Resumen: El estado microbiano de los fermentadores tiene un gran impacto en la calidad de la cerveza.Limpio y estéril es el requisito básico para la gestión de la higiene en la producción de cerveza.Un buen sistema CIP puede limpiar eficazmente el fermentador.Se discutieron los problemas del mecanismo de limpieza, el método de limpieza, el procedimiento de limpieza, la selección del agente de limpieza/esterilizante y la calidad de operación del sistema CIP.
Prefacio
La limpieza y la esterilización son el trabajo básico de la producción de cerveza y la medida técnica más importante para mejorar la calidad de la cerveza.El propósito de la limpieza y esterilización es eliminar tanto como sea posible la suciedad generada por la pared interna de las tuberías y el equipo durante el proceso de producción, y eliminar la amenaza de microorganismos que deterioran la elaboración de la cerveza.Entre ellos, la planta de fermentación tiene los requisitos más altos de microorganismos, y el trabajo de limpieza y esterilización representa más del 70% del trabajo total.En la actualidad, el volumen del fermentador es cada vez más grande y la tubería de transporte de material es cada vez más larga, lo que genera muchas dificultades para la limpieza y la esterilización.Los trabajadores de la elaboración de cerveza deberían valorar mucho cómo limpiar y esterilizar el fermentador de manera adecuada y efectiva para satisfacer las necesidades actuales de "bioquímica pura" de la cerveza y cumplir con los requisitos del consumidor en cuanto a la calidad del producto.
1 mecanismo de limpieza y factores relacionados que afectan el efecto de limpieza
1.1 mecanismo de limpieza
Durante el proceso de producción de cerveza, la superficie del equipo en contacto con el material depositará algo de suciedad por varias razones.Para los fermentadores, los componentes de ensuciamiento son principalmente impurezas de levadura y proteínas, lúpulo y compuestos de resina de lúpulo y piedras de cerveza.Debido a la electricidad estática y otros factores, esta suciedad tiene cierta energía de adsorción entre la superficie de la pared interna del fermentador.Obviamente, para eliminar la suciedad de la pared del tanque, se debe pagar una cierta cantidad de energía.Esta energía puede ser energía mecánica, es decir, un método de lavado con flujo de agua con una cierta resistencia al impacto;también se puede usar energía química, como usar un agente de limpieza ácido (o alcalino) para aflojar, agrietar o disolver la suciedad, dejando así la superficie adherida;Es energía térmica, es decir, al aumentar la temperatura de la limpieza, acelera la reacción química y acelera el proceso de limpieza.De hecho, el proceso de limpieza suele ser el resultado de una combinación de efectos mecánicos, químicos y de temperatura.
1.2 Factores que afectan el efecto de limpieza
1.2.1 La cantidad de adsorción entre el suelo y la superficie del metal está relacionada con la rugosidad de la superficie del metal.Cuanto más rugosa sea la superficie del metal, más fuerte será la adsorción entre la suciedad y la superficie, y más difícil será de limpiar.El equipo utilizado para la producción de alimentos requiere Ra<1 μm;las características del material de la superficie del equipo también afectan la adsorción entre la suciedad y la superficie del equipo.Por ejemplo, la limpieza de materiales sintéticos es particularmente difícil en comparación con la limpieza de acero inoxidable.
1.2.2 Las características de la suciedad también tienen cierta relación con el efecto de limpieza.Obviamente, es mucho más difícil quitar la suciedad vieja que se ha secado que quitar la nueva.Por lo tanto, después de completar un ciclo de producción, el fermentador debe limpiarse lo antes posible, lo cual no es conveniente, y se limpiará y esterilizará antes del próximo uso.
1.2.3 La resistencia a la socavación es otro factor importante que afecta el efecto de limpieza.Independientemente de la tubería de lavado o la pared del tanque, el efecto de limpieza es mejor solo cuando el líquido de lavado está en un estado turbulento.Por lo tanto, es necesario controlar eficazmente la intensidad de lavado y el caudal para que la superficie del dispositivo se humedezca lo suficiente para garantizar un efecto de limpieza óptimo.
1.2.4 La eficacia del propio agente de limpieza depende de su tipo (ácido o base), actividad y concentración.
1.2.5 En la mayoría de los casos, el efecto de limpieza aumenta con el aumento de la temperatura.Un gran número de pruebas han demostrado que cuando se determina el tipo y la concentración del agente de limpieza, el efecto de limpiar a 50 °C durante 5 min y lavar a 20 °C durante 30 min es el mismo.
Limpieza CIP de 2 fermentadores
2.1 Modo de operación CIP y su efecto sobre el efecto de limpieza
El método de limpieza más común utilizado por las cervecerías modernas es la limpieza in situ (CIP), que es un método de limpieza y esterilización de equipos y tuberías sin desmontar las piezas o los accesorios del equipo en condiciones cerradas.
2.1.1 Los recipientes grandes, como los fermentadores, no se pueden limpiar con una solución de limpieza.La limpieza in situ del fermentador se realiza mediante un ciclo de depuración.El depurador tiene dos tipos de tipo de lavado de bola fija y tipo de chorro rotativo.El líquido de lavado se rocía sobre la superficie interna del tanque a través del depurador y luego el líquido de lavado fluye hacia abajo por la pared del tanque.En circunstancias normales, el líquido de lavado forma una película adherida al tanque.En la pared del tanque.El efecto de esta acción mecánica es pequeño y el efecto de limpieza se logra principalmente por la acción química del agente de limpieza.
2.1.2 El lavador de tipo lavado de bola fija tiene un radio de trabajo de 2 m.Para fermentadores horizontales, se deben instalar múltiples depuradores.La presión del líquido de lavado a la salida de la boquilla del lavador debe ser de 0,2-0,3 MPa;Para fermentadores verticales Y el punto de medición de presión a la salida de la bomba de lavado, no solo la pérdida de presión causada por la resistencia de la tubería, sino también la influencia de la altura en la presión de limpieza.
2.1.3 Cuando la presión es demasiado baja, el radio de acción del depurador es pequeño, el caudal no es suficiente y el líquido de limpieza rociado no puede llenar la pared del tanque;cuando la presión es demasiado alta, el líquido de limpieza formará una neblina y no podrá formar un flujo descendente a lo largo de la pared del tanque.La película de agua, o el líquido de limpieza rociado, rebota en la pared del tanque, reduciendo el efecto de limpieza.
2.1.4 Cuando el equipo a limpiar está sucio y el diámetro del tanque es grande (d>2m), generalmente se usa un depurador de chorro rotativo para aumentar el radio de lavado (0.3-0.7 MPa) para aumentar el radio de lavado y mejorar el radio de lavado.La acción mecánica del aclarado aumenta el efecto desincrustante.
2.1.5 Los lavadores de chorro rotatorio pueden usar un caudal de fluido de purga más bajo que un lavador de bolas.A medida que pasa el medio de enjuague, el depurador utiliza el retroceso del fluido para girar, lavar y vaciar alternativamente, mejorando así el efecto de limpieza.
2.2 Estimación del caudal de líquido de limpieza
Como se mencionó anteriormente, el fermentador debe tener una cierta intensidad de lavado y velocidad de flujo durante la limpieza.Para garantizar un espesor suficiente de la capa de flujo de fluido y formar un flujo turbulento continuo, es necesario prestar atención al caudal de la bomba de limpieza.
2.2.1 Existen diferentes métodos para estimar el caudal de líquido de limpieza para limpiar tanques de fondo cónico redondo.El método tradicional solo considera la circunferencia del tanque, y se determina en el rango de 1.5 a 3.5 m3/m•h de acuerdo a la dificultad de limpieza (generalmente el límite inferior del tanque pequeño y el límite superior del tanque grande ).Un tanque de fondo cónico circular con un diámetro de 6,5 m tiene una circunferencia de unos 20 m.Si se utilizan 3m3/m•h, el caudal del líquido de limpieza es de unos 60m3/h.
2.2.2 El nuevo método de estimación se basa en el hecho de que la cantidad de metabolitos (sedimentos) precipitados por litro de mosto refrigerante durante la fermentación es constante.Cuando el diámetro del tanque aumenta, el área de la superficie interna por unidad de capacidad del tanque disminuye.Como resultado, aumenta la cantidad de carga de suciedad por unidad de área y, en consecuencia, debe aumentarse el caudal del líquido de limpieza.Se recomienda utilizar 0,2 m3/m2•h.Un fermentador con una capacidad de 500 m3 y un diámetro de 6,5 m tiene una superficie interna de unos 350 m2 y el caudal del líquido de limpieza es de unos 70 m3/h.
3 métodos y procedimientos comúnmente utilizados para limpiar fermentadores
3.1 Según la temperatura de operación de limpieza, se puede dividir en limpieza en frío (temperatura normal) y limpieza en caliente (calentamiento).Para ahorrar tiempo y líquido de lavado, las personas suelen lavar a una temperatura más alta;para la seguridad de las operaciones de tanques grandes, la limpieza en frío se usa a menudo para limpiar tanques grandes.
3.2 Según el tipo de agente de limpieza utilizado, se puede dividir en limpieza ácida y limpieza alcalina.El lavado alcalino está especialmente indicado para eliminar los contaminantes orgánicos generados en el sistema, como levaduras, proteínas, resina de lúpulo, etc.;el decapado es principalmente para eliminar los contaminantes inorgánicos generados en el sistema, como sales de calcio, sales de magnesio, piedras de cerveza y similares.
Hora de publicación: 30-oct-2020