啤酒发酵罐CIP清洗的改进

浅谈酿造车间的CIP系统设计及清洗技术胡莹超【摘要】在现有的啤酒厂清洗方式中，CIP是应用最多、使用范围最为广泛的一种清洗方式。

但CIP系统所面临的挑战有很多，主要是清洗质量、清洗效率和清洗成本等问题，论文主要对酿造车间的CIP系统设计以及清洗技术进行分析。

【Abstract】CIP is the most widely used cleaning method among the existing cleaning methods of brewery. However， there are many challenges faced by CIP system， including cleaning quality， cleaning efficiency， cleaning cost and other problems. This paper mainly analyzes the CIP system design and cleaning technology of the brewing workshop.【关键词】酿造车间;CIP系统设计;清洗技术【Keywords】brewing workshop; CIP system design; cleaning technology【中圖分类号】TS261 【文献标志码】A【文章编号】1673-1069（20__）03-0182-021 引言酿造车间所需的酿造设备有各种管道、罐体、板式换热设备，其中不同生产区域所接触的物质不同，积垢性也有所差异。

针对不同的积垢性需要采用不同的清洗措施才能保证清洗质量和清洗效率。

以糖化车间为例，糖化车间最多的物质是糖、蛋白质凝固物、酒花树脂等。

此类物质本身一旦受热，会变性黏着在锅体表面以及管道内部。

而发酵车间主要残留物质是酵母、蛋白质、酒花树脂及啤酒石等，清洗难度要小于糖化车间，但设备需要杀菌，保持无菌环境。

ＣＩＰ系统清洗说明ＣＩＰ清洗说明1、前言就地清洗(CIP Cleaning in Place)是一种新型有效的清洗技术，广泛应用于乳品厂，也可用于啤酒、饮料、咖啡、制糖、制药等行业。

就地清洗技术是在设备、管道、阀件都不需要拆卸不需要易地的情况下，设备就在原地进行清洗的一种技术，它具有如下特点：1) 就地清洗，操作简便，工作安全，劳动强度低，工作效率高。

2) 清洗彻底，并能同时达到消毒杀菌目的，保证卫生要求，有利于制品质量提高。

3) 清洗采用道化，可少占车间面积。

4) 洗涤剂可循环使用，利用率高，蒸汽和水也比较节省。

5) 易损件少，该设备使用寿命长。

6) 适用于大、中、小型各类设备清洗。

7) 清洗工作可实现程序化和自动化。

2、用途与特点本设备用于大中型乳品厂集中控制就地清洗。

其特点是酸液罐、碱液罐和清水罐分别由独立的三个贮罐组成，故谓分罐式就地清洗设备。

本设备具有以下特点：（1）带有分配器，可进行多路分别清洗。

（2）具有回流管道装置，洗液可循环使用，既节省洗液，又有利环境卫生。

（3）贮罐大小，控制方式可根据用户要求来定。

3、设备型号R Q JD 01- □ Ⅰ（ⅡⅢ）控制方式：Ⅰ手动，Ⅱ半自动，Ⅲ全自动主参数：贮罐容量，单位L型别代号：分罐式就地清洗系统特征代号：就地清洗分类代号：清洗大类代号：乳品机械例：RQJD01-1000 I表示贮罐容量1000L的手动分罐式就地清洗设备。

4、工作原理分罐式就地清洗设备流程图所示：酸液、碱液与清水，三贮罐是由不锈钢制造，具有保温层，进料泵与回流泵皆为离心式型号相同，进料泵入口与三个贮罐的底部放液口相连并用电磁阀控制，其出口与板式换热器接通，清洗液经加热后送至各清洗点。

回流泵入口与回流管道相连，其出口与三个贮罐上部的回流液入口相连，并用电磁阀控制，每个贮液下部设有排污口，罐上设有温度计与液位显示器，顶部有孔盖，用于配制清洗剂，罐还设有放空管，以排放废气。

工作时，首先检查清洗液的浓度是否按比例配制，如果浓度不够，启动隔膜泵，泵入浓酸或浓碱，同时启动清洗泵，把阀门位置转换至循环位置，直到罐内的浓度比例达到要求为止，如果按酸——水（I）碱——（Ⅱ）顺序清洗，则先设定酸洗，水洗（Ⅱ），碱洗，水洗（Ⅱ）的持续时间。

浅谈啤酒工厂CIP系统的设计摘要：本文主要介绍啤酒厂发酵系统CIP设计的一种思路，首先运用HACCP基本原理，对与啤酒接触的各种设备、管路进行分析，确定关键控制点;发酵过程中发酵前期与麦汁或与发酵液接触的设备管路的无菌控制，是CIP清洗的关键因素，包装前与啤酒接触的设备管路，关键是表面的洁净度，其余设备有可能造成交叉污染，应定期清洗杀菌。

应针对不同位点制定不同的清洗、消毒工艺，按照不同的CIP制度分别控制;在保证CIP工艺有效运行的基础上进行CIP系统的设计，同时，考虑系统的灵活性、经济性及安全、环保的要求，并降低交叉污染的几率等。

发酵罐清洗应以常温碱洗为主，应配合定期的酸洗，清酒罐以带压酸洗为主，配合定期碱洗;清洗管路以高温碱洗为主，配合定期酸洗。

在CIP 系统的设计过程中，重点对该系统的运行过程进行叙述，对影响系统正常运行的因素如:气蚀问题、回液的过滤处理、循环加热等环节都进行重点设计，以使CIP系统更趋完善。

集中式的CIP系统，一套综合的系统中分成四套独立的子系统，共有10个洗液罐，分设四套动力系统和管路，减少了洗液罐的数量，降低了厂房的空间占用，降低了成本，便于人员操作，同时避免了交叉污染的发生，提高了洗涤效果和设备利用率。

关键词:CIP设计，交叉污染，清洗工艺，清洗剂，清洗制度绪论：中国啤酒工业发展概况我国是啤酒生产大国，2002年啤酒总产量达到2358.5万吨，已超过美国位居世界啤酒产量第一位。

近几年来，啤酒行业发展迅速，啤酒生产企业之间的竞争日趋激烈，主要表现在产品质量、市场营销、人才需求等的竞争上。

产品质量是企业生存和发展的基础，是企业参与市场竞争的前提和保证。

尽管中国啤酒工业有了很大进步，但是我们应该看到的是与国际啤酒工业科技进步相比，我们在劳动生产率上、在啤酒稳定性的控制上、在生产成本控制等方面还存在着不小的差距，主要表现在以下几个方面:（1）企业规模小。

尽管中国啤酒工业取得了有目共睹的成就，但从企业规模来看，与美国、日本等国家的大型啤酒生产企业还存在着较大的差距。

摘要：发酵罐的微生物状况对啤酒质量影响很大，清洁无菌是啤酒生产中卫生管理的基本要求。

良好的CIP系统可以对发酵罐进行有效地清洗。

对发酵罐的清洗机理、清洗方法、清洗程序、清洗剂/灭菌剂的选择以及CIP系统的运行质量等问题进行了探讨。

0前言清洗和灭菌是啤酒生产的基础性工作，也是提高啤酒质量最关键技术措施。

清洗和灭菌的目的就是要尽可能地去除生产过程中管道及设备内壁生成的污物，消除腐败微生物对啤酒酿造的威胁。

其中，以发酵车间对微生物的要求最高，清洗灭菌工作占其工作总量的70％以上。

目前，发酵罐的容积越来越大，物输送管道也越来越长，给清洗和灭菌带来许多困难。

如何正确有效地对发酵罐进行清洗和灭菌，以适应当前啤酒“纯生化”的需要，满足消费者对产品质量的要求，应该引起啤酒酿造工作者的高度重视。

1清洗机理与影响清洗效果的相关因素1.1清洗机理啤酒生产过程中，与物料接触的设备表面，由于各种原因会沉积一些污物。

对于发酵罐来说，其积垢成份主要有酵母和蛋白类杂质、酒花和酒花树脂化合物以及啤酒石等。

因为受静电等因素作用，这些污物与发酵罐内壁表面之间具有一定的吸附能量，很显然，为了驱使污物脱离罐壁，必须付出一定的能量。

此能量可以是机械能，即采用一定冲击强度的水流洗刷的办法；也可以采用化学能，如使用酸性(或碱性)清洗剂，使污物疏松、崩裂或溶解，从而脱离附着表面；还可以是热能，即通过提高清洗的温度，加快化学反应速度及加速清洗过程的进行。

事实上，清洗过程往往是机械作用、化学作用和温度效应共同作用的结果。

1.2影响清洗效果的相关因素1.2.1污物与金属表面间吸附能力的大小，与金属表面粗糙度有关。

金属表面越粗糙，污物与表面间吸附力越强，清洗就越困难。

用于食品生产的设备，要求Ra<1μm；设备表面材料的特性也影响到污物与设备表面之间的吸附力，例如，合成材料的清洗较之不锈钢的清洗尤为困难。

1.2.2污物的特性也与清洗效果有一定的关系。

CIP清洗系统一般厂家可根据清洗对象污染性质和程度、构成材质、水质、所选清洗方法、成本和安全性等方面来选用洗涤剂。

常用的洗涤剂有酸、碱洗涤剂和灭菌洗涤剂。

1概述CIP清洗系统俗称就地清洗系统，被广泛的用于饮料、乳品、果汁、果浆、果酱、酒类等机械化程度较高的食品饮料生产企业中。

就地清洗简称CIP，又称清洗定位或定位清洗（cleaning in place）。

就地清洗是指不用拆开或移动装置，即采用高温、高浓度的洗净液，对设备装置加以强力作用，把与食品的接触面洗净,对卫生级别要求较严格的生产设备的清洗、净化。

2特点CIP清洗系统能保证一定的清洗效果，提高产品的安全性；节约操作时间，提高效率；节约劳动力，保障操作安全；节约水、蒸汽等能源，减少洗涤剂用量；生产设备可实现大型化，自动化水平高；延长生产设备的使用寿命。

CIP清洗的作用机理化学能主要是加入其中的化学试剂产生的，它是决定洗涤效果最主要的因素。

酸、碱洗涤剂的优点有：酸洗能通过化学反应去除钙盐和矿物油等残留；碱洗能通过皂化反应去除脂肪和蛋白等残留。

缺点有：对皮肤有较强的刺激性；水洗性差。

灭菌剂的优点有：杀菌效果迅速，对所有微生物有效；稀释后一般无毒；不受水硬度影响；在设备表面形成薄膜；浓度易测定；易计量；可去除恶臭。

缺点有：有特殊味道；需要一定的储存条件；不同浓度杀菌效果区别大；气温低时易冻结；用法不当会产生副作用；混入污物杀菌效果明显下降；洒落时易沾污环境并留有痕迹。

酸碱洗涤剂中的酸是指1%—2%硝酸溶液，碱指1%—3%氢氧化钠在65℃—80℃使用。

灭菌剂为经常使用的氯系杀菌剂，如次亚氯酸钠等。

热能在一定流量下，温度越高，黏度系数越小，雷诺数（Re）越大。

温度的上升通常可以改变污物的物理状态，加速化学反应速度，同时增大污物的溶解度，便于清洗时杂质溶液脱落，从而提高清洗效果、缩短清洗时间。

运动能的大小是由Re来衡量的。

Re的一般标准为：从壁面流下的薄液，槽类Re>200，管类Re>3000，而Re>30000效果最好。

有一个不争的事实：即使是在一些新型生物制品的生产设备中，管道和容器（阀门和其他部件）的清洁过程仍然保留了许多手动或半自动的清洁过程——可能是因为这些过程还未被设计成易于进行CIP清洗的工作流程。

由于在这些手动或半自动清洗的过程中，不同程度上还是过多依赖于人的操作，既不可靠，又额外延长了数小时甚至数天的有效生产工期，无形中对产能、生产效率乃至利润率造成了负面影响。

以韩国的一家大型生物制品公司为例。

这家CDMO公司目前已经安装了96 000 gal（1 gal=3.785 l）的生物反应器，并计划在未来两年内再安装68 000 gal的生物反应器。

该公司在更换产品时，会对上一生产批次中使用过的所有密封件和隔膜进行更换，并手动清洁所有阀门和其他部件，每次的更换时间大约为一周。

换言之，如果需要经常更换产品，则会损失20%以上的有效产能。

虽然在调试期间，其他设备已设法验证了CIP清洗工艺（通常是匆忙完成的，并没有有效地对其改进，依然存有众多会导致“可清洁性”问题的设计缺陷），但如果系统、容器（罐、反应器、发酵罐）、阀门和其他部件的设计不符合“CIP 友好”的要求，就只能额外补充2～3个满足TACT要素的条件，才能完成清洁验证。

TACT即：•Time（时间）；•Action（作用），包括工艺管线中CIP流体的湍流，沿容器壁向下流动等参数；•Chemistry（化学或浓度）；•Temperature（温度）。

清洁设计亟待规划如果没有对CIP可清洁性进行事先设计，仅凭TACT方法不足以产生真正强大的清洁过程。

众所周知，补充改进参数与重新验证的过程费时耗力，即便完成了此过程的清洁验证，避开极为漫长的清洗周期（单次运行数天）不谈，大量使用高温和腐蚀性化学添加剂也会对整个系统的密封件和阀隔膜造成严重破坏。

虽然过程中水、能耗以及化学品的额外成本巨幅增加，但与失去的产能相比，这一成本便显得微不足道。

密封件和隔膜的损坏不仅会导致潜在的污染或交叉污染的风险（如图1所示），还会增加预防性维护成本。

姚志敏（上海康跃化工科技有限公司，上海，201106）摘 要：根据流体食品CIP清洗四要素（TACT），结合EHEDG Guidedlines（欧洲卫生工程设计指导原则）及ASME BPE（美国机械工程协会生物加工设备）等设计原则，探讨行业内CIP系统清洗设计与缺陷分析，从品质控制角度重点关注日常生产过程中良好清洗效果的取得。

关键词：EHEDG Guidedlines; ASME; 卫生死角; 缺陷分析; 污垢类型; 作用机理中图分类号：TQ423 文献标识码：A 文章编号：1672-2701（2021）05-53-06流体食品CIP清洗设计原则与改进分析探讨随着自动化设备的发展，CIP清洗系统的自动化控制水平越来越高，使得CIP成为了方便快捷的清洗技术，清洗效果良好。

但这也让我们过于盲目信任其功能，从而忽略了基本的定期检查和测试工作，给产品质量留下了严重隐患。

调查分析CIP清洗设计存在的缺陷并找出合理有效解决方案，成为日常质量控制的重点关注点之一。

1 CIP清洗设计与缺陷改进分析根据CIP系统清洗设计原则，从硬件设备安装集成与清洗程序合理有效两方面分析现系统的缺陷与改进措施。

1.1 材质选型食品行业设备材质选型，如管路、泵、洗球、密封垫圈、阀门、罐体、仪器仪表等，需达到卫生设计的要求。

基于EHEDG Guidedlines原则：材料需遵循无毒、无吸收性、抗腐蚀性，考虑预期使用条件（设备清洁与灭菌程序设定的时间、温度和浓度等的极限值），其他相关因素如机械物性、易施工性、焊接品质、硬度和费用等亦需纳入材料选用的参考因素。

例如：一般部分与食品接触设备通常选用AISI-304不锈钢或易焊接的 AISI-304L低碳钢作为金属材质；AISI-316不锈钢材料可应用在阀门、泵、旋转叶片和轴心等。

在ASME BPE设计原则中: SD部分也明确了（无毒、无吸收性、耐腐蚀等）清洗设计原则要求，产品区域内所有的O-环形、密封件和垫圈应符合CIP清洁介质和消毒介质和条件（如人造耐蒸汽橡胶/氟石橡胶）；不锈钢316、316L或更高等级的材质（AL6XN,2205）均符合要求；非金属材质时(如塑料、人造橡胶或黏合剂)，需符合FDA,21CFR, 177和USP 88部分VI章节等要求。

浅谈啤酒发酵罐清洗
庄学兰;张晓铃
【期刊名称】《啤酒科技》
【年(卷),期】2004(000)005
【摘要】清洗啤酒发酵罐的CIP工艺直接影响着啤酒厂的效率、发酵操作的总时间、设备利用率、产品质量和成本；而检测CIP清洗剂浓度的有效与否则对洗涤效果有着直接的影响。

因此本文来讨论啤酒发酵罐清洗的CIP参数及检测工作对发酵罐清洗效果的影响。

【总页数】2页(P39-40)
【作者】庄学兰;张晓铃
【作者单位】福建惠泉啤酒集团股份有限公司,362100;福建惠泉啤酒集团股份有限公司,362100
【正文语种】中文
【中图分类】TS262
【相关文献】
1.浅谈啤酒发酵罐CIP清洗工艺改良 [J], 杨仕向
2.啤酒发酵罐的CIP清洗技术 [J], 陈朋丹;冉魏波
3.浅析啤酒厂发酵罐的清洗 [J], 廖辉旭;江群
4.啤酒发酵罐的清洗和灭菌技术 [J], 左永泉
5.啤酒发酵罐CIP清洗的改进 [J], 龚庆芳;罗娜;王培武
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