一、無菌水箱結(jié)構(gòu)功能：
1、本系列容器具有加熱和保溫功能，按GB150-89<<鋼制壓力容器技術(shù)條件>>進(jìn)行設(shè)計、制造、試壓和驗收。
2、容積有100L-10000L等規(guī)格，也可根據(jù)客戶實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計、加工。
3、容器保溫材料采用耐高溫、抗老化整體珍珠棉保溫。
4、接口為國際標(biāo)準(zhǔn)快裝卡盤式，內(nèi)膽為用進(jìn)口316L或304內(nèi)，表面鏡面拋光Ra≤0.28µm，外表面拋亞光、鏡面、噴砂或冷軋原色亞光。
5、罐體有液位計、空氣呼吸口、溫度計、進(jìn)出液口、循環(huán)泵接口、人孔、CIP清洗球、視鏡、視燈。
二、無菌水箱用途：
1、包裝一種產(chǎn)品時，無菌水箱作為緩沖罐。
2、用于乳制品、酒類發(fā)酵，是一個無菌、無污染的過程，發(fā)酵罐采用了無菌系統(tǒng)，避免和防止了空氣中微生物的污染
3、如果包裝機(jī)中有一臺意外停機(jī)，無菌水箱用于照應(yīng)停機(jī)期間的剩余產(chǎn)品。
4、兩種產(chǎn)品同時包裝首先將一個產(chǎn)品貯滿無菌水箱，以保證整批包裝；隨后，UHT設(shè)備轉(zhuǎn)換生產(chǎn)另一個產(chǎn)品并直接在包裝線上進(jìn)行包裝。
5、在生產(chǎn)線上有一個或多個無菌水箱為生產(chǎn)計劃安排提供了靈活的空間。
三.無菌水箱適用范圍：
作為一個無菌水箱單元，一個無菌水箱連接了超高溫設(shè)備和包裝設(shè)備。無菌水箱的無菌時間大于生產(chǎn)時間，不僅保證了連續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量，而且避免了由于生產(chǎn)停止或包裝線超負(fù)荷而發(fā)生的產(chǎn)品再次加熱。另一個優(yōu)點(diǎn)是，無菌產(chǎn)品的滅菌中間儲罐保證了即使在CIP時后續(xù)生產(chǎn)也可以進(jìn)行。
由產(chǎn)品的量來決定，罐的大小可以是從0.5—20噸。
無菌水箱單元可以獨(dú)立滅菌，并可以靈活連接到一條或多條生產(chǎn)線或包裝線，所以不同的產(chǎn)品可以被同時灌裝而不需人工混合。
四.生產(chǎn)安全性能：
無菌水箱單元通過恒壓和溫度控制來保證高級別的生產(chǎn)安全。在無菌水箱的外部設(shè)備上加裝蒸汽的隔離控制是無菌水箱的標(biāo)準(zhǔn)之一。因此一個連續(xù)的無菌生產(chǎn)環(huán)境達(dá)到了。
目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，各種飲用水，飲料、乳品的消費(fèi)日益增大，自然對食品包裝提出更高要求：保質(zhì)期長，口味不變。于是各種無菌飲用水，飲料、無菌奶、無菌食品等無菌產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，且市場前景看好。這使得許多食品企業(yè)積極引進(jìn)的無菌生產(chǎn)線。但為了節(jié)省外匯，都盡量引進(jìn)的設(shè)備和國內(nèi)沒有的設(shè)備，如果能自行開發(fā)制造，就不必進(jìn)口。我們開發(fā)研制無菌水箱系統(tǒng)正是出于這一目的。本系統(tǒng)是我們結(jié)合瑞典利樂、日本精研舍的設(shè)備優(yōu)化設(shè)計而成的。
1.無菌水箱系統(tǒng)的作用:
無菌水箱系統(tǒng)是無菌生產(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備之一，是接收經(jīng)過超高溫殺菌的物料的緩沖罐和貯存罐。近年來的無菌水箱系統(tǒng)不斷被進(jìn)口，刺激著我國國內(nèi)企業(yè)對此類設(shè)備的開發(fā)生產(chǎn)。近兩年來在上海、浙江、廣東等地有小型的無菌水箱生產(chǎn)，對我國無菌包裝技術(shù)的發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用。但國產(chǎn)的此類設(shè)備普遍存在無菌時間短，無菌化性能不穩(wěn)定，自動化程度不高、產(chǎn)量低等問題。作者根據(jù)長期研發(fā)實(shí)踐，借鑒國外同類設(shè)備的原理，擬就此設(shè)備的無菌化在理論上作以深入探討，以便有利于國產(chǎn)化。
2.無菌水箱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):
此系統(tǒng)是作為接收無菌物料的緩沖罐和貯罐，它主要由罐體、閥組和控制三部分組成。
罐體材質(zhì)為SUS304不銹鋼，結(jié)構(gòu)為夾套式。罐體的大工作壓力為0．3MPa，同時也可以耐真空。罐體支腿高度可調(diào)節(jié)。罐內(nèi)頂部裝有旋轉(zhuǎn)清潔球，可切換接人CIP，對罐體進(jìn)行清洗。夾套上部有布水器，以利于滅菌后罐體冷卻。
3.工藝過程:
3．1罐體和閥組的蒸汽滅菌
所有與無菌產(chǎn)品接觸的罐體和管路都應(yīng)用蒸汽滅菌，蒸汽溫度為140℃，壓力為0．27MPa，通過兩個25μm蒸汽級過濾器。當(dāng)罐體溫度升高到115℃，罐內(nèi)溫度為140℃，滅菌才能開始，持續(xù)2400s。
3．2罐體和閥組的冷卻
罐體經(jīng)過蒸汽滅菌后，冷卻水自動在夾套中由噴淋管噴出，罐體溫度隨之下降，同時罐內(nèi)壓力下降。為防止壓力下降太快，罐底的壓力傳感器打開電磁閥、調(diào)節(jié)閥，向罐內(nèi)通人無菌空氣，維持罐體的壓力平衡。冷卻時間為900s。
3．3灌裝
在灌裝及排放物料的過程中，除油無菌空氣經(jīng)過兩個0．22μm機(jī)的空氣過濾器及壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)入罐體上部，使罐體底部的壓力始終保持恒定，從而保證給灌裝機(jī)穩(wěn)定供料。同時與物料管及無菌閥相連的蒸汽管路中通有0．1MPa的蒸汽，形成一道無菌屏障，保證灌裝過程的無菌。
3．4 CIP清洗
CIP清洗管路設(shè)有兩路：停止生產(chǎn)后，操作人員發(fā)出清洗命令，管路接人CIP清洗液，一路通過管內(nèi)頂部的旋轉(zhuǎn)清洗球，對罐體及管路進(jìn)行清洗；另一路通過幾個有機(jī)連接的無菌閥對灌裝機(jī)及管路進(jìn)行清洗。由于罐體及管路的內(nèi)壁均光潔度很高，且，細(xì)菌無法停留，從而也保證管路的無菌。
首先通人濃度為1％，溫度為70℃的堿液，沖刷罐內(nèi)壁5min；接著罐體接人冷水沖洗10min。如果罐體內(nèi)壁結(jié)有水垢，則需用1％的酸液清洗20min，再用清水清洗后排出所有液體。
4.工藝控制
整個生產(chǎn)過程根據(jù)工藝要求，由PLC自動控制。工藝簡圖如圖1。
5.總結(jié)
此系統(tǒng)為罐及閥組的有機(jī)結(jié)合，屬于工藝設(shè)備。雖然機(jī)加工量不大，但涉及機(jī)械、食品、化工、微生物等多個學(xué)科，只有的綜合運(yùn)用它們，才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)預(yù)設(shè)技術(shù)指標(biāo)。
當(dāng)前無菌水箱設(shè)備運(yùn)行不好，作為國內(nèi)無菌水箱設(shè)備企業(yè)，他們往往首先關(guān)注硬件，即配件及其加工、控制元件等問題。作為設(shè)計及研究者，我覺的這些不是根本問題，關(guān)鍵是軟件，即工藝過程是否合理，控制是否恰當(dāng)?shù)葐栴}。
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