[发明专利]采用预处理清洗工业设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通常使用CIP(原位清洗)工艺的工业设备如蒸发器、换热器和其它这类设备的清洗。

背景技术

在许多工业应用如食品和饮料的制造中，硬表面通常由污物如碳水化合物、蛋白质类、和硬污物、食品油污物和其它污物污染。这些污物可来自液体和固体食品两者的制造。碳水化合物污物如纤维素类、单糖类、二糖类、寡糖类、淀粉、树胶和其它复合材料当被干燥时，可形成坚韧、难以脱除的污物，特别是当与其它污物组分如蛋白质、脂肪、油和其它污染组分结合时。这些碳水化合物污物的脱除可能成为明显的问题。相似地，其它材料如蛋白质、脂肪和油也可形成难以脱除的污物和残渣。

食品和饮料污物当在加工期间被加热时是特别牢固的。在加工期间由于各种原因加热食品和饮料。例如，在奶品场，将乳制品在巴氏灭菌器(如HTST-高温短时间巴氏灭菌器或UHT-超高温巴氏灭菌器)上加热以使乳制品巴氏灭菌。同样许多食品和饮料产品由于蒸发而被浓缩或产生。

使用蒸发器浓缩的食品和饮料产品的具体例子包括乳制品如全脂奶和脱脂奶、炼乳、乳清和乳清衍生物、酪乳、蛋白质、乳糖溶液和乳酸；蛋白质溶液如大豆乳清、营养酵母和饲料酵母、和全蛋；果汁如橙汁和其它柑桔汁、苹果汁和其它苹果类汁、红莓汁、椰汁和热带水果汁；蔬菜汁如番茄汁、甜菜根汁、胡萝卜汁和草汁；淀粉产品如葡萄糖、右旋糖、果糖、异构化糖、麦芽糖、淀粉糠浆和糊精；糖类如液体糖、精制白糖、糖水和菊粉；提取物如咖啡和茶提取物、啤酒花浸膏、麦精、酵母提取物、胶质、及肉和骨头提取物；水解产物如乳清水解产物、汤调味品、奶水解产物和蛋白质水解产物；啤酒如无醇啤酒和麦芽汁；及婴儿食品、蛋白、豆油和发酵液。

蒸发器通常至少有两侧。一侧保持蒸汽或蒸气热源(典型地212-350℉)。另一侧保持要浓缩的工艺液体。在蒸发过程期间，将要浓缩的液体引入蒸发器。经过管子或板的热交换从工艺物流中蒸发出水，从而浓缩液体固体。可以使要浓缩的液体经过蒸发器几次直到它足够浓缩。

存在许多不同类型的蒸发器，其包括降膜蒸发器、强制循环蒸发的蒸发器、板式蒸发器、循环蒸发器、流化床蒸发器、降膜式短程蒸发器、升膜蒸发器、逆流-滴流蒸发器、搅拌器蒸发器和螺旋管蒸发器。除蒸发器以外，在蒸发装置中存在几种其它设备件，其包括预热器和加热器、分离器、冷凝器、脱气/真空系统、泵、清洗系统、蒸气洗涤器、蒸气再压缩系统和冷凝物精制系统。应当清洗所有的蒸发装置设备，但是实际的蒸发器典型地具有最困难的污染问题。

当食品或饮料产品接触任何表面时发生污染，其中一部分食品或饮料产品留在该表面上。当该表面是换热表面时，污物被热降解使得它更难除去。随着时间的过去，当更多的食品或饮料产品通过换热表面时，污物层的厚度增加。污物层作为热量和被加热的产品之间的绝热器，从而降低换热表面的效率和要求更多的能量以产生换热表面清洁时相同的效果。当换热表面是蒸发器时，在清洁换热表面和污染的换热表面之间的差异可意味着蒸发器装置能量成本的几百万美元的差异。随着能量成本明显增加，以及通过保护自然资源而加强的保护环境的认识，需要可清洗换热表面和产生有效传热的清洗过程。

原位清洗的清洗技术是适于从典型地用于从处理液体产品物流如饮料、奶、汁液等的罐、管线、泵和其它工艺设备的内部组件脱除污物的特殊清洗方案。原位清洗的清洗包括将清洗溶液通过系统而不分解任何系统组件。最小的原位清洗技术包括将清洗溶液通过设备和然后再继续正常处理。可以抛弃由更清洁残余物污染的任何产品。通常原位清洗方法包括施加清洗溶液的第一次漂洗、采用饮用水的第二次漂洗，随后再继续操作。该工艺也可包括任何其它接触步骤，其中可以将漂洗物、酸性或碱性功能流体、溶剂或其它清洗组分如热水、冷水等与设备在工艺期间的任何步骤接触。通常省去最终的饮用水漂洗以防止在清洗和/或消毒步骤之后设备被细菌污染。原位清洗处理要求完全或部分关闭被清洗的设备，它导致损失的生产时间。许多时侯由于需要大量的停车时间，设备不能充分清洗。需要使用原位清洗工艺清洗这种设备的改进方法，其使用较少的时间以充分脱除污物。

正是在此背景下完成了本发明。

发明内容