Особенности подбора и расчета циркуляционных моечных станций

Санитарная обработка на молокоперерабатывающих предприятиях осуществляется строго в соответствии с действующими инструкциями и требованиями нормативной документации. Ставшая привычной для представителей отрасли аббревиатура CIP (clean in place) предполагает проведение безразборной мойки оборудования и трубопроводов посредством циркуляции моющих растворов по замкнутому контуру.

Установки для циркуляционной мойки бывают:

• централизованные, децентрализованные и локальные;
• стационарные и мобильные;
• одноконтурные и многоконтурные;
• с ручным, полуавтоматическим или полностью автоматизированным процессом управления.

Независимо от типа станции состоят из блока резервуаров для хранения моющих растворов и циркуляционного модуля с системой управления. Современные CIP имеют конструкцию, при которой соблюдены все условия для удобства эксплуатации и обслуживания, перспективы расширения. Модуль представляет собой единую раму, на которой размещено насосное, теплообменное оборудование, контрольно-измерительная и запорно-регулирующая арматура, пульт. Для участка хранения моющих растворов применяется индивидуальный подход, позволяющий разместить оборудование в самых стесненных габаритах: использование многосекционных резервуаров, выносные емкости, изготовление нестандартных единиц.

При определении количества контуров руководствуются как общим количеством объектов мойки (не более 16 единиц для одного контура), так и графиком загрузки технологического оборудования, который выявляет необходимость единовременной мойки сразу нескольких объектов.

Cанитарную обработку теплообменного оборудования (ТОА), подверженного образованию стойких загрязнений (пригар, молочный камень) и требующего более длительной циркуляции, повышенных температур и концентрации растворов, целесообразно организовать локально. Опции автоматической локальной мойки пастеризаторов доступны для любого типа и модели установки. Однако если принимается решение задействовать контур CIP, то станция, согласно выбранному рецепту индивидуально для такого объекта, повышает температуру и концентрацию моющих растворов в автоматическом режиме.

Эффективность проведения санитарной обработки достигается в совокупности основополагающих факторов:

1. последовательность операций и четкое соблюдение температурных и временных режимов. Моющие растворы нагреваются либо непосредственно в резервуаре, либо с помощью поточных теплообменников. Второй способ предпочтительнее ввиду существенного сокращения времени нагрева при изменении параметров в разбеге от 10 до 100 °С. Использование витых кожухотрубных теплообменников обусловлено высокой надежностью и малыми габаритами при требуемой площади теплообмена. Такие ТОА используют преимущественно в системах пар/вода. Пластинчатые ТОА оптимальны в системах вода/вода, при работе на перегретой воде. Использование в станции малого контура циркуляции позволяет экономить воду и моющие растворы, обеспечивая тем самым требуемые параметры раствора, необходимого только для обработки конкретного объекта, минуя общий накопитель. Также сокращается время нагрева и, как результат, время цикла мойки. Это позволяет экономить энергоресурсы (пар, электроэнергию). Последовательность операций контролируется оператором либо поддерживается программным обеспечением (не менее 10 базовых программ для санитарной обработки оборудования с возможностью корректировки).
2. Обеспечение необходимой концентрации моющих растворов. Данный параметр контролируется с помощью датчика электропроводности на всех станциях. При ручном управлении CIP показание КИП соотносится оператором с расчетными данными таблицы и дальнейшими действиями по внесению детергента. При высоком уровне автоматизации реализованы дополнительно программный запуск приготовления концентратов в любое время суток и функция индивидуального для объекта повышения концентрации моющих растворов непосредственно в контуре циркуляции. Концентраты подаются с помощью мембранных пневматических насосов дозаторов с всасывающими пиками. Использование раздельной подачи щелочи и кислоты сокращает потери при вытеснительных операциях, исключает перерасход концентрата и повышение концентрации рабочего раствора. При необходимости осуществляется контроль объемного расхода концентратов.
3. Скорость потока. Санитарная обработка трубопроводов должна проходить при турбулентном потоке, при этом скорость должна быть не менее скорости течения продукта, но и не менее скорости, необходимой для создания турбулентного потока. Целесообразно рассчитывать не по стандартной скорости потока (от 1,5 до 2,5 м/с), а определять границу турбулентности, от которой зависит качество мойки, и таким образом подбирать оптимальную скорость (см. таблицу). Слишком большое увеличение скорости создает высокое сопротивление, что приводит к увеличению мощности насосов и, как следствие, расходов на электроэнергию. При этом эффективность санитарной обработки будет высокой и при более малой производительности контура. Скорость потока моющих средств контролируется расходомерами.
4. Использование термической и химической дезинфекции. Одним из лучших и надежных способов дезинфекции является тепловая стерилизация технологического оборудования. При тепловой стерилизации используют горячую воду. Продолжительность воздействия горячей воды на внутреннюю поверхность стерилизуемого объекта должна быть в пределах 10–15 мин. Для рекуперации тепла и экономичного расхода воды после стерилизации в составе станций используется дополнительный термоизолированный резервуар, в котором накопленная вода служит для первичного ополаскивания следующего объекта. Химическая дезинфекция применяется на производствах как при ограниченных возможностях паровой котельной, так и в том случае, когда требуется воздействие на термоустойчивые микроорганизмы.

Определенно, что в таком важном процессе, как санитарная обработка, следует минимизировать воздействие человеческого фактора при контроле и поддержании заданных параметров, определяющих эффективность мойки. При этом необходимо обеспечить безопасность работы на участке с повышенными требованиями.

Это достигается внедрением автоматизированных систем как на локальных объектах, так и на уровне

управления производством. Современные станции CIP собираются с использованием надежных комплектующих и высокоточных КИП. Конструктивный подход к подбору оборудования для участка санитарной обработки позволяет не только обеспечить эффективную мойку технологического оборудования, трубопроводной обвязки, что в совокупности гарантирует качество и безопасность готовой продукции и влияет на сроки хранения, но и рационально использовать сервисные среды, концентраты моющих растворов, существующие площади.

Расчет объемного расхода моющего раствора

при начальной скорости потока не менее 1,5 м/c

для эффективной мойки труб

Данная статья также доступна на нашем канале в Дзене: "Подбор и расчет циркуляционных моечных станций"