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食品设备油污难清?CIP 系统流程+高效消毒剂应用,生产人看这篇
2026-02-02  来源:食品研发与生产公众号
  对于食品生产企业来说,在长期加工生产下,设备表面存在许多油污等沉积物,应采取科学高效的清洗技术进行处理,使食品卫生得到切实保障。

 

  对此,厂家可优先考虑CIP系统(原位清洗系统),该技术是清洗技术的典型代表,可结合厂内实际情况对系统进行调整和优化,使其符合自身实际情况。

 

1、食品工艺设备清洗系统

 

  ①运行原理

 

  CIP清洗系统由机器和洗涤对象共同构成循环回路,将适量洗涤剂倒入回路中,在动力作用下使洗涤剂跟随流体分散到工艺设备各处,起到去污杀菌的效果。该系统可在食品设备各处使用,自动化清洗无需人工辅助,不但可节约人员成本投入,还可缩短清洗时间。

 

  ②核心部分

 

  该系统的核心为清洗站,主要由清洗喷头、管路、回液泵等部分构成。通常情况下,清洗缸分为热水缸、碱缸、酸缸等,在缸体中装入传感器与蒸汽装置。根据洗涤剂类型选择相应的CIP罐数量,但一个系统罐体量应低于8个,每个罐体的容积可根据管线与罐而定,大部分情况下,当液体流速为3m・s-1时,流量为140 m3・h-1

 

  在清洗站运行中,根据事先设定的程序,将清洗液注入设备与管道之中,再用回液泵将清洗后的液体输出到贮存缸内。

 

  在清洗时,液体与水混合后浓度降低,可利用浓酸浓碱补给清洗液,使液体浓度始终处于合理状态。

 

  在管路方面分为输入与输出两种,与清洗站和待洗设备相连,构成清洗回路。将喷头设置在被洗涤容器内部,在清洗过程中液体从喷孔喷出,喷孔循环排列,具有一定冲击力。在清洗站运行时,可确保液体喷射到设备各处,以此提高清洗效果。在清洗大罐过程中,需要在罐顶位置安装喷射器,洗涤液在重力作用下由上至下流动[1]。

 

  ③清洗流程

 

  在清洗线路时,根据受热面的不同可分成不同类型,一种是用于巴氏杀菌器与其他带有受热表面设备的清洗,另一种是带有热表面的巴士杀菌器与设备的原地清洗。在清洗后一种设备时,需要经过长时间的酸洗阶段,将设备与管道中的蛋白质与盐分去除,主要清洗流程如下:

 

  首先,采用清水对设备进行冲洗,时长为5min,再用温度为75 ℃的碱液循环15min,冷水冲洗后,再用温度为90℃的热水冲洗15min。

 

  不带热表面的管道与设备的清洗步骤:先用清水冲洗5min,再用温度为75 ℃的碱液循环10min;用温度为90~95 ℃的热水冲洗10min,最后用冷水冷却10min。

 

  采用的洗涤剂类型不同,在清洗温度、洗液接触时间、浓度和流速等方面也不同,清洗效率也不尽相同。根据清洗对象与要求,采用相应的最佳条件进行清洗。

 

2、清洗液对 CIP 系统清洗效率的影响因素

 

  在食品设备清洗中,主要采用酸性物质、碱性物质或者表面活性剂清除设备表面污渍。

 

  但是,清洗剂的温度、浓度与流速等指标对清洗效率具有一定影响,这就要求在实际应用中不但要根据沉积物的性质与成分选择相应的清洗剂,还要对液剂的相关指标进行合理调整。

 

  ①温度

 

  高温可促进水对沉积物的溶解,促进设备表面赃污分离,降低清洁剂黏度,提高雷诺数 Re,取得理想的洗涤效果。

 

  但是,如若温度过高,可能导致设备或者管道受损,使沉积物中的蛋白质变质,增加沉积物与设备间的粘合力,最佳温度应控制为70℃。

 

  ②浓度

 

  在清理初期,随着浓度的不断增加,洗涤效果也随之提升。当液体浓度超过临界值时,浓度与清洗效果呈反比关系,临界浓度在 1%~2%。

 

  ③流速

 

  洗涤剂的流速较大,清洗效果更理想,但若流速过大,洗涤剂的用量便会增加,成本也随之提升,可见最佳流速对洗涤剂的临界速度具有决定作用。

 

  其中,应重视对雷诺数的控制。据调查,当达到临界速度时,雷诺数为2320,通常层流雷诺数不超过200,湍流雷诺数超大于4000,最佳流速在1~3 m・s-1

 

  ④压力

 

  洗涤液压力与冲击力成正比,当压力越大时,清洗效果便越明显。一般情况下,采用喷射清洗方式,可通过喷嘴将加压的洗涤剂喷射出去,在化学与冲击力双重影响下,将设备表面清洗干净。

 

  喷射压力可分为高、中、低3种,CIP装置工作压力区间为0.15~0.3MPa,为低压范围。在低压喷射中,以化学作用为主,喷射清洗为辅助;在高压喷射中,以喷射清洗为主,化学清洗为辅。对此,可根据实际情况选择相应的压力进行清洗[2]。

 

3、食品工艺设备清洗技术的具体应用

 

  当前国内外市场中多采用含氯消毒剂进行清洗,如84消毒液等,具有气味浓郁、腐蚀性强、稳定性差等问题。

 

  在食品设备消毒中,消毒剂的选择与消毒效果息息相关,世卫组织推荐使用二氧化氯消毒剂,其可将全部微生物杀灭,有效抑制微生物蛋白质合成,具有广谱、稳定、快速等特点,对人体与环境无危害。

 

  本文以二氧化氯消毒剂为例,对其在设备清洗中的应用方法与效果进行分析。

 

  ①常用设备与材料

 

  制备二氧化氯消毒剂时的常用设备为:SL 型湿法制粒机,鼓风干燥箱型号为 HX101A-3E 型,时限测试仪为BJ-2型,电子天平为 AE240型,酸度计为PH-3C型,单冲压片机为TDO-2型,粉碎机为ZSJB型。

 

  主要应用原料为固体二氧化氯、无水硫酸钠、酒石酸、茶皂素、碳酸氢钠、脂肪酸甲酯磺酸盐。

 

  ②应用原理与制作方法

 

  在碱性条件下二氧化氯的质量较为稳定,但消毒杀菌作用与酸性状态相比不够显著,主要受 pH 值的影响。二氧化氯杀菌剂的制备主要是根据实际情况采用泡腾技术,以酸碱消毒剂作为崩解剂,将原料混合起来制作软材,再将其制成颗粒状,烘干后成为块状样品,与水接触后发生酸碱化学反应,形成二氧化碳气体并快速分散和释放。样品每块重约25g,内含浓度为2.5%的二氧化氯杀菌剂,使用较为便利。

 

  操作方法为:将主材料粉碎后,过80目筛备用。首先,将酒石酸与茶皂素与无水硫酸钠混合后制作成软材,过10目筛,制成颗粒后干燥;再将配方中的二氧化氯、碳酸氢钠、脂肪酸甲酯与无水硫酸钠混合后,过10目筛制成颗粒,干燥放置;最后,将上层用16目筛整粒,混合成块状样品 [3]。

 

  ③应用效果

 

  (1)稳定性

 

  选取不同浓度的二氧化氯泡腾片,在 pH 值分别为5.0、8.0 和 11.0的条件下对比稳定性指标,根据应用结果可知,当pH值为 8.0时,泡腾片样品在 54℃环境中存放14天后,采用丙二酸 - 碘法检测二氧化氯含量,并对比原始含量,发现分别降低了11.56%、8.26%以及3.65%。可见,在酸性环境下含量降低率较高,在碱性情况下较为稳定,根据数据结果可知该方法制备样品与相关规定中的稳定性要求相符。

 

  (2)安全性

 

  二氧化氯消毒剂经过美国药管局长期研究论证,认定为在食品加工、防腐、保鲜等方面可用于清毒、除臭、杀菌的有效药剂,在食品工业中得到广泛应用。

 

  对此,本文以次氯酸钠、二氧化氯为例,对二者的杀菌效果、pH 影响、气味、常用浓度和有毒性等使用安全因素进行对比。

 

  应用结果表明:二氧化氯能够杀灭全部微生物,无毒,最佳浓度为30~250 mg・L-1,受pH 值的影响较小,稍微带有二氧化氯气味,稳定性较强,对金属无腐蚀性,不会导致皮肤敏感;

 

  而次氯酸钠可将全部细菌繁殖体杀灭,中等毒性,使用浓度为250 ~ 1500 mg・L-1,受pH值影响较大,当 pH小于8.5时失去效用,对金属有较强的腐蚀性,带有浓厚的氯味,稳定性较差,容易降解,对皮肤具有致敏性。

 

  (3)杀菌效果

 

  根据食品设备消毒指标,二氧化氯试剂的浓度设置为100mg・L-1,次氯酸钠的试剂为 250mg・L-1,均消毒10min 后,对消毒前后的杀菌效果进行对比。

 

  根据应用结果可知,二氧化氯的杀菌效果相对更好,用量更少,操作中气味不明显,挥发性较弱,有效成分较多,取得了理想的杀菌效果。

 

  当消毒片与水接触后,在泡腾反应下产生大量杀菌成分,使配方中的冗余酸性物质变成活化剂。与碱性条件相比,二氧化氯消毒剂可取得更加理想的杀菌效果。在酸性状态下二氧化氯的杀菌效果优于碱性环境。

 

  相关报道表明:二氧化氯的稳定性与杀菌效果与 pH 值相关,当 pH 值越低时,有效含量降低得越快,稳定性越弱,杀菌效果与 pH 值间具有反比关系。且其稳定性与 pH 值相关,二者具有反比关系。

 

  此外,二氧化氯的杀菌效果还受到配方与工艺的影响,因此在研制中应注重对上述因素的控制[4]。

 

  当前科技水平不断提升,食品设备与管道清洗技术日益成熟,企业应全面掌握清洗要点,灵活运用各项清洗技术,使食品质量安全得到切实保障,促进食品加工产业的可持续发展。

 

参考文献:

 

  [1] 黄德萍 , 郑利强 . 食品工艺设备清洗技术的现状和发展 [J]. 中国洗涤用品工业,2019(7):52-55.

 

  [2] 于萍 . 食品工艺设备清洗技术的现状和发展分析[J]. 现代食品,2019(16):26-28.

 

  [3] 蓝皇隆 . 浅谈食品工艺设备清洗技术的现状和发展 [J]. 山东工业技术,2019(5):12-14.

 

  [4] 梁天明,郭达伟,陈淮川 . 芦笋汁饮料生产工艺技术研究 [J]. 农产品加工,2019(10):24-24.

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