全新节能，高效CIP解决方案

希悦尔食品保护业务工程经理 王雨明

全新节能，高效CIP解决方案

希悦尔食品保护业务工程经理 王雨明

CIP作为液体食品工厂，清洗消毒的技术已经在全世界范围内得到广泛认可超过几十年，在过去几十年中，从原始的手动清洗、半自动清洗到现在全自动清洗，不仅是全自动清洗消毒，还能做到全程记录和监控。CIP站作为CIP系统里面核心的部件，也经历了很多代的发展。有一开始使用半自动、手动的，也有后期大家看到的单机式的两段式的，和目前使用比较广泛使用的集中式的。今天想给大家介绍的是希悦尔公司研发并在欧洲得到广泛使用的卫星清洗站系统。相信各位嘉宾对CIP系统不仅非常熟悉，而且每个人都有自己的见解。

但是每个人的要求不一样，有些人说想要什么品牌的泵，有些人说需要什么品牌的控制器，给大家归纳了三类是目前食品企业所希望得到的CIP类型：第一类是可以通过CIP站进行控制和输出的，需要得到正确的或者能够达到清洗效果的机械力，需要清洗剂和温度，时间是需要经过认证的。但仅仅这些是不够的，还需要被清洗的目标是不是做了正确选择，管道是不是卫生设计，有没有死角，罐体和清洗目标是不是和清洗机互锁。第二类是完整性，食品企业不希望清洗站在清洗的时候突然会漏出来。第三类还需要控制，所有人都不希望每一个阀门需要人去开动，也不希望每一个记录需要人工去记录，所以清洗要有完整的清洗记录和监控系统。随着通信技术发展，卫星清洗站系统不仅可以做到无线的远程控制，甚至可以做到在线的监控记录。

希悦尔的目标是希望用水最少、蒸汽更少、时间更短，希悦尔作为CIP的全套供应商，清洗是公司业务的一部分。但对这部分的节约不是来自于正常的清洗流程，也不是去节约酸碱溶液，更不是用缩短冲洗时间来节省水，而靠的是整体方案的重组和调整。

图1 可回收CIP系统运行费用

图1是可回收式CIP系统的运转费用示意图。可回收式是指非一次性排放的CIP系统，水、电、气包括热冷和清洗剂的费用占到80%，其他20%是指需要人员去操作、固定资产投资需要折旧费。如果要得到很好的控制和节约，就可以帮助工厂节约很多时间，如果时间上节约了，那么人员工作时间和用电量就会节约下来；如果做到了清洗剂使用、热能使用和水使用的节约，就会对工厂的排放产生积极的影响。

图2 传统清洗时间与希悦尔清洗时间比较图

如何节约时间？请看图2。横坐标是时间，纵坐标是温度和浓度，可以看到红颜色的线是工厂在做清洗的每一步，通常在做清洗的时候会用水冲，会有温度和浓度上升的阶段，上升到一定程度，然后会持续一段时间，到了时间以后，需要进行水冲，最后才是冲进水。最后一步做完后，产品才可以进入到管道。三角区域黄色的部分，表示如果这部分上升的角度像下面这样来的比较快，全部的时间会缩得比较短。黄色的三角区被定义为无效清洗时间，也就是等待时间，通常在设定一个CIP系统的时候，会做到不管是三步碱洗还是五步酸碱洗，往往时间会大于设定的50分钟或40分钟，这来自于这个无效清洗时间。

当在很短时间内达到使用的温度和浓度的时候，时间会变得很短，同样的酸洗或者碱洗的时间，所有用的时间能够从60分钟缩减到40分钟。CIP站在运转的时候，它不会因为有等待时间泵就会停下来，CIP站的泵是连续作业，所以工厂的用电量会持续增长。在节约下来的20分钟里能够节约的除了用电量、化学剂和水以外，还有人员的工时、设备的折旧，设备折旧通常是用运转小时来计算的。对于这部分的优化，CIP是以解决无效清洗时间为主。

CIP站作为整个生产的核心部件，工程人员在做新工厂的设计或者老工厂的改造的时候，正确的选择是对食品厂生产的效率和清洗的效果能够得到保证，如果设计者不根据被清洗目标的实际情况，不是很了解被清洗的罐体或者管道或者灌装机，需要什么样的流量、温度、浓度，那就很难进行选型。

CIP系统优化，不管是啤酒饮料还是油品的工厂，目前所能够看到的CIP站，有些是具备条件可以做优化，有些是不具备条件，但是对于这一部分，希悦尔会对CIP站本身和被清洗的目标会有一个非常清晰的定义，换句话说，用户需要洗什么，工程设计者才去选什么样的CIP站。这有别于设备供应商，希悦尔的优势在于不仅有做工程设备的CIP站的设计人员，生产制造人员，同时还具备对于清洗的运用包括化学品运用，以及认证工作的人员，大家组成了一个有机的团队来做。

图3 希悦尔卫星清洗站

图3为希悦尔卫星清洗站。有常规的回收水罐、双罐（这时候叫储罐是因为是做储存用的，还作为一个循环的缓冲用，但对希悦尔的产品，它只做储存用），当碱洗时，阀门打开，通过CIP站的泵后，左边是被模拟的清洗管道，和传统的方式有些不一样，传统的是顶部加酸和碱，希悦尔的设计是在线进行酸碱添加。通过大罐循环，在清洗时就不会受到罐体液位、浓度的影响。大多数时候并不需要整个罐体那么多溶液去进行清洗，通常在工厂清洗的CIP罐的设计会按照1.5到2倍来算，但是当食品厂的罐不是在一个CIP站，体积就非常大。传统做法是不管是两个还是三个，这些线路都会通过罐体进行循环。这个会受到什么影响？如图虚线所示，当温度和浓度达不到的时候，就会停下来等待，造成无效的CIP等待时间。

希悦尔做循环时通过管道进行旁路循环，而不会通过罐体进行循环，也就不会受到罐体的温度和浓度的影响。希悦尔的研究人员认为有三部分，紧凑的启动阀组的设计、旁路循环、功能块的卫生程序（不仅包括程序的设计，同时包括在洗罐时，在没有生产或者没有使用之前，食品厂根本不知道要把这个罐洗干净需要多少浓度的酸和碱，需要多少温度的酸和碱，这也是希悦尔可以提供的所谓卫生清单的部分）。

图4 常规CIP站与希悦尔CIP站对比图

图4是常规CIP站与希悦尔的卫星CIP站，常规CIP站是CIP泵输出，然后一路回来，会经过罐体循环。

水的节约，设计人员在做CIP的时候，水是分两部分，一部分是直排的，一部分可以回收重新用的，但是不管直排还是回收用的，必须通过管道从泵里面出水。常规的做法是，通过管道排水，碱罐、酸罐、回收水罐，后面可能还有热水罐，每一次清洗经过这个管道。但是希悦尔清洗是阀正式的，每次冲洗时没有这个管道，每一次循环不管是你冲酸、冲碱，每次大概50升水，除了多用这50升水每个循环之外，水不会蒸发掉，会到污水处理厂，会增加污水处理量。

图5 实物对比照

图6 实物对比照

图5和图6为实物照片，左边是大家比较熟悉的传统式的，右边是希悦尔的设计，是做成阀正式的，基本上没有因为不同媒介之间进行切换的时候水的浪费。

对于希悦尔的卫星CIP站，不是工厂里见到的泵热站，是作为一种设备，一个模块化的设备。这个图比较简单，也比较直接，为什么可以走到旁路循环，右边这个方块是被清洗目标，无所谓灌装机还是管道，做清洗的时候从CIP泵出去，经过不清洗目标再回到碱罐，回到底端再抽出去。每次用的不是同样一个液体，浓度和温度是波动的。当食品企业有多套设备的时候，同时用会对它有影响的，根据在生产工厂看过的经验，对这部分内容，最大的影响是什么？最大的影响就是当需要用碱去清洗罐或者管道时，使用者根本不知道液位或者浓度、温度在什么状态。希悦尔的做法是，只要满足清洗的量叫做循环量，从这个罐体抽出来，经过CIP泵，经过热交换器，到清洗目标，不会回罐，好处是它只需要把这一段的液体加热，浓度配到适用的浓度。所有的CIP站只要是用这个罐的都要暂停下来， CIP站还在运转，被清洗目标可能是灌装机可能是罐，也在运转，但是却是在做无效功。

这个罐希悦尔有两种做法，一种是清洗罐，另外一种是排气罐。还有一种好处是，当需要不同浓度或不同温度时，可以进行单独的用电子计量泵在线添加酸碱，而不是用传统的方法，也就是在用CIP站做清洗时，希悦尔可以做到针对不同的被清洗目标用不同的浓度不同的温度，并不受CIP站的影响。现在很多工厂的做法是，不管是洗灌装机还是管道、罐，只要从CIP站出来的，所有的酸碱浓度和温度都是一样的，其实在针对不同污垢甚至不同设备表面时，清洗所需要的温度和浓度不一样的，这部分的节约是来自于旁路循环系统。

图7 CIP旁路循环系统对比图

图7蓝颜色部分是传统的，所显示的是CIP站出来以后回到罐，再从罐里出来。紫色是希悦尔卫星站的供应流程。当在用这个旁路循环系统时，它不仅在时间上做到节约，在浓度温度上可以得到很好的控制，同时可以节约时间。这个道理很简单，因为只需要用1000升的水或者液体去清洗，根本不需要把整个罐里的10吨水进行加热、浓度配比，这会在时间上会做到很大的节约。

添加系统左边这个图是电子计量泵（脉冲信号可以用做模拟量进行反馈），而不是用通常所见到的空气隔膜泵进行添加。图8是CIP泵的入口，当需要不同的添加化学剂的时候，可以通过这种方式进行添加。这样做有两个好处，一个好处是使用泵添加，可以做到精准添加。第二个好处是，对于这部分可以进行分浓度添加，在清洗不同浓度的时候，用到的清洗剂是不一样的。当然对于混合来说也是很均匀的，如果在线添加酸和碱，浓度混合非常迅速。对罐体来说也有做得很好的，但是避免不了会有所谓的沉降、沉淀。

图8 CIP泵入口

两套CIP站，后面是CIP罐，当然CIP罐如果足够大，都可以加。

最后是程序的设计，希悦尔不仅有非常完善和非常专业的清洗程序的设计，同时对CIP泵的程序也能做到针对性的编成，针对不同的清洗目标做到针对性菜单设计。有一点跟传统CIP不一样，计时、流量、电导、温度，这是通常用的，同时也会设定容量，当设备固定、管道固定、CIP站固定、被清洗目标固定的时候，清洗每一个不同的目标循环量是固定的，当这个循环量和设定不同步的时候，在大多数工厂所安装的流量计只是起一个水表的作用。

界面，通常会有这样简单版的，可以和清洗目标进行互通版的，还有在线监控，也是可以进行监控和通信的。图9显示针对不同的目标有不同的菜单，菜单里面不仅有浓度的不一样、温度的不一样、时间的不一样，同时还对不同的清洗目标循环量是不一样的。结果有两种，一种是图表式的，还有一种是Excel表式的。

图9 CIP界面菜单

有一个安装案例是老工厂CIP站改造项目。改造完成以后，做了为期一个月的对比，它的用水量用电量时间量能够得到30%到35%的节约，图片显示的是一个超过15年的牛奶加工厂。

另一个在中国的案例——上海的可口可乐。该公司做了两套CIP站。相对比之前的数据，也是得到了30%的节约，不管是用水还是时间上。

希悦尔泰华是作为清洗和消毒行业的领先者，能够给客户提供的CIP系统不仅仅是酸、碱，也不仅仅是CIP设备，提供的是一个量身定做的系统，希悦尔会对现场的每一个被清洗目标、每一个设备做到专业、细致的审核和记录，会针对性的帮助食品企业做CIP方案。同时也有关注于客户的微生物专家团队，还有专门计算成本的核心团队。同时能够提供的是CIP的交钥匙工程，是从一开始的问题发现到制定方案，到工程实施，再到最后的验证。

很多食品厂有过这样的经历：建了一个CIP站，使用后根本达不到效果，又不知道该找谁，如果找CIP站的供应商，有可能得到的答案是设备没有问题，因为清洗流程有问题；当找到清洗剂的供应商，得到的答案是CIP站有问题，设备的流速根本达到要求，或者温度达不到要求。希悦尔可以做到不仅能够提供有效的工艺设备，还可以提供专业的审核团队，做到对酸碱清洗的浓度审核，同时对清洗效果也能够得到验证和保证。