啤酒卫生工程及工业管道设计

卫生工艺管路系统设计标准战略发展总部王强2005年7月11日卫生工艺管路设计标准工艺卫生管路设计标准将会涉及到以下几个方面:设备–阀门、管件、泵工艺设计准则焊接标准卫生蝶阀薄膜阀非卫生型压力表弯管非卫生球阀设备–阀门蝶阀-滴泪孔改进卫生型蝶阀滴泪孔滴泪孔阀板阀板阀开阀板厚度双截止加漏出蝶阀阀组如果蝶阀泄漏产品1和2会污染产品2和3完全隔离产品2和3之间的管线CIP是一个问题DoubleBlockanBleed双截止加漏出(ButterflyValves)(蝶阀)Product#1Product#2Product#3产品1#产品2#产品3#一个选择是在阀门间加冲洗加360°洗球清洗阀腔CIP进蝶阀排放阀最好的选择是采用防混阀双座阀加排放双阀座和他们之间的排放孔将产品完全隔离产品之间的空间最小化吸氧最低CIP时独立的阀座提升使阀座和泄漏腔得到清洗能组成多向可清洗的阀阵，提供同步的送酒和清洗操作防混阀CIP•阀座的律动必须确认•如果在CIP时阀座不律动可能会产生微生物污染•清洗排放区域要求合适的流量•根据需要调节律动的冲程和间歇操作•在开/关转换时产品从排放孔中短暂的冲出是正常的•在开或关位置时持续的有产品从排放孔中滴出表示阀座失灵•必须定期检查防混阀防混阀工作及CIP防混阀安装•单个的安装在管道上的阀门必须进行伸缩的保护阀体会被损坏导致部件不能运动甚至更坏阀阵必须妥善支撑以防止下垂•在设计阀阵时考虑安装专门的阀门拆除提升装置防混阀阀门密封不锈钢阀门密封材料应根据介质性质、工作温度选择。糖化车间热麦汁阀门一般采用HNBR（氢化丁腈橡胶）或NBR（丁腈橡胶）发酵车间冷麦汁阀门采用EPDM（三元乙丙橡胶）。设备-取样阀微生物取样阀理化取样阀微生物和理化取样阀设备-取样阀设备-视镜四通视镜直通视镜四通视镜设备-泵容积泵：活塞泵：用于化学品的添加。齿轮泵：用于抽吸糖浆。双转子（凸轮）泵：用于泵送酵母。蠕动（挠性构件）泵：用于泵送酵母、硅藻土等，但无法承受高压，软管寿命短。隔膜泵：主要用于泵送硅藻土、硅胶等。离心泵：用于啤酒输送，采用低速、闭式叶轮。离心卫生泵设备–泵管道管道材质：酿造水、冷麦汁、热麦汁、发酵液、啤酒、酵母等管采用不锈钢管以及食品级橡胶管。无菌空气、二氧化碳、酸碱洗涤液管采用不锈钢管。一般选用高频焊不锈钢管，并符合相关标准。管子壁厚应根据介质特性、工作压力、工作温度、管子规格等因素确定，一般采用薄壁管。卫生工艺设计本章节将会涉及到以下几个方面:设备–阀门、管件、泵工艺设计准则焊接标准建立设计准则以保证以下方面:保证产品质量减少工艺损耗消除细菌生长清洁和卫生是酿造啤酒的基础和组成质量的不可分割的一部分。考虑系统如何清洗和工艺同样重要。卫生工艺流程设计工艺设计准则卫生工艺设计本章节将会涉及到以下几个方面:设备–阀门、管件、泵工艺设计准则清洁准则焊接标准CIP设计准则清洁速度最少1.8米/分钟将清洁中的管线和其他工艺管线完全隔离清洁溶液接触到所有的湿表面从系统中有效的去掉清洗液和合适的最终冲洗传递点到点的清洗清洗液最少的损失CIP设计准则机械作用是正确清洁的关键速度管道清洁•最少1.8米/秒•建立紊流机械作用紊流层流紊流层流流速增加机械作用机械作用是正确清洁的关键旋转式洗罐器洗球物理性去除脏物物理性去除脏物高压，冲击容器清洁压力较低，冲洗容器清洁一般洗液压力4~7bar一般洗液压力1.5~2.5barChillProofingTANKAGINGTANKTTCSRCSSChillProofingTANKAGINGTANKTCSRCSSCSST发酵罐发酵罐发酵罐发酵罐传递点到点的清洗正确不正确BKPRESS_DESIGN.VSDCIPRETURNCIP??BUTTERFLYVALVE??PROCESS??下流液体会造成管道不满和清洁不佳蝶阀CIP回CIP不正确的管道设计HOSE_CLEN_STAT.VSDMAINCIPPATH?CIP??*BLOCKVALVEPARTIALLYCLOSEDFORCLEANING.??????????*BLOCKVALVEOPENFORPROCESS.????????软管清洗清洗时截止阀部分关闭生产时截止阀打开主CIP路径本章节将会涉及到以下几个方面:设备–阀门、管件、泵工艺设计准则清洁准则工艺管道焊接标准卫生工艺设计管道尺寸管道尺寸由以下两个标准决定：产品最大流速2.3米/秒这个流速足够保证大部分系统的必要正压可以阻止二氧化碳从啤酒中分离防止氧气进入柔和输送产品在没有明确规定流速时以两倍于产品流速传输液体补偿泵，罐和其他设备的停机建立清洗间隙实用150mm以上的管道应该避免采用（除了醪管线和泵入口），由于安装实用性成本管道清洗要求管道系统形式开放系统–软管优点•灵活•成本低•可有效隔离产品缺点•流量有限•劳动强度大•清洁困难•改变流动线路时易吸氧•潜在的危险闭合系统-封闭式管道优点高流量传输过程自动化或半自动不易吸氧易于清洗安全缺点管道和阀门装置的灵活性必须预先设计高成本产品隔离现在的设计趋向于封闭式管道系统开放和闭合工艺设计准则-管道顺序工艺管道优先于其他管道铺设，如空气，水，蒸汽等管道保证最直接的路径最大程度减少管道的长度和弯头的数量所有的三通都必须是短出口以加强压空和清洗的效果接头到接头的组合•消除死角•阀门距离工艺流体小于1倍管径•防止微生物滋生三通水平而不是垂直接出以防止气室工艺设计准则-三通和阀门定位SHORTOUTLETTEE短出口三通VALVEINHORIZONTALPOSITION阀门在水平位置CORRECTBUTTERFLYVALVEINSTALLATION正确的蝶阀安装ONE(1)PIPEDIAMETER1倍管径工艺设计准则-蝶阀正确的蝶阀安装阀门在水平位置短出口三通1倍管径无死角，气室，和可排放安装–管道管道排放卫生排放短出口三通正确无法排放无法清洗不正确短出口三通：使用尽可能短的三通以消除死角小于1倍管径短出口三通安装–管道管件设计标准侧面切线变径三或四通防止在水平方向的低点气室管件设计标准-视镜视镜考虑到刷洗问题，发酵罐锥底一般不安装视镜，具体安装位置根据生产和工艺需要确定。在管道上的位置要防止气室。位置易于观察。减少氧化所有的容器从底部开始灌注要使用两台泵串联输送，必须注意：前级泵的流量必须小于后级泵，避免泵之间负压的产生。避免管道上的气室高点难排空低点难排放防止管道气室高气室障碍障碍墙流向低气室流向墙障碍低气室低气室卫生管鞘安装不可接受的气室设计安装–管道不可接受的底部排放不可接受的清洗接头安装–管道不可接受的清洗接头、气室、和软管接头站安装–管道地面管道在完成的地面上150mm的高度走管道容许清洁管道下面有利于现场拼接安装–管道膨胀节工艺管道不许使用膨胀节膨胀节可能会裂并产生无法清洗的区域用U型弯补偿温度变化引起的伸缩安装–管道同心变径偏心变径容许垂直管段的重力流动消除水平管段的低点气室安装–管道焊接WELD焊接为了重力排放和溶液回收，管道形成坡度麦汁、发酵液、啤酒等管坡度0.3～0.5%（向泄流方向）蒸汽管坡度0.5%（同上）冷水、热水、冷凝水等管坡度0.3%（同上）压缩空气、二氧化碳管坡度0.3%（同上）排污管坡度1%（同上）避免长的排放管线排放口应沿管底切线接出以避免微生物生长适当的设计和安装使工艺污染的风险最小排放收集池排放管道卫生排放偏心收集池集中排放排放地面排放排放NON-WETTEDNON-WETTEDNON-WETTEDCHECKVALVEGATEVALVERESTRICTIONORFICE在工艺管线上没有单向阀，滑板阀，微孔造成无法清洗的区域单向阀，滑板阀，微孔未打湿未打湿未打湿单向阀滑板阀限流微孔卫生工艺设计本章节将会涉及到以下几个方面:设备–阀门、管件、泵工艺设计准则焊接标准由于不适当的焊接程序引起的多孔焊接由于不正确的冷却或结构应力引起的焊接裂缝飞溅，来自手工电弧焊，热切割具或打磨不适当的氩弧焊造成焊接未穿透卫生工艺设计安装–焊接完美的对接，不高不低最少的热影响区域：•在手工刷洗前呈浅铜色•手工刷洗颜色差异最小•如果颜色发黑就有问题需做下一步检查完美的焊缝形状•宽度大约为2倍管壁厚平至略凹外形，凸凹不超过10%壁厚与酒液接触的不锈钢管道的内部粗糙度Ra≤0.8μm,焊缝处Ra≤1.6μm不锈钢管卫生焊接安装-焊接适当的焊前焊后清洁：•管端在焊接前处理好•焊接区域在焊接后手工用刷子清洗去除焊渣变色严重凹陷的焊缝必须马上检查，它包括了最不卫生的焊接缺陷–没有充氩。没有充氩的证据是非常黑的表面和内部焊缝纹理严重安装–焊接每一个承包商都须有针对每一种焊接的程序承包商必须提供啤酒厂焊接样品以供判断每一个焊工都必须接受资格测试和认证安装–焊接谢谢！