Kokkuvõte: Fermentaatorite mikroobide staatusel on suur mõju õlle kvaliteedile.Puhtus ja steriilne on õlletootmise hügieenikorralduse põhinõue.Hea CIP-süsteem võib fermenterit tõhusalt puhastada.Arutati CIP-süsteemi puhastusmehhanismi, puhastusmeetodi, puhastusprotseduuri, puhastusvahendi/sterilisandi valiku ja töökvaliteedi probleeme.
Eessõna
Puhastamine ja steriliseerimine on õlletootmise põhitöö ja kõige olulisem tehniline meede õlle kvaliteedi parandamiseks.Puhastamise ja steriliseerimise eesmärk on võimalikult palju eemaldada tootmisprotsessi käigus torude ja seadmete siseseinast tekkiv mustus ning välistada riknemisohtu õllepruulimisel.Nende hulgas on kääritustehases kõrgeimad nõuded mikroorganismidele ning puhastus- ja steriliseerimistööd moodustavad üle 70% kogu tööst.Praegu muutub fermenteri maht aina suuremaks ja materjali edastustoru järjest pikemaks, mis toob puhastamisele ja steriliseerimisele palju raskusi.Kuidas õigesti ja tõhusalt puhastada ja steriliseerida fermentaatorit, et vastata õlle praegustele “puhtalt biokeemilistele” vajadustele ning vastata tarbijate nõudmistele toote kvaliteedile, peaksid õllepruulijad kõrgelt hindama.
1 puhastusmehhanism ja sellega seotud puhastusefekti mõjutavad tegurid
1.1 puhastusmehhanism
Õlletootmise käigus ladestub materjaliga kokkupuutuvale seadme pinnale erinevatel põhjustel mustust.Fermentaatorite puhul on saastuvateks komponentideks peamiselt pärmi- ja valgulisandid, humala- ja humalavaiguühendid ning õllekivid.Staatilise elektri ja muude tegurite tõttu on sellel mustusel fermenteri siseseina pinna vahel teatud adsorptsioonienergia.Ilmselgelt tuleb paagi seinalt mustuse maha ajamiseks maksta teatud hulk energiat.See energia võib olla mehaaniline energia, see tähendab teatud löögitugevusega veevoolu puhastusmeetod;kasutada saab ka keemilist energiat, näiteks kasutada happelist (või aluselist) puhastusvahendit mustuse lahtivõtmiseks, lõhenemiseks või lahustamiseks, jättes seeläbi kinni kinnitunud pinna;See on soojusenergia, st puhastamise temperatuuri tõstmise, keemilise reaktsiooni kiirendamise ja puhastusprotsessi kiirendamise kaudu.Tegelikult on puhastusprotsess sageli mehaaniliste, keemiliste ja temperatuuri mõjude kombinatsiooni tulemus.
1.2 Puhastusefekti mõjutavad tegurid
1.2.1 Adsorptsiooni hulk pinnase ja metallpinna vahel on seotud metalli pinnakaredusega.Mida karedam on metalli pind, seda tugevam on mustuse ja pinna vaheline adsorptsioon ning seda raskem on puhastada.Toidu tootmiseks kasutatavad seadmed vajavad Ra<1μm;seadme pinnamaterjali omadused mõjutavad ka mustuse ja seadme pinna vahelist adsorptsiooni.Näiteks sünteetiliste materjalide puhastamine on eriti keeruline võrreldes roostevaba terase puhastamisega.
1.2.2 Ka mustuse omadustel on teatav seos puhastusefektiga.Ilmselgelt on kuivanud vana mustuse eemaldamine palju keerulisem kui uue eemaldamine.Seetõttu tuleb pärast tootmistsükli lõppu kääritusseade võimalikult kiiresti puhastada, mis pole mugav, ning enne järgmist kasutamist puhastatakse ja steriliseeritakse.
1.2.3 Hõõrdumise tugevus on veel üks oluline puhastusefekti mõjutav tegur.Olenemata loputustorust või paagi seinast on puhastusefekt parim ainult siis, kui pesuvedelik on turbulentses olekus.Seetõttu on vaja tõhusalt kontrollida loputuse intensiivsust ja voolukiirust, et seadme pind oleks optimaalse puhastusefekti tagamiseks piisavalt niisutatud.
1.2.4 Puhastusvahendi enda efektiivsus sõltub selle tüübist (hape või alus), aktiivsusest ja kontsentratsioonist.
1.2.5 Enamikul juhtudel suureneb puhastusefekt temperatuuri tõustes.Suur hulk katseid on näidanud, et puhastusaine tüübi ja kontsentratsiooni määramisel on 5-minutise 50 °C juures puhastamise ja 30-minutise 20 °C juures pesemise mõju sama.
2 fermenteri CIP puhastus
2.1 CIP töörežiim ja selle mõju puhastusefektile
Kõige levinum tänapäevaste õlletehaste puhastusmeetod on puhastus kohas (CIP), mis on seadmete ja torustike puhastamise ja steriliseerimise meetod ilma seadmete osi või tarvikuid lahti võtmata suletud tingimustes.
2.1.1 Suuri mahuteid, näiteks fermentereid, ei saa puhastuslahusega puhastada.Fermentaatori kohapealne puhastamine toimub puhastustsükli kaudu.Skraberil on kahte tüüpi fikseeritud kuuliga pesutüüpi ja pöörleva juga tüüpi.Pesuvedelik pihustatakse läbi pesuri paagi sisepinnale ning seejärel voolab pesuvedelik mööda paagi seina alla.Tavaolukorras moodustab pesuvedelik paagi külge kinnitatud kile.Paagi seinal.Selle mehaanilise toime mõju on väike ja puhastusefekt saavutatakse peamiselt puhastusaine keemilise toimega.
2.1.2 Fikseeritud kuulpesu tüüpi pesuri tööraadius on 2 m.Horisontaalsete fermentaatorite jaoks tuleb paigaldada mitu pesurit.Pesuvedeliku rõhk pesuri otsiku väljalaskeava juures peaks olema 0,2-0,3 MPa;vertikaalsete fermentaatorite jaoks Ja rõhu mõõtmise punkt pesupumba väljalaskeava juures, mitte ainult torujuhtme takistusest põhjustatud rõhukadu, vaid ka kõrguse mõju puhastusrõhule.
2.1.3 Kui rõhk on liiga madal, on pesuri tööraadius väike, voolukiirus ei ole piisav ja pihustatud puhastusvedelik ei suuda paagi seina täita;kui rõhk on liiga kõrge, moodustab puhastusvedelik udu ega saa moodustada allavoolu piki paagi seina.Veekile ehk pihustatud puhastusvedelik põrkub paagi seinalt tagasi, vähendades puhastusefekti.
2.1.4 Kui puhastatav seade on määrdunud ja paagi läbimõõt on suur (d>2m), kasutatakse tavaliselt pesuraadiuse suurendamiseks (0,3-0,7 MPa) pöörlevat juga tüüpi pesurit, et suurendada pesuraadiust ja suurendage pesuraadiust.Loputusvee mehaaniline toime suurendab katlakivieemaldusefekti.
2.1.5 Pöörlevad jugapesurid võivad kasutada väiksemat puhastusvedeliku voolukiirust kui kuulseib.Kui loputusaine läbib, kasutab skraber vedeliku tagasilööki pöörlemiseks, loputades ja tühjendades vaheldumisi, parandades seeläbi puhastusefekti.
2.2 Puhastusvedeliku voolu hindamine
Nagu eespool mainitud, peab fermenter puhastamisel omama teatud loputusintensiivsust ja voolukiirust.Vedeliku voolukihi piisava paksuse tagamiseks ja pideva turbulentse voolu moodustamiseks on vaja pöörata tähelepanu puhastuspumba voolukiirusele.
2.2.1 Ümmarguse koonuspõhjaga mahutite puhastamiseks kasutatava puhastusvedeliku voolukiiruse hindamiseks on erinevaid meetodeid.Traditsiooniline meetod arvestab ainult paagi ümbermõõtu ja see määratakse vahemikus 1,5–3,5 m3/m•h vastavalt puhastamise raskusastmele (tavaliselt väikese paagi alumine piir ja suure paagi ülemine piir ).6,5 m läbimõõduga ümmarguse koonuse põhjaga paagi ümbermõõt on umbes 20 m.Kui kasutatakse 3m3/m•h, on puhastusvedeliku voolukiirus ca 60m3/h.
2.2.2 Uus hindamismeetod põhineb asjaolul, et ühe liitri jahutusvirde kohta fermentatsiooni käigus sadestunud metaboliitide (setete) hulk on konstantne.Kui paagi läbimõõt suureneb, väheneb sisepind paagi mahuühiku kohta.Selle tulemusena suureneb mustuse hulk pinnaühiku kohta ning vastavalt tuleb suurendada ka puhastusvedeliku voolukiirust.Soovitatav on kasutada 0,2 m3/m2•h.500 m3 võimsusega ja 6,5 m läbimõõduga kääritusseadme sisepindala on ca 350 m2, puhastusvedeliku voolukiirus ca 70 m3/h.
3 enamkasutatavat meetodit ja protseduuri fermentaatorite puhastamiseks
3.1 Puhastustemperatuuri järgi võib selle jagada külmpuhastuseks (tavatemperatuur) ja kuumpuhastuseks (küte).Aja kokkuhoiu ja pesuvedeliku säästmiseks pesevad inimesed sageli kõrgemal temperatuuril;suurte mahutite töötamise ohutuse tagamiseks kasutatakse suurte mahutite puhastamiseks sageli külmpuhastust.
3.2 Kasutatava puhastusvahendi tüübi järgi võib selle jagada happeliseks ja aluseliseks puhastuseks.Leeliseline pesu sobib eriti hästi süsteemis tekkivate orgaaniliste saasteainete, nagu pärm, valk, humalavaik jms, eemaldamiseks;marineerimine on peamiselt selleks, et eemaldada süsteemis tekkivad anorgaanilised saasteained, nagu kaltsiumisoolad, magneesiumisoolad, õllekivid jms.
Postitusaeg: 30.10.2020