Навигация по таблицам
- Таблица 1. Основные параметры мойки технологических емкостей
- Таблица 2. Температурные режимы в зависимости от типа загрязнений
- Таблица 3. Расход воды и времени циклов для различных объемов емкостей
- Таблица 4. Этапы CIP-мойки и их параметры
Таблица 1. Основные параметры мойки технологических емкостей
| Параметр | Значение | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|
| Объем бака малый | 0,05 - 10 | м³ | Для небольших производств |
| Объем бака средний | 10 - 100 | м³ | Типовые промышленные емкости |
| Объем бака большой | 100 - 5000 | м³ | Крупные хранилища |
| Температура щелочной мойки | 60 - 80 | °C | Удаление жиров и белков |
| Температура кислотной мойки | 50 - 60 | °C | Удаление минеральных отложений |
| Температура дезинфекции | 90 - 95 | °C | Максимальная температура CIP-мойки |
| Время цикла короткое | 3 - 5 | минут | Ротационные головки высокого давления |
| Время цикла стандартное | 30 - 60 | минут | Типовая полная CIP-мойка |
| Время цикла интенсивное | 90 - 120 | минут | Сложные загрязнения |
Таблица 2. Температурные режимы в зависимости от типа загрязнений
| Тип загрязнения | Характер загрязнения | Оптимальная температура (°C) | Моющее средство | Время воздействия (мин) |
|---|---|---|---|---|
| Жировые отложения | Животные и растительные жиры | 70 - 80 | Щелочные растворы 1-2% | 20 - 40 |
| Белковые загрязнения | Молочные остатки, мясные продукты | 55 - 65 | Щелочные растворы 0,5-1,5% | 20 - 40 |
| Молочный камень | Минеральные соли кальция и магния | 50 - 60 | Кислотные растворы 0,5-1% | 10 - 20 |
| Пригар и карамелизация | Сахаросодержащие остатки | 75 - 85 | Комбинированные растворы | 30 - 50 |
| Биопленки | Микроорганизмы на поверхности | 90 - 95 | Дезинфектанты | 5 - 10 |
| Легкие загрязнения | Остатки сырья без пригара | 30 - 50 | Водные растворы | 5 - 10 |
Таблица 3. Расход воды и времени циклов для различных объемов емкостей
| Объем емкости (м³) | Расход воды на предварительное ополаскивание (л) | Расход воды на финальное ополаскивание (л) | Общий расход воды (л) | Полное время цикла (мин) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 50 - 100 | 80 - 150 | 200 - 400 | 25 - 35 |
| 5 | 200 - 400 | 300 - 600 | 800 - 1500 | 35 - 50 |
| 10 | 400 - 800 | 600 - 1200 | 1500 - 3000 | 40 - 60 |
| 25 | 800 - 1500 | 1200 - 2500 | 3000 - 6000 | 50 - 75 |
| 50 | 1500 - 2500 | 2500 - 4000 | 5000 - 10000 | 60 - 90 |
| 100 | 2500 - 4000 | 4000 - 7000 | 10000 - 18000 | 75 - 120 |
Таблица 4. Этапы CIP-мойки и их параметры
| Этап мойки | Продолжительность (мин) | Температура (°C) | Рабочий раствор | Назначение |
|---|---|---|---|---|
| 1. Удаление остатков продукта | 2 - 5 | 20 - 40 | Вода или сжатый воздух | Механическое удаление крупных остатков |
| 2. Предварительное ополаскивание | 5 - 10 | 40 - 55 | Оборотная вода | Смывание легких загрязнений |
| 3. Щелочная мойка | 20 - 40 | 65 - 80 | Щелочной раствор 1-2% | Удаление жиров, белков, органики |
| 4. Промежуточное ополаскивание | 5 - 10 | 25 - 40 | Вода | Смывание щелочи |
| 5. Кислотная мойка | 10 - 20 | 50 - 60 | Кислотный раствор 0,5-1% | Удаление минеральных отложений |
| 6. Финальное ополаскивание | 5 - 10 | 25 - 35 | Чистая вода | Полное удаление моющих средств |
| 7. Дезинфекция | 5 - 10 | 90 - 95 | Горячая вода или дезинфектант | Уничтожение микроорганизмов |
Полное оглавление статьи
- 1. Общие сведения о мойке технологических емкостей
- 2. Объемы технологических баков и их классификация
- 3. Температурные режимы мойки
- 4. Расход воды при различных типах мойки
- 5. Время циклов мойки и факторы влияния
- 6. Система CIP-мойки и ее параметры
- 7. Типы загрязнений и методы их удаления
- Вопросы и ответы
1. Общие сведения о мойке технологических емкостей
Мойка технологических емкостей представляет собой критически важный процесс на предприятиях пищевой, фармацевтической, химической и других отраслей промышленности. Качественная санитарная обработка оборудования обеспечивает безопасность выпускаемой продукции, предотвращает бактериальное обсеменение и соответствует строгим санитарно-гигиеническим нормам.
Современные технологии мойки основываются на методе CIP (Cleaning in Place) — безразборная мойка на месте, которая позволяет проводить санитарную обработку без демонтажа оборудования. Эффективность процесса определяется четырьмя основными факторами, известными как круг Зиннера: химическое воздействие моющих средств, механическое воздействие струи, температура растворов и время контакта с загрязнениями.
Процесс мойки обеспечивает три уровня чистоты: физическую (удаление видимых загрязнений), химическую (устранение остатков, влияющих на вкус и запах продукта) и бактериологическую (уничтожение патогенной микрофлоры).
2. Объемы технологических баков и их классификация
Технологические емкости классифицируются по объему в зависимости от масштаба производства и технологических задач. Малые емкости объемом от 0,05 до 10 кубических метров применяются на небольших предприятиях, в лабораториях и для хранения специализированных ингредиентов. Такие баки требуют меньших затрат на мойку, но нуждаются в более частой санитарной обработке.
Средние емкости объемом от 10 до 100 кубических метров составляют основу промышленного оборудования на типовых производствах. Они используются для хранения молока, растительного масла, соков, вина, пива и других пищевых жидкостей. Мойка таких емкостей требует установки специализированных моющих головок, обеспечивающих полное покрытие внутренней поверхности.
Для емкости объемом V = 50 м³ требуется:
- Объем щелочного раствора: V₁ = 2-3% от объема емкости = 1-1,5 м³
- Объем кислотного раствора: V₂ = 1-2% от объема емкости = 0,5-1 м³
- Общий расход воды на ополаскивание: V₃ = 5000-10000 литров
Крупные емкости объемом от 100 до 5000 кубических метров применяются на масштабных производствах для хранения больших объемов сырья или готовой продукции. Мойка таких резервуаров представляет особую сложность и требует мощного оборудования с производительностью насосов до 100 кубических метров в час. Для обеспечения качественной очистки используются ротационные моющие головки с электрическим или гидравлическим приводом.
3. Температурные режимы мойки
Температура является одним из ключевых параметров, определяющих эффективность мойки технологических емкостей. Повышение температуры ускоряет химические реакции, снижает вязкость загрязнений и улучшает растворимость моющих средств. Однако чрезмерно высокие температуры могут привести к денатурации белков, что усложняет их удаление, а также к повреждению оборудования.
Для щелочной мойки оптимальный температурный диапазон составляет от 60 до 80 градусов Цельсия. При этой температуре эффективно удаляются жиры, растительные и животные масла, белковые остатки. Температура ниже 60 градусов снижает эффективность эмульгирования жиров, требуя увеличения времени мойки или концентрации щелочи.
Молочный завод с емкостями для хранения молока объемом 25 м³ использует следующий температурный режим:
- Предварительное ополаскивание: 40-50°C (предотвращает денатурацию белка)
- Щелочная мойка: 70-75°C (удаление жировых компонентов)
- Кислотная мойка: 55-60°C (растворение молочного камня)
- Дезинфекция: 90-95°C (уничтожение микрофлоры)
Кислотная мойка проводится при температуре от 50 до 60 градусов. Этот режим обеспечивает растворение минеральных отложений, молочного камня и других солевых образований. Кислотные растворы, включающие азотную, фосфорную или органические кислоты, эффективно работают в этом температурном диапазоне.
Максимальная температура для CIP-мойки составляет 90-95 градусов Цельсия и применяется на этапе дезинфекции. Более высокие температуры не используются из-за ограничений оборудования, энергетических затрат и возможного образования пара, затрудняющего контроль процесса.
4. Расход воды при различных типах мойки
Расход воды является важнейшим экономическим и экологическим параметром процесса мойки. Современные CIP-станции позволяют значительно сократить потребление воды за счет рециркуляции моющих растворов и повторного использования ополаскивающей воды. Общий расход воды зависит от объема емкости, типа загрязнений, применяемой технологии и требований к чистоте.
Для малых емкостей объемом до 1 кубического метра общий расход воды составляет от 200 до 400 литров на полный цикл мойки. Это включает предварительное ополаскивание, промежуточные ополаскивания между циклами и финальное ополаскивание чистой водой. При использовании ротационных моющих головок высокого давления расход может быть снижен до 150-250 литров.
1. Удаление остатков продукта: 100-200 л
2. Предварительное ополаскивание: 400-800 л
3. Промежуточное ополаскивание: 300-500 л
4. Финальное ополаскивание: 600-1200 л
5. Дополнительный расход на промывку трубопроводов: 100-300 л
Итого: 1500-3000 литров
Средние емкости объемом от 10 до 50 кубических метров требуют от 1500 до 10000 литров воды. Оптимизация расхода достигается за счет применения оборотной воды из предыдущих циклов для предварительного ополаскивания. Система водоподготовки и фильтрации позволяет повторно использовать до 30-40 процентов воды.
Крупные емкости объемом свыше 100 кубических метров потребляют от 10000 до 18000 литров воды на цикл. Для таких объемов критически важна правильная настройка производительности насосов, обеспечивающих расход от 1 до 100 кубических метров в час в зависимости от диаметра емкости и типа моющих головок.
5. Время циклов мойки и факторы влияния
Время цикла мойки технологических емкостей варьируется в широких пределах в зависимости от сложности загрязнений, объема емкости, типа применяемого оборудования и требований к качеству санитарной обработки. Типовой полный цикл CIP-мойки занимает от 30 до 60 минут, что является оптимальным балансом между качеством очистки и производительностью.
Короткие циклы продолжительностью от 3 до 5 минут применяются при использовании современных ротационных моющих головок с трехмерным вращением и высоким давлением. Такие головки создают мощную ударную струю, обеспечивающую механическое удаление загрязнений за счет кинетической энергии потока. Короткие циклы эффективны для легких загрязнений и емкостей малого объема.
- Удаление остатков продукта: 3 минуты
- Предварительное ополаскивание: 7 минут
- Щелочная мойка: 20 минут
- Промежуточное ополаскивание: 5 минут
- Кислотная мойка: 10 минут (при необходимости)
- Финальное ополаскивание: 5 минут
- Дезинфекция: 7 минут
Стандартные циклы продолжительностью от 30 до 60 минут применяются на большинстве пищевых производств. Это время обеспечивает полное протекание химических реакций между моющими средствами и загрязнениями, а также гарантирует достижение необходимой температуры во всех зонах емкости. Программируемые логические контроллеры автоматически контролируют соблюдение временных параметров каждого этапа.
Интенсивные циклы продолжительностью от 90 до 120 минут необходимы для удаления сложных загрязнений, включающих пригар, карамелизованные остатки, застарелые жировые отложения или толстый слой молочного камня. Увеличение времени компенсирует снижение других факторов, например, при невозможности использования высоких температур для термочувствительного оборудования.
6. Система CIP-мойки и ее параметры
CIP-система (Cleaning in Place) представляет собой автоматизированный комплекс для безразборной мойки технологического оборудования. Система состоит из нескольких основных компонентов: емкостей для моющих растворов, центробежных насосов из нержавеющей стали, теплообменников для нагрева растворов, трубопроводной обвязки с запорной арматурой, контрольно-измерительных приборов и программируемого контроллера.
По степени автоматизации CIP-станции классифицируются на ручные, полуавтоматические и полностью автоматические. Ручные системы требуют постоянного контроля оператора и используются на небольших предприятиях. Полуавтоматические станции обеспечивают автоматическое выполнение отдельных операций при контроле ключевых параметров оператором. Полностью автоматические системы управляются программируемым логическим контроллером, который контролирует все параметры процесса: температуру, концентрацию растворов, давление, расход и время каждого этапа.
Стабильно высокое качество мойки, независимое от человеческого фактора. Сокращение расхода моющих средств до 30 процентов. Снижение времени простоя оборудования. Полная документация процесса с регистрацией всех параметров. Соответствие требованиям стандарта ISO 22000 (ХАССП).
CIP-станции различаются по количеству обслуживаемых контуров. Одноконтурные системы предназначены для мойки одной технологической линии в определенный момент времени. Многоконтурные станции способны одновременно обслуживать от 2 до 10 единиц оборудования, что значительно повышает эффективность на крупных предприятиях. Модульная конструкция позволяет наращивать количество контуров по мере расширения производства.
Производительность CIP-станций определяется расходом циркулирующей жидкости и составляет от 10 до 200 кубических метров в час. Для мойки трубопроводов критически важна скорость потока, обеспечивающая турбулентный режим. Для емкостей используются специальные моющие головки: статические спрейболы для простых задач, вращающиеся щелевые головки для средних емкостей и ротационные головки с приводом для крупных резервуаров диаметром до 6-8 метров.
7. Типы загрязнений и методы их удаления
Загрязнения технологических емкостей классифицируются по химическому составу и физическим свойствам. Жировые загрязнения включают животные жиры, растительные масла и продукты их окисления. Эти загрязнения гидрофобны и требуют применения щелочных моющих средств при температуре 70-80 градусов Цельсия. Щелочь омыляет жиры, превращая их в водорастворимые мыла, которые легко удаляются ополаскиванием.
Белковые загрязнения образуются при переработке молока, мяса, яиц и других продуктов животного происхождения. При нагревании выше 60 градусов белки денатурируют и прочно прилипают к поверхности, образуя трудноудаляемую пленку. Поэтому предварительное ополаскивание проводится при температуре не выше 40 градусов, а основная щелочная мойка при 55-65 градусах с применением ферментативных добавок, разрушающих белковые связи.
Для жировых загрязнений: щелочной раствор 1-2%
Для белковых загрязнений: щелочной раствор 0,5-1,5%
Для минеральных отложений: кислотный раствор 0,5-1%
Для комбинированных загрязнений: чередование щелочной и кислотной мойки
Минеральные отложения, включая молочный камень, накипь и солевые образования, формируются при использовании воды с повышенной жесткостью и при термической обработке продуктов. Молочный камень представляет собой смесь солей кальция, магния и фосфатов, прочно связанных с органическими остатками. Его удаление требует применения кислотных растворов на основе азотной, фосфорной или органических кислот при температуре 50-60 градусов в течение 30-45 минут.
Пригар и карамелизованные остатки образуются при переработке сахаросодержащих продуктов и длительной термической обработке. Эти загрязнения химически стойки и требуют комбинированного подхода: длительного воздействия щелочных растворов при высокой температуре 75-85 градусов с последующей механической очисткой или применения специализированных моющих средств с повышенной концентрацией активных компонентов.
Биопленки представляют собой колонии микроорганизмов, защищенные слизистой оболочкой из внеклеточных полисахаридов. Они формируются в трещинах, углублениях и местах застоя жидкости. Удаление биопленок требует обязательной дезинфекции горячей водой при температуре 90-95 градусов в течение 5-10 минут или применения химических дезинфектантов на основе хлора, перекиси водорода, четвертичных аммониевых соединений или кислотных композиций.
Вопросы и ответы
Оптимальная температура зависит от типа загрязнений. Для щелочной мойки рекомендуется 60-80°C, для кислотной — 50-60°C. Температура дезинфекции составляет 90-95°C. Важно учитывать, что предварительное ополаскивание белковых загрязнений проводится при температуре 40-55°C, чтобы избежать денатурации белка и его прилипания к стенкам. Превышение температуры 95°C не рекомендуется из-за ограничений оборудования, повышенного расхода энергии и риска образования пара.
Стандартный полный цикл CIP-мойки занимает от 30 до 60 минут. Это включает все этапы: удаление остатков продукта, предварительное ополаскивание, щелочную мойку, промежуточное ополаскивание, кислотную мойку (при необходимости), финальное ополаскивание и дезинфекцию. Короткие циклы с использованием современных ротационных головок могут сократить время до 3-5 минут для легких загрязнений. Сложные загрязнения могут требовать интенсивных циклов продолжительностью 90-205 минут.
Для емкости объемом 10 кубических метров общий расход воды составляет от 1500 до 3000 литров на полный цикл мойки. Это включает: 400-800 литров на предварительное ополаскивание, 600-1200 литров на финальное ополаскивание, плюс дополнительный расход на промежуточные ополаскивания и промывку трубопроводов. Применение современных CIP-систем с рециркуляцией и повторным использованием оборотной воды позволяет снизить расход на 30-40 процентов.
Периодичность мойки зависит от типа производства и хранимого продукта. На молочных производствах мойка проводится после каждого опорожнения емкости или смены продукта, обычно 1-2 раза в сутки. На пивоварнях и предприятиях по производству напитков — после каждого технологического цикла. Емкости для хранения вина требуют мойки при смене партии или сезонно. Дополнительно рекомендуется проводить профилактическую кислотную мойку 1-2 раза в месяц для удаления минеральных отложений.
CIP-мойка (Cleaning in Place) представляет собой автоматизированную безразборную систему очистки, в то время как ручная мойка требует демонтажа оборудования или физического доступа персонала внутрь емкости. Основные преимущества CIP: стабильное качество независимо от человеческого фактора, экономия воды и моющих средств до 30 процентов, сокращение времени простоя оборудования, полная документация процесса, соответствие стандартам безопасности и отсутствие риска для персонала. Ручная мойка используется только для небольших емкостей или труднодоступного оборудования.
Для CIP-мойки применяются щелочные растворы на основе гидроксида натрия или калия концентрацией 1-2 процента для удаления жиров и белков, кислотные растворы на основе азотной, фосфорной или органических кислот концентрацией 0,5-1 процент для растворения минеральных отложений, а также дезинфектанты на основе хлора, перекиси водорода или четвертичных аммониевых соединений. Выбор конкретного средства зависит от типа загрязнений, материала оборудования и требований к конечной продукции. Современные препараты содержат ферменты, поверхностно-активные вещества и комплексообразователи для повышения эффективности.
Контроль качества мойки включает визуальный осмотр внутренней поверхности на отсутствие загрязнений, измерение проводимости финального ополаскивания для проверки полного удаления моющих средств, микробиологический контроль методом смывов с поверхности для определения количества бактерий, проверку pH финальной воды (должен быть нейтральным 6,5-7,5) и автоматическую регистрацию всех параметров процесса программируемым контроллером. На предприятиях с системой ХАССП (ISO 22000) ведется обязательная документация каждого цикла мойки с сохранением данных о температуре, концентрации, времени и результатах контроля.
Да, существует несколько способов сокращения расхода воды. Применение системы рециркуляции позволяет повторно использовать моющие растворы для нескольких циклов. Сбор и повторное использование оборотной воды из финального ополаскивания для предварительного ополаскивания в следующем цикле снижает расход на 30-40 процентов. Использование современных ротационных моющих головок с высоким давлением сокращает время и объем расхода воды. Установка систем водоподготовки и умягчения воды снижает образование минеральных отложений и уменьшает частоту кислотных моек. Правильная настройка производительности насосов и оптимизация программ мойки также способствуют экономии водных ресурсов.
