原位清洗 (Clean in Place,简称 CIP) 是指:不拆卸设备或元件,在密闭的条件下,用一定温度和浓度的清洗液对食品加工设备即系统加以机械和化学作用, 洗净设备及系统的表面并杀菌的方法。通常在我们批次生产加工运行后,或在生产产品配方转换时进行。
原位清洗之所以备受关注,不仅仅因为它是保障食品安全和产品质量的前提条件,更因为它对于设备的可用性和运营成本有着重要影响,它可以帮助生产商减少能源、水及清洁剂的消耗,从而提升整体绩效。
Endress+Hauser 提供全方位卫生型测量
解决方案
在线仪表实时监测和控制各项工艺参数的同时,帮助用户缩短清洗时间,降低能源和清洗液的使用量。其中为了确保 CIP 系统的最佳性能,必须精确测量回流管路和补给罐中清洗液的浓度,而通过电导率测量换算得到酸碱清洗液的浓度是最常见的在线测量方式。
众所周知,清洗液中的酸和碱(例如硝酸和氢氧化钠)作为强电解质,在水中的电导率受到介质温度的影响非常显著,因此在线电导率仪都标配温度补偿功能,将介质实际温度下的电导率值补偿得到参考温度下的电导率值,或者进一步换算到酸碱的实际浓度值。
这一补偿换算过程看似简单,但是大部分现场使用者们却忽略了不同酸和碱之间补偿系数和浓度换算公式的差异。
α - 温度补偿系数,%/K
T – 介质过程温度,℃
T0 – 参比温度,℃,默认设定为 25℃
K(T) – 介质过程温度下实际电导率,ms/cm
K(T0) – 介质参比温度下补偿后电导率,ms/cm
上式是电导率温度补偿系数的计算公式,不难看出当实际温度和参比温度的差值越大,实际电导率和温度补偿后电导率的差值也越大。这意味着如果没有使用正确的温度补偿系数,那么会引入巨大的额外测量误差,最终引起清洗剂的浪费和清洗成本的提高。让我们以典型的 CIP 工艺参数做一个例子 :
如果仪表在现场没有针对酸液和碱液做出温度补偿系数的调整,那么仪表测量值最大将偏小 33%,也就意味着如果为了使仪表测量值达到工艺的要求,就会带来最多 33% 的清洗剂的额外损耗。
根据清洗液的介质成分设置合理的温度补偿系数以及浓度计算曲线的重要性不言而喻,但是第二个难题也接踵而至,如何同时满足酸液和碱液不同温度补偿系数设置的需求呢?如何让智能化仪表随着工艺介质的改变而切换其测量模式呢?
这就需要利用到 Endress+Hauser 电导率仪的量程切换功能(Measuring Range Switch,简称 MRS),电导率仪可以接受两组来自上位机的数字信号,同时切换其测量模式,包括浓度曲线、温度补偿系数、电流输出范围等等,两组数字信号意味着仪表具备四个测量状态(00、01、10 和 11)。也就意味着我们可以根据 CIP 的工艺过程通过上位机发送数字信号切换电导率仪分别测量酸清洗液、碱清洗液、RO 水冲等多个模式。保障每个模式下都能采用最合适的浓度曲线、温度补偿系数、电流输出范围,实现CIP 全过程高精度清洗液浓度测量。
Endress+Hauser 作为食品与饮料行业在线测量的领军者,了解严苛 CIP 应用中面临的挑战,并提供全方位卫生型测量解决方案。我们为用户提供经实践验证的流量、物位、压力、温度和水分析仪表,均遵循最严格的质量标准制造,满足食品与饮料行业的法规要求。我们丰富的行业和应用知识,搭配我们的全系列产品,帮助您提高 CIP 效率,降低 CIP 工艺过程中的产品损耗和成本。