I progetti di pulizia, disinfezione e igienizzazione di attrezzature, condotte e ambiente negli impianti di produzione artigianale di birra sono cruciali e sono i fattori decisivi relativi alla qualità del prodotto. Non importa quanto sia buona la qualità di malto, luppolo, lievito e acqua, è impossibile produrre birra dal sapore puro in un set di attrezzature e condotte contaminate. Soprattutto con il miglioramento dell'automazione nella produzione di birra artigianale, ci sono un gran numero di valvole automatiche, strumenti di rilevamento e tubi fissi e non staccabili collegati rigidamente nelle attrezzature, il che pone requisiti più elevati per la configurazione del sistema CIP. La pulizia e la disinfezione CIP sono un progetto sistematico. Non è possibile configurare una buona stazione CIP per completare la pulizia e la disinfezione di attrezzature e condotte. Richiede anche una stretta collaborazione con le attrezzature e le condotte da pulire per ottenere il miglior effetto di pulizia e disinfezione. Allo stesso tempo, il consumo di acqua, energia (compresi elettricità e calore) e additivi per la pulizia e la disinfezione sono minimi. Questo è un sistema CIP perfetto per le fabbriche di birra artigianale. In questo articolo vengono spiegati principalmente i requisiti di configurazione di base del sistema CIP nel processo di saccarificazione, sulla base di moderne tecnologie e metodi di pulizia CIP.
1 Tecnologia e requisiti per la pulizia delle apparecchiature di saccarificazione
Il sistema di saccarificazione è una zona calda nella fabbrica di produzione artigianale di birra e i materiali operano fondamentalmente tra 50 e 100 gradi. Pertanto, il sistema CIP di saccarificazione considera principalmente la pulizia. Ci sono anche piccole parti come le condutture del mosto freddo che devono considerare la pulizia e la sterilizzazione allo stesso tempo. Il requisito di base del sistema CIP è di fornire il liquido di pulizia con temperatura e pressione ottimali ai contenitori e alle condutture e completare il processo di pulizia secondo i passaggi e i tempi prescritti. I contenitori del materiale e dell'acqua e le condutture del materiale del processo di saccarificazione devono essere puliti in cicli separati.
1.1 Soluzione detergente: utilizzare principalmente una soluzione alcalina (NaOH) al 2-3% per la pulizia a caldo e una soluzione detergente con acido fosforico al 2,5% per la pulizia a freddo.
1.2 Fasi e tempi di pulizia: Pre-risciacquo: 10-20 minuti, 2-3 volte di lavaggio intermittente (è possibile utilizzare acqua riciclata)
Pulizia: ciclo lungo 40-60min, ciclo breve 20-30min
Risciacquo: 10-20 minuti utilizzando prima acqua calda e poi acqua a temperatura normale (l'acqua di risciacquo successiva viene riciclata come acqua di pre-risciacquo per la pulizia successiva)
Prova: Nessun residuo alcalino o acido
1.3 Temperatura di pulizia: per le apparecchiature di saccarificazione e le condutture, la temperatura alcalina CIP è di 82 gradi (prestare attenzione al requisito della temperatura dell'acqua di ritorno per raggiungere 82 gradi durante la pulizia del ciclo) e il decapaggio è adatto a temperatura ambiente.
2.Configurazione della stazione CIP di saccarificazione
La stazione CIP di saccarificazione è composta da serbatoi, pompe, scambiatori di calore, filtri, distributori, valvole di condotta e strumenti;
2.1 Serbatoio: solitamente configurato con 2 serbatoi, tra cui serbatoio acqua riciclata e serbatoio alcalino o 4 serbatoi, tra cui acqua riciclata, serbatoio alcalino 1, serbatoio alcalino 2 e serbatoio acido. Il volume di progettazione del serbatoio è correlato al volume delle tubazioni di alimentazione e ritorno del liquido CIP. Un serbatoio CIP progettato correttamente può ridurre i costi delle apparecchiature e il consumo di vapore e detergenti; i serbatoi CIP devono avere una funzione autopulente.
2.2 Pompa: la pompa di alimentazione CIP adotta una pompa centrifuga. Il design del flusso della pompa è correlato alla portata richiesta dalla sfera di lavaggio o dalla lavatrice per la pulizia del contenitore e alla portata richiesta del liquido di lavaggio nella tubazione. Il design del sollevamento della pompa è correlato alla portata richiesta dalla sfera di lavaggio o dalla lavatrice per la pulizia del contenitore. La pressione richiesta dal serbatoio e la lunghezza e l'altezza della tubazione di alimentazione CIP sono correlate al numero di raccordi e valvole sulla tubazione. La pompa di riflusso CIP adotta una pompa autoadescante, che può autoadescarsi e trasportare il liquido CIP nel contenitore e nella tubazione di riflusso CIP, in modo che non rimanga liquido nel contenitore.
2.3 Scambiatore di calore: per riscaldare il liquido CIP (incluso il riscaldamento di acqua calda e liquido alcalino), possono essere utilizzati scambiatori di calore tubolari o a piastre. Il tipo a tubo ha il vantaggio di essere meno soggetto a intasamento ma ha una bassa efficienza termica. Oggigiorno, vengono utilizzati principalmente scambiatori di calore a piastre.
2.4 Filtro: utilizzare un filtro con controlavaggio e installarlo sulla linea di ritorno CIP. Alcune parti del sistema di saccarificazione, come il recipiente di gelatinizzazione e il recipiente di ebollizione, avranno grandi particelle di materiale detergente, che possono facilmente bloccare il filtro. Quando la portata diminuisce, è necessario intervenire in tempo. Lavare il filtro.
2.5 Il distributore può essere sotto forma di una piastra di presa manuale o di una serie di valvole automatiche. Il distributore distribuisce il liquido CIP ai contenitori e alle tubazioni che devono essere pulite. Va notato qui che la posizione del distributore CIP deve essere relativamente vicina ai contenitori e alle tubazioni che devono essere pulite. , generalmente posizionato nell'area centrale dell'officina, che può essere più lontana dalla stazione CIP.
2.6 Strumentazione: Ogni serbatoio è dotato di un interruttore per sportello del tombino e di una spia luminosa per la pulizia CIP; il serbatoio alcalino CIP e il serbatoio dell'acqua riciclata sono dotati di sensori di temperatura e livello del liquido; il serbatoio acido CIP è dotato di un sensore di livello del liquido; l'uscita della pompa di alimentazione CIP è dotata di un sensore di pressione e di un misuratore di portata con sensore elettromagnetico; la tubazione di ritorno CIP è dotata di conduttivimetro, misuratore di pH, flussostato e sensore di temperatura; l'ingresso e l'uscita del filtro sono dotati di un display della pressione.
3. Pulizia e frequenza delle apparecchiature di saccarificazione
L'effetto di pulizia delle apparecchiature di saccarificazione è strettamente correlato alla selezione degli scrubber. In genere, è possibile scegliere tra lavatrici a sfere e lavatrici per serbatoi. La lavatrice per serbatoi utilizza un metodo di pulizia a impatto: utilizza la combinazione di due rotazioni asincrone nelle direzioni assiale e radiale per formare una modalità di pulizia ad alta pressione sferica di 360- gradi, che può pulire rapidamente ogni punto sulla superficie interna dell'intero contenitore da pulire, con elevata efficienza e pulizia. Il tempo è breve e la pressione di ingresso della lavatrice per serbatoi è controllata tra 4 e 8 bar. La sfera di pulizia è un metodo di pulizia a flusso: il liquido spruzzato sulla parte superiore del contenitore e il cilindro scorre lungo la parete del serbatoio come una pellicola cadente e le particelle di sporco disciolte nel detergente vengono lavate via dalla pellicola cadente. La pressione della sfera di pulizia deve essere controllata tra 1,5 e 2,5 bar, il suo più grande vantaggio è che non richiede manutenzione. Attualmente, i recipienti di saccarificazione della birra artigianale di piccolo diametro sono generalmente dotati di sfere di lavaggio per eseguire la pulizia CIP di ciascun serbatoio. Tuttavia, molti produttori di apparecchiature ignorano il tipo, la quantità e l'installazione delle sfere di lavaggio. La scelta della posizione comporta una pulizia incompleta delle parti, in particolare quelle con dispositivi meccanici all'interno. Se possibile, si consiglia di configurare una lavatrice per lattine, che fornirà diversi effetti di pulizia e ridurrà il consumo di energia e di detergente.
Frequenza di pulizia consigliata: in caso di produzione continua
Pulire quotidianamente (o ogni 8 pentole): pentola di ammostamento, pentola di bollitura, raffreddatore del mosto
Pulire ogni 1 settimana (o ogni 56 vasi): vaso di ammostamento, serbatoio del filtro
Pulizia mensile (o ogni 240 vasi): vasca di stoccaggio temporaneo, vasca di sedimentazione a vortice
In caso di produzione discontinua, la pulizia deve essere effettuata dopo l'arresto e prima dell'avvio.
4.Pulizia e frequenza delle condotte di saccarificazione
La pulizia delle condotte richiede che il liquido CIP esegua il lavaggio e la pulizia con flusso turbolento nella conduttura a una certa portata. Pertanto, ci sono due fattori importanti per la pulizia delle condotte: in primo luogo, il liquido CIP mantiene una certa velocità di flusso nella conduttura e, in secondo luogo, il liquido CIP deve stabilire turbolenza quando scorre nella conduttura. I requisiti di portata del liquido CIP nella conduttura sono: 1 m/s per condutture superiori a DN150; 2 m/s per condutture DN150-DN100; 3 m/s per condutture inferiori a DN100. Solo in questo modo il liquido CIP può mantenere uno stato di flusso turbolento e ottenere un buon effetto di pulizia.
Frequenza di pulizia consigliata: in caso di produzione continua
Pulizia e sterilizzazione giornaliera (o ogni 8 vasi): tubo del mosto freddo
Pulizia mensile (o ogni 240 vasi): linee di ammostamento e mosto caldo
In caso di produzione discontinua, la pulizia deve essere effettuata dopo l'arresto e prima dell'avvio.
Frequenza di pulizia consigliata: in caso di produzione continua
Pulire quotidianamente (o ogni 8 pentole): pentola di ammostamento, pentola di bollitura, raffreddatore del mosto
Pulire ogni 1 settimana (o ogni 56 vasi): vaso di ammostamento, serbatoio del filtro
Pulizia mensile (o ogni 240 vasi): vasca di stoccaggio temporaneo, vasca di sedimentazione a vortice
In caso di produzione discontinua, la pulizia deve essere effettuata dopo l'arresto e prima dell'avvio.
5 Pulizia delle parti speciali della saccarificazione
5.1 Pulizia del riscaldatore nella pentola di ebollizione: il riscaldatore nella pentola di ebollizione adotta un tipo tubolare. Il mosto passa attraverso il lato del tubo e il vapore passa attraverso il lato del guscio. Se non c'è un sistema di preriscaldamento del mosto, il mosto sarà di circa 74 gradi quando inizia a riscaldarsi per la prima volta e il vapore uscirà. La temperatura è di circa 130 gradi. La differenza di temperatura è grande e il mosto scorre lentamente nel tubo. È facile produrre bruciature e attaccarsi alla superficie interna del riscaldatore, il che influisce sull'efficienza del riscaldamento e richiede una pulizia regolare. La frequenza della pulizia è correlata alla differenza di temperatura, alla lunghezza di progettazione del tubo di riscaldamento interno e alla finitura superficiale. Esistono due metodi per pulire il riscaldatore interno. Uno è quello di utilizzare il metodo di lavaggio a sfere: installare più sfere di lavaggio nelle parti superiore e inferiore del riscaldatore interno in base al diametro del riscaldatore e lavare il riscaldatore rispettivamente dalle parti superiore e inferiore. Le sfere di lavaggio devono anche essere installate sul tubo guida e sull'ombrello di distribuzione per la pulizia; il secondo metodo consiste nell'utilizzare il metodo di ebollizione alcalina, aggiungere la soluzione alcalina che non ha superato il riscaldatore interno alla pentola di ebollizione, quindi accendere il riscaldamento a vapore per creare la soluzione alcalina all'interno del riscaldatore. Questo metodo richiede una grande quantità di liquido alcalino e un serbatoio alcalino di grande volume. Questo metodo ha un breve tempo di pulizia e un buon effetto di pulizia.
5.2 Pulizia sotto la piastra dello schermo del serbatoio del filtro: lo scrubber installato nel serbatoio del filtro non può pulire direttamente la piastra inferiore del serbatoio del filtro perché c'è una piastra dello schermo del filtro al centro. La distanza tra la piastra dello schermo del filtro e la piastra inferiore del serbatoio del filtro è di 20-30 mm e lo spazio è limitato. , possono essere installati solo ugelli di pulizia speciali. Gli ugelli generalmente spruzzano il liquido di lavaggio a una certa angolazione (150-180 gradi) per lavare il fondo del serbatoio del filtro. Gli ugelli sono progettati con una valvola unidirezionale per impedire al mosto di fuoriuscire dagli ugelli. Il numero di ugelli progettati è coerente con il fondo del serbatoio. Il numero di porte di raccolta del mosto è lo stesso e corrisponde uno a uno. Quando si installano gli ugelli, prestare attenzione alla direzione in cui ogni ugello spruzza il liquido di lavaggio e formare un flusso vorticoso in una direzione (in senso antiorario o orario).
6 Pulizia delle apparecchiature di microsaccarificazione
Per piccole apparecchiature di saccarificazione con 2 o 3 recipienti inferiori a 2 tonnellate, si consiglia di utilizzare una stazione CIP con il sistema di fermentazione. È anche possibile non installare una stazione CIP e ogni serbatoio di pentola è dotato di una tubazione CIP autocircolante e per la pulizia viene utilizzato il metodo di autocircolazione dell'alcali bollente. Il metodo è il seguente: preparare una soluzione alcalina con una concentrazione del 2-3% in una pentola riscaldabile (pentola di saccarificazione o bollente). Per motivi di sicurezza, si consiglia di utilizzare acqua a temperatura normale per preparare l'alcali e quindi riscaldarla a 82 gradi e accendere la pompa del materiale per la pulizia della circolazione. Dopo che il tempo di pulizia è scaduto, viene pompato nel contenitore successivo per continuare la pulizia. Dopo la pulizia, il liquido alcalino viene scaricato direttamente nel sistema di trattamento delle acque reflue senza riciclaggio. Dopo il completamento della pulizia alcalina, far circolare acqua pulita fino a quando non rimane più alcali. Se non c'è una produzione continua, pulirla con alcali caldo dopo aver interrotto la produzione e pulirla con acqua calda prima dell'alimentazione.
Un buon set di attrezzature per la saccarificazione della birra artigianale non solo può completare le fasi del processo di saccarificazione, ma anche la pulizia CIP è un processo chiave. Alcune attrezzature consumano molta elettricità, energia termica, acqua e detergenti durante il processo CIP e non sono comunque soddisfacenti. L'effetto di pulizia è strettamente correlato alla progettazione igienica dell'attrezzatura di saccarificazione, alla finitura superficiale interna della lavorazione dell'attrezzatura, alla presenza di angoli morti di pulizia nell'installazione della conduttura e alla selezione di valvole, strumenti, scambiatori di calore e pompe. Allo stesso tempo, anche la formulazione del processo di pulizia CIP della fabbrica di birra e la selezione del detergente e altri fattori sono molto importanti. Pertanto, per ottenere un effetto CIP perfetto sono necessari gli sforzi congiunti delle aziende di progettazione, produzione e installazione delle attrezzature, delle fabbriche di birra artigianale e dei produttori di detergenti.
