Načrtovanje sistema za čiščenje v mlečni tovarni

Uvod: Zakaj je oblikovanje sistema za čiščenje na mestu za mlečne izdelke pomembno v sodobni predelavi mleka

V sodobni mlečni tovarni čiščenje ni le rutinska vzdrževalna naloga. Neposredno vpliva na varnost hrane, učinkovitost proizvodnje, življenjsko dobo opreme in obratovalne stroške. Mleko vsebuje beljakovine, maščobe, minerale in druge sestavine, ki se lahko hitro nabirajo znotraj cevovodov, rezervoarjev, toplotnih izmenjevalcev in predelovalne opreme. Brez učinkovitega rešitve za čiščenje se ti ostanki lahko zmanjšajo zmogljivost opreme in povečajo tveganje kontaminacije.

A sistem za čiščenje na mestu za mlečne izdelke (sistem za čiščenje na mestu) ponuja samodejno rešitev za čiščenje površin, ki prihajajo v stik z izdelki, brez razstavljanja opreme. S kroženjem vode, alkalnih raztopin, kislinskih raztopin in desinfekcijskih sredstev skozi proizvodno linijo tehnologija CIP omogoča mlečnim proizvajalcem ohranjanje doslednih higienskih standardov ter zmanjšanje ročnega dela in proizvodnje v stanju mirovanja.

Za nova mlečna tovarna , načrtovanje sistema CIP naj bi se začelo že v fazi načrtovanja tovarne. Sistem za čiščenje mora ustrezati proizvodnemu procesu, razporeditvi opreme, načrtovanju cevovodov in zahtevam glede prihodnjega razširjanja. Dobro načrtovan sistem za čiščenje na mestu pomaga mlečnim proizvajalcem doseči zanesljivo učinkovitost čiščenja, hkrati pa nadzoruje porabo vode, količino uporabljenih kemikalij in energijske stroške.

Ta vodnik razlagajo, kako deluje sistem CIP za mlečne izdelke deluje , kako načrtovati rešitev CIP za novo mlečno predelovalno tovarno, katere glavne komponente so potrebne, katere dejavnike je treba upoštevati pri dimenzioniranju, postopke čiščenja ter kako se lahko mlečne podjetja pripravijo na uspešen projekt sistema CIP.

Kaj je mlečni CIP sistem in kako deluje?

A sistem za čiščenje na mestu za mlečne izdelke je avtomatizirana rešitev za čiščenje, ki odstrani ostankе mleka in mikroorganizme z opreme za obdelavo brez potrebe po ročnem razstavljanju sistema s strani operaterjev.

Med proizvodnjo mleka se na površinah opreme nabirajo različne vrste ostankov. Beljakovine iz mleka lahko ustvarijo lepljive usedline, maščobe se lahko nalepijo na cevi in rezervoarje, minerali pa lahko tvorijo trdne usedline, znane kot mlečni kamen. Ti ostanki zahtevajo različne metode čiščenja, zato mlečni CIP sistemi uporabljajo več faz čiščenja.

Osnovni Načelo delovanja CIP sistema temelji na cirkulaciji čistilnih tekočin skozi iste cevi in opremo, ki se uporabljajo tudi pri proizvodnji. Namesto da bi odpirali vsako napravo za ročno čiščenje, CIP sistem čistilne raztopine črpa skozi proizvodno linijo pod nadzorovanimi pogoji.

Tipičen proces čiščenja mlečnega CIP sistema vključuje:

• Predpranje  – Odstrani ohlapne ostankе mleka z vodo.
• Lužno čiščenje  – Uporablja alkalne raztopine za odstranitev maščob in beljakovin.
• Kisla čiščenja  – Odstrani mineralne usedline in mlečni kamen.
• Končno izpiranje  – Odstrani ostanke kemikalij.
• Dezinfekcija  – Zmanjša mikrobiološko kontaminacijo pred proizvodnjo.

Učinkovitost čiščenja je odvisna od štirih pomembnih dejavnikov:

Faktor	Funkcija
Čas	Kontrolira trajanje stika pri čiščenju
Temperatura	Izboljša učinkovitost kemičnega čiščenja
Koncentracija	Določa jakost kemikalij
Tok	Ustvarja mehansko čistilno delovanje

 

Uspešen sistem CIP uravna te dejavnike, da doseže učinkovito čiščenje brez nepotrebne porabe kemikalij, vode ali energije.

Kako čiščenje na mestu odstrani ostankе mleka brez razstavljanja opreme

Tradicionalne metode čiščenja zahtevajo, da operaterji odprejo opremo, odstranijo sestavne dele in ročno očistijo notranje površine. Čeprav ta metoda morda deluje pri majhnih obratih, postane neustrezna za industrijske mlekarne z zapletenimi cevnimi sistemi in večjem številu obdelovalnih naprav.

Čiščenje na mestu za mlekarne tehnologija reši to izziv z nadzorovanim cirkuliranjem. Čistilna tekočina potuje skozi rezervoarje, cevi, ventile, toplotne izmenjevalnike in druge površine, ki so v stiku z izdelkom, ter doseže površine, do katerih je ročno težko dostopati.

Na primer, alkalno čiščenje razgradi organske ostanke, kot so maščobni in beljakovinski usedki iz mleka. Kislo čiščenje pa cilja mineralne usedke, ki se pogosto pojavljajo v ogrevalni opremi, kot so pasirizatorji in Sistemi UHT .

Vendar učinkovitost čiščenja ni odvisna le od same postaje CIP. Tudi proizvodna linija mora biti pravilno zasnovana. Slabo načrtovane cevovode, mrtve veje, nezadostno izpiranje ali napačne poti pretoka lahko zmanjšajo učinkovitost čiščenja.

Zaradi tega Načrtovanje sistema CIP in inženirstvo mlečne tovarne naj bi bilo usklajeno . Cilj ni preprosto namestiti močno opremo za čiščenje, temveč ustvariti celovit omrežni sistem čiščenja, pri katerem vsaka površina dobi zadosten pretok, temperaturo in kemično delovanje.

Katero opremo za obdelavo mleka je mogoče čistiti s sistemom CIP?

Pravilno zasnovan CIP za opravilo za obdelavo mlečnih izdelkov lahko služi večini glavnih strojev v komercialni mlečni obrambi.

Med običajno CIP-povezano opremo spadajo:

• Rezervoarji za shranjevanje mleka
• Mešalski posodi
• Pašterizatorje
• Sistemi sterilizacije UHT
• Homogenizatorji
• Fermentacijske posode
• Sirarske kotle
• Tovorni procesi
• Črpalka in ventili
• Napolnjevalne stroje

Različna oprema zahteva različne pristope k čiščenju.

Na primer, toplotni izmenjevalniki potrebujejo učinkovito čiščenje s sistemom CIP, saj lahko usedline mleka zmanjšajo učinkovitost prenosa toplote in povečajo porabo energije. Fermentacijske posode zahtevajo nadzorovano čiščenje, saj lahko ostanki mikroorganizmov vplivajo na prihodnje serije proizvodnje.

Pri proizvodnji sira so ostanki beljakovin in maščob težje odstranljivi, zato je za posode za sir, cevi za sirilo in povezano opremo potreben natančno oblikovan program čiščenja.

Pri načrtovanju nove mlečne tovarne morajo proizvajalci že pred namestitvijo opredeliti vso opremo, ki zahteva priključek na sistem CIP. Zgodnje načrtovanje pomaga izogniti dragim spremembam in zagotavlja, da končna proizvodna linija deluje učinkovito.

Načrtovanje sistema za čiščenje brez razstavitve (CIP) za novo mlečno tovarno

Uspešen sistem za čiščenje na mestu se začne z razumevanjem celotnega proizvodnega procesa. Sistem CIP ne sme biti obravnavan kot samostojen sistemskega omogočevalca, saj neposredno sodeluje z vsako stopnjo proizvodnje.

Številni mlečni projekti se osredotočajo predvsem na obdelovalno zmogljivost, stopnjo avtomatizacije in naložbe v opremo. Učinkovitost čiščenja pa neposredno vpliva na dnevno proizvodno zmogljivost. Če trajajo cikli čiščenja preveč dolgo ali če ostankov ni mogoče popolnoma odstraniti, se razpoložljivost proizvodnje zmanjša.

Profesionalna CIP-izvedba upošteva:

• Značilnosti izdelka
• Vrsto obdelovalne opreme
• Proizvodna kapaciteta
• Razdaljo cevi
• Pogostost čiščenja
• Načrti za prihodnjo razširitev
• Zahteve po avtomatizaciji

Cilj je ustvariti sistem čiščenja, ki zagotavlja zanesljiv nadzor higiene in hkrati zmanjšuje obratovalne stroške.

Kako razdeliti mlečno obdelovalno linijo na CIP-čistilne kroge

Ena najpomembnejših odločitev pri Oblikovanju CIP-krogov je razdelitev proizvodne linije na ustrezne čistilne kroge.

Čistilni krog je skupina opreme, ki jo je mogoče istočasno očistiti z istim CIP-postopkom. Oprema znotraj istega kroga mora imeti podobne zahteve glede čiščenja.

Tipični CIP-krogi za mlečne izdelke lahko vključujejo:

• Krog za sprejem surovega mleka
• Krog za rezervoarje za shranjevanje
• Krog za pasterizacijo
• Krog za UHT-obdelavo
• Krog za fermentacijo
• Krog za polnilno linijo

Ločeni krogi omogočajo boljši nadzor, saj različna oprema zahteva različne temperature čiščenja, koncentracije kemikalij ali čas čiščenja.

Na primer pasterizator običajno zahteva strožje pogoje čiščenja, ker se na površinah za prenos toplote nabirajo usedline iz mleka. Rezervoarji za shranjevanje pa lahko zahtevajo krajši cikel čiščenja.

Če je na en krog priključenih preveč naprav, se lahko pojavijo težave:

• Zmanjšan pretok za čiščenje
• Daljši čas čiščenja
• Višja poraba kemikalij

Vendar preveliko število majhnih krogov lahko poveča investicije v opremo.

Najboljša rešitev je uravnotežen CIP načrt, ki temelji na proizvodnih zahtevah.

Centraliziran nasproti decentraliziranemu CIP sistemu

Mlečni proizvajalci običajno izbirajo med centralizirano in decentralizirano CIP konfiguracijo.

A centraliziran CIP sistem uporablja eno glavno CIP postajo za oskrbo več proizvodnih območij. Ta pristop je pogost v velikih mlečnih tovarnah, saj se priprava na čiščenje, upravljanje kemikalij in avtomatizacija lahko nadzorujejo z enega mesta.

Prednosti vključujejo:

• Lažje upravljanje obratovanja
• Centralizirano nadzorovanje
• Manjša podvojenost opreme

Decentraliziran sistem CIP namesti manjše enote za čiščenje blizu določenih proizvodnih območij. Ta načrt je lahko primeren za tovarne z več stavbami ali različnimi kategorijami izdelkov.

Na primer mlečna podjetja, ki proizvajajo tako mlečna pijača kot sir, lahko uporabljajo ločene sisteme CIP, saj ti izdelki predstavljajo različne izzive pri čiščenju.

Značilnost	Centralizirani CIP	Decentralizirani CIP
Upravljanje	Centralni nadzor	Neodvisna krmiljenja
Naložba	Učinkovit za velike tovarne	Višji za več enot
Prilagodljivost	Zahteva načrtovanje	Lažja lokalna razširitev
Uporaba	Integrirane mlečne tovarne	Ločene proizvodne cone

 

Prava izbira je odvisna od velikosti tovarne, ponudbe izdelkov in načrtov za prihodnji razvoj.

Kako prihodnja razširitev proizvodne linije vpliva na načrtovanje CIP

Mlečna tovarna redko ostane nespremenjena več let. Proizvodna zmogljivost se pogosto poveča, ko raste tržna povpraševanja.

Zato bi nova mlečna tovarna morala med načrtovanjem CIP upoštevati možnost prihodnje razširitve.

Skalabilen CIP sistem lahko vključuje:

• Dodatno kapaciteto ventilov
• Razširljive sisteme nadzora
• Rezervirani priključki cevovodov
• Povečana zmogljivost omrežja

Brez ustrezne načrtovanja lahko dodajanje novih proizvodnih linij zahteva večje spremembe obstoječega sistema za čiščenje.

Dobro načrtovan sistem CIP omogoča mlečnim proizvajalcem razširitev proizvodnje brez ponovne gradnje celotne infrastrukture za čiščenje.

Oprema za čiščenje mlečne tovarne: glavni sestavni deli postaje CIP

Popolna postaja CIP vključuje več sestavnih delov, ki skupaj pripravljajo, cirkulirajo, segrevajo, spremljajo in obnavljajo čistilna sredstva.

Glavni oprema za čiščenje mlečne tovarne vsebuje:

• Rezervoarji CIP
• Črpalka CIP
• Toploto prenosniki
• Sistemi za doziranje kemikalij
• Ventili
• Cevovodi za vračanje
• Senzorji
• Sistemi PLC nadzora

CIP rezervoarji, črpalke, toplotni izmenjevalniki in sistemi za doziranje kemikalij

CIP rezervoarji shranjujejo različne čistilne raztopine, potrebne med ciklusom čiščenja.

Tipični rezervoarji vključujejo:

• Vodni rezervoar
• Rezervoar za lužno raztopino
• Rezervoar za kislo raztopino
• Rezervoar za odkupanje

Lužni rezervoar zagotavlja alkalne čistilne raztopine za odstranjevanje maščob in beljakovin. Kisli rezervoar odstrani mineralne usedline. Rezervoarji za recirkulacijo zmanjšujejo porabo vode in kemikalij z omogočanjem ponovne uporabe tam, kjer je to primerno.

The CIP črpalka zagotavlja moč za cirkulacijo in jo je treba izbrati glede na velikost cevovoda, odpornost opreme ter zahtevane pretokovne pogoje.

Toplotni izmenjevalniki ohranjajo temperaturo čistilne raztopine, saj temperatura neposredno vpliva na učinkovitost čiščenja.

Sistemi za doziranje kemikalij avtomatsko nadzorujejo koncentracijo raztopine, kar izboljša enotnost v primerjavi z ročnim pripravljanjem kemikalij.

Krmilni sistem CIP in nadzorni instrumenti

Sodobne mlečne tovarne vedno bolj uporabljajo samodejni cip sistem z krmilniki PLC.

Krmilni sistem CIP spremlja:

• Hitrost toka
• Temperatura
• Koncentracija kemikalije
• Čas čiščenja
• Zaporedje ventilov

Ti parametri zagotavljajo, da vsak ciklus čiščenja sledi pravi recepturi.

Avtomatski nadzor izboljša tudi sledljivost, saj se zapis o čiščenju lahko shrani in po potrebi pregleda.

Za velike mlečne tovarne avtomatizacija zmanjša obremenitev operaterjev in zagotavlja zanesljivejše rezultate čiščenja.

Kako določiti velikost mlečnega sistema CIP

Pravilno Določanje velikosti sistema CIP zagotavlja, da se sistem za čiščenje ujema z dejanskimi proizvodnimi zahtevami.

Glavni dejavniki, ki vplivajo na izbiro velikosti CIP sistema, so:

Število krogov za čiščenje

Več krogov omogoča večjo prilagodljivost, vendar poveča investicijske stroške. Inženirji morajo določiti, katero opremo je treba čistiti skupaj in ali so potrebne večkratne operacije čiščenja.

Prostornina CIP rezervoarja

Velikost rezervoarja je odvisna od prostornine največjega kroga za čiščenje, vključno s cevmi in priključeno opremo.

Pretok in tlak CIP črpalke

Črpalka mora zagotavljati dovolj velik pretok za ustvarjanje učinkovite mehanske čistilne učinkovitosti.

Kapaciteta ogrevanja

Grelni sistem mora zagotavljati dovolj energije za dosego in ohranjanje zahtevanih temperatur čiščenja.

Strokovni dobavitelji CIP sistemov te zahteve izračunajo na podlagi dejanskih podatkov o tovarni, ne pa na podlagi standardnih velikosti.

Ciklus čiščenja mlečnih naprav z metodo CIP: izpiranje, pranje in dezinfekcija

Tipičen postopek čiščenja mlečnih naprav z metodo CIP obsega več faz, ki so načrtovane tako, da odstranijo različne vrste onesnaženj.

Predhodno izpiranje in predelava ostankov mleka

V prvi fazi se uporabi voda za odstranitev ohlapnih ostankov izdelka. Ta korak zmanjša količino kemikalij, potrebnih v poznejših fazah čiščenja.

Kastrska očistitev maščob in beljakovin

Za odstranitev organskih ostankov, še posebej mlečnih maščob in beljakovin, se uporabljajo alkalne raztopine.

Ta faza je običajno ena najpomembnejših faz ciklusa čiščenja, saj mlečni izdelki vsebujejo visoke količine organske snovi.

Kislinska očistitev mineralnih usedlin

Kislinsko čiščenje odstrani mineralne usedline, kot je mlečni kamen.

Ta korak je zlasti pomemben za opremo, ki je izpostavljena toplotnim procesom.

Končno izpiranje in dezinfekcija

Končno izpiranje odstrani ostankе kemičnih sredstev pred ponovnim začetkom proizvodnje.

Dezinfekcija zmanjša mikrobiološke tveganje in pripravi opremo za naslednji proizvodni cikel.

Uspešen cikel čiščenja CIP je odvisen od ohranjanja pravilne ravnovesne razmerja med:

• Čas
• Temperatura
• Koncentracija kemikalije
• Hitrost toka

CIP sistemi enkratne uporabe proti sistemom za obnovitev

Mlečne tovarne lahko izbirajo med CIP sistemi enkratne uporabe in sistemi za obnovitev glede na obseg proizvodnje ter operativne prioritete.

	CIP enkratne uporabe	CIP za obnovitev
Naložba	Nižje	Višja
Poraba vode	Višja	Nižje
Ponovna uporaba kemikalij	Omejeno	Mogoče
Primerno za	Manjša podjetja	Velike proizvodne naprave

 

Enkratni sistemi so preprostejši in lahko ustrezajo manjšim mlečnim obratom.

CIP sistemi za obnovitev zahtevajo višjo začetno naložbo, vendar lahko zmanjšajo dolgoročne obratovalne stroške z obnovitvijo vode in kemikalij.

Veliki mlečni obrati pogosto upoštevajo sisteme za obnovitev, saj se prihranki energije z leti postanejo pomembni.

Avtomatizacija CIP sistemov in potrditev čiščenja

Avtomatizacija je postala pomembna lastnost sodobnih CIP sistemov .

CIP sistem, ki ga nadzoruje PLC, lahko samodejno upravlja:

• Recepte za čiščenje
• Zaporedje odpiranja in zapiranja ventilov
• Ravnava temperature
• Doziranje kemikalij
• Evidence o čiščenju

Preverjanje čiščenja zagotavlja, da cikel CIP doseže zahtevano higienično učinkovitost.

Proizvajalci lahko spremljajo parametre čiščenja in preverijo, ali je postopek pravilno zaključen.

Za mlečne tovarne, ki dobavljajo mednarodne trge, so evidence o čiščenju in sledljivost vse bolj pomembne za upravljanje kakovosti.

Kontrolni seznam za zahtevek za ponudbo sistema CIP za mlečne izdelke

Pred zahtevkom za ponudbo CIP-a bi mlečni proizvajalci morali pripraviti ključne podatke o projektu.

Ponudnik CIP-a običajno potrebuje:

Informacije o izdelku

• Vrsto mleka
• Proizvedene mlečne izdelke
• Značilnosti ostankov

Podatki o proizvodnji

• Obravnavna moč
• Delovni čas
• Proizvodni urnik

Podatki o opremi

• Seznam opreme za obdelavo
• Dimenzije cevovodov
• Prostornine rezervoarjev

Podatki o pomožnih sistemih

• Dostava pare
• Razpoložljivost vode
• ## ELEKTRIKA
• Pogoji za odvodnjo

Zahteve po avtomatizaciji

• Sistem plc
• Zapis podatkov
• Zahteve za oddaljeno nadzorovanje

Zahtevanje popolne informacije omogoča dobaviteljem, da razvijejo natančnejšo konfiguracijo CIP sistema.

Zahtevajte predlog za mlečni CIP sistem pri Weishu Intelligent Machinery

Pravilno zasnovan sistem za čiščenje na mestu za mlečne izdelke pomaga proizvajalcem mleka izboljšati učinkovitost čiščenja, zmanjšati čas nedelovanja in ohraniti stalno kakovost izdelkov.

Weishu Intelligent Machinery ponuja prilagojene rešitve CIP sistema na podlagi vrste mlečnega izdelka, proizvodne zmogljivosti, razporeditve opreme in zahtev za avtomatizacijo.

Za prejem predhodne konfiguracije CIP sistema , prosimo, zagotovite naslednje podatke:

• Podatke o mlečnih izdelkih
• Proizvodna kapaciteta
• Seznam opreme za obdelavo
• Razporeditev cevnih vodov
• Pogoje za oskrbo z energijo
• Zahteve po avtomatizaciji

Naš inženirski tim vam lahko pomaga oblikovati rešitev CIP, ki ustreza zahtevam vaše mlečne predelovalne tovarne in načrtom za prihodnjo razširitev.