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行業(yè)新聞

關(guān)于CIP罐體清洗的大概計(jì)算和工藝說明

前幾天一個(gè)朋友跟我說他遇到了無菌罐清洗不干凈的問題,這個(gè)案例的詳細(xì)情況如下:

1)產(chǎn)品生產(chǎn)完后發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品壞包,做ATP測試,發(fā)現(xiàn)無菌罐清洗不干凈;

2)無菌罐的大小是40立方米,側(cè)攪拌,有兩個(gè)清洗球,清洗球是旋轉(zhuǎn)清洗球;

3)CIP清洗流量是12000L/H;

 

我覺得這個(gè)案例跟之前的內(nèi)容具有聯(lián)系又有區(qū)別,因此在此分享給大家。

 

我們來分析一下這個(gè)案例:

因?yàn)樽鲞^ATP測試,可以確定是CIP的問題而不是SIP的問題;

無菌罐有側(cè)攪拌,并且側(cè)攪拌有清洗球,因此攪拌側(cè)面清洗不干凈的可能也不大。

側(cè)攪拌清洗 輔助清洗球1"360°,推薦清洗壓力2bar,清洗半徑最大1.4m;從這個(gè)參數(shù)我們知道這個(gè)清洗球是側(cè)清洗,用于攪拌槳葉的清洗。入口壓力2bar時(shí)流量是5500L/H和清洗半徑是1m;

罐體清洗 主清洗球 1/2"360°,推薦清洗壓力2bar,清洗半徑最大2m;從這個(gè)參數(shù)我們知道這個(gè)清洗球是主清洗球,用于罐體的清洗。入口壓力2bar時(shí)流量是15500L/H和清洗半徑是2m;

我們來看一下無菌罐的尺寸,無菌罐的內(nèi)徑是3300mm,噴淋球是中心安裝的,因此清洗半徑是1650mm,小于2m;無菌罐的內(nèi)表面積大約為54㎡;

 

 從清洗流量上來看,兩個(gè)清洗球的清洗流量分別是5500L/H和15500L/H(2bar的清洗壓力),而實(shí)際提供的流量是12000L/H;

 

我們查閱上面的曲線,1bar清洗壓力時(shí)清洗流量是11000L/H和4000L/H;因此,兩個(gè)清洗球必須切換清洗,否則清洗流量不足導(dǎo)致清洗壓力不足;我們知道旋轉(zhuǎn)噴淋球的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力來自于清洗壓力,壓力不足將導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)噴淋球旋轉(zhuǎn)動(dòng)力不足從而引起部分清洗不干凈;

 

但是切換清洗,側(cè)攪拌清洗球的清洗流量將達(dá)到12000L/H,清洗壓力將超過3bar,清洗液霧化,也是達(dá)不到清洗效果。因此必須提高清洗流量之15000L/H以上,最好達(dá)到推薦流量15500L/H;

 

如果流量達(dá)到15000L/H,那么兩個(gè)清洗球同時(shí)開啟,避免切換導(dǎo)致側(cè)攪拌清洗球清洗液霧化;此時(shí)清洗壓力是1bar,處于正常工作的最低極限;

 

如果流量達(dá)到15500L/H,那么側(cè)攪拌可以flip清洗,這樣罐壁清洗時(shí)側(cè)攪拌不清洗,清洗壓力是2bar;當(dāng)側(cè)攪拌清洗時(shí),側(cè)攪拌清洗球和主清洗球同時(shí)工作,清洗壓力是1bar,也能正常運(yùn)行。

 

從清洗半徑來看,主清洗球的清洗半徑是2m,而罐體的直徑是3.3m,清洗球能滿足工況需求。

 

從罐體的清洗流量來看,罐體的內(nèi)表面積是54㎡;罐體的清洗流量遵循如下原則:0.08L/㎡(罐體內(nèi)表面積)/s;

從清洗實(shí)踐來看,這位朋友將清洗流量提高到16000L/H,再次進(jìn)行清洗驗(yàn)證,問題完全解決。

 

從這個(gè)案例中我們進(jìn)行總結(jié)罐體清洗的確定步驟:

  1. 計(jì)算罐體的表面積,確定罐體清洗流量;

  2. 確定與罐體連接管路的管徑,依據(jù)1.5m/s的清洗流速,確定管路的清洗流量;

  3. 根據(jù)以上兩個(gè)流量,以較大者為罐體的清洗流量;

  4. 根據(jù)流量及罐內(nèi)設(shè)備的配置,確定清洗球的類型及其數(shù)量;主要是清洗直徑的確定;

  5. 確定CIP供給管路的直徑和清洗線壓力泵的能力;

  6. 確定CIP回程泵的能力;

     

對于清洗半徑,我們需要搞清楚兩個(gè)概念:濕潤半徑Wetting Radius和清洗半徑 Cleaning Radius;

 

濕潤半徑和清洗半徑都是指的水平距離而不是最遠(yuǎn)距離;也就是噴淋球安裝的位置到罐壁的水平距離;

 

濕潤半徑是噴淋球噴出CIP液能達(dá)到的最遠(yuǎn)距離;這個(gè)最遠(yuǎn)距離是沒有沖擊力的;

 

清洗半徑是噴淋球噴出的液體具有一定的沖擊力的半徑;

 

我們知道對于固定噴淋球來講,主要是依靠清洗液噴淋到罐壁形成完整的液膜,液膜在重力的作用下往下流動(dòng)過程中形成剪切力,液體也具有一定溶解能力,依靠這兩種力對罐體內(nèi)壁進(jìn)行清洗;

 

而旋轉(zhuǎn)噴淋球他是部分依靠一定的沖擊力和部分剪切力來清洗罐壁;當(dāng)清洗球的清洗半徑大于于最遠(yuǎn)距離時(shí),可以完全依靠沖擊力進(jìn)行清洗,當(dāng)清洗半徑小于最遠(yuǎn)距離時(shí),那么部分依靠沖擊力,部分依靠剪切力和溶解力進(jìn)行清洗。

 

剪切力和沖擊力是清洗的一個(gè)重要參數(shù),清洗的另一個(gè)重要參數(shù)是覆蓋率;

 

固定噴淋球的清洗液噴到罐壁上,會(huì)由于沖擊力的原因而形成一個(gè)圓形,所有的圓形互相銜接,必須能覆蓋整個(gè)罐體一圈,其他的依靠液膜流動(dòng)進(jìn)行清洗;如果沖擊力不足,可能導(dǎo)致部分無法覆蓋導(dǎo)致清洗失效;固定清洗球的覆蓋率只有10%,也就是只有10%的面積沖擊力達(dá)到清洗效果,其他的都是依靠溶解性和剪切力;

 

旋轉(zhuǎn)噴淋球是由于旋轉(zhuǎn)性,清洗的覆蓋率達(dá)到70%,因此清洗時(shí)間比較短。固定清洗球是靠沖擊力和剪切力兩種模式,因此他是介于清洗器Jet與固定清洗球之間的一種模式。

 

對于清洗時(shí)間,大家也是比較關(guān)心,我將在后續(xù)進(jìn)行一個(gè)專門的總結(jié)。