PL245326B1 - Układ i sposób mycia instalacji rurociągowych w przepływie - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ mycia instalacji rurociągowych w przepływie i sposób mycia instalacji rurociągowych w przepływie stosowany w branżach wymagających zachowania wysokiej higieny, zwłaszcza w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Rozwiązania takie są powszechnie stosowane do mycia, szczególnie instalacji rurociągowych, transportujących żywność.

Znany układ stacji mycia w obiegu zamkniętym CIP (Clean in Place) urządzeń produkcyjnych, zawiera zbiorniki na ciecze myjące, wodę do płukania wstępnego i międzyoperacyjnego oraz chemiczne roztwory myjące, wyposażone w czujniki pomiaru temperatury i poziomu cieczy myjących, pompę i rurociągi zasilające, zawory odcinające wlotowe i wylotowe oraz linię powrotną roztworów myjących i popłuczyn wyposażoną w mierniki w postaci pH-metru i konduktometru, które służą do sterowania tym procesem.

Konstrukcja układu czyszczącego w układzie zamkniętym została przedstawiona w publikacji Journal of Cleaner Production 297 (2021) 126484. Opisany tam układ przeznaczony był do mycia płytowego wymiennika ciepła zanieczyszczonego osadem mlekowym.

W polskim patencie PL226306 jest opisany układ instalacji do mycia w obiegu zamkniętym zawierający zbiorniki na ciecze myjące w postaci wody do płukania wstępnego i międzyoperacyjnego oraz chemiczne roztwory myjące, wyposażony w czujniki pomiaru temperatury i poziomu cieczy myjących, pompę i rurociągi zasilające, zawory odcinające wlotowe i wylotowe oraz rurociągi zawracające roztwory myjące wyposażone dodatkowo w miernik mętności (nefelometr), który służy do sterowania procesem.

W układzie mycia w obiegu zamkniętym, proces mycia realizowany jest w sposób zautomatyzowany na skutek turbulentnego przepływu wodnych roztworów myjących przez zamknięte ciągi produkcyjne, bez konieczności ich demontażu. O efekcie mycia decydują tzw. czynniki mycia, tj. temperatura cieczy myjących, rodzaj substancji aktywnej zawartej w środkach myjących i ich stężenia, warunki przepływu oraz czas trwania procesu. Przy czym rzeczywiste usuwanie cząstek zanieczyszczeń z powierzchni i ich transport do płynu czyszczącego są zdominowane przez transport dyfuzyjny lub konwekcyjny. W tym zakresie warunki mechaniczne, wyrażane siłami ścinającymi tworzącymi się na granicy styku mytej powierzchni z wodą lub roztworem myjącym, determinują efekt mycia, zapewniając zrywanie cząsteczek osadu z mytych powierzchni, ich rozproszenie w całej objętości płynu oraz przetransportowanie i usunięcie poza instalację.

Rozwiązania znane ze stanu techniki, wykorzystujące mechaniczne oddziaływania roztworu myjącego podczas przepływu przez mytą instalację, nie zawsze są wystarczające do usunięcia zanieczyszczeń poprodukcyjnych z ich powierzchni, co prowadzi do pozostawania zanieczyszczeń na ich ściankach i w konsekwencji może prowadzić do utraty bezpieczeństwa żywności. Do tej pory te niewystarczające oddziaływania mechaniczne rekompensowano wydłużeniem czasu mycia i wzmocnieniem oddziaływań chemicznych poprzez stosowanie wyższej temperatury i stężenia roztworu.

W związku z powyższym zdecydowano opracować nowy wynalazek niwelujący niedogodności rozwiązań istniejących w stanie techniki. Twórcy postawili sobie za cel opracowanie sposobu mycia w przepływie w obiegu zamkniętym i opracowanie układu mycia w przepływie umożliwiającego realizowanie mycia tym sposobem, powodując wzmocnienie mechanicznych oddziaływań w procesie mycia w przepływie i poprawę efektu mycia.

Według wynalazku, układ mycia instalacji rurociągowych w przepływie, zawierający zbiorniki na wodę i chemiczne środki myjące, zbiorniki na koncentraty środków myjących, które połączone są ze sobą przewodami rurowymi doprowadzającymi mieszaninę środków myjących do mytej instalacji rurociągowej, przewodami rurowymi doprowadzającymi wodę do zbiorników, przewodami rurowymi zawracającymi środki myjące do zbiorników, przy czym w układzie rozmieszczone są zawory odcinające, pompy zasilające dozujące koncentraty środków myjących chemicznych do zbiorników i roztwory środków myjących do układu mycia do mytej instalacji rurociągowej, która połączona jest z przewodem rurowym doprowadzającym środki myjące do mytej instalacji rurociągowej oraz zawiera układ pomiarowy umożliwiający sterowanie procesem, charakteryzuje się tym, że na przewodzie rurowym doprowadzającym mieszaninę środków myjących do mytej instalacji rurociągowej, przed mytą instalacją rurociągową, umieszczony jest układ barbotażowy, do którego dołączony jest układ sprężonego powietrza doprowadzający sprężone powietrze.

Korzystnie, gdy układ barbotażowy zawiera zawór do regulowania przepływu powietrza, który z jednej strony jest połączony z układem sprężonego powietrza doprowadzającym sprężone powietrze, a z drugiej strony jest połączony, poprzez czujnik ciśnienia, czujnik pomiaru natężenia przepływu sprężonego powietrza i zawór doprowadzający powietrze, z co najmniej jednym dyfuzorem zawierającym perforowany element dyfuzora, umieszczonym za zaworem odcinającym na przewodzie rurowym doprowadzającym roztwór myjący na mytą instalację rurociągową.

Korzystnie, gdy układ barbotażowy posiada dodatkowe elementy w postaci przyłącza sprężonego powietrza i przyłącza rozłącznego dyfuzora.

Korzystnie, gdy dyfuzor zawiera kanał doprowadzający powietrze, zakończony gwintowaną głowicą dociskającą element dyfuzora z perforowanymi elementami umieszczony w gnieździe.

Korzystnie, gdy perforowane elementy mają średnicę w zakresie od 0,2 mm do 1,0 mm, przy czym całkowite pole perforacji na perforowanym elemencie jest mniejsze od pola przekroju kanału doprowadzającego powietrze, przy czym korzystnie perforowane elementy są wymienne.

Korzystnie, gdy perforowany element dyfuzora wykonany jest z materiałów odpornych na ciecze agresywne, korzystnie wykonany jest z teflonu, lub z POM-u, lub ze stali nierdzewnej, przy czym dyfuzor jest umieszczony w układzie barbotażowym na stałe lub jest demontowalny.

Korzystnie, gdy układ barbotażowy połączony jest z komputerem stanowiącym centralną jednostkę monitorująco-sterującą.

Inny wynalazek ujawnia sposób mycia instalacji rurociągowych w przepływie, przeprowadzany w układzie mycia instalacji rurociągowych w przepływie określonym w zastrz. 1, polegający na tym, że otwiera się zawory i uruchamia się pompy, doprowadza się strumień roztworów myjących zawierający środki myjące do mytych instalacji rurociągowych, charakteryzuje się tym, że z układu sprężonego powietrza doprowadza się strumień sprężonego powietrza, poprzez dyfuzor układu barbotażowego, do przepływającego przez mytą instalację rurociągową strumienia środka myjącego, czym wywołuje się efekt barbotażu w przepływających roztworach myjących.

Korzystnie, gdy przepływ sprężonego powietrza reguluje się przepustowością perforowanych elementów, przy czym strumień sprężonego powietrza z układu sprężonego powietrza podaje się ciągle lub periodycznie.

Korzystnie, gdy na dyfuzor wprowadza się sprężone powietrze, które po przejściu przez perforowane elementy kieruje się w postaci pęcherzyków powietrza do przepływającego roztworu środka myjącego.

Korzystnie, gdy przez mytą instalację rurociągową przepuszcza się strumień roztworu środka myjącego w postaci mieszaniny dwufazowej ciecz-gaz.

Korzystny skutek według wynalazku polega na tym, że wprowadzone do układu mycia pęcherzyki powietrza przez cały czas mycia wzmacniają mechaniczne oddziaływania płynu na zanieczyszczenia zalegające na powierzchniach instalacji rurociągowych poddawanych myciu, co wynika z wewnętrznej cyrkulacji powietrza w pęcherzyku oraz stanu jego powierzchni. Zapewnia to lepsze zwilżanie warstwy zanieczyszczenia oraz ułatwia jego mechaniczne zrywanie z mytych powierzchni, rozproszenie w całej objętości płynu, przetransportowanie i wyprowadzenie poza mytą instalację.

Dzięki opracowanemu nowemu układowi mycia instalacji rurociągowych w przepływie zgodnym z wynalazkiem poprawiono parametry mycia ograniczając czas mycia i oddziaływania chemiczne w postaci wyższej temperatury i stężenie roztworu myjącego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym schematycznie przedstawiono:

Fig. 1 układ mycia instalacji rurociągowych w przepływie

Fig. 2 układ pomiarowy układu mycia instalacji rurociągowych w przepływie

Fig. 3 boczny widok przyłącza dyfuzora w półwidoku-półprzekroju

Fig. 4 przyłącza dyfuzora w powiększeniu względem ujawnienia na Fig. 3

Fig. 5 element dyfuzora (krążek)

Fig. 6 elementy dyfuzora w różnych odmianach wykonania

Fig. 7. zobrazowanie tworzących się pęcherzyków powietrza, przy zastosowaniu różnych elementów dyfuzora o zróżnicowanych wielkościach otworów elementu dyfuzora

Fig. 8 zobrazowanie wyników badań stopnia wymycia osadu w mytym rurociągu przy zastosowaniu elementu dyfuzora o różnych średnicach (Litery: a, b c, d oznaczają istotne różnice statystyczne (test Tukeya, a < 0,05); (statystyki Fishera-Snedecora dla Fkr (0,5; 3; 3)).

Układ mycia instalacji rurociągowych w przepływie bazuje na standardowym układzie mycia w przepływie znanym ogólnie jako stacja „Clean in Place” (CIP). Układ składa się ze zbiorników na wodę 1, zbiorników na chemiczne roztwory myjące 1’, 1” oraz zbiorników na koncentraty 2 środków myjących, połączonych przewodami rurowymi 3, 4 i 5 wyposażonymi w zawory 6 doprowadzające wodę i zawory 7 doprowadzające skoncentrowane środki myjące do zbiorników stacji CIP oraz zawory otwierające 8 układ mycia, zawory zawracające 9 środki myjące po myciu i wyprowadzające roztwory środków myjących poza układ mycia 10, do kanału zlewowego 11, tworzy tzw. tor mycia w przepływie. Koncentraty środków myjących przepompowywane są za pomocą pomp 12 do zbiorników układu mycia, w których przygotowywane są robocze roztwory myjące, a te następnie są przepompowywane za pomocą pompy 13 i transportowane rurociągami linii zasilającej 3 do mytego obiektu 14 (instalacji rurociągowej). Linia zasilająca 3, doprowadzająca ciecze myjące ze zbiorników stacji mycia do mytego obiektu 14 (instalacji rurociągowej), zawory 8, oprócz czujników mierzących pH 15 i czujników konduktacji 16, ewentualnie czujników optycznych - nefelometr 17 mierzących mętność cieczy myjących, doposażona jest w układ do napowietrzania, korzystnie układ barbotażowy 18 przepływowy, składający się z przyłącza barbotażowego - dyfuzora 19, układu sprężonego powietrza 20 oraz układu pomiarowego umożliwiając ego sterowanie procesem wraz z zaworem 21 doprowadzającym powietrze do układu.

Układ pomiarowy według wynalazku stanowią czujnik 22 pomiaru natężenia przepływu powietrza, zawór 23 regulujący napływ powietrza oraz czujnik 24 ciśnienia. Zastosowanie dodatkowych złączy w postaci gniazda szybkozłączki 25 i przyłącza gwintowego 26 umożliwia odpowiednio przyłączenie sprężonego powietrza poprzez szybkozłączkę 25 i rozłączenie układu pomiarowego od przyłącza barbotażowego przyłączem gwintowanym 26.

Dyfuzor 19 przyłącza barbotażowego, według wynalazku, jest wykonany z materiałów odpornych na ciecze agresywne oraz zamontowany od dołu rurociągu tak, aby nie dopuścić do zalania układu przepływającymi cieczami myjącymi. Powietrze doprowadzone do układu jest sprężane z układu sprężonego powietrza 20 wytwarzanego przez sprężarkę. Układ zgodnie z jedną realizacją wynalazku jest wyposażony w jeden dyfuzor zamontowany na rurociągu poziomym 3 jak najbliżej miejsca wymagającego wzmocnionych oddziaływań w czasie mycia. W tym przykładzie wykonania dyfuzor znajduje się w odległości ok. 10 cm od mytego obiektu 14 (insta lacji rurociągowej). Dyfuzor 19 przyłącza barbotażowego w tej postaci realizacji stanowi element demontowalny-mobilny instalacji. W innym przykładzie wykonania dyfuzor 19 jest elementem stałym. W innych przykładach wykonania w układzie może być zastosowanych więcej niż jeden dyfuzor, które również są zamontowane na rurociągu poziomym 3. Intensywność barbotażu regulowana jest natężeniem przepływu powietrza przez układ oraz przepustowością elementu dyfuzora 27. Element dyfuzora 27 stanowi krążek wykonany z materiałów odpornych na ciecze agresywne. W jednym przykładzie realizacji zastosowano krążek wykonany z POM. W innych realizacjach układu krążek wykonany jest z teflonu, a w jeszcze innych ze stali nierdzewnej. W zależności od rodzaju mytej powierzchni stosu je się określoną liczbę otworów w krążku. Celem uzyskania efektu barbotażu (perlenia), korzystnym dla omawianego rozwiązania jest stosowanie średnicy otworów w granicach 0,2 + 1,0 mm. Przy czym najlepszy efekt uzyskiwany jest dla otworów o małych średnicach. W jednej postaci realizacji badań na instalacji mycia w układzie CIP zastosowano krążki z otworami o średnicy 0,2. W innym przypadku zastosowano krążki z otworami o średnicy 0,5. W kolejnym przykładzie realizacji użyto krążków z otworami o średnicy 1,0 mm. Ponadto, korzystnym jest aby całkowita powierzchnia otworów na krążku dyfuzora nie była większa od pola przekroju kanału doprowadzającego powietrze 28, co jednocześnie określa ilość otworów na roboczym elemencie dyfuzora w postaci krążka 27. D yfuzor 19 przyłącza barbotażowego jest demontowalny i składa się z gniazda 29 dyfuzora i głowicy dociskającej 30 krążek 27 dyfuzora. Natomiast krążek 27 dyfuzora wraz z uszcz elką 31 jest elementem wymiennym. Całość stanowi szczelny układ wodno-powietrzny. Wszystkie urządzenia kontrolno-pomiarowe układu barbotażowego mogą być podłączone do karty pomiarowej 32 zintegrowanej z kontrolerem programów mycia i komputerem 33, jako centralną jednostką monitorująco sterującą lub stanowić odrębny układ sterowania.

Podczas realizacji procesu mycia urządzenia w przepływie, układ barbotażowy, zamontowany na rurociągu możliwie blisko napływu cieczy myjących do mytego urządzenia, uruchamiany jest w pierwszej kolejności przez otwarcie zaworu, umożliwiającego przepływ powietr za przez przyłącze barbotażowe. W kolejnym kroku otwierane są zawory wprowadzające ciecze myjące w obieg mycia. Dla powyższego zastosowania, korzystnie jest stosować pojedyncze gniazdo przyłącza barbotażowego. Korzystnie jest stosować wiele gniazd przyłączy barbotażowych w zależności od długości rurociągu oraz ilości występujących w nim kolanek, trójników, przewężeń innych elementów wpływających na warunki przepływu. Układ barbotażowy, uruchamiany w trakcie procesu mycia,

PL 245326 Β1 może działać w sposób ciągły lub periodyczny, poprzez sterowanie zaworem, powodując napowietrzanie cieczy myjącej, wzmacniając przepływ turbulentny a tym samym mechaniczne odrywanie zanieczyszczeń od powierzchni. Czas trwania mycia wzmocnionego o oddziaływania barbotażu powinien być indywidualnie określony dla każdego urządzenia (toru mycia). Barbotaż kontrolowany jest przez pomiar natężenia przepływu powietrza i ciśnienia. Urządzenia kontrolno-pomiarowe zintegrowane są z układem sterowania umożliwiającym automatyczne sterowanie parametrami przepływu, poprzez otwarcie/zamknięcie zaworu. Zawory, przy centralnym sterowaniu, są wyposażane w układ umożliwiający automatyczną, zdalną kontrolę, sygnalizację położenia i samoczynne zabezpieczenia obiegów myjących. Korzystnie jest aby kończąc procedurę mycia, przed dezynfekcją, w pierwszej kolejności odcinano dopływ cieczy myjących a dopiero w kolejnym kroku dopływ powietrza. Taka kolejność pozwoli wyprowadzić część wody z instalacji i osuszyć powierzchnie przed etapem dezynfekcji, dzięki czemu zapobiega się rozcieńczaniu roztworów.

Przykład realizacji układu mycia instalacji rurociągowych w przepływie, przedstawiono na Fig. 1. Układ składa się ze standardowego układu mycia instalacji mycia w układzie CIP, który rozbudowano o układ barbotażowy 18 przepływowy, odpowiedzialny za wywołanie zjawiska barbotażu w czasie realizacji procedury CIP. Zgodnie z przykładem wykonania, układ przepływowy roztworów myjących zasilany jest pompą wirową GUM 13 sterowaną za pomocą falownika, natomiast układ przepływowy powietrza za pomocą układu sprężonego powietrza 20 w postaci sprężarki. Jak przedstawiono na Fig. 1 układ barbotażowy 18 umieszczony jest przed mytą instalacją rurociągową 14 na przewodzie rurowym 3 doprowadzającym mieszaninę środków myjących do mytej instalacji rurociągowej 14. Układ barbotażowy 18 zawiera zawór 23 do regulowania przepływu powietrza, który z jednej strony połączony z układem sprężonego powietrza 20 doprowadzającym sprężone powietrze, a z drugiej strony jest połączony, poprzez czujnik ciśnienia 24, czujnik 22 pomiaru natężenia przepływu sprężonego powietrza i zawór doprowadzający 21 powietrze, z jednym dyfuzorem 19, umieszczonym za zaworem odcinającym 8 na przewodzie rurowym 3 doprowadzającym roztwór myjący na mytą instalację rurociągową 14. W przykładowej realizacji układ barbotażowy 18 posiada dodatkowe elementy w postaci przyłącza sprężonego powietrza 25 i przyłącza rozłącznego 26 dyfuzora 19, który zawiera kanał doprowadzający 28 powietrze, na którym osadzona jest gwintowana głowica 30 dociskająca element dyfuzora, na której umieszczone jest gniazdo 29 dyfuzora z perforowanymi elementami 27 w postaci krążka.

W różnych przykładach realizacji perforowane elementy 27 mają średnicę w zakresie od 0,2 mm do 1,0 mm, przy czym całkowite pole perforacji na perforowanym elemencie 27 jest mniejsze od pola przekroju kanału 28 doprowadzającego powietrze, przy czym perforowane elementy 27 są wymienne.

Aby ustalić optymalny wybór krążków perforowanych elementów dyfuzora przeprowadzono badania, które z perforowanych elementów są najkorzystniejsze do zastosowania w omawianym wynalazku. Do badań wykorzystano pięć odmiennych elementów dyfuzora krążków 27 różniących się między sobą wielkością i ilością otworów. Zobrazowanie krążków przedstawiono na Fig. 5. W badaniu rozpatrywano, od lewej, elementy dyfuzora od średnicy 0,2 mm, następnie 0,3 mm, po czym 0,5 mm, następnie 0,7 mm i ostatni który podlegał badaniu miał otwory o średnicy 1,0 mm.

Poniżej w tabeli 1 przedstawiono zestawienie, perforowanych krążków i ich parametrów perforacji Charakterystyka elementów dyfuzora 27 wykorzystanych do przeprowadzenia badań.

Średnica otworu [mm]	Ilość otworów	Powierzchnia otworów [mm2]
0,2	233	7,316
0,3	41	2,897
0,5	37	7,261
0,7	33	14,572
1,0	33	25,905

PL 245326 Β1

Przeprowadzone badania polegały na obserwacji tworzących się pęcherzyków powietrza w kanale testowym (poza instalacją mycia w układzie CIP). Wyniki przedstawiono na Fig. 6.

Dla każdego z badanych elementów dyfuzora 27 uzyskano efekt barbotażu, przy czym dla elementów o średnicy otworów od 0,2 mm do 0,5 mm uzyskano drobne pęcherzyki, które nie ulegały koalescencji (przepływ pęcherzykowy). Natomiast dla elementów o średnicy otworów powyżej 0,7 mm koalescencja była obserwowana (przepływ spieniony i korkowy).

Na podstawie badań potwierdzających skuteczność realizacji sposobu, spośród pięciu elementów dyfuzora 27 do badań w przepływie wybrano trzy (zaznaczone ramką na Fig. 6), które wraz z uszczelką 31 montowano w gniazdo dyfuzora 27 i dociskano gwintowaną głowicą 30 poprzez dokręcenie. Badania na instalacji mycia w układzie CIP przeprowadzono dla płytek o średnicy otworów 0,2 mm i 0,5 mm i 1,0 mm - dla których uzyskano różny efekt barbotażu.

Istotne w tego rodzaju rozwiązaniach jest to, że element dyfuzora 27 jest odporny na ciecze agresywne. W jednej postaci wykonania element dyfuzora 27 wykonany jest z teflonu. W innym przykładzie wykonania element dyfuzora 27 wykonany jest z POM, a w jeszcze innym wykonany jest ze stali nierdzewnej.

W jednej postaci realizacji dyfuzor 19 jest umieszczony w układzie barbotażowym 18 na stałe, zaś istnieją również warianty wykonania, w których dyfuzor 19 jest demontowalny.

Sposób mycia instalacji rurociągowych w przepływie, przeprowadzany w układzie mycia instalacji rurociągowych w przepływie w obiegu zamkniętym z barbotażem realizowano dla trzech różnych elementów dyfuzora 27 i trzech różnych natężeń przepływu powietrza. W tabeli 2 zaprezentowano programy mycia instalacji rurociągowej. Uzyskane wyniki odniesiono do mycia kontrolnego - bez barbotażu (standardowa procedura mycia w CIP).

Tab. 1. Programy mycia zastosowane w programie badań

Cykl badań	Średnica otworów na elemencie dyfuzora [mm]	Natężenie przepływu powietrza [l/min]
1.	0,2	30
2.	60
3.	90
4.	0,5	30
5.	60
6.	90
7.	1,0	30
8.	60
9.		90
10.	brak elementu dyfuzora	-

Wszystkie cykle badań przeprowadzono w temperaturze 20°C, w czasie 12 minut z prędkością przepływu cieczy myjącej (wody) ok. ~1,5 m/s. Dla każdego cyklu przeprowadzono cztery powtórzenia. Uzyskane wyniki uśredniono i zestawiono na wykresach w postaci efektywności mycia w poszczególnych warunkach programu mycia. Analiza statystyczna wyników obejmowała jednoczynnikową analizę wariacji (ANOVA). Dla uzyskanych wyników wyznaczono odchylenia standardowe rozrzutu względem uzyskanych średnich. Dla sprawdzenia istotności wpływu średnicy otworów na płytce dyfuzora oraz natężenia przepływu powietrza na efektywność wymywania osadu, w programie Statistica 13, przeprowadzono test Fishera-Snedecora sprawdzający hipotezę zerową HO: (μ = μθ) i alternatywną H1: (μ μθ). Przeprowadzono również test wielokrotnych porównań post hoc HSD Tukeya, na poziomie istotności a = 0,05.

Sposób rozpoczęto od uruchomienia programu mycia polegającym na włączeniu sprężarki 20 powietrza, otwarciu zaworu 21 doprowadzającego powietrze do układu barbotażowego, ustaleniu natężenia napływu powietrza do układu barbotażowego poprzez regulowanie zaworem 23 napływu powietrza do układu z jednoczesnym pomiarem na czujniku 22 pomiaru natężenia przepływy powietrza. Następnie uruchomiono pompy zasilające 13, dozujące roztwory środków myjących na tor mycia do obiektu mytej instalacji rurociągowej 14 przy otwartym zaworze zasilającym 8.

W trakcie mycia kontrolowano:

• Natężenie przepływu powietrza - czujnik pomiaru natężenia przepływu powietrza t-mass A 150 (22);

• Średnią prędkość przepływu roztworu myjącego - czujnik prędkości przepływu cieczy MAGHPANT-DTI200 firmy Endress+Hauser;

• Temperaturę roztworu myjącego - regulator temperatury z termometrem C24/1;

• Mętność - przyrząd optyczny - nefelometr ITM-4 firmy Negele (17);

• Ciśnienie w rurociągu poddawanym myciu - czujnik ciśnienia PXWG10 firmy Peltron (24).

Ze względu na zastosowane trzy realizacje przeprowadzenia sposobu mycia korzystając z różnych elementów dyfuzora o średnicy: a - 0,2 mm, b - 0,5 mm, c -1,0 mm osiągnięto różne wyniki stopnia wymycia osadu białkowo-tłuszczowego w mytym rurociągu. Wyniki zaprezentowano na wykresach, na Fig. 8.

Wyniki wykazały, że dla dużych średnic otworów (1,0 mm) wzrost natężenia przepływu powietrza pogarsza efekt mycia a dla małych średnic otworów (0,2 mm) - wzrost natężenia przepływu powietrza poprawia efekt mycia. Zaobserwowano również, że natężenie przepływu powietrza na poziomie 60 l/min nie powodowało istotnych w poprawie efektu mycia w stosunku do natężeń 30 l/min i 90 l/min dla elementu dyfuzora o średnicy otworów 0,5 mm.

W większości przypadków efekt mycia jest poprawiony w stosunku do mycia w przepływie stacjonarnym (bez barbotażu - próba zerowa). Najlepszy efekt mycia (95,67% wymytego osadu) uzyskano dla elementu dyfuzora o średnicach otworu 0,2 mm i natężeniu przepływu powietrza 90 l/min. Prawdopodobnie również i dla tego elementu dyfuzora przy pewnym natężeniu przepływu powietrza nie będzie obserwować się już poprawy. Ten problem jest w fazie badań. Dla tego samego elementu dyfuzora uzyskano również najgorszy efekt mycia (47,70% wymytego osadu) przy natężeniu przepływu 30 l/min. Może to wskazywać na blokowanie przepływu powietrza przez tak małe otwory dyfuzora spowodowane zbyt dużymi oporami przepływu.

Lista oznaczeń:

- zbiorniki stacji mycia na wodę i chemiczne roztwory myjące;

- zbiorniki stacji mycia na koncentraty środków myjących;

- linia zasilająca - przewody rurociągów doprowadzające ciecze myjące do mytego obiektu (tor mycia);

- linia powrotna - przewody rurociągów zawracające ciecze myjące do zbiorników stacji mycia;

- linia zasilająca - rurociągi doprowadzające wodę do zbiorników stacji mycia;

- zawory odcinające (zasilające), wprowadzające wodę do zbiorników stacji mycia;

- zawory odcinające (zasilające), wprowadzające stężone chemiczne środki do zbiorni- ków stacji mycia;

- zawory odcinające (zasilające), wyprowadzające ciecze myjące ze zbiorników stacji mycia na tor mycia do mytego obiektu;

- zawory odcinające (wlotowe), zawracające ciecze myjące z toru mycia do zbiorników stacji mycia;

- zawory odcinające (zlewowe), wyprowadzające ciecze myjące ze stacji mycia do kanału zlewowego;

- kanał zlewowy;

- pompa zasilająca dozująca stężone chemiczne środki do zbiorników stacji mycia;

- pompa zasilająca dozująca roztwory środków myjących na tor mycia do mytego obiektu;

- obiekt poddawany myciu;

- pH-metr;

- konduktometr;

- przyrząd optyczny - nefelometr;

- barbotażowy układ przepływowy;

- dyfuzor (przyłącze barbotażowe);

- układ sprężonego powietrza (sprężarka);

- zawór doprowadzający powietrze do układu barbotażowego;

- czujnik pomiaru natężenia przepływu powietrza;

- zawór regulujący napływ powietrza;

- czujnik ciśnienia;

- gniazdo szybkozłączki;

- przyłącze gwintowe;

- perforowany element dyfuzora (krążek);

- kanał doprowadzający powietrze na element dyfuzora;

- gniazdo dyfuzora;

- gwintowana głowica dociskająca element dyfuzora;

- uszczelka;

- karta pomiarowa;

- stacja monitorująco-sterująca.

Claims (13)

1. Układ mycia instalacji rurociągowych w przepływie, zawierający zbiorniki na wodę i chemiczne środki myjące, zbiorniki na koncentraty środków myjących, które połączone są ze sobą przewodami rurowymi doprowadzającymi mieszaninę środków myjących do mytej instalacji rurociągowej, przewodami rurowymi doprowadzającymi wodę do zbiorników, przewodami rurowymi zawracającymi środki myjące do zbiorników, przy czym w układzie rozmieszczone są zawory odcinające, pompy zasilające dozujące koncentraty środków myjących chemicznych do zbiorników i roztwory środków myjących do układu mycia do mytej instalacji rurociągowej, która połączona jest z przewodem rurowym doprowadzającym środki myjące do mytej instalacji rurociągowej, oraz zawiera układ pomiarowy umożliwiający sterowanie procesem, znamienny tym, że na przewodzie rurowym (3) doprowadzającym mieszaninę środków myjących do mytej instalacji rurociągowej (14), przed mytą instalacją rurociągową (14), umieszczony jest układ barbotażowy (18), do którego dołączony jest układ sprężonego powietrza (20) doprowadzający sprężone powietrze.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że układ barbotażowy (18) zawiera zawór do regulowania (23) przepływu powietrza, który z jednej strony połączony z układem sprężonego powietrza (20) doprowadzającym sprężone powietrze, a z drugiej strony jest połączony, poprzez czujnik ciśnienia (24), czujnik pomiaru natężenia przepływu (22) sprężonego powietrza i zawór doprowadzający (21) powietrze, z co najmniej jednym dyfuzorem (19) zawierającym perforowany element (27) dyfuzora, umieszczonym za zaworem odcinającym (8) na przewodzie rurowym (3) doprowadzającym roztwór myjący na mytą instalację rurociągową (14).

3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że układ barbotażowy (18) posiada dodatkowe elementy w postaci przyłącza sprężonego powietrza (25) i przyłącza rozłącznego (26) dyfuzora (19).

4. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że dyfuzor (19) zawiera kanał doprowadzający (28) powietrze, zakończony gwintowaną głowicą (30) dociskająca element dyfuzora, z perforowanymi elementami (27) umieszczonymi w gnieździe (29) dyfuzora.

5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że perforowane elementy (27), korzystnie mają średnicę w zakresie od 0,2 mm do 1,0 mm, przy czym całkowite pole perforacji na perforowanym elemencie (27) jest mniejsze od pola przekroju kanału doprowadzającego (28) powietrze.

6. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że perforowane elementy (27) są wymienne.

7. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że perforowany element dyfuzora (27) wykonany jest z materiałów odpornych na ciecze agresywne, korzystnie wykonany jest z teflonu, POM, stali nierdzewnej.

8. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że dyfuzor (19) jest umieszczony w układzie barbotażowym (18) na stałe lub jest demontowalny.

9. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że układ barbotażowy (18) połączony jest z komputerem (33) stanowiącym centralną jednostkę monitorująco-sterującą.

10. Sposób mycia instalacji rurociągowych w przepływie, przeprowadzany w układzie mycia instalacji rurociągowych w przepływie określonym w zastrz. 1, polegający na tym, że otwiera się zawory i uruchamia się pompy, doprowadza się strumień roztworów myjących zawierający środki myjące do mytych instalacji rurociągowych, znamienny tym, że z układu sprężonego powietrza (20) doprowadza się strumień sprężonego powietrza, poprzez dyfuzor (19) układu barbotażowego (18), do przepływającego przez mytą instalację rurociągową (14) strumienia środka myjącego, czym wywołuje się efekt barbotażu w przepływających roztworach myjących.

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że przepływ sprężonego powietrza reguluje się przepustowością perforowanych elementów (27), przy czym strumień sprężonego powietrza z układu sprężonego powietrza (20) podaje się ciągle lub periodycznie.

12. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że na dyfuzor (19) wprowadza się sprężone powietrze, które po przejściu przez perforowane elementy (27) kieruje się w postaci pęcherzyków powietrza do przepływającego roztworu środka myjącego.

13. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że przez mytą instalację rurociągową (14) przepuszcza się strumień roztworu środka myjącego w postaci mieszaniny dwufazowej ciecz-gaz.