7%—2.5%；溫度：用生產(chǎn)溫度〔如137℃或125℃〕；4.、

對(duì)于管式超高溫和亞超高溫度設(shè)備時(shí)間：45—55分鐘；濃度：2%—2.5%；

溫度：用生產(chǎn)溫度；

第三步：清水〔40—50℃〕沖洗至中性第四步：〔可選擇〕酸性清洗液清洗〔HNO3〕時(shí)間：15—20分鐘；濃度：0.8%—1.5%；溫度：65℃—80℃；

1、對(duì)于冷料管路及設(shè)備時(shí)間：10—15分鐘；濃度：0.8%—1.0%；溫度：65℃—70℃；

2、對(duì)于熱料管路及設(shè)備包括巴氏殺菌機(jī)時(shí)間：15—20分鐘；濃度：1.0%—1.5%；溫度：65℃—75℃；

3、對(duì)UHT設(shè)備時(shí)間：15—20分鐘；濃度：1.0%—1.5%；溫度：75℃—80℃；

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3~40dHPH>8.3氯化物<50ppm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/100cm2，酵母菌和霉菌均<1cfu/100cm2。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。

RoughSurfacestrapSoil外表活性劑去除污垢的大致描述10μmgroundcrossgroundgroundandelectronicallypolished2000μmMicroorganisms:Bacteria細(xì)菌Bacilli桿菌Yeasts酵母菌moldspores孢子

FormulatedDetergents合成清潔劑

OneConcentrationforManySoils可以去除許多污垢NaOH-concentration[%]

[%]Clean1000NaOHsoilANaOHsoilBNaOHsoilCAlkalinecleaner堿性清潔劑soilA,B,C污垢A,B,CSurfactantsimprovecleaningresults!!外表活性劑提高清洗效果surfactantAsurfactantBsurfactantCsurfactantDSurfactantsreducewatertension外表活性劑減少水的外表張力Allowscleaningsolutiontopenetratesmallareas可以使清洗液滲入細(xì)小區(qū)域Detergent清潔劑不易清洗之管路設(shè)計(jì)死端不平滑彎管管路擴(kuò)張死端死端(Deadarea)排水設(shè)計(jì)自排水設(shè)計(jì)機(jī)械清洗作用

關(guān)于手工清洗選擇適宜的清洗劑選擇適宜的工具制定專門的手工清洗程序完整的紀(jì)錄事實(shí)檢查就地清洗系統(tǒng)

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)

設(shè)備構(gòu)造材料無(wú)毒性不繡鋼材料AISI-304通用材質(zhì)，適用於不與含鹽類食品接觸之設(shè)備含氯溶液易造成腐蝕而產(chǎn)生針孔AISI-316適用於含氯成分食品且操作溫度低於60℃適用於閥組、泵體、軸承等AISI-316L較易焊接施工適用於桶槽和導(dǎo)管AISI-410食品接觸外表之衛(wèi)生設(shè)計(jì)原則須為無(wú)毒性材料，不吸附食品且不與食品化學(xué)反應(yīng)能抵抗清洗劑和殺菌劑之侵蝕塑膠或橡膠類墊片不可突出於食品中必須控制塑膠或橡膠類墊片之被壓縮程度外表必須能排水(slope≧3o)外表粗糙度Ra≦0.8mm設(shè)備製造之考量因素支撐點(diǎn)或架管路和設(shè)備支撐架應(yīng)設(shè)計(jì)使水或灰塵不易蓄留於外表或內(nèi)部設(shè)備支撐設(shè)計(jì)設(shè)備製造之考量因素外表拋光度與食品接觸外表光滑度應(yīng)有適當(dāng)Ra值，並且無(wú)針孔、摺痕和裂縫等缺陷大面積與食品接觸外表拋光應(yīng)至少為0.8mmRa粗糙度＞0.8mm可接受mm，假設(shè)其外表無(wú)缺陷並不需再拋光非食品接觸外表必須平滑