摘要: 一、 前言作为啤酒、饮料包装生产线上的辅助设备,CIP系统提供了对灌装机进行原位清洗的功能,随着包装生产线产量和自动化程度的不断提高。全自动CIP系统逐渐被越来越多的啤酒厂家所认识和接受,大有取代旧式手动CIP ...
一、 前言 4. 罐体有效容积的确定 罐体有效容积即罐体出液口以上所容纳清洗液的容量,此容积须大于管道内所能容纳的清洗液容积与灌装机的储液缸的容积之和,并且须有一定的储备量,以防止因清洗过程中灌装阀处泄漏造成清洗液的用量不足,影响清洗效果,甚至造成清洗泵的空转。一般情况下,罐体有效容积越大越好,但有效容积过大,会造成罐体制造成本的增加,因此根据实际情况须计算出经济合理的有效容积。 5. 换热器的选择 手动CIP系统常用内置于罐体的蛇管加热或直接通蒸汽加热等加热形式,这些加热形式的加热面积小,传热系数低,加热时间较长,一般都在1个小时以上,且不易拆卸。而全自动CIP系统一般选用传热面积大,传热系数高,结构紧凑,具有可拆结构的板式换热器。所选取板式换热器的加热时间一般可控制在30分钟~1个小时。 6. 管道布置 全自动CIP系统的管道可布置成置于罐前的由管道及管支架等组成的固定框架结构,且各手动阀门须布置在易操作的位置,各气动阀门布置在易观测、易检修的位置。在管道与阀门的配合设置中应尽量保证在系统不运行的情况下管道中无积水。为了简化与CIP系统相连接的管道配置,且便于CIP操作人员进行操作,CIP系统可设计为统一进水,统一排水的结构。统一进水是指各罐体的注水、各罐体自清洗时的进水等通过合理的管道布置分别经系统唯一的进水口进行统一进水。统一排水是指清洗液在清洗过程中的排放、各罐体残液的排放、管道较低管段积水的排放、各罐体的溢流水排放等通过合理的管道布置分别经系统唯一的排放口进行统一排放。同时,在排放口管段上安装一视镜,可方便操作人员在使用过程中监测残液排放情况。 下图为一设计实例图,可供参考: 7. 阀门设置 全自动CIP系统的自动流程一般包括:自动调配清洗液(包括自动注水、自动加热、自动添加浓碱液或浓酸液)、自动清洗灌装机储液缸(包括清水清洗、热水清洗、热碱清洗、酸液清洗)、自动清洗系统自身管道、自动清洗CIP系统与转换板之间的管道等。在上述自动流程中,清洗液流经的管道上除转换板上的阀门通常设为手动阀门外,其余阀门均须设置为气动阀门。 在设计过程中,考虑到成本因素,由于各罐体的自清洗、残液排放、管道积水排放等流程使用频率不高,无须自动化,一般可设为手动操作,其相关的操作阀门则可设置为手动阀门。 出于安装和检修的需要,在统一进水口、统一排放口、蒸汽进汽口、冷凝水排放口均须设置一手动阀门。例如:在蒸汽管道上可使用密封性能较好的柱塞阀,冷凝水管道上可使用截止阀,进出水管道上可使用手动蝶阀或球阀。 8. 控制元件设置 1) 温度控制元件:由于板式换热器的加热速度较快,在换热器的出口管段上通常须安装一温度传感器,以实时测量加热后的水温,并输出信号控制蒸汽管道上的气动调节阀,自动调节蒸汽流量,以控制加热速度,并确保加热后的水温不超过设定的清洗温度。 2) 浓度控制元件:浓碱液或浓酸液的添加可通过气动隔膜泵来实现,由于添加量比较少,添加时间较短,这一过程可安排在清洗液循环加热的过程中进行。在回流管段上安装一电导率传感器,可实时测量浓缩液添加过程中清洗液的浓度,并输出信号控制气动泵的启停,从而确保清洗液的浓度达到设定的清洗浓度。 3) 液位控制元件:罐体上高、低液位通常须分别设置液位检测装置,用于控制罐体的高、低液位,防止管内水溢流及离心泵的空转。一般可通过在高、低液位分别安装一液位传感器的形式来实现。若罐体容积较大、罐身较高,则可考虑增加一中间液位传感器,用于在所需清洗液用量不大的情况,如在调配用于酸洗管道用的酸液时。若CIP用户需直观看到罐体内液位的情况,且需要随意调节检测液位的高度,则可选用磁浮子液位计的形式。 4) 气动阀门开关检测:全自动CIP系统中,由于气动阀门数量较多,控制程序较为复杂,每个气动阀门上须安装开关检测装置,以实时监测阀门的开关情况,便于在出现阀门故障时及时停止相关程序的运行,同时可将出现故障的阀门指示在操作界面上,便于人员检修。阀门开关检测装置可通过在阀门目视指针上安装感应金属片,在相应位置安装接近开关的形式。 5) 连通检测:清洗管道与灌装机间的转换板装置,起着管路切换的作用。转换板上连通位置的正确与否直接影响到程序的运行。在转换板上安装连通检测装置,可实时监测连通位置,以防止程序在人为连通错误在情况下运行。连通检测装置可通过在连通管上焊接一感应棒,在转换板上对应位置安装接近开关的形式来实现。 四、 结束语 本文所讲述的全自动CIP系统的设计要点主要适用于啤酒、饮料等包装生产线。根据以上设计要点,笔者已成功进行了多套全自动CIP系统的设计,并得到了用户的认可和好评。当然,由于作者水平有限,内容上难免存在疏漏之处,欢迎有关业界人士批评指正。 |
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