《一種乳製品生產線 CIP 中控系統冷消毒方法》是四川新華西乳業有限公司於2015年8月10日申請的專利，該專利申請號為2015104874362，公布號為CN104971373A，公布日為2015年10月14日，發明人是王俊峰、楊兵、袁強、楊仁偉、鐵紅林、劉丹。
《一種乳製品生產線 CIP 中控系統冷消毒方法》用於收乳管線、乳槽車、原料貯罐和均質機器的冷消毒處理，包括以下步驟：（1）開啟CIP中控系統對生產線路進行原始清洗，（2）將CIP中控系統中的酸洗罐中的酸液排空，並輸入冷消毒液；（3）通過CIP中控系統調整酸洗溫度至常溫，設定酸洗流程時間為8～15分鐘；開啟CIP中控系統進行單獨的酸洗工藝。（4）步驟3的酸洗結束後，用水沖洗3~5分鐘；（5）排空酸洗罐中的冷消毒液，沖洗乾淨，然後將步驟2中排出的酸液輸送回酸洗罐中。該發明的中控系統冷消毒方法實現了自動化的冷消毒，消毒過程等待時間和消毒時間都大大的減少，提高了生產過程中CIP消毒的效率。
2021年11月，《一種乳製品生產線 CIP 中控系統冷消毒方法》獲得2020年度四川專利獎二等獎。
（概述圖為《一種乳製品生產線 CIP 中控系統冷消毒方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種乳製品生產線 CIP 中控系統冷消毒方法
- 公布號：CN104971373A
- 公布日：2015年10月14日
- 申請號：2015104874362
- 申請日：2015年8月10日
- 申請人：四川新華西乳業有限公司
- 地址：四川省成都市錦江區工業開發區金石路316號
- 發明人：王俊峰、楊兵、袁強、楊仁偉、鐵紅林、劉丹
- 專利代理機構：四川力久律師事務所
- 代理人：王芸、劉雪蓮
- Int.Cl.：A61L2/18(2006.01)I、B08B3/04(2006.01)I、A61L101/36(2006.01)N、A61L101/20(2006.01)N、A61L101/02(2006.01)N
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
原位清洗（Clean in Pleace，簡稱CIP）是在不拆卸設備或零部件的情況下，用一定溫度和濃度的清洗液對設備連續地加以強有力的沖洗作用，使設備內部與食物接觸的表面清洗乾淨，並殺菌消毒的方法。
2015年8月之前的技術一般認為採用高溫消毒的方法較好，因為各種乳製品生產線中帶溫操作的管線較多，相應的可能出現的細菌污染多具有一定的耐熱能力，只有在強力的高溫作用下才能夠實現細菌的有效殺死。但是，對於某些型號的乳製品生產設備，其裝配精度高，材質選擇時要求極端，導致這些設備並不能很好的耐受高溫清洗液的應力破壞作用，不得不採用低溫消毒或化學消毒的方法進行處理。
2015年8月之前的技術中設備生產廠商對於乳製品生產線的CIP清潔消毒過程研究多為高溫清洗液原位清洗處理，缺少關於低溫或化學消毒處理的方法，難以滿足低溫/常溫消毒工藝的需求。
為此，原料乳淨乳車間的冷消毒一直採用手動更改正常CIP操作流程，通過人工控制消毒時間和溫度的方式進行，在CIP清洗完成後，由專用的消毒液儲罐泵送消毒液進行設備的消毒處理。這導致了消毒過程和CIP清洗工藝的協同性極差的缺陷，消毒效果不穩定，而且人工手動控制CIP系統存在時間長、效率低等問題。
發明內容
專利目的
《一種乳製品生產線 CIP 中控系統冷消毒方法》的目的在於克服2015年8月之前的技術中所存在的上述不足，提供一種自動化的CIP消毒處理方法。
技術方案
《一種乳製品生產線 CIP 中控系統冷消毒方法》用於收乳管線、乳槽車、原料貯罐、均質機器等設備的冷消毒處理，包括以下步驟：
（1）開啟CIP中控系統對生產線路進行原始清洗：
101.CIP中控系統控制水沖洗3～5分鐘。
102.用75～80℃熱鹼性洗滌劑循環10～15分鐘，優選採用氫氧化鈉溶液經過加熱後作為熱鹼溶劑，氫氧化鈉溶液的濃度為0.8％～1.2％。氫氧化鈉濃度採用質量分數表示。優選的，熱鹼性洗滌劑是77~80℃的1.0%的氫氧化鈉溶液。
103.熱鹼性洗滌劑循環完成後，用水沖洗3～5分鐘。
104.用65～70℃的酸液循環10～15分鐘，優選採用硝酸溶液作為酸液進行沖洗，所述硝酸溶液的濃度為0.7％～1.1％。硝酸濃度採用質量分數表示。
105.酸液循環完成後，用水沖洗3～5分鐘。優選採用溫度為40～99℃的水沖洗，更優選採用80～95℃熱水沖洗。
（2）將CIP中控系統中的酸洗罐中的酸液排空，並輸入冷消毒液。優選的，所述冷消毒液是過氧乙酸溶液，其濃度為300~800ppm，優選400~600ppm，最好是500ppm的過氧乙酸溶液。
（3）通過CIP中控系統調整酸洗溫度至常溫。優選的，所述常溫是指車間溫度，不進行額外的冷卻或加熱處理，一般常溫控制在10~30℃，最好是15~25℃。同時，設定酸洗流程時間為8～15分鐘。開啟CIP中控系統進行單獨的酸洗工藝。
（4）步驟3的酸洗結束後，用水沖洗3~5分鐘。優選水溫40～80℃。
（5）排空酸洗罐中的冷消毒液，沖洗乾淨，然後將步驟2中排出的酸液輸送回酸洗罐中。優選的，還包括一個酸儲罐，酸液輸送回酸洗罐後，從酸儲罐輸送適量的濃酸到酸洗罐中調整酸洗罐中酸液的濃度至0.7％～1.1％，優選0.8%~1.0%。酸儲罐中儲備濃酸溶液，用於調整酸儲罐中的酸溶液的濃度。所述酸儲罐中的濃酸是指濃度大於酸液（酸洗液）的酸溶液。
該發明的中控系統冷消毒方法結合2015年8月之前的CIP中控系統的洗液儲存設備的布局及CIP清洗套用過程，直接將酸洗的儲罐用於冷消毒液的儲備及CIP沖洗循環，由於清洗過程中由電腦控制完成，自動化程度高，冷消毒液在管線中流動的速率穩定，管線和設備的沖洗效果優良，而且自動化的沖洗過程工作時間和等待時間都大幅度的縮短。
進一步，步驟（2）中將酸洗罐中的酸液轉移到一個空閒罐中儲備，在步驟（5）中再將空閒罐中的酸液轉移回酸洗罐中。
進一步，在CIP系統的溶液輸出的管線上設定過濾器，所述過濾器內設有濾網。所述濾網可為孔徑0.21~0.75微米。
進一步，還包括一個鹼儲罐，鹼儲罐用於儲備調節鹼洗液的濃鹼溶液。鹼儲罐中的鹼溶液濃度大於CIP系統中鹼洗液（即上述熱鹼性洗滌劑、鹼性洗滌劑）的濃度，可以在鹼洗液濃度降低的時候進行補充調整。
進一步，在CIP系統的溶液輸出的管線上設定有換熱器，用於調整各種洗液的溫度，所述換熱器為板式換熱器。經過過濾器和換熱器處理的溶液由儲罐中的溫度上升到適宜的溫度範圍，以極少甚至沒有固體雜質的狀態對設備實現商效率的沖洗，大大的提高了CIP系統沖洗/冷消毒的效率。
進一步，CIP系統控制換熱器上管線中液體的流量及換熱器溶液出口溫度。CIP系統根據過濾器後端的壓力和換熱器後端的溫度感測器控制沖洗溶液的流量/流速，保證溶液在管線中保持穩定的湍流狀態，使沖洗用的溶液中的能量適宜，沖洗效果優良。CIP沖洗過程中對於設備和管路內壁上的雜質去除，主要是由沖洗溶液的化學能、熱能和機械能共同作用下實現的，通過換熱器和管線中流量的精確監控很好的保障了沖洗的效率，避免了不必要的多餘能量消耗。
改善效果
1.《一種乳製品生產線 CIP 中控系統冷消毒方法》的中控系統冷消毒方法實現了自動化的冷消毒，消毒過程等待時間和消毒時間都大大的減少，提高了生產過程中CIP消毒的效率。
2.該發明的中控系統冷消毒方法具有處理過程控制精準的特點，消毒液的用量和溫度等控制精準，能夠有效的消毒殺菌。
附圖說明
圖1為冷消毒採用的CIP中控系統的結構示意圖。
權利要求
1.《一種乳製品生產線 CIP 中控系統冷消毒方法》用於收乳管線、乳槽車、原料貯罐和均質機器的冷消毒處理，包括以下步驟：
（1） 開啟CIP中控系統對生產線路進行原始清洗：
101.CIP中控系統控制水沖洗3～5分鐘；
102.用75～80℃熱鹼性洗滌劑循環10～15分鐘，採用氫氧化鈉溶液經過加熱後作為熱鹼溶劑，氫氧化鈉溶液的濃度為0.8％～1.2％；
103.熱鹼性洗滌劑循環完成後，用水沖洗3～5分鐘；
104.用65～70℃的酸液循環10～15分鐘；採用硝酸溶液作為酸液進行沖洗，所述硝酸溶液的濃度為0.7％～1.1％；
105.酸液循環完成後，用水沖洗3～5分鐘；
（2） 將CIP中控系統中的酸洗罐中的酸液排空，並輸入冷消毒液；所述冷消毒液是過氧乙酸溶液，其濃度為300~800ppm；
（3） 通過CIP中控系統調整酸洗溫度至常溫，所述常溫是指車間溫度，不進行額外的冷卻或加熱處理；同時，設定酸洗流程時間為8～15分鐘；開啟CIP中控系統進行單獨的酸洗工藝；
（4） 步驟（3）的酸洗結束後，用水沖洗3~5分鐘，水溫40～80℃；
（5） 排空酸洗罐中的冷消毒液，沖洗乾淨，然後將步驟（2）中排出的酸液輸送回酸洗罐中。
2.如權利要求1所述的乳製品生產線CIP中控系統冷消毒方法，其特徵在於，還包括一個酸儲罐，酸液輸送回酸洗罐後，從酸儲罐輸送適量的濃酸到酸洗罐中調整酸洗罐中酸液的濃度至0.8％～1.0％。
3.如權利要求1所述的乳製品生產線CIP中控系統冷消毒方法，其特徵在於，步驟（2）中將酸洗罐中的酸液轉移到一個空閒罐中儲備，在步驟（5）中再將空閒罐中的酸液轉移回酸洗罐中。
4.如權利要求1所述的乳製品生產線CIP中控系統冷消毒方法，其特徵在於，在CIP系統的溶液輸出的管線上設定過濾器，所述過濾器內設有濾網；所述濾網可為孔徑0.21~0.75微米。
5.如權利要求1所述的乳製品生產線CIP中控系統冷消毒方法，其特徵在於，還包括一個鹼儲罐，鹼儲罐用於儲備調節鹼洗液的濃鹼溶液；鹼儲罐中的鹼溶液濃度大於CIP系統中鹼洗液的濃度。
6.如權利要求1所述的乳製品生產線CIP中控系統冷消毒方法，其特徵在於，在CIP系統的溶液輸出的管線上設定有換熱器，用於調整各種洗液的溫度。
7.如權利要求6所述的乳製品生產線CIP中控系統冷消毒方法，其特徵在於，所述換熱器為板式換熱器。
8.如權利要求6所述的乳製品生產線CIP中控系統冷消毒方法，其特徵在於，CIP系統控制換熱器上管線中液體的流量及換熱器洗液出口溫度。
實施方式
- 實施例1
如圖1所示CIP中控系統生產線，按以下步驟進行冷消毒處理：（1）開啟CIP中控系統對生產線路進行清洗消毒：先用清水沖洗3分鐘。然後用75℃熱鹼性洗滌劑循環15分鐘，熱鹼性洗滌劑循環完成後，再次用清水沖洗5分鐘。然後用70℃的酸液循環15分鐘，酸液循環完成後，用50~55℃的溫水沖洗5分鐘。（2）將CIP中控系統中的酸洗罐中的酸液排空，並輸入500ppm的過氧乙酸冷消毒液。（3）通過CIP中控系統調整酸洗程式的溫度為室溫，不額外加熱處理；設定酸洗程式的沖洗時間為15分鐘。然後，開啟CIP中控系統進行單獨的酸洗程式實施。（4）步驟3的程式結束後，用80℃的清水沖洗5分鐘。（5）排空酸洗罐中的冷消毒液，沖洗乾淨，然後將步驟2中排出的酸液輸送回酸洗罐中。 在本實施例中結合了2015年8月之前的CIP中控系統的洗液儲存設備的布局及CIP清洗套用過程，利用CIP沖洗循環的酸沖洗管路實現了冷消毒液沖洗，清洗過程由電腦控制，自動化程度高，沖洗消毒效果好且速率穩定，大幅度的縮短沖洗消毒過程的工作時間和等待時間。
- 實施例2
巴氏消毒純牛奶生產線冷消毒，步驟如下：（1）開啟CIP中控系統對生產線路進行原始清洗：首先，清水沖洗5分鐘，然後CIP中控停止清水沖洗，改用75℃濃度為0.8％～1.2％氫氧化鈉溶液作為鹼性洗滌劑循環10～15分鐘。鹼性洗滌劑循環完成後，用水沖洗3～5分鐘，然後用65～70℃的濃度為0.8%～1.0％的稀硝酸循環10～15分鐘，酸液循環完成後，用90℃熱水沖洗3～5分鐘。（2）將CIP中控系統中的酸洗罐中的酸液轉移到一個空閒罐中儲備，然後輸入500ppm的過氧乙酸溶液作為冷消毒液。（3）通過CIP中控系統設定CIP系統中酸洗罐沖洗的程度，其中溫度為25℃，沖洗時間8～15分鐘。開啟CIP中控系統進行單獨的酸洗工藝。（4）步驟3的沖洗結束後，用40℃溫水沖洗3~5分鐘。（5）排空酸洗罐中的冷消毒液，沖洗乾淨，然後將空閒罐中儲備的酸液輸送回酸洗罐中。同時根據酸洗罐中酸溶液濃度，適當的從濃酸儲罐中輸入濃酸調整酸洗罐中的酸濃度至0.8%。
- 實施例3
和實施例2相類似，只是在CIP系統的溶液輸出的管線上設定過濾器，所述過濾器內設有孔徑0.21~0.75微米的濾網。
- 實施例4
如圖1所示CIP中控系統生產線，按以下步驟進行冷消毒處理：（1）開啟CIP中控系統對生產線路進行清洗消毒：先用清水沖洗5分鐘。然後用80℃熱鹼性洗滌劑循環10分鐘，熱鹼性洗滌劑循環完成後，再次用清水沖洗5分鐘。然後用68℃的酸液循環10分鐘，酸液循環完成後，用55℃的溫水沖洗5分鐘。（2）將CIP中控系統中的酸洗罐中的酸液排空，並輸入500ppm的過氧乙酸冷消毒液。（3）通過CIP中控系統調整酸洗程式的溫度為室溫，不額外加熱處理；設定酸洗程式的沖洗時間為12分鐘。然後，開啟CIP中控系統進行單獨的酸洗程式實施。（4）步驟3的程式結束後，用80℃的清水沖洗5分鐘。（5）排空酸洗罐中的冷消毒液，沖洗乾淨，然後將步驟2中排出的酸液輸送回酸洗罐中。（6）完成冷消毒後，通過一個額外設定的鹼儲罐向鹼性洗滌劑的洗罐中加入適量的濃鹼液，調節鹼性洗液的濃度以備下一次使用CIP系統時快速進入工作狀態。
- 實施例5
巴氏消毒純牛奶生產線冷消毒，步驟如下：（1）開啟CIP中控系統對生產線路進行原始清洗：首先，CIP系統的溶液輸出的管線上設定有板式換熱器，設定換熱器溶液出口溫度為30℃，用清水開始沖洗，時間3分鐘。然後停止清水沖洗，設定換熱器出口溶液溫度75℃，使用濃度為1.1％氫氧化鈉溶液作為鹼性洗滌劑循環12分鐘。鹼性洗滌劑循環完成後，不改變換熱器出口溶液溫度控制，繼續用水沖洗5分鐘。然後，調整換熱器出口溶液溫度為65℃，使用濃度為0.9％的稀硝酸循環10分鐘，酸液循環完成後，停止酸沖洗，改用水沖洗5分鐘。（2）將CIP中控系統中的酸洗罐中的酸液轉移到一個空閒罐中儲備，然後輸入650ppm的過氧乙酸溶液作為冷消毒液。（3）通過CIP中控系統設定CIP系統中酸洗罐沖洗的程度，停止換熱器加熱工作，直接使用上述消毒液沖洗12分鐘。（4）沖洗結束後，用溫水清洗管線、設備共5分鐘。（5）恢復CIP系統原狀，排空酸洗罐中的冷消毒液，沖洗乾淨，然後將空閒罐中儲備的酸液輸送回酸洗罐中。同時根據酸洗罐中酸溶液濃度，適當的從濃酸儲罐中輸入濃酸調整酸洗罐中的酸濃度至0.8%。
採用本實施例方法每天對設備進行沖洗處理，運行兩天后對管線接頭處理的細菌殘留和設備內壁腐蝕情況進行檢測分析，連續進行10天。檢測5次，均未發現細菌的殘留，設備內壁腐蝕情況為0。管線上設定的換熱器對沖洗溶液起到了有效的加熱作用，使得溶液在流入管線和待沖洗的設備時溫度更加合適，首先溶液溫度合適，在管線中流速穩定處理湍流態，沖洗管線內壁的效果好，經過加熱後具有適量的熱能，在不腐蝕管線和設備的基礎上高效的去除附著在設備內壁上的污垢，提高了清潔效率。
- 對比例1
巴氏消毒純牛奶生產線冷消毒，步驟如下：（1）開啟CIP中控系統對生產線路進行原始清洗：首先，CIP系統的溶液輸出的管線上設定有板式換熱器，設定換熱器溶液出口溫度為30℃，用清水開始沖洗，時間3分鐘。然後停止清水沖洗，設定換熱器出口溶液溫度75℃，使用濃度為1.1％氫氧化鈉溶液作為鹼性洗滌劑循環12分鐘。鹼性洗滌劑循環完成後，不改變換熱器出口溶液溫度控制，繼續用水沖洗5分鐘。然後，調整換熱器出口溶液溫度為65℃，使用濃度為0.9％的稀硝酸循環10分鐘，酸液循環完成後，停止酸沖洗，改用水沖洗5分鐘。（2）將CIP中控系統中的酸洗罐中的酸液轉移到一個空閒罐中儲備，然後輸入800ppm的過氧乙酸溶液作為冷消毒液。（3）通過CIP中控系統設定CIP系統中酸洗罐沖洗的程度，停止換熱器加熱工作，直接使用上述消毒液沖洗10分鐘。（4）沖洗結束後，用溫水清洗管線、設備共5分鐘。（5）恢復CIP系統原狀，排空酸洗罐中的冷消毒液，沖洗乾淨，然後將空閒罐中儲備的酸液輸送回酸洗罐中。同時根據酸洗罐中酸溶液濃度，適當的從濃酸儲罐中輸入濃酸調整酸洗罐中的酸濃度至0.8%。
採用本實施例方法每天對設備進行沖洗處理，運行兩天后對管線接頭處理的細菌殘留和設備內壁腐蝕情況進行檢測分析，連續進行10天。檢測5次，均未發現細菌的殘留，在第8天的檢測中發現設備內壁接頭處出現輕微的腐蝕，表現為黯啞無光澤，遂停止該工藝方法的沖洗作業。
- 對比例2
巴氏消毒純牛奶生產線冷消毒，步驟如下：（1）開啟CIP中控系統對生產線路進行原始清洗：首先，CIP系統的溶液輸出的管線上設定有板式換熱器，設定換熱器溶液出口溫度為30℃，用清水開始沖洗，時間3分鐘。然後停止清水沖洗，設定換熱器出口溶液溫度75℃，使用濃度為1.1％氫氧化鈉溶液作為鹼性洗滌劑循環12分鐘。鹼性洗滌劑循環完成後，不改變換熱器出口溶液溫度控制，繼續用水沖洗5分鐘。然後，調整換熱器出口溶液溫度為65℃，使用濃度為0.9％的稀硝酸循環10分鐘，酸液循環完成後，停止酸沖洗，改用水沖洗5分鐘。（2）將CIP中控系統中的酸洗罐中的酸液轉移到一個空閒罐中儲備，然後輸入250ppm的過氧乙酸溶液作為冷消毒液。（3）通過CIP中控系統設定CIP系統中酸洗罐沖洗的程度，停止換熱器加熱工作，直接使用上述消毒液沖洗10分鐘。（4）沖洗結束後，用溫水清洗管線、設備共5分鐘。（5）恢復CIP系統原狀，排空酸洗罐中的冷消毒液，沖洗乾淨，然後將空閒罐中儲備的酸液輸送回酸洗罐中。同時根據酸洗罐中酸溶液濃度，適當的從濃酸儲罐中輸入濃酸調整酸洗罐中的酸濃度至0.8%。
採用本實施例方法每天對設備進行沖洗處理。每運行兩天，沖洗完成後即對管線接頭處理的細菌殘留和設備內壁腐蝕情況進行檢測分析。連續進行6天，第3次檢測中，在一儲奶罐的側角檢測出細菌的殘留，遂停止該工藝方法的沖洗作業。
榮譽表彰
2021年11月，《一種乳製品生產線 CIP 中控系統冷消毒方法》獲得2020年度四川專利獎二等獎。
