原位清洗工艺和原位清洗系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于含乳饮料生产设备的原位清洗工艺和用于含乳饮料的生产设备的原位清洗系统。利用本发明专利技术的原位清洗工艺和系统，不用添加任何外源物质，直接跟踪清洗过程中污物的量，从而能够及时对清洗过程进行控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于含乳饮料生产设备的原位清洗工艺和用于含乳饮料的生产 设备的原位清洗系统。
技术介绍
牛奶因其富含营养成分而倍受人们的喜爱。牛奶的主要成分是水，其余为固体成 分，包括蛋白质、乳糖、矿物质和脂肪。但也正因此，牛奶易腐败难储存。为了牛奶饮用新鲜 安全，必须对牛奶灭菌并安全包装。 市场上销售的液态奶包括巴氏杀菌奶和超高温瞬时灭菌（UHT，Ultra High-Temperature Treatment)奶两种。巴氏奶由于不适合长途运输，只能在一定地域范围 内销售。而超高温瞬时灭菌则由于处理属于物理变化，对牛奶的营养价值没有影响，所以超 高温瞬时灭菌处理是目前市场上销售的液体奶的一种重要的灭菌工艺。 在超高温瞬时灭菌处理之后，需要对生产设备进行清洗。而对于含乳产品的生产 设备，蛋白类污垢是最难去除的。目前针对超高温瞬时灭菌生产设备，优选使用原位清洗工 艺（Cleaning-in-Place, CIP)，对该设备进行原位(就地）清洗。本领域中，通常对含乳饮料 的生产设备进行水洗、酸洗、碱洗冲洗等。也可根据需要编制特定的清洗程序进行全自动或 半自动控制的清洗。虽然全自动或半自动控制系统，与手动清洗相比，提高了工作效率，但 是对于需清洗的管路，由于无法直接观察到管路中污垢的去除状况，所以在现有清洗过程 中，经常会导致清洗结束后，仍没有清洗干净，或者清洗干净后，仍在进行清洗的状况发生。 工业上一般的实践是采用验证方法来建立清洗工艺：即按正常的生产计划进行生 产后，然后按所计划的清洗工艺进行清洗。即，在清洗结束后，将管道拆开来，通过目测的方 法及一些辅助手段来确认是否达到清洗要求。如果未达到要求，则通过延长清洗时间、提高 化学品浓度或提高清洗温度来提高清洗效果；如果已达到清洗要求，则将清洗工艺固定为 设备管理标准流程（SOP )，后续清洗按此操作执行。 但是，在日常生产中，因为污垢的量会因牛奶的奶源变化、季节转换等原因而不 同，所以在实际生产中，有时会因为某些批次生产后的污垢量大于工艺验证时的量，按正常 的SOP清洗工艺，不能将污垢完全去除；而有时污垢的量少于工艺验证时的量，SOP清洗工 艺的清洗时间长于实际需要，从而在清洗上白白浪费了时间和能源。如果在清洗过程中，污 垢水平异常的高，此时一般经过一个正常的步骤不能将污垢完全除去，如果不及时采取措 施，可能会导致设备非计划停机，从而降低生产效率。 为了监控清洗进行的程度(进程)，目前本领域中使用温度、压力、电导率等探头， 对清洗时使用的化学品浓度、温度和压力变化等进行监控。但是这些方法，都不是直接针对 清洗设备中的污物进行的监控，所以不能直观地反映清洗进行的程度。因而，不能根据目前 的监控结果，及时控制清洗进程，由此可能导致在某些情况下延长了清洗时间，而在某些情 况下导致清洗不足，不能有效提高清洗效率。 为了克服现有技术的这些问题，希望提供一种原位清洗工艺和系统，不用添加任 何外源物质，直接跟踪清洗过程中污物(污垢)的量，从而能够及时对清洗过程进行控制。通 过该方法和系统，能够及时跟踪、了解、控制清洗进程，有效地提高了清洗效率。 专利技术概述 本文提供了一种用于含乳饮料的生产设备的原位清洗工艺；以及用于含乳饮料的 生产设备的原位清洗系统。 本文提供了一种用于含乳饮料的生产设备的原位清洗工艺，包括下列步骤： (a)引入水作为第一清洗液在所述设备中清洗，然后排出； (b)引入碱性清洗液作为第二清洗液在所述设备中循环清洗，然后排出； 其中，在所述清洗中，以连续或间歇的方式，测量碱性清洗液的荧光(密度）读数； 并且当所述荧光读数满足选自下列的至少一项条件时，结束当前清洗步骤，排出清洗液： (i)在碱性溶液清洗步骤中，一个清洗循环与前一个清洗循环中荧光读数的平均 值的变化率小于5%且该清洗循环中荧光读数的最小值与最大值的比值大于90% ;或 (ii)在碱性溶液清洗步骤中，连续两个清洗循环的荧光密度读数平均值为设定值 的两倍或以上时。 在本文所述的原位清洗工艺中，在完成碱性清洗液的清洗后，优选重复引入第一 清洗液，即水，进行清洗。水作为清洗液，优选在设备中进行冲洗，不在设备中循环。结束水 清洗步骤排出水，并不需要特别地排出水的步骤，只需关闭水供应体系即可。在水清洗步骤 中，以连续或间歇的方式，测量该水清洗液的荧光读数，并且当所述荧光读数满足选自下列 条件（iii)时，结束当前清洗步骤，排出清洗液 ： (iii)荧光读数持续下降，水清洗液的荧光读数的平均值与水的荧光读数的比值 小于等于1.2。 在本文的一个优选实施方案中，还包括引入酸性清洗液作为第三清洗液循环清 洗，然后排出所述第三清洗液的步骤。在引入该酸性清洗液之后，可以按照下列顺序进行清 洗：（a)水清洗、碱性清洗液清洗、水清洗、酸性清洗液清洗、水清洗；或者（b)水清洗、酸性 清洗液清洗、水清洗、碱性清洗液清洗、水清洗。 在一个优选实施方案中，在引入酸性清洗液之后，以连续或间歇的方式，测量酸性 清洗液的荧光读数，并且当所述荧光读数满足选自下列条件（iv)时，结束当前清洗步骤，排 出清洗液； (iv)酸性清洗液的荧光读数的平均值与水的荧光读数的比值大于等于2时。 在本文的另一个优选实施方案中，当荧光读数满足条件（ii)或（iv)而结束当前 清洗步骤后，需要进行额外的碱性清洗液清洗。 本文还提供了一种用于含乳饮料的生产设备的原位清洗系统，该清洗系统接入生 产设备后，构成清洗回路，所述系统包括 测量站，包括 检测设备，包括荧光检测仪，用于测量和输出所述清洗液的荧光读数； 数据处理设备，用于处理来自于检测设备的读数； 切换设备，用于根据来自测量站的结果，结束清洗，排出清洗液。 在该原位清洗工艺的清洗系统中，该测量站可以是在线或者是离线的。【附图说明】 图1 :在线检测测量站布局示意图 图2 :CIP清洗进程的荧光和浊度检测结果 图3 :实验室UHT设备的检测结果一 图4 :实验室UHT设备的检测结果二 图5 :生产结束后水洗荧光读数 图6:3. 5%重量的碱性清洗液的荧光读数和1. 0%重量的碱性清洗液的荧光读数 图7:3. 5%重量的碱性清洗液后水洗步骤的荧光读数 图8 :3. 5%重量的碱性清洗液清洗后酸性清洗液的荧光读数和1. 0%重量的碱性清 洗液清洗后酸性清洗液的荧光读数 图9:3. 5%重量的碱性清洗液清洗后酸性清洗液的浊度和1. 0%重量的碱性清洗液 清洗后酸性清洗液的浊度 图10 :工业CIP溶液的荧光检测结果【具体实施方式】 申请人发现：能够通过观测清洗液的荧光读数的变化，能够在不添加外源物质的 条件下，跟踪含乳饮料生产设备中的蛋白质类物质（污垢）的清洗进程，及时停止已完成清 洗功能的步骤或者完全不能起到有效清洗作用的步骤，由此灵活控制该原位清洗工艺。基 于此，专利技术人提出了一种用于含乳饮料的生产设备的原位清洗工艺，通过该方法，有效提高 用于含乳饮料的生产设备的原位清洗工艺的清洗效率，节约能源，改善清洗效果。 一般而言，当含乳饮料的生产设备使用一段时间后，则需要对其进行清洗，以去除 设备中残存的污垢。此时，先停止设备，向设备中引入水，通过水将管道中残余的含乳饮料 顶出。 之后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于含乳饮料的生产设备的原位清洗工艺，包括下列步骤：（a）引入水作为第一清洗液在所述设备中清洗，然后排出；（b）引入碱性清洗液作为第二清洗液在所述设备中循环清洗，然后排出；其中，在所述清洗中，以连续或间歇的方式，测量碱性清洗液的荧光读数；并且当所述荧光读数满足选自下列的至少一项条件时，结束当前清洗步骤，排出清洗液：（i）在碱性清洗液清洗步骤中，一个清洗循环与前一个清洗循环中荧光读数的平均值的变化率小于5%且该清洗循环中荧光读数的最小值与最大值的比值大于90%；或（ii）在碱性清洗液清洗步骤中，连续两个清洗循环的荧光读数的平均值为设定值的两倍或以上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高金森，郑艳，李洁，布兰登·列昂·赫特，安东尼·维尼·艾瑞克森，
申请(专利权)人：艺康美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US