CN206854309U - 一种cip清洗系统及发酵罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种CIP清洗系统及发酵罐，该系统包括供给液管路、出液管路、过滤装置、气动阀和喷淋装置，供给液管路包括主管路和分支管路，气动阀安装在分支管路上，出液管路与发酵罐底部的出液口连接，过滤装置安装在出液管路上，喷淋装置包括分别安装在发酵罐内顶部、中部及底部的第一喷淋装置、第二喷淋装置和第三喷淋装置，第一喷淋装置与主管路连接，第二喷淋装置和第三喷淋装置分别与分支管路连接。与现有技术相比较，本实用新型可以在保证清洗洁净度要求的前提下，缩短清洗时间，加快发酵罐的周转效率，提升生产效率，减轻工人工作强度，并提升清洗液的利用率。

Description

一种CIP清洗系统及发酵罐

技术领域

本实用新型涉及食品机械技术领域，尤其涉及一种CIP清洗系统，此外，本实用新型还涉及一种安装有CIP清洗系统的发酵罐。

背景技术

食品工业在生产过程中，通常分为几个主要的生产单元。各个生产单元通过管路或其他设备进行连接，形成完整的生产线。在发酵食品的生产加工过程中，发酵是一个重要的生产单元，发酵罐也是其中的主要设备。原料经配料、杀菌冷却后泵入发酵罐，在发酵剂的作用下，质构会发生很大改变，由稀薄变粘稠，同时产生一些风味物质等，在发酵过程中需全程保持无杂菌的洁净状态。在大型食品企业，发酵罐体积较大，在发酵结束后通常需要尽快清洗，用于再发酵或作周转缸使用。在清洗时，一般采用CIP系统清洗。

CIP清洗系统最初于五十年代在美国的乳品工业得到应用，1955年CIP系统与自动控制技术相结合，使其在食品工业的其它领域得以应用。与传统的手工拆卸机器零件的清洗方式相比，CIP的优点主要有：(1)能维持一定的清洗效果，保证产品的安全性。(2)节约操作时间、提高效率，以实现商业的最大利润。(3)节省劳动力，保证操作的安全性。(4)节省清洗用水和蒸汽。

相比之下,常规拆卸清洗的缺点是：费时、费力,易损坏联接件；设备停机时间长,设备利用率低；清洗不彻底,有时对操作者也不十分安全。

根据清洗液的使用方式可以分为以下三种类型：(1)清洗剂单次使用的CIP系统(2)清洗剂重复使用的CIP系统(3)清洗剂多次使用的CIP系统。在大型食品企业，由于酸、碱、热水等用量较高，因此应用较多的是清洗剂重复使用的CIP系统和清洗剂多次使用的CIP系统。

目前食品发酵罐CIP清洗系统，只在发酵罐顶部设置一组喷淋装置，进行水洗-碱洗和/或/与酸洗-水洗的清洗程序。由于只有一个喷淋装置，清洗时间一般较长，单个清洗步骤耗时10～20min左右，运行完整的CIP清洗流程，大约需要1～1.5小时。当生产量较大的时候，无法提升发酵罐的周转速度，降低了生产效率。另一方面，由于每一个清洗程序都有严格的清洗时间和清洗洁净度的要求，缩短程序时间，便达不到清洗洁净度的要求。即使及其微量的食品物料残留在结构缝隙中，也会引起微生物污染的问题，从而引起产品批次性质量问题。此外，在较大的发酵罐内，通常有两组或以上的搅拌桨，各组搅拌桨在垂直方向上形态结构相同，一个喷淋装置无法冲洗到位，可能会导致微生物污染的问题。因此，如何既能提升大型发酵罐的清洗效率，又能保证清洗的洁净效果，显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，对发酵罐CIP清洗装置的结构进行了调整，经试验验证，可以在保证清洗洁净度要求的前提下，缩短清洗时间，加快发酵罐的周转效率，缩短生产时间，提升生产效率，减轻操作人员的工作强度，并且使清洗液的利用率有所提升。

为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种CIP清洗系统，该系统包括供给液管路、出液管路、过滤装置、气动阀和喷淋装置，所述供给液管路包括主管路和分支管路，气动阀安装在分支管路上，所述出液管路与罐体底部的出液口连接，过滤装置安装在出液管路上，所述喷淋装置包括分别安装在罐体内顶部、中部及底部的第一喷淋装置、第二喷淋装置和第三喷淋装置，第一喷淋装置与主管路连接，第二喷淋装置和第三喷淋装置分别与分支管路连接。设置在罐体内壁的三组喷淋装置，可实现对罐体内的全方位的喷淋清洗，由气动阀控制分支管路的第二喷淋装置和第三喷淋装置的喷淋开启，可选择性开启喷淋装置，当发酵罐内物料较少时，不会造成清洗液的浪费。CIP清洗系统整体通过PLC控制，具体的PLC控制供给液管路中分支管路的气动阀的开闭，可根据发酵罐内的物料情况选择喷淋装置不同的清洗状态。

进一步地，喷淋装置包括与供给液管路连接的喷淋管和转动连接在喷淋管末端的喷淋头。

进一步地，第一喷淋装置的喷淋管水平转动安装在主管路末端。主管路与喷淋管呈倒T型结构。

进一步地，第一喷淋装置的喷淋管上螺旋分布有出水孔。第一喷淋装置的喷淋管为横向水平设置，其两端分别安装有喷淋头，在喷淋管上开设有螺旋分布的出水孔，增加了对罐体内壁的喷淋面积，实现更多内壁角落的喷淋清洗。

进一步地，喷淋装置上安装有驱动电机。安装在第一喷淋装置的驱动电机用于驱动喷淋管绕主管路的中轴旋转，使第一喷淋装置的喷淋在罐体内部上方形成旋转式喷淋，增加对罐体内的清洗效率；第二喷淋装置和第三喷淋装置的驱动电机用于驱动其末端的喷淋头旋转，增加对罐体内的喷淋清洗面积，提高清洗效率。

进一步地，喷淋头为圆球形结构，其表面均匀开设有长条状的旋转喷射口。旋转喷射口为绕喷淋头横向轴线旋转发散状分布，其长条状的旋转喷射口相对于圆孔状的喷射口，其喷射流量大，水滴也较大，在水压作用下，能够实现增强对内壁的清洗效果。工作时，打开加压装置，喷淋装置在驱动电机作用下旋转，分别在发酵罐的水平方向、垂直方向和其他方向旋转并不断喷射出清洗液，清洗液在压力和重力的双重作用下，作用于发酵罐内表面和搅拌结构，不断冲刷来达到清洁的效果。该结构大大增加了罐体内壁直接喷淋清洗的面积，同时提高了清洗效率。

进一步地，分支管路与主管路连接处的管道向下弯折。与主管路呈V型，下压式的管路段使主管路中的清洗液不会在重力作用下进入分支管路。在对管内喷淋不同清洗液时，会有不同喷淋要求，分支管路中向下弯折的管路段避免出现因重力原因流入分支管路中残留清洗液。

进一步地，所述第二喷淋装置包括在罐体内壁对称设置的两组。第二喷淋装置安装在罐体中部，其所需要喷淋清洗的内壁面积较大，需设置两组及以上。

另一方面，还提供一种上述CIP清洗系统的发酵罐，包括罐体、驱动装置、搅拌装置以及上述的CIP清洗系统，驱动装置安装在罐体顶部，搅拌装置安装在罐体内，并通过传动中轴与驱动装置连接，其包括沿传动中轴设置的第一搅拌桨和第二搅拌桨，所述第二喷淋装置位于第一搅拌桨和第二搅拌桨之间，第三喷淋装置位于第二搅拌桨下方。喷淋装置的位置配合两组搅拌桨的位置，显著提高发酵罐的清洗效率，缩短发酵罐周转时间，提高生产效率。

本实用新型中的CIP清洗系统及发酵罐，可以根据发酵罐大小及其罐内发酵物料量的多少，控制供给液管路的气动阀开启，可选择不同的清洗程序；通过发酵罐内壁两侧的顶部、中部及底部设置的多组喷淋装置，实现对发酵罐内壁及其搅拌桨在不同角度进行清洗，显著缩短清洗时间；喷淋头上旋转喷射口能够增强喷淋清洗效果，同时喷淋装置的结构和位置设置灵活简单，提高实现喷淋效果，提高清洗效率，缩短发酵罐周转时间，提高生产效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1、供给液管路；11、主管路；12、分支管路；121、第一分支管路；122、第二分支管路；2、出液管路；3、过滤装置；4、气动阀；5、喷淋装置；501、喷淋管；502、喷淋头；503、驱动电机；504、旋转喷射口；51、第一喷淋装置；513、出水孔；52、第二喷淋装置；53、第三喷淋装置；6、罐体；61、出液口；7、驱动装置；71、传动中轴；8、搅拌装置；81、第一搅拌桨；82、第二搅拌桨。

具体实施方式

为了进一步描述本实用新型，下面结合附图进一步阐述一种CIP清洗系统及安装有CIP清洗系统的发酵罐的具体实施方式，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限定。

如图1所示一种CIP清洗系统，该系统包括供给液管路1、出液管路2、过滤装置3、气动阀4和喷淋装置5。供给液管路1包括主管路11和分支管路12，气动阀4安装在分支管路12上，优选地，气动阀4与PLC控制装置连接，能够控制分支管路12的清洗液供给，进而控制与分支管路12连接的喷淋装置5的喷淋情况。出液管路2与罐体6底部的出液口61连接；过滤装置5安装在出液管路2上。喷淋装置5包括分别安装在罐体6内顶部的第一喷淋装置51、罐体6中部的第二喷淋装置52及罐体6底部的第三喷淋装置53。其中，第一喷淋装置51与主管路11连接，第二喷淋装置52和第三喷淋装置52分别与分支管路12连接。

优选地，喷淋装置包括与供给液管路连接的喷淋管501和转动连接在喷淋管501末端的喷淋头502。喷淋装置上安装有驱动电机503。安装在第一喷淋装置51的驱动电机503用于驱动喷淋管501绕主管路11的中轴旋转，使第一喷淋装置51的喷淋管501和喷淋头502在罐体内部上方形成旋转式喷淋，增加对罐体内的清洗效率；第二喷淋装置52和第三喷淋装置53的驱动电机503用于驱动其末端的喷淋头502旋转，增加对罐体内的喷淋清洗面积，提高清洗效率。

在一实施例中，喷淋头502为圆球形结构，其表面在不同方向均匀开设有长条状的旋转喷射口504，旋转喷射口504为绕喷淋头502横向轴线旋转发散状分布，其长条状的旋转喷射口504相对于圆孔状的旋转喷射口504，其喷射流量大，水滴也较大。在水压作用下，能够实现增强对内壁的清洗效果。具体地，第一喷淋装置51包括与主管路11水平转动连接的喷淋管501和转动连接在喷淋管501末端的喷淋头502，其喷淋管501水平转动安装在主管路11末端。第一喷淋装置51的喷淋管502上开设有螺旋状分布的出水孔513，优选为横向水平设置，在喷淋管501上开设有螺旋分布有出水孔513，增加了对罐体内壁的喷淋面积，实现更多内壁角落的喷淋清洗。CIP进液配有加压装置，工作时，打开加压装置，喷淋装置5在压力作用下可自动旋转，分别在发酵罐的水平方向、垂直方向和其他方向旋转并不断喷射出清洗液，清洗液在压力和重力的双重作用下，作用于发酵罐内表面和搅拌结构，不断冲刷来达到清洁的效果。该结构大大增加了罐体内壁直接喷淋清洗的面积，同时提高了清洗效率。

分支管路12与主管路11连接处的管道向下弯折，与主管路呈V型，下压式的管路段使主管路11中的清洗液不会在重力作用下进入分支管路12。在对管内喷淋不同清洗液时，会有不同喷淋要求，分支管路中向下弯折的管路段避免出现因重力原因流入分支管路12中残留清洗液。分支管路12为两组，包括设置的罐体6两侧的第一分支管路121和第二分支管路122。相应的，气动阀4数量为2，分别安装在两分支管路12上。其中第一分支管路121连接同侧的第二喷淋装置52，第二分支管路122连接与其同侧的第二喷淋装置52和第三喷淋装置53。第二喷淋装置52包括在罐体内壁对称设置的两组，第二喷淋装置52安装在罐体中部，其所需要喷淋清洗的内壁面积较大，需设置两组及以上。

在另一实施例中，提供了一种安装有上述实施例中CIP清洗系统的发酵罐，包括罐体6、驱动装置7、搅拌装置8以及上述的CIP清洗系统，驱动装置7安装在罐体6顶部，并连接一传动中轴71延伸至罐体6内；搅拌装置8安装在罐体6内，并通过传动中轴71与驱动装置7连接，搅拌装置8包括沿传动中轴71设置的第一搅拌桨81和第二搅拌桨82。具体地，第二喷淋装置52位于第一搅拌桨81和第二搅拌桨82之间，第三喷淋装置53位于第二搅拌桨82下方。本实施例中安装有CIP清洗装置的发酵罐，将CIP清洗装置的喷淋装置5设置在与搅拌装置8的各搅拌桨上方和下方，对搅拌装置8进行充分清洗，清洗效率明显提高。

本实用新型的CIP清洗系统简单，设计灵活，可根据物料量多少选择不同的清洗程序，有效提升清洗效率，缩短清洗时间，减少发酵罐的周转时间，从而提高生产效率。本实用新型的发酵罐，可以根据发酵罐大小及其罐内的发酵物料量的多少，选择不同的清洗程序。当发酵物料大于发酵罐容积量的1/2时或者发酵罐容量大于10吨时，开启喷淋装置5，打开气动阀4，CIP供给液管路1的主管路11和分支管路12均开启，对发酵罐内壁及其搅拌装置在不同角度进行清洗；发酵罐物料小于发酵罐容积上午1/2时或者发酵罐容量小于10吨时，可单独开启与主管路11连接的第一喷淋装置51，或者选择性开启第一分支管路121或第二分支管路122。采用本实用新型的CIP清洗装置，结构设计较为灵活，可以显著缩短清洗时间，提升清洗效率，缩短发酵罐周转时间。

显然，本实用新型的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种CIP清洗系统，其特征在于，该系统包括供给液管路(1)、出液管路(2)、过滤装置(3)、气动阀(4)和喷淋装置(5)，所述供给液管路包括主管路(11)和分支管路(12)，气动阀安装在分支管路上，所述出液管路与罐体底部的出液口(61)连接，过滤装置安装在出液管路上，所述喷淋装置包括分别安装在罐体内顶部、中部及底部的第一喷淋装置(51)、第二喷淋装置(52)和第三喷淋装置(53)，第一喷淋装置与主管路连接，第二喷淋装置和第三喷淋装置分别与分支管路连接。

2.根据权利要求1所述的CIP清洗系统，其特征在于，喷淋装置包括与供给液管路连接的喷淋管(501)和转动连接在喷淋管末端的喷淋头(502)。

3.根据权利要求1所述的CIP清洗系统，其特征在于，所述第一喷淋装置的喷淋管水平转动安装在主管路末端。

4.根据权利要求3所述的CIP清洗系统，其特征在于，所述第一喷淋装置的喷淋管上，设有螺旋状分布的出水孔(513)。

5.根据权利要求2所述的CIP清洗系统，其特征在于，喷淋头为圆球形结构，其表面开设有长条状的旋转喷射口(504)。

6.根据权利要求1所述的CIP清洗系统，其特征在于，所述喷淋装置上安装有驱动电机(503)。

7.根据权利要求1所述的CIP清洗系统，其特征在于，分支管路与主管路连接处的管道向下弯折。

8.根据权利要求1所述的CIP清洗系统，其特征在于，所述第二喷淋装置包括在罐体内壁对称设置的两组。

9.一种安装有如权利要求1-8任一项所述的CIP清洗系统的发酵罐，其特征在于，包括罐体(6)、驱动装置(7)、搅拌装置(8)以及权利要求1-5任一项所述的CIP清洗系统，所述驱动装置安装在罐体顶部，搅拌装置安装在罐体内，并通过传动中轴(71)与驱动装置连接，其包括沿传动中轴设置的第一搅拌桨(81)和第二搅拌桨(82)，所述第二喷淋装置位于第一搅拌桨和第二搅拌桨之间，第三喷淋装置位于第二搅拌桨下方。