cop,sop,cip,sip介绍及影响因素.ppt

CIP/COP/SIP/SOP工艺介绍 及其影响因素,技术支持与培训部 Technical Support & Training May, 2010,主要内容,CIP/COP/SIP/SOP介绍 CIP/COP/SIP/SOP系统组成、工作机制及影响因素 Sidel CAF Line清洗工艺介绍及分析,3,CIP与COP介绍,,,CIP的定义,CIP：Clean In Place,原位清洗/就地清洗 CIP是一种清洗方法，无需拆卸及打开设备，且几乎或完全不需要操作员参与，对工厂所有设备或管道进行清洁 在一定流量/压力的条件下，将清洁剂溶液喷射或喷洒到设备表面或在设备中循环 整个清洁过程通常由多个独立清洗步骤组成 COP：Clean Out of Place. 把设备拆开来进行清洗的方法一般指手工清洗、泡沫清洗等清洗方法CIP的发展历史,20世纪40年代后期最先用于乳品行业 CIP没有发明前，乳品工厂的清洗程序 将所有的设备全部拆开 手工清洗：清水冲洗、刷子刷洗、清水冲洗 组装设备 非常耗时及耗人力 直到20世纪60年代中期，乳品工厂才正式开始使用全自动的CIP清洗系统 艺康化工是最早发明CIP并应用的公司之一。

COP的作用,CIP只能完成80~90%的清洗任务，10~20%的清洗任务要靠COP来完成 COP清洗 泡沫清洗：小罐，罐外表面等COP的作用,COP清洗 零部件的清洗：取样阀、人孔、软管、过滤网、垫圈、呼吸阀、进料管、转换件等COP清洗,COP清洗槽,COP清洗,刷子清洗 管道内部 管道外部 贮罐表面 刷子使用要求 不易掉毛 易自清洗 颜色区别,SOP的作用,SOP：Sanitation Out of Place. SOP槽：浸泡消毒槽 零配件浸泡前必须清洗干净 必须全部浸泡在消毒液中 氯类消毒液不能长时间浸泡11,CIP的优点,安全标准高 人工流程减少 不需要员工进入缸或其它处理设备 不需要员工直接接触化学品溶液 卫生质量提高 结果重复性好 消除人为错误 成本控制更加合理 生产效率提高 人力开支减少 水、能源、清洁剂、消毒剂等辅助资源控制得到提高,12,CIP系统组成、工作机制 及影响因素,,,13,,,,,在清洁过程中向污垢施加的能量,污垢,热能 （溶液温度）,机械能 （湍流）,化学能 (化学品，[%]),,,,,,污垢覆盖表面,14,去污机制,除上述三种能量外，时间因素也非常重要 如三种能量有一种不足，可通过增强其它能量的形式加以弥补 但要注意的是，三种能量在清洁流程中的作用都非常重要,15,CIP 组件,基本部分： CIP 罐：配置冲洗水、清洗液及消毒液的罐 管道：连接CIP罐与待洗设备的管道 泵：供应泵与回流泵 阀 热交换器 液位控制 洗球(CIP罐及产品罐） 附件： 化学品添加及监控设施 CIP 控制器,不同的CIP系统,单用途,单用途+回收,多用途,17,单用途 CIP 系统,CIP缓冲罐提供足以维持循环的清洗溶液，通过设备后回到缓冲罐 清洁完成后，清洁溶液被排放,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,清水供应 CIP回流泵 分配板DP,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,18,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,多用途CIP 系统,,,,,,清水 消毒剂,清洁剂 预冲洗水,待清洁对象,CIP-回流 CIP-供给,19,单用途与多用途 CIP系统特点,单用途 避免交叉污染风险 根据待清洁对象具体需要调节清洗液浓度/温度 设备数量多 结构紧凑,多用途 排放物更少 清洁溶液随时可用（存储在罐中） 水和化学品可重复使用，更加经济 （在很大程度上取决于实际情况、水和能源成本……）,RTD,Flow,Filter/Chk v/v,Press sensor Option !,,CIP系统供应端设置,温度探头,流量感应开关,电导率仪,,CIP系统回流端设置,22,CIP罐设计基本要求,自清洗功能 安装有洗球（多用途系统） 能完全排空 符合3A标准 体积为总循环量的1.5倍,23,,预清洗罐,HLA = 高液位警报 HL = 高液位 到达此液位时，关闭回流阀，将液流转到排水管 LL = 低液位 液面低于此液位时，切换到新鲜水罐供水给供应泵 回流管位于 LL 下以避免湍流（泡沫） 可彻底排空（锥形底） 溢流到排水管中（无溅射） 清洗用洗球,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,LL,,,,HLA HL,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,24,,CIP 清洁剂罐,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,ML LL LLA,,,,,,HLA HL,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,HLA = 高液位警报 HL = 高液位 到达此液位时，关闭回流阀，将液流转到回收水罐和排水管 LL = 低液位 液面低于此液位时，补水到中液位（循环中） 回流管位于 LL 下以避免湍流（泡沫） LLA=低液位警报，供应泵停止 可彻底排空（锥形底） 溢流到排水管中（无溅射） 清洗用洗球 外置热交换系统（4m3以上),,,25,CIP 罐正确设计： 锥形底，CIP 出口位置较高,CIP 出口 CIP 供应管 锥形底 罐排水管,,,,,,,,,,26,,清水罐,无回流管 与喷球的连接采用分配板（安全功能） 离供应泵最远,,,,,,,,,,,,LL LLA,,,,,,HLA HL,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,所有罐体,,27,CIP 加热系统,蒸汽喷射直接加热 间接加热 罐内盘管加热 加热 （经过供应泵） CIP罐外部循环加热（不经过供应泵）,28,,蒸汽喷射直接加热,速度快，传热效率高 温度难以控制 冷凝水可能造成溶液稀释，无法控制 形成泡沫 设备可能受到机械冲击（蒸汽管道产生水锤效应）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,29,,使用罐内加热盘管进行间接加热,静态热量传输 罐内障碍(易结垢） 难以维护 无搅拌功能,,,,,,,,,,,,,,,30,,加热,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,动态热交换（速度快，效果好） 易于维护 温度控制精确 CIP 在合适的温度启动 使罐内物质充分混合 可在加热回路中非常方便地安装清洗液浓度测量及添加仪表 CIP 罐作为热缓冲器,31,,CIP 罐专用外置热交换器,动态热交换（速度快，效果好） 易于维护 温度控制精确 CIP 在合适的温度启动 CIP 罐作为热缓冲器 使罐内物质充分混合 可在加热回路中非常方便地安装清洗液浓度测量及添加仪表 减轻供应泵运行负担（循环泵功率相对较小）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,32,,浓度检测与电导率仪安装,这样可能造成投料过多，因为它达到混匀所需时间较长，直到溶液浓度均匀后才能测得代表值 探头处浓度增大的速度高于罐内其它部分 电导率仪控制的投料泵会频繁关闭、启动。

达到 正确浓度的时间较长,直接穿过罐壁安装，或安装在 CIP 罐液面下管道末端：,,,,,,,,,,T,,,,,,,,,,T,,,,,探头,探头,33,,,电导率仪的安装,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,LC,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,化学品,,,,,,,,HL,,,HHL,,HL,,RL,,LL,,HL,,,,,,,,,,HLA,,,,,HL,LL,LLA,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,添加系统,添加控制,电导率仪,0/4 - 20 mA,34,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CIP 系统中的电导应用,,QIC1,,,,,QIC2,,,,QIC3,,QIC 1 / 2 = 监控浓度 QIC 3 = 界面分离,35,食品行业用液体介质电导率范围示意图,电导率,水 产品 酸性清洁剂 碱性清洁剂,,,,,,,,,,36,,,,,,使用压缩空气排空管道,使用此方法时即假设残余产品可通过干净的压缩空气排出系统： 压缩空气 液体 然而，在实际使用中，这种方法的效果并不佳。

最后，液体未充满管道横截面时，大部分空气会从液面上方排掉，起不到任何作用： 此外，使用压缩空气的成本也相当可观应特别注意，避免压缩机油通过压缩空气被带入管道系统 该技术未被普遍接受！,,,,,,37,,温度测量与监控,CIP 系统温度测量设备要求,CIP 罐温度 CIP 供应、回流温度 精度 反应度 防震、可靠 耐化学品腐蚀 卫生级安装,38,,管道中的层流（v = 流速） 不同液层经过管道流向中心时速度不同，各液层之间无明显交流,管道中的湍流 流动液体中发生的充分交流,,CIP 流程中的机械能来源,,,,,,,,,,,,,,,,v1 v2 v3 v4 v3 v2 v1,39,,,如何制造湍流,流动模式部分取决于管道性质、直径及流速 经验证明（假设管道为光滑的不锈钢管道，直径 1“- 6”，水溶性清洗溶液）：,产生湍流的最低流速为 1.5 – 2 米/秒,学术上一般以 雷诺数对其进行描述：,Re=,液体密度 x 管道半径 x 流速,液体粘度,,密度 [g/cm³] 半径 [cm] 流速 [cm/sec] 粘度 [cm2/ sec],理想情况下，光滑不锈钢管道的 雷诺数（改变层/湍流）应为 2300 实际应用中，一般在 3000 - 9000 范围内,,40,管道及其它封闭回路CIP 清洁状况,只有在管道完全充满，并产生湍流时才能达到理想的清洁效果 必须避免产生气泡 这一要求同样适用于通过循环清洗液进行清洗的其它封闭回路 对于板式热交换器建议使用较低的流速，以避免板面遭到腐蚀。

清洁此类设备时，流率应控制在 1.2 - 1.4 米/秒可在板的表面产生湍流,41,管道横截面变化对流动特征产生的影响,直径： 80 mm 65 mm 容积流量： 36 000 L/h 36 000 L/h 流速： 2 m/sec 3 m/sec 压损： 0.55 bar/100 m 1.6 bar/100 m,直径： 80 mm 100 mm 容积流量： 36 000 L/h 流速： 2 m/sec 1.2 m/sec 压损： 0.55 bar/100 m,合格,不合格,42,,,,,,罐清洗中的机械清洗效果,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,。