Resumo: O estado microbiano dos fermentadores tem grande impacto na qualidade da cerveja. Limpo e estéril é o requisito básico para o gerenciamento de higiene na produção de cerveja. Um bom sistema CIP pode efetivamente limpar o fermentador. Foram discutidos os problemas de limpeza do mecanismo, método de limpeza, procedimento de limpeza, seleção do agente de limpeza / esterilização e qualidade de operação do sistema CIP.
Prefácio
Limpeza e esterilização são o trabalho básico da produção de cerveja e a medida técnica mais importante para melhorar a qualidade da cerveja. O objetivo da limpeza e esterilização é remover, tanto quanto possível, a sujeira gerada pela parede interna de tubulações e equipamentos durante o processo de produção, e eliminar a ameaça de microorganismos prejudiciais à fabricação de cerveja. Entre eles, a planta de fermentação tem os mais altos requisitos para microorganismos, e o trabalho de limpeza e esterilização é responsável por mais de 70% do trabalho total. Atualmente, o volume do fermentador está ficando cada vez maior, e o tubo de transporte de material está ficando cada vez mais longo, o que traz muitas dificuldades para a limpeza e a esterilização. Como limpar e esterilizar de forma adequada e eficaz o fermentador para atender às atuais necessidades "bioquímicas" da cerveja e atender às exigências do consumidor quanto à qualidade do produto deve ser altamente valorizado pelos trabalhadores da fabricação de cerveja.
1 mecanismo de limpeza e fatores relacionados que afetam o efeito de limpeza
1.1 mecanismo de limpeza
Durante o processo de produção de cerveja, a superfície do equipamento em contato com o material irá depositar alguma sujeira por vários motivos. Para fermentadores, os componentes de incrustação são principalmente leveduras e impurezas proteicas, lúpulos e compostos de resina de lúpulo e pedras de cerveja. Por causa da eletricidade estática e outros fatores, essa sujeira tem uma certa energia de adsorção entre a superfície da parede interna do fermentador. Obviamente, para expulsar a sujeira da parede do tanque, uma certa quantidade de energia deve ser paga. Esta energia pode ser energia mecânica, isto é, um método de lavagem de fluxo de água com uma certa resistência ao impacto; energia qu�ica tamb� pode ser utilizada, tal como a utiliza�o de um agente de limpeza �ido (ou alcalino) para soltar, partir ou dissolver a sujidade, deixando assim a superf�ie unida; É a energia térmica, isto é, aumentando a temperatura da limpeza, acelerando a reação química e acelerando o processo de limpeza. Na verdade, o processo de limpeza é frequentemente o resultado de uma combinação de efeitos mecânicos, químicos e de temperatura.
1.2 Fatores que afetam o efeito de limpeza
1.2.1 A quantidade de adsorção entre o solo e a superfície do metal está relacionada com a rugosidade da superfície do metal. Quanto mais áspera a superfície do metal, mais forte é a adsorção entre a sujeira e a superfície, e mais difícil é limpar. O equipamento utilizado para produção de alimentos requer Ra <> as características do material de superfície do equipamento também afetam a adsorção entre a sujeira e a superfície do equipamento. Por exemplo, a limpeza de materiais sintéticos é particularmente difícil em comparação com a limpeza de aço inoxidável.
1.2.2 As características da sujidade também têm uma certa relação com o efeito de limpeza. Obviamente, é muito mais difícil remover a velha sujeira que foi seca do que remover a nova. Portanto, após a conclusão de um ciclo de produção, o fermentador deve ser limpo o mais rápido possível, o que não é conveniente, e será limpo e esterilizado antes do próximo uso.
1.2.3 A força de limpeza é outro fator importante que afeta o efeito de limpeza. Independentemente do tubo de descarga ou da parede do depósito, o efeito de limpeza é melhor apenas quando o líquido de lavagem está em estado de turbulência. Portanto, é necessário controlar efetivamente a intensidade de lavagem e a taxa de fluxo de modo que a superfície do dispositivo seja suficientemente molhada para garantir um ótimo efeito de limpeza.
1.2.4 A eficácia do próprio agente de limpeza depende do seu tipo (ácido ou base), atividade e concentração.
1.2.5 Na maioria dos casos, o efeito de limpeza aumenta com o aumento da temperatura. Um grande número de testes mostrou que quando o tipo e a concentração do agente de limpeza são determinados, o efeito de limpeza a 50 ° C por 5 min e lavagem a 20 ° C por 30 min é o mesmo.
2 fermentador de limpeza CIP
Modo de operação 2.1CIP e seu efeito no efeito de limpeza
O método de limpeza mais comum usado pelas cervejarias modernas é a limpeza no local (CIP), que é um método de limpeza e esterilização de equipamentos e tubulações sem desmontar as peças ou acessórios do equipamento em condições fechadas.
2.1.1 Grandes recipientes como fermentadores não podem ser limpos por meio de uma solução de limpeza. A limpeza in situ do fermentador é realizada através de um ciclo de depuração. O purificador tem dois tipos de tipo de lavagem de esfera fixa e tipo de jato rotativo. O líquido de lavagem é pulverizado na superfície interna do tanque através do purificador e, em seguida, o líquido de lavagem flui pela parede do tanque. Em circunstâncias normais, o líquido de lavagem forma uma película presa ao tanque. Na parede do tanque. O efeito dessa ação mecânica é pequeno, e o efeito de limpeza é atingido principalmente pela ação química do agente de limpeza.
2.1.2 O lavador fixo de lavagem de bolas tem um raio de trabalho de 2 m. Para fermentadores horizontais, múltiplos depuradores devem ser instalados. A pressão do líquido de lavagem na saída do bico do depurador deve ser de 0,2-0,3 MPa; para fermentadores verticais E o ponto de medição de pressão na saída da bomba de lavagem, não apenas a perda de pressão causada pela resistência da tubulação, mas também a influência da altura na pressão de limpeza.
2.1.3 Quando a pressão é muito baixa, o raio de ação do purificador é pequeno, a vazão não é suficiente e o líquido de limpeza borrifado não consegue encher a parede do tanque; quando a pressão é muito alta, o líquido de limpeza irá formar uma névoa e não pode formar um fluxo descendente ao longo da parede do tanque. O filme de água, ou o líquido de limpeza borrifado, retorna da parede do tanque, reduzindo o efeito de limpeza.
2.1.4 Quando o equipamento a ser limpo está sujo e o diâmetro do tanque é grande (d> 2m), um purificador de jato tipo rotativo é geralmente usado para aumentar o raio de lavagem (0.3-0.7 MPa) para aumentar o raio de lavagem e aumentar o raio de lavagem. A ação mecânica do enxágüe aumenta o efeito de descalcificação.
2.1.5 Os lavadores de jato rotativo podem usar uma taxa de fluxo de fluido de purga mais baixa do que uma lavadora de bolas. À medida que o meio de enxágue passa, o depurador usa o recuo do fluido para girar, lavar e esvaziar alternadamente, melhorando assim o efeito de limpeza.
2.2 Estimativa do fluxo de fluido de limpeza
Como mencionado acima, o fermentador precisa ter uma certa intensidade de descarga e taxa de fluxo durante a limpeza. De modo a assegurar uma espessura suficiente da camada de fluxo de fluido e a formar um fluxo turbulento contínuo, é necessário prestar atenção ao caudal da bomba de limpeza.
2.2.1 Existem diferentes métodos para estimar a taxa de fluxo do fluido de limpeza para a limpeza de tanques de fundo redondo. O método tradicional considera apenas a circunferência do tanque, e é determinado na faixa de 1,5 a 3,5 m3 / m • h de acordo com a dificuldade de limpeza (geralmente o limite inferior do tanque pequeno e o limite superior do tanque grande ). Um tanque de fundo de cone circular com um diâmetro de 6,5 m tem uma circunferência de cerca de 20 m. Se 3m3 / m • h for usado, a taxa de fluxo do fluido de limpeza é de aproximadamente 60m3 / h.
2.2.2 O novo método de estimativa baseia-se no fato de que a quantidade de metabólitos (sedimentos) precipitados por litro de mosto durante a fermentação é constante. Quando o diâmetro do tanque aumenta, a área de superfície interna por unidade de capacidade do tanque diminui. Como resultado, a quantidade de carga de sujeira por unidade de área aumenta, e a taxa de fluxo do líquido de limpeza deve ser aumentada de acordo. Recomenda-se usar 0,2 m3 / m2 • h. Um fermentador com uma capacidade de 500 m3 e um diâmetro de 6,5 m tem uma área de superfície interna de cerca de 350 m2, e o caudal do líquido de limpeza é de cerca de 70 m3 / h.
3 métodos e procedimentos comumente usados para limpeza de fermentadores
3.1 De acordo com a temperatura de operação de limpeza, pode ser dividida em limpeza a frio (temperatura normal) e limpeza a quente (aquecimento). Para economizar tempo e lavar o líquido, as pessoas costumam lavar a uma temperatura mais alta; Para a segurança das operações de tanques grandes, a limpeza a frio é freqüentemente usada para limpar tanques grandes.
3.2 De acordo com o tipo de agente de limpeza utilizado, pode ser dividido em limpeza ácida e alcalina. A lavagem alcalina é especialmente adequada para remover poluentes orgânicos gerados no sistema, tais como levedura, proteína, resina de lúpulo, etc .; decapagem é principalmente para remover poluentes inorgânicos gerados no sistema, tais como sais de cálcio, sais de magnésio, pedras de cerveja e semelhantes.
