So sánh quá trình làm sạch CIP trực tuyến và làm sạch tháo rời ngoại tuyến cho ống gia nhiệt titan trong xưởng lên men

Có hai phương pháp làm sạch chính cho ống gia nhiệt titan trong bể lên men: làm sạch tuần hoàn CIP trực tuyến (không cần tháo rời, bảo trì định kỳ hàng ngày/hàng tháng) và làm sạch ngâm bằng cách tháo rời hoàn toàn ngoại tuyến (làm sạch sâu đại tu lớn bán{0}}nửa năm). Mức độ làm sạch kỹ lưỡng, chi phí nhân công, thời gian ngừng sản xuất, mức độ bảo vệ màng thụ động và loại quy mô áp dụng của hai phương pháp là khác nhau đáng kể. Bài viết này so sánh các ưu điểm, khuyết điểm, điều kiện làm việc áp dụng và các điểm chính vận hành được tiêu chuẩn hóa của các hệ thống này, từ đó thiết lập sơ đồ phù hợp với chu trình làm sạch kết hợp cho các dây chuyền sản xuất.

1. Định nghĩa cơ bản và các kịch bản liên quan của hai chế độ làm sạch
1.1 Làm sạch việc lưu hành CIP trực tuyến
Quy trình: Ống gia nhiệt được ngâm trong chất lỏng làm sạch axit{0}}bazơ để cọ rửa tuần hoàn mà không cần tháo bó ống. Chất lỏng làm sạch được thải ra sau khi chu trình hoàn tất. Chất lỏng được tuần hoàn trong hệ thống bể kín thông qua ống dẫn CIP chuyên dụng. Các kịch bản có liên quan:

Làm sạch khử trùng định kỳ hàng ngày và bảo dưỡng tẩy cặn định kỳ hàng tháng;

Một lượng nhỏ cặn muối vô cơ dễ bong tróc, cặn carbon đường nhẹ và dầu mỡ hữu cơ mỏng;

Bể lên men có thể tích-lớn có cách bố trí bó ống phức tạp cũng như dây chuyền sản xuất liên tục không có khả năng dừng trong thời gian dài.

1.2 Làm sạch ngâm và tháo gỡ ngoại tuyến
Quy trình: Xả hết nước trong bình, tháo rời cụm ống gia nhiệt bằng titan, vận chuyển đến bể làm sạch độc lập và ngâm hoàn toàn vào chất lỏng làm sạch bằng hỗn hợp để ngâm tĩnh điện và xả{0}}áp suất cao bằng nước mềm. Thụ động hóa và cài đặt lại thiết bị sau quá trình làm sạch. Các kịch bản có liên quan:

Bảo trì sâu nửa năm-cho các đợt đại tu lớn;

Cặn cacbon luyện cốc dày và cặn khoáng canxi-magiê cứng không có khả năng loại bỏ thông qua lưu thông trực tuyến.

Bụi bẩn tích tụ vết xước sâu, rỗ cục bộ nghiêm trọng và bụi bẩn vùng mù trên bề mặt ống với lớp oxit đen hàn.

Các ống có điện thế màng thụ động luôn thấp hơn giá trị tiêu chuẩn sau nhiều lần thụ động trực tuyến.

2. Bảng so sánh hiệu suất đầy đủ trên nhiều khía cạnh
đầu vào:

Kích thước làm sạch lưu thông CIP trực tuyến Tháo gỡ ngoại tuyến So sánh làm sạch ngâm
Mất mát do ngừng sản xuất Có thể sắp xếp việc đóng cửa trong thời gian ngắn từ 1 đến 4 giờ giữa các lô, dẫn đến nguy cơ loại bỏ nước dùng ở mức thấp. Đổ rỗng bể chứa, khử trùng lại và tổn thất sản xuất cao do ngừng sản xuất kéo dài (1-2 ngày làm việc)
Chi phí nhân công và phụ trợ Cấu hình thuốc thử thông thường, lưu thông đường ống tự động thấp, thấp Cao: tiêu tốn nhân công để tháo gỡ, xử lý và lắp đặt lại; bể làm sạch bổ sung và tiêu thụ chất lỏng thụ động
Khả năng loại bỏ cặn trong quá trình làm sạchTrung bình, chỉ loại bỏ cặn trên bề mặt lỏng lẻo; Không thể làm sạch hoàn toàn các khu vực mù, chẳng hạn như khoảng trống hỗ trợ và vùng ứ đọng bong bóng phía trên. Loại bỏ triệt để lớp cặn cốc dày và cứng bằng cách chà thủ công các góc chết và đảm bảo rằng toàn bộ bề mặt tiếp xúc với chất lỏng tẩy rửa.
Mức độ bảo vệ được cung cấp bởi màng thụ động Sục khí liên tục trong quá trình lưu thông có thể hoàn thành đồng bộ quá trình thụ động sơ bộ; chất lỏng làm sạch nhẹ, nhiệt độ có thể kiểm soát và ít làm hỏng màng TiO₂. Lớp rời bên ngoài của màng thụ động có thể hơi mỏng đi do ngâm lâu trong dung môi làm sạch hỗn hợp hiệu suất cao-. Để sửa chữa màng, cần thực hiện quá trình thụ động hóa học độc lập sau khi làm sạch.
Hiệu quả làm sạch của bong bóng ứ đọng ở vị trí mù Không đủ, bong bóng tích tụ ở cung trên của ống, ngăn chất lỏng tiếp xúc hoàn toàn với khu vực bao phủ bong bóng. Cặn dư dễ dàng tạo thành nguồn rỗ. Ống gia nhiệt được xoay liên tục trong quá trình ngâm, đảm bảo không có góc chết và thành ống trên và dưới được làm sạch đồng đều.
Tác dụng của việc làm sạch oxit mối hàn Khả năng ăn mòn của oxit đen dày đặc trong mối hàn bị hạn chế bởi chất lỏng tuần hoàn yếu. Lớp oxy hóa mối hàn được loại bỏ hoàn toàn bằng cách kết hợp giữa rửa vết axit citric cục bộ và ngâm lâu dài,-mạnh.
Giới hạn tần suất Giới hạn tần suất có thể được thực hiện hàng tuần hoặc hàng tháng và việc sản xuất bị ảnh hưởng tối thiểu do việc thực hiện thường xuyên. Bề mặt ống dễ bị trầy xước và hư hỏng do tháo rời thường xuyên, khiến nó chỉ phù hợp cho việc đại tu nửa năm một lần. Phụ kiện cách nhiệt PTFE
Sự tiện lợi của thụ động sau Sau khi làm sạch, ngay lập tức chuyển sang tuần hoàn chất lỏng thụ động có ga để hoàn thành một-dây chuyền. Chuyển sang bể thụ động riêng để tạo màng ngâm hoàn toàn, cần có thêm các bước vận hành độc lập.
3. Phân tích chi tiết ưu nhược điểm
3.1 Lợi ích chính của việc làm sạch CIP trực tuyến
Giảm thiểu sự gián đoạn sản xuất: Cửa sổ làm sạch được bố trí trong khoảng thời gian đổ nước vào bể giữa các mẻ lên men, đảm bảo không xảy ra hiện tượng thất thoát-lâu dài khi đóng cửa. Cấu hình này phù hợp để sản xuất hàng loạt liên tục trong 24 giờ.

Mức độ tự động hóa cao: Hệ thống CIP giảm thiểu các lỗi vận hành thủ công bằng cách tự động hoàn thành việc nạp chất lỏng, tuần hoàn, xả và xả chất lỏng.

Làm sạch tích hợp và thụ động sơ bộ: Đường ống có thể chuyển trực tiếp sang tuần hoàn chất lỏng thụ động hydro peroxide sau khi tẩy cặn bằng axit-bazơ, loại bỏ nhu cầu xử lý bó ống thứ cấp.

Ít rủi ro hư hỏng cơ học hơn: Bề mặt ống titan không bị trầy xước do va chạm, ma sát với giá đỡ và dụng cụ vì không cần tháo rời hoặc xử lý.

Những khiếm khuyết cố hữu của việc làm sạch CIP trực tuyến
Các khu vực mù làm sạch góc chết tồn tại, bao gồm các khoảng trống tiếp xúc hỗ trợ, các khu vực giữ bong bóng phía trên và các khu vực lõm của mối hàn không thể được làm sạch hoàn toàn bằng chất lỏng tuần hoàn. Ngoài ra, quy mô được tích lũy hàng năm.

Cân luyện cốc bị cacbon hóa là kết quả của quá trình đốt nóng-công suất cao-cao trong thời gian dài, không thể bị phân hủy hoàn toàn khi lưu thông trực tuyến-ngắn hạn. Do đó, cặn bám bắt đầu-bị ăn mòn bởi các kẽ hở cặn lắng. Điều này là do khả năng hạn chế của quy mô cứng dày.

Việc tiến hành-kiểm tra bề mặt ống theo thời gian thực là một thách thức do bó ống được bịt kín bên trong bể. Tình trạng bong tróc và rỗ chỉ có thể được đánh giá thông qua kính quan sát, kính quan sát không có khả năng cung cấp khả năng kiểm tra trực quan toàn diện trên tất cả các bề mặt.

3.2 Ưu điểm cốt lõi của việc dọn dẹp tháo gỡ ngoại tuyến
Việc làm sạch bằng bàn chải mềm phụ trợ thủ công có khả năng loại bỏ tất cả vảy góc chết, từ đó loại bỏ căn bản những nguy cơ tiềm ẩn về ăn mòn kẽ hở thông qua quá trình khử nhiễm hoàn toàn trên toàn bộ{1}}bề mặt. Bó ống lộ ra hoàn toàn.

Kiểm tra toàn diện đồng bộ thân ống: Sau khi tháo rời, có thể thực hiện đồng thời các hoạt động sau: kiểm tra ánh sáng-cao, đo độ dày thành ống, phát hiện khuyết tật mối hàn và kiểm tra điện thế màng thụ động. Phương pháp này được thiết kế để xác định sớm các khuyết tật rỗ và mỏng.

Lưu thông trực tuyến không có khả năng đạt được mục tiêu xử lý cục bộ đối với oxit đen mối hàn, bụi bẩn vết xước sâu và cặn dày cục bộ. Điều này đạt được thông qua việc ngâm và đánh bóng tại chỗ có mục tiêu.

Đảm bảo rằng tất cả các bề mặt ống được tiếp xúc liên tục với chất lỏng làm sạch mà không bị cô lập khí bằng cách lật bó ống thường xuyên trong quá trình ngâm. Điều này giúp loại bỏ nhiễu vùng mù bong bóng.

Các lỗi cố hữu được làm sạch ngoại tuyến trong quá trình tháo gỡ.
Số lượng lô sản xuất hàng năm của xưởng giảm đáng kể do cần phải làm trống hoàn toàn, khử trùng và{0}}chuẩn bị lại bể chứa môi trường nuôi cấy. Điều này dẫn đến tổn thất đáng kể khi ngừng sản xuất.

Hư hỏng cơ học là mối quan tâm đáng kể trong quá trình tháo rời và lắp ráp. Màng thụ động titan dễ bị trầy xước khi nâng, xử lý và tháo bu lông, đồng thời sự lão hóa và nứt của các miếng đệm PTFE và ống bọc cách điện sẽ tăng nhanh do việc tháo gỡ thường xuyên.

Tăng chi phí vật liệu và nhân công toàn diện: Quá trình tháo rời và lắp đặt lại cần thêm nhân lực và quy trình ngâm bể độc lập cần một lượng đáng kể thuốc thử làm sạch và thụ động bằng hỗn hợp.

4. Sơ đồ chu trình phù hợp tiêu chuẩn để sử dụng kết hợp hai chế độ giặt
Cùng với khối lượng sản xuất của các bể lên men, một hệ thống làm sạch có thứ bậc gồm "làm sạch trực tuyến định kỳ + làm sạch sâu ngoại tuyến định kỳ" được phát triển để duy trì sự cân bằng giữa khả năng chống-ăn mòn của thiết bị và hiệu quả sản xuất.

Bể lên men gián đoạn có tải trọng thấp ( Ít hơn hoặc bằng 16 giờ hoạt động hàng ngày, môi trường có lượng đường- thấp): Mỗi tuần một lần, vệ sinh CIP trực tuyến; mỗi năm một lần, tháo gỡ ngoại tuyến, làm sạch kỹ lưỡng và thụ động hoàn toàn.

Bể lên men thực phẩm liên tục có tải trọng trung bình-thông thường (hoạt động 24- giờ, CIP hai tuần một lần): Làm sạch axit-bazơ xen kẽ trực tuyến hai tuần một lần; vệ sinh tháo gỡ ngoại tuyến và đại tu sáu tháng một lần.

Bể lên men vô trùng dược phẩm có tải trọng cao-phải chịu CIP kiềm nhẹ hàng ngày và môi trường-có độ nhớt cao,-đường cao. Bể trải qua quá trình khử trùng tuần hoàn kiềm trực tuyến ngắn hạn-hàng ngày, tẩy cặn sâu bằng axit xitric trực tuyến hàng tháng và làm sạch toàn bộ ngoại tuyến, phát hiện khuyết tật và thụ động toàn bộ sáu tháng một lần.

Bể gia nhiệt nước thải công nghiệp bị ăn mòn-cao (muối TDS cao, cặn khoáng cứng dễ): Tẩy cặn tẩy rửa trực tuyến hàng tuần; làm sạch ngâm tháo gỡ ngoại tuyến, nung loại bỏ hydro và-tái thụ động bốn tháng một lần.

5. Thông số kỹ thuật cho các hoạt động bảo vệ quan trọng nhằm giảm thiểu hư hỏng màng thụ động
Các quy định kiểm soát thống nhất để làm sạch CIP trực tuyến
Duy trì thời gian lưu thông một lần theo tiêu chuẩn Điều 66 và hạn chế nhiệt độ của chất lỏng kiềm ở mức Nhỏ hơn hoặc bằng 60 độ và chất lỏng axit ở mức Nhỏ hơn hoặc bằng 45 độ.

Để giảm thiểu tình trạng ứ đọng bong bóng và cặn cặn cục bộ, hãy đảm bảo tốc độ dòng chảy tuần hoàn ít nhất là 1,0 m/s.

Lớp màng thụ động mỏng bên ngoài phải được sửa chữa bằng quá trình tuần hoàn thụ động trước bằng nước ấm có ga bắt buộc kéo dài 2- giờ{2}}sau mỗi lần tuần hoàn axit-bazơ.

Nguyên tắc kiểm soát làm sạch tháo gỡ ngoại tuyến được thống nhất
Để tránh ma sát trầy xước trong quá trình nâng và vận chuyển, hãy bọc bó ống bằng bọt PTFE mềm trước khi tháo rời.

Chất lỏng làm sạch hỗn hợp phải được ngâm không quá 8 giờ và nền titan phải được chuyển kịp thời sang quy trình xả nhiều giai đoạn bằng nước khử ion sau khi loại bỏ cặn để tránh bị ăn mòn quá mức.

Sau khi làm sạch, toàn bộ ống phải được ngâm trong chất lỏng thụ động hydro peroxide trong 6 đến 8 giờ để tạo thành một lớp màng nguyên vẹn. Ống phải được lắp lại sau 24 giờ để khô tự nhiên và màng chín.

6. Tiêu chuẩn đánh giá cho việc vệ sinh kỹ lưỡng ngoại tuyến bắt buộc.
Nếu có bất kỳ điều kiện nào sau đây thì chỉ làm sạch trực tuyến là không đủ để loại bỏ các mối nguy tiềm ẩn, cần phải làm sạch tháo rời ngoại tuyến trong thời gian đại tu tiếp theo:

Lớp cốc cacbon đen dày có thể nhìn thấy trên thành ống qua kính quan sát và không thể loại bỏ được sau hai chu kỳ tẩy cặn sâu trực tuyến liên tiếp.

Độ dày thành hồ quang phía trên của ống mỏng hơn đáng kể so với phần dưới, bằng chứng là các điểm rỗ bong bóng ứ đọng, được chứng minh bằng phát hiện hàng quý.

Điện thế mối hàn luôn nhỏ hơn +120mV sau hai lần thụ động trực tuyến và bề mặt có sự biến màu đen do oxy hóa rõ ràng.

Khu vực mù quy mô tích lũy che giấu rủi ro, hơn một năm không kiểm tra và vệ sinh tháo gỡ ngoại tuyến.

Tóm tắt cô đọng
Làm sạch tuần hoàn CIP trực tuyến là phương pháp bảo trì định kỳ chính cho các ống gia nhiệt titan, mang lại lợi ích về vận hành tự động và tổn thất khi tắt máy thấp. Tuy nhiên, cần phải làm sạch các góc chết, bao gồm cả vùng ứ đọng bong bóng và các khoảng trống hỗ trợ. Làm sạch ngâm tháo gỡ ngoại tuyến có khả năng cung cấp khả năng khử nhiễm toàn diện và kiểm tra đầy đủ; tuy nhiên, nó đi kèm với chi phí lao động và sản xuất tăng cao. Doanh nghiệp nên triển khai hệ thống bảo trì kết hợp bao gồm làm sạch định kỳ trực tuyến thường xuyên và làm sạch đại tu sâu ngoại tuyến thường xuyên phù hợp với tải trọng sản xuất của bể và mức độ ăn mòn trung bình. Hệ thống này cũng phải bao gồm việc kiểm soát nhiệt độ và thời gian được tiêu chuẩn hóa trong tất cả các quy trình làm sạch, cũng như sửa chữa thụ động sau{4}}làm sạch để giảm hư hỏng tích lũy đối với màng thụ động titan dioxide và kéo dài tuổi thọ tổng thể của ống sưởi.