الخلاصة: إن الحالة الميكروبية للتخمير لها تأثير كبير على جودة البيرة. النظيفة والعقيمة هي الشرط الأساسي لإدارة النظافة في إنتاج البيرة. يمكن لنظام CIP الجيد تنظيف الخميرة بفعالية. نوقشت مشاكل آلية التنظيف وطريقة التنظيف وإجراءات التنظيف واختيار عامل التنظيف / التعقيم وجودة تشغيل نظام CIP.
مقدمة
يعتبر التنظيف والتعقيم العمل الأساسي لإنتاج البيرة وأهم إجراء تقني لتحسين جودة البيرة. الغرض من التنظيف والتعقيم هو إزالة الأوساخ الناتجة عن الجدار الداخلي للأنابيب والمعدات قدر الإمكان أثناء عملية الإنتاج ، والقضاء على تهديد الكائنات الدقيقة المسببة للتلف لتخمير البيرة. من بينها ، تمتلك محطة التخمير أعلى متطلبات الكائنات الحية الدقيقة ، وتمثل أعمال التنظيف والتعقيم أكثر من 70٪ من إجمالي العمل. في الوقت الحالي ، يصبح حجم جهاز التخمير أكبر وأكبر ، ويزداد طول أنبوب نقل المواد ، مما يجلب العديد من الصعوبات في التنظيف والتعقيم. يجب تقدير قيمة عالية من قبل عمال تخمير البيرة على كيفية تنظيف وتعقيم المخمر بشكل صحيح وفعال لتلبية الاحتياجات الحالية "الكيميائية الحيوية النقية" من البيرة وتلبية متطلبات المستهلك لجودة المنتج.
1 آلية التنظيف والعوامل ذات الصلة التي تؤثر على تأثير التنظيف
1.1 آلية التنظيف
أثناء عملية إنتاج البيرة ، فإن سطح الجهاز المتصل بالمادة سوف يودع بعض الأوساخ لأسباب مختلفة. بالنسبة للمخمرات ، مكونات القاذورات هي بشكل أساسي شوائب الخميرة والبروتين والقفزات ومركبات راتنج القفزة وحجارة البيرة. بسبب الكهرباء الساكنة وغيرها من العوامل ، فإن هذه الأوساخ لديها طاقة امتصاص معينة بين سطح الجدار الداخلي للمخمر. من الواضح ، من أجل إخراج الأوساخ من جدار الخزان ، يجب دفع قدر معين من الطاقة. هذه الطاقة يمكن أن تكون طاقة ميكانيكية ، أي طريقة لتنقية تدفق المياه مع قوة تأثير معينة ؛ يمكن أيضًا استخدام الطاقة الكيميائية ، مثل استخدام عامل تنظيف حمضي (أو قلوي) لتخفيف الأوساخ أو تكسيرها أو إذابتها ، وبالتالي ترك السطح المتصل ؛ إنها طاقة حرارية ، أي بزيادة درجة حرارة التنظيف وتسريع التفاعل الكيميائي وتسريع عملية التنظيف. في الواقع ، عملية التنظيف غالبًا ما تكون نتيجة لمجموعة من التأثيرات الميكانيكية والكيميائية ودرجات الحرارة.
1.2 العوامل التي تؤثر على تأثير التنظيف
1.2.1 ترتبط كمية الامتزاز بين التربة وسطح المعدن بخشونة سطح المعدن. كلما كان السطح المعدني أكثر خشونة ، كان الامتصاص أقوى بين الأوساخ والسطح ، وأصبح تنظيفه أكثر صعوبة. المعدات المستخدمة لإنتاج الغذاء تتطلب Ra <1μm> تؤثر خصائص المواد السطحية للجهاز أيضًا على الامتزاز بين الأوساخ وسطح الجهاز. على سبيل المثال ، تنظيف المواد الاصطناعية أمر صعب للغاية مقارنة بتنظيف الفولاذ المقاوم للصدأ.
1.2.2 تتمتع خصائص الأوساخ أيضًا بعلاقة مع تأثير التنظيف. من الواضح أن إزالة الأوساخ القديمة التي تم تجفيفها أكثر صعوبة من إزالة الأوساخ الجديدة. لذلك ، بعد اكتمال دورة الإنتاج ، يجب تنظيف جهاز التخمير في أقرب وقت ممكن ، وهو غير مناسب ، وسيتم تنظيفه وتعقيمه قبل الاستخدام التالي.
1.2.3 قوة التنظيف هي عامل رئيسي آخر يؤثر على تأثير التنظيف. بغض النظر عن أنبوب التنظيف أو جدار الخزان ، يكون تأثير التنظيف أفضل فقط عندما يكون سائل الغسيل في حالة اضطراب. لذلك ، من الضروري التحكم الفعال في شدة التدفق ومعدل التدفق حتى يتم ترطيب سطح الجهاز بما يكفي لضمان أفضل تأثير تنظيف.
1.2.4 تعتمد فعالية عامل التنظيف نفسه على نوعه (حمض أو قاعدته) ونشاطه وتركيزه.
1.2.5 في معظم الحالات ، يزيد تأثير التنظيف مع زيادة درجة الحرارة. أظهر عدد كبير من الاختبارات أنه عند تحديد نوع وتركيز عامل التنظيف ، يكون تأثير التنظيف عند 50 درجة مئوية لمدة 5 دقائق والغسيل عند 20 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة هو نفسه.
2 تنظيف مخمر CIP
2.1CIP وضع التشغيل وتأثيره على تأثير التنظيف
طريقة التنظيف الأكثر شيوعًا التي تستخدمها مصانع الجعة الحديثة هي التنظيف في مكانه (CIP) ، وهي طريقة لتنظيف وتعقيم المعدات والأنابيب دون تفكيك أجزاء أو تجهيزات الجهاز في ظل ظروف مغلقة.
2.1.1 لا يمكن تنظيف الحاويات الكبيرة مثل التخمير عن طريق محلول التنظيف. يتم إجراء التنظيف في الموقع من خلال دورة الغسيل. يحتوي جهاز الغسيل على نوعين من نوع الغسيل الكروي الثابت ونوع الدوران النفاث. يتم رش سائل الغسيل على السطح الداخلي للخزان عبر جهاز الغسيل ، ثم يتدفق سائل الغسيل أسفل جدار الخزان. في الظروف العادية ، يشكل سائل الغسيل فيلمًا متصلًا بالدبابات. على جدار الخزان. تأثير هذا العمل الميكانيكي صغير ، ويتم تحقيق تأثير التنظيف بشكل أساسي من خلال العمل الكيميائي لعامل التنظيف.
2.1.2 جهاز الغسيل ذو النوع الثابت للغسيل الكروي لديه دائرة نصف قطرها 2 متر. بالنسبة للتخمرات الأفقية ، يجب تثبيت أجهزة تنقية متعددة. يجب أن يكون ضغط سائل الغسيل عند مخرج فوهة الغسيل 0.2-0.3 ميجا باسكال ؛ بالنسبة للتخمرات الرأسية ونقطة قياس الضغط عند مخرج مضخة الغسيل ، ليس فقط فقدان الضغط الناجم عن مقاومة خط الأنابيب ، ولكن أيضًا تأثير الارتفاع على ضغط التنظيف.
2.1.3 عندما يكون الضغط منخفضًا للغاية ، يكون نصف قطر عمل جهاز الغسيل صغيرًا ، ومعدل التدفق لا يكفي ، ولا يمكن لسائل التنظيف الذي تم رشه ملء جدار الخزان ؛ عندما يكون الضغط مرتفعًا جدًا ، سيشكل سائل التنظيف ضبابًا ولا يمكن أن يشكل تدفقًا هابطًا على طول جدار الخزان. فيلم الماء ، أو سائل التنظيف الذي تم رشه ، يرتد من جدار الخزان ، مما يقلل من تأثير التنظيف.
2.1.4 عندما تكون المعدات المراد تنظيفها متسخة ويبلغ قطر الخزان كبيرًا (d> 2m) ، يتم استخدام جهاز غسل من النوع النفاث الدوار عمومًا لزيادة نصف قطر الغسيل (0.3-0.7 ميجا باسكال) لزيادة نصف قطر الغسيل و تعزيز دائرة نصف قطرها الغسيل. العمل الميكانيكي للشطف يزيد من تأثير إزالة الترسبات.
2.1.5 يمكن أن تستخدم أجهزة التنظيف النفاثة الدوارة معدل تدفق سائل تطهير أقل من غسالة الكرة. مع مرور الوسيطة الشطفية ، يستخدم جهاز الغسيل نكص السائل للتدوير والتنظيف والإفراغ بالتناوب ، وبالتالي تحسين تأثير التنظيف.
2.2 تقدير تدفق سائل التنظيف
كما ذكر أعلاه ، يحتاج المخمر إلى أن يكون له معدل شطف ومعدل تدفق معين عند التنظيف. من أجل ضمان سماكة كافية لطبقة تدفق السوائل ولتكوين تدفق مضطرب مستمر ، من الضروري الانتباه إلى معدل تدفق مضخة التنظيف.
2.2.1 هناك طرق مختلفة لتقدير معدل تدفق سائل التنظيف لتنظيف الخزانات السفلية المخروطية المستديرة. الطريقة التقليدية تأخذ بعين الاعتبار فقط محيط الخزان ، ويتم تحديده في حدود 1.5 إلى 3.5 متر مكعب / ساعة • وفقًا لصعوبة التنظيف (عادةً الحد الأدنى للخزان الصغير والحد الأعلى للخزان الكبير) ). محيط الخزان الدائري المخروطي يبلغ قطره 6.5 م ومحيطه حوالي 20 م. إذا تم استخدام 3m3 / m • h ، فإن معدل تدفق سائل التنظيف حوالي 60m3 / h.
2.2.2 تعتمد طريقة التقدير الجديدة على حقيقة أن كمية الأيضات (الرواسب) المترسبة لكل لتر من نبتة التبريد أثناء التخمير ثابتة. عندما يزيد قطر الخزان ، تقل مساحة السطح الداخلية لكل وحدة سعة الخزان. نتيجة لذلك ، تزداد كمية الحمولة الترابية لكل وحدة مساحة ، ويجب زيادة معدل تدفق سائل التنظيف وفقًا لذلك. يوصى باستخدام 0.2 m3 / m2 • h. تبلغ مساحة السطح الداخلي حوالي 350 مترًا مربعًا للمخمر الذي تبلغ سعته 500 متر مكعب وقطره 6.5 مترًا ، ويبلغ معدل تدفق سائل التنظيف حوالي 70 متر مكعب / ساعة.
3 طرق وإجراءات شائعة الاستخدام لتنظيف التخمير
3.1 وفقًا لدرجة حرارة عملية التنظيف ، يمكن تقسيمها إلى تنظيف بارد (درجة حرارة طبيعية) وتنظيف ساخن (تدفئة). لتوفير الوقت وغسل السائل ، غالبًا ما يغسل الناس عند درجة حرارة أعلى ؛ لضمان سلامة عمليات الخزان الكبيرة ، غالبًا ما يتم استخدام التنظيف البارد لتنظيف الخزانات الكبيرة.
3.2 وفقًا لنوع عامل التنظيف المستخدم ، يمكن تقسيمه إلى التنظيف الحمضي والتنظيف القلوي. الغسيل القلوي مناسب بشكل خاص لإزالة الملوثات العضوية المتولدة في النظام ، مثل الخميرة ، البروتين ، راتنجات القفزة ، إلخ ؛ يتمثل التخليل في إزالة الملوثات غير العضوية الناتجة في النظام ، مثل أملاح الكالسيوم وأملاح المغنيسيوم وأحجار البيرة وما شابه.
