CN110694994B - 一种uht正反向清洗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种UHT正反向清洗装置，包括：依次连通的物料平衡罐和预加热段换热器；依次连通的灭菌段换热器、高温保持管、降温段换热器、冷却段换热器、灌装单元；配合预加热段换热器换热的第一升温机构、配合灭菌段换热器换热的第二升温机构。第一反向清洗换向阀包括用于连接预加热段换热器出口的第一下阀腔、用于连接灌装单元出口的第一上阀腔；第二反向清洗换向阀包括用于连接灭菌段换热器入口的第二下阀腔、用于连接物料平衡罐入口的第二上阀腔；清洗截止阀用于控制第一下阀腔和第二下阀腔之间、第一上阀腔和第二上阀腔之间的通断。本发明装置能够对UHT系统和灌装单元进行正反向清洗，能够使升温机构保持对向换热，提高换热清洗效率。

Description

一种UHT正反向清洗装置
技术领域
本发明涉及一种UHT正反向清洗装置。
背景技术
在食品饮料、化工、医药等行业中，需要对UHT系统上的管道、阀门、换热器等进行CIP清洗。尤其是乳品饮料生产设备的物料UHT，在乳制品生产后设备结垢现象严重，需要进行多种化学品及特殊温度条件下的多种清洗步骤，经过反复顺向对设备清洗，才能对管道、阀门、换热器、管件连接组件、三通等盲区的乳脂肪残留物进行高强度化学充分分解，以达到彻底清洗的目的。
在超高温物料UHT工艺上，在线CIP清洗是该设备的一个重要工艺环节，直接影响着设备生产洁净度的标准。而达到相应的清洗洁净度标准，其清洗工艺要求水洗-碱洗-水洗-酸洗-水洗五步法，甚至更多步骤。其中每个清洗步骤都有其独立的时间、温度和浓度的严格要求，UHT系统标准清洗工艺就是利用CIP液代替设备生产物料，清洗介质主要通过产品的输送管道正向对管道、阀门、换热器进行清洗，对于管道、阀门、换热器上的盲区清洗相对比较困难，只能提高清洗浓度或者增加清洗次数来保证清洗合格。这种清洗方式清洗耗时长、效率低、清洗化学品耗量大。
现有技术中，通过正反向清洗装置来提高清洗质量，节约清洗时间。但是现有的正反向清洗装置，只能切换UHT系统内部整个管路的运行方向，而系统出口后端灌装机单元仍旧具有正向清洗的缺点。另外，虽然UHT内部运行管路流向颠倒，但由于换热器内换热媒介流向不变，导致换热系统CIP升温时出现同向换热，这种换热方式换热效率低，蒸汽能耗浪费量大，往往也会增加系统清洗升温时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种UHT正反向清洗装置，不仅能够对灌装单元进行正反向清洗，同时还能够使第一升温机构或第二升温机构与清洗介质保持对向换热，提高换热效率，降低能耗，减少了系统清洗升温时间，提高了清洗效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种UHT正反向清洗装置，包括依次连通的物料平衡罐和预加热段换热器；依次连通的灭菌段换热器、高温保持管、降温段换热器、冷却段换热器、灌装单元；
所述装置还包括用于为所述预加热段换热器中的介质对向换热升温的第一升温机构、用于为所述灭菌段换热器中的介质对向换热升温的第二升温机构；
所述装置还包括依次连接在所述灌装单元和所述物料平衡罐之间的第一反向清洗换向阀、反向清洗截止阀、第二反向清洗换向阀；
所述第一反向清洗换向阀包括用于连接所述预加热段换热器的出口的第一下阀腔、用于连接所述灌装单元的出口的第一上阀腔；
所述第二反向清洗换向阀包括用于连接所述灭菌段换热器的入口的第二下阀腔、用于连接所述物料平衡罐的入口的第二上阀腔；
所述清洗截止阀，用于控制所述第一下阀腔和所述第二下阀腔之间的通断，还用于同步控制所述第一上阀腔和所述第二上阀腔之间的通断。
优选地，所述装置具有正向清洗状态，所述装置处于所述正向清洗状态时，所述第一升温机构关闭，所述第二升温机构打开，所述第一反向清洗换向阀、所述反向清洗截止阀、所述第二反向清洗换向阀均打开；所述物料平衡管中的介质依次流经所述预加热段换热器、所述第一反向清洗换向阀、所述反向清洗截止阀、所述第二反向清洗换向阀、所述灭菌段换热器、所述高温保持管、所述降温段换热器、所述冷却段换热器、所述灌装单元、所述第一反向清洗换向阀、所述反向清洗截止阀、所述第二反向清洗换向阀后回流至所述物料平衡管中。
更优选地，所述装置处于所述正向清洗状态时，所述物料平衡管中的介质首先依次经过所述第一反向清洗换向阀的所述第一下阀腔、所述反向清洗截止阀、所述第二反向清洗换向阀的所述第二下阀腔；回流后再依次经过所述第一反向清洗换向阀的所述第一上阀腔、所述反向清洗截止阀、所述第二反向清洗换向阀的所述第二上阀腔。
优选地，所述装置具有反向清洗状态，所述装置处于所述反向清洗状态时，所述第一升温机构打开，所述第二升温机构关闭，所述第一反向清洗换向阀、所述反向清洗截止阀、所述第二反向清洗换向阀均关闭；所述物料平衡管中的介质依次流经所述预加热段换热器、所述第一反向清洗换向阀、所述灌装单元、所述冷却段换热器、所述降温段换热器、所述高温保持管、所述灭菌段换热器、所述第二反向清洗换向阀后回流至所述物料平衡管中。
更优选地，所述装置处于所述反向清洗状态时，介质从所述第一反向清洗换向阀的所述第一下阀腔流入，并从所述第一上阀腔流出；介质从所述第二反向清洗换向阀的所述第二下阀腔流入，并从所述第二上阀腔流出。
优选地，所述装置还包括设于所述预加热段换热器的出口处的第一温度检测仪、用于控制通入所述第一升温机构中换热媒介流量的第一调节阀、用于根据所述第一温度检测仪的数据调节所述第一调节阀开度的第一控制单元。
优选地，所述装置还包括设于所述灭菌段换热器的出口处的第二温度检测仪、用于控制通入所述第二升温机构中换热媒介流量的第二调节阀、用于根据所述第二温度检测仪的数据调节所述第二调节阀开度的第二控制单元。
优选地，所述装置还包括设于所述物料平衡罐的入口处的电导率检测仪、用于控制通入所述物料平衡罐中介质通断的控制阀组、用于根据所述电导率检测仪的数据调节所述控制阀组开关的第三控制单元。
优选地，所述预加热段换热器为脱气均质段换热器，所述装置还包括设于所述脱气均质段换热器与所述第一反向清洗换向阀之间的脱气均质单元。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种UHT正反向清洗装置，不仅能够通过阀门开关组合自动实现对UHT系统和灌装单元的正反向清洗，同时还能够使第一升温机构或第二升温机构与清洗介质保持对向换热，提高换热效率，降低能耗，减少了系统清洗升温时间，提高了清洗效率。
附图说明
附图1为本发明装置正向清洗状态示意图；
附图2为本发明装置反向清洗状态示意图。
其中：1、物料平衡罐；2、预加热段换热器；3、灭菌段换热器；4、高温保持管；5、降温段换热器；6、冷却段换热器；7、灌装单元；8、第一升温机构；9、第二升温机构；10、第一反向清洗换向阀；11、反向清洗截止阀；12、第二反向清洗换向阀；13、第一温度检测仪；14、第一调节阀；15、第二温度检测仪；16、第二调节阀；17、电导率检测仪；18、控制阀组；19、脱气均质单元；20、换热媒介入口；21、输出泵；22、流量计。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
参见图1-2所示，上述一种UHT正反向清洗装置，包括依次连通的物料平衡罐1和预加热段换热器2；依次连通的灭菌段换热器3、高温保持管4、降温段换热器5、冷却段换热器6、灌装单元7；上述一种UHT正反向清洗装置还包括用于为预加热段换热器2中的介质对向换热升温的第一升温机构8、用于为灭菌段换热器3中的介质对向换热升温的第二升温机构9；上述一种UHT正反向清洗装置还包括依次连接在灌装单元7和物料平衡罐1之间的第一反向清洗换向阀10、反向清洗截止阀11、第二反向清洗换向阀12。上述一种UHT正反向清洗装置还包括依次连接在所述物料平衡罐1和所述预加热段换热器2之间的输出泵21和流量计22。
第一反向清洗换向阀10包括用于连接预加热段换热器2的出口的第一下阀腔、用于连接灌装单元7的出口的第一上阀腔；第二反向清洗换向阀12包括用于连接灭菌段换热器3的入口的第二下阀腔、用于连接物料平衡罐1的入口的第二上阀腔；清洗截止阀用于在打开时，使第一下阀腔和第二下阀腔之间保持连通，同时使第一上阀腔和第二上阀腔之间保持连通；清洗截止阀用于在关闭时，隔断第一下阀腔和第二下阀腔，同时隔断第一上阀腔和第二上阀腔。这里说的入口和出口，参见图1所示，正向清洗时介质通过入口流入设备中，并通过出口从该设备中流出（例如对于灭菌段换热器3，其左侧为入口，右侧则为出口）。
上述一种UHT正反向清洗装置具有正向清洗状态，该装置处于正向清洗状态时，第一升温机构8关闭，第二升温机构9打开，第一反向清洗换向阀10、反向清洗截止阀11、第二反向清洗换向阀12均打开。物料平衡管中的介质依次流经预加热段换热器2、第一反向清洗换向阀10（第一下阀腔）、反向清洗截止阀11、第二反向清洗换向阀12（第二下阀腔）、灭菌段换热器3、高温保持管4、降温段换热器5、冷却段换热器6、灌装单元7、第一反向清洗换向阀10（第一上阀腔）、反向清洗截止阀11、第二反向清洗换向阀12（第二上阀腔）后回流至物料平衡管中。清洗介质循环流动对系统进行正向清洗。
这里通过第二升温机构9对流经灭菌段换热器3的清洗介质进行对向换热，提高换热效率，降低能耗，减少了系统清洗升温时间，提高了清洗效率。
上述一种UHT正反向清洗装置具有反向清洗状态，该装置处于反向清洗状态时，第一升温机构8打开，二升温机构关闭，第一反向清洗换向阀10、反向清洗截止阀11述第二反向清洗换向阀12均关闭。物料平衡管中的介质依次流经预加热段换热器2、第一反向清洗换向阀10（清洗介质从第一下阀腔流入后从第一上阀腔流出）、灌装单元7、冷却段换热器6、降温段换热器5、高温保持管4、灭菌段换热器3、第二反向清洗换向阀12（清洗介质从第二下阀腔流入后从第二上阀腔流出）后回流至物料平衡管中。清洗介质循环流动对系统进行反向清洗。
这里通过第二升温机构9对流经预加热段换热器2的清洗介质进行对向换热，提高换热效率，降低能耗，减少了系统清洗升温时间，提高了清洗效率。
由于UHT系统长时间运行，系统内部最易结垢位置主要出现在设备高温段，包括灭菌段换热器3、高温保持管4、降温段换热器5；同时，外部灌装单元7由于长时间生产也会出现结垢现象，通过引入不易结垢的低温段预加热段换热器2，配合第一升温机构8对清洗介质对向换热升温后，对UHT系统及外部灌装单元7进行反向清洗。对灌装单元7进行反向清洗，提高灌装单元7清洗洁净度要求，同时减少人力物力的资源损失。
上述一种UHT正反向清洗装置还包括设于预加热段换热器2的出口处的第一温度检测仪13、用于控制从换热媒介入口20通入第一升温机构8中换热媒介流量的第一调节阀14、用于根据第一温度检测仪13的数据调节第一调节阀14开度的第一控制单元。通过这个设置，当第一升温机构8打开时，能够实时控制系统中循环的清洗介质温度。
上述一种UHT正反向清洗装置还包括设于灭菌段换热器3的出口处的第二温度检测仪15、用于控制从换热媒介入口20通入第二升温机构9中换热媒介流量的第二调节阀16、用于根据第二温度检测仪15的数据调节第二调节阀16开度的第二控制单元。通过这个设置，当第二升温机构9打开时，能够实时控制系统中循环的清洗介质温度。
上述一种UHT正反向清洗装置还包括设于物料平衡罐1的入口处的电导率检测仪17、用于控制通入物料平衡罐1中介质通断的控制阀组18、用于根据电导率检测仪17的数据调节控制阀组18开关的第三控制单元。通过这个设置，能够及时补充清洗介质，以保证系统中循环的清洗介质浓度合格。
在本实施例中，上述预加热段换热器2为脱气均质段换热器，该装置还包括设于脱气均质段换热器与第一反向清洗换向阀10之间的脱气均质单元19。
上述一种UHT正反向清洗装置能够通过阀门的开关组合自动实现正反向清洗，避免了CIP清洗的盲区，减少了清洗过程中的人为干预，提高清洗质量，减少清洗过程中的重复性，清洗效果有保障。减少了生产的人力投入，降低生产操作的困难、劳动成本的同时节约清洗时间，提高产能，满足大型生产线的需求。
通过引入双升温机构的升温方式，解决反洗时出现同向换热导致的换热清洗效率低、能耗大等缺点；降低能耗的同时，将第一升温机构8单独用于预加热段换热器2，对清洗介质以对向换热方式进行加热升温，达到了提升换热效率、节约蒸汽能耗的目的。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种UHT正反向清洗装置，其特征在于：包括依次连通的物料平衡罐和预加热段换热器；依次连通的灭菌段换热器、高温保持管、降温段换热器、冷却段换热器、灌装单元；
所述装置还包括用于为所述预加热段换热器中的介质对向换热升温的第一升温机构、用于为所述灭菌段换热器中的介质对向换热升温的第二升温机构；
所述装置还包括依次连接在所述灌装单元和所述物料平衡罐之间的第一反向清洗换向阀、反向清洗截止阀、第二反向清洗换向阀；
所述第一反向清洗换向阀包括用于连接所述预加热段换热器的出口的第一下阀腔、用于连接所述灌装单元的出口的第一上阀腔；
所述第二反向清洗换向阀包括用于连接所述灭菌段换热器的入口的第二下阀腔、用于连接所述物料平衡罐的入口的第二上阀腔；
所述清洗截止阀，用于控制所述第一下阀腔和所述第二下阀腔之间的通断，还用于同步控制所述第一上阀腔和所述第二上阀腔之间的通断；
所述装置具有正向清洗状态，所述装置处于所述正向清洗状态时，所述第一升温机构关闭，所述第二升温机构打开，所述第一反向清洗换向阀、所述反向清洗截止阀、所述第二反向清洗换向阀均打开；所述物料平衡罐中的介质依次流经所述预加热段换热器、所述第一反向清洗换向阀的所述第一下阀腔、所述反向清洗截止阀、所述第二反向清洗换向阀的所述第二下阀腔、所述灭菌段换热器、所述高温保持管、所述降温段换热器、所述冷却段换热器、所述灌装单元、所述第一反向清洗换向阀的所述第一上阀腔、所述反向清洗截止阀、所述第二反向清洗换向阀的所述第二上阀腔后回流至所述物料平衡罐中；
所述装置具有反向清洗状态，所述装置处于所述反向清洗状态时，所述第一升温机构打开，所述第二升温机构关闭，所述第一反向清洗换向阀、所述反向清洗截止阀、所述第二反向清洗换向阀均关闭；所述物料平衡罐中的介质依次流经所述预加热段换热器、所述第一反向清洗换向阀的所述第一下阀腔、所述第一反向清洗阀的所述第一上阀腔、所述灌装单元、所述冷却段换热器、所述降温段换热器、所述高温保持管、所述灭菌段换热器、所述第二反向清洗换向阀的所述第二下阀腔、所述第二反向清洗换向阀的所述第二上阀腔后回流至所述物料平衡罐中。
2.根据权利要求1所述的一种UHT正反向清洗装置，其特征在于：所述装置还包括设于所述预加热段换热器的出口处的第一温度检测仪、用于控制通入所述第一升温机构中换热媒介流量的第一调节阀、用于根据所述第一温度检测仪的数据调节所述第一调节阀开度的第一控制单元。
3.根据权利要求1所述的一种UHT正反向清洗装置，其特征在于：所述装置还包括设于所述灭菌段换热器的出口处的第二温度检测仪、用于控制通入所述第二升温机构中换热媒介流量的第二调节阀、用于根据所述第二温度检测仪的数据调节所述第二调节阀开度的第二控制单元。
4.根据权利要求1所述的一种UHT正反向清洗装置，其特征在于：所述装置还包括设于所述物料平衡罐的入口处的电导率检测仪、用于控制通入所述物料平衡罐中介质通断的控制阀组、用于根据所述电导率检测仪的数据调节所述控制阀组开关的第三控制单元。
5.根据权利要求1所述的一种UHT正反向清洗装置，其特征在于：所述预加热段换热器为脱气均质段换热器，所述装置还包括设于所述脱气均质段换热器与所述第一反向清洗换向阀之间的脱气均质单元。
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