精彩往期 | 精釀啤酒工廠糖化CIP系統設計
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啤酒精釀工廠設備、管道、環境清潔消毒衛生工程至關重要，是關係到產品質量的決定性因素。無論麥芽、酒花、酵母和水品質再好，放在一套被污染的設備和管道里，是不可能生產出口味純正的啤酒。特別是隨着精釀啤酒生產自動化程度的提高，設備中存在大量的自動閥門、檢測儀表儀器以及固定的無法拆卸的硬連接管道，這都給CIP系統的配置提出了更高的要求。CIP清洗消毒是個系統工程，不是配置一個好的CIP站就能完成設備及管道的清洗消毒工作，還需要與被清洗設備及管道的密切配合，才能達到最佳的清洗消毒效果。同時所使用的水、能源（包括電能和熱能）、清洗消毒添加劑的消耗最低，這纔是精釀啤酒工廠一套完美的CIP系統。本文主要根據現代CIP清潔技術和方式，闡述糖化工序CIP系統的基本配置要求。1 糖化設備清洗技術和要求
糖化系統在啤酒精釀工廠裏屬於熱區，物料基本在50至100度間運行，因此糖化CIP系統主要考慮是清洗的問題，也有小部分比如冷麥汁管道需要同時考慮清洗和殺菌消毒的問題。CIP系統的基本要求是把最佳溫度和壓力的清洗液送到容器和管道中並按規定的步驟和時間完成清洗過程。糖化工序的物料和水容器以及物料管道都要求可以單獨的循環清洗。1.1清洗溶液：主要依靠2-3％的鹼液(NaOH)進行熱清洗和使用2.5％的磷酸清洗液進行冷清洗。1.2清洗步驟及時間：預沖洗：10-20min，可間歇2-3次沖洗（可以使用回收水）清洗：長循環40-60min短循環20-30min
沖洗：10-20min先使用熱水後使用常溫水（後期沖洗水回收作爲下次清洗的預沖洗水）
檢測：無鹼、酸液殘留
1.3清洗溫度：對於糖化設備和管道CIP鹼液溫度爲82度（注意控制循環清洗時回水溫度要求達到82度），酸洗適於常溫下進行。2 糖化CIP站的配置
糖化CIP站由罐、泵、換熱器、過濾器、分配器、管道閥門和儀器儀表等組成；附圖1爲一套完整的CIP站的流程圖。
2.1罐：通常配置2只罐包括回收水罐和鹼罐或4只罐包括回收水、鹼罐1、鹼罐2和酸罐。罐的容積設計同CIP液供和回的管路容積有關，設計合理的CIP罐可以減少設備成本以及蒸汽和清洗劑的消耗；CIP罐要求有自清洗功能。2.2泵：CIP供泵採用離心泵，泵的流量設計同容器清洗的洗球或洗罐器要求的流量以及洗滌液在管道內要求的流速有關，泵的揚程設計同容器清洗的洗球或洗罐器要求的壓力以及CIP供管道的長度、高度和管道上的管件閥門數量有關。CIP迴流泵採用自吸泵，可以將容器及CIP迴流管道內的CIP液自吸輸送，使容器內無積液殘存。2.3換熱器：用於CIP液的加熱（包括熱水和鹼液的加熱）可以採用列管式或板式換熱器，列管式優點不易堵塞但熱效率低，現在大都採用板式換熱器。2.4過濾器：採用帶反衝洗的過濾器，安裝在CIP迴流管路上，糖化系統中有些部位比如糊化鍋和煮沸鍋會有大顆粒清洗物，極易堵塞過濾器，流量下降時應及時反衝過濾器。2.5分配器可以是手動的接管板或自動的閥陣形式，分配器把CIP液分配到需要清洗的容器和管道，這裏需要說明的是CIP分配器位置一定要距離需要清洗的容器和管道比較近，一般放置在車間的中心區域，距離CIP站可以遠些。2.6儀器儀表：每個鍋槽配置人孔門開關及CIP清洗指示燈；CIP鹼罐和回收水罐配置溫度和液位傳感器，CIP酸罐配置液位傳感器；CIP供泵出口配置壓力傳感器、電磁流量計；CIP返回管線配置電導率、PH計、流量開關和溫度傳感器；過濾器的進出口配置壓力顯示。
3 糖化設備的清洗及頻次
糖化設備的清洗效果同洗滌器的選則息息相關，一般有洗球和洗罐器可以選擇。洗罐器是衝擊清洗的工作方式：利用軸向和徑向兩個異步旋轉的結合形成了360度球面高壓清洗模式，可快速清洗整個被清洗容器的內表面的每一個點，效率高，清洗時間短，洗罐器入口壓力控制在4到8bar 之間。清洗球是流動清洗的工作方式：噴到容器上部和筒體的液體沿罐壁像降膜一樣流下，溶解於洗滌劑中的髒物顆粒被降膜沖掉，清洗球壓力要求控制在1.5到2.5bar 之間，其最大的優點是免維護，目前小直徑的精釀啤酒的糖化容器一般都配置洗球對各鍋槽進行CIP清洗，但很多設備製造廠家，忽視洗球型式、數量和安裝位置的選擇，導致局部清洗不徹底，尤其是內部有機械裝置的部位。如果有條件建議配置洗罐器，會得到不一樣的清洗效果，並且可以降低能源和清洗劑的消耗。
4 糖化管道的清洗及頻次
管道的清洗要求CIP液以一定的流速在管道內紊流沖刷清洗。因此對於管道的清洗有2個重要因素：一是CIP液在管道內保持一定的流動速度，二是CIP液在管道流動時需建立紊流。管道內CIP液流速要求：大於DN150的管道1m/s；DN150-DN100的管道2m/s；小於DN100的管道3m/s，這樣才能使CIP液保持紊流狀態，達到一個好的清洗效果。5 糖化特殊部位的清洗
5.1煮沸鍋內加熱器的清洗：煮沸鍋內加熱器採用列管式，麥汁走管程，蒸汽走殼程，如果沒有麥汁預熱系統，麥汁剛開始加熱時約爲74度，蒸汽溫度約爲130度，溫差大而且麥汁在列管內流動速度慢，易產生焦糊，粘在加熱器的內表面，影響加熱效率，需要定期清洗。清洗的頻次與溫差、內加熱管的設計長度和表面光潔度相關。內加熱器的清洗方法有二種，一種是採用洗球噴衝方式：在內加熱器上部和下部根據加熱器直徑的不同，安裝多個洗球，分別從上部和下部沖洗加熱器，同時在導流筒和分配傘也需要安裝洗球進行清洗；第二種方法是採用煮鹼的方式，煮沸鍋加入沒過內加熱器的鹼液，然後打開蒸汽加熱，使鹼液在內加熱器裏循環噴衝，這種方式清洗時間短，清洗效果好，但是需要鹼液量較大，需配置容積大的鹼罐。
5.2過濾槽篩板下的清洗：過濾槽內安裝的洗滌器無法直接清洗到過濾槽底板，因爲中間隔着過濾篩板，過濾篩板與過濾槽底板之間的距離爲20-30mm，空間有限，只能安裝特製的清洗噴嘴，噴嘴一般以一定角度（150-180度）噴出洗滌液，沖刷過濾槽底，噴嘴設計有單向閥防止麥汁從噴嘴流出，噴嘴設計的數量與槽底的麥汁收集口數量相同，並一一對應，噴嘴安裝時注意每個噴嘴噴出洗滌液的方向要一致，按照一個方向（逆或順時針）形成旋流。6 微型糖化設備的清洗
對於2噸以下的2器或3器的小型糖化設備，建議可以同發酵系統使用一套CIP站。也可以不設CIP站，每個鍋槽配置自循環CIP管道，採用煮鹼自循環的方式進行清洗。方法如下：，在可以加熱的鍋（糖化或煮沸鍋）內配好濃度爲2-3％的鹼液，爲了安全起見建議使用常溫水配鹼再加熱到82度，開啓物料泵進行循環清洗，清洗時間到後再泵入下一個容器繼續循環清洗，清洗完畢後鹼液不回收直接排入污水處理系統。鹼洗完畢後再用清水循環清洗至無鹼液殘留。如果不連續生產，停產後用熱鹼清洗，投料前用熱水清洗。一套好的精釀啤酒糖化設備，絕不僅僅是可以完成糖化工藝步驟，CIP清洗也是關鍵工序，有的設備在CIP過程中消耗大量的電、熱能、水及清洗劑還是達不到滿意的清洗效果，這同糖化設備的衛生設計、設備加工的內表面光潔度、管道安裝有無清洗死角以及閥門、儀表、換熱器、泵選型都息息相關，同時啤酒工廠CIP清洗工藝制訂和洗滌劑選擇等因素也非常重要，因此，要達到一個完美的CIP效果需要設備設計製造安裝企業、啤酒精釀工廠、洗滌劑生產企業的共同努力來完成。
作者單位/山東申東發酵裝備有限公司
張俊 趙炎 王常虎
