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新聞動(dòng)態(tài) |
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空氣凈化設(shè)備在無菌灌裝間空調(diào)凈化的應(yīng)用? |
在以往這么多的潔凈技術(shù)和空氣凈化案例中空氣過濾器及空氣凈化設(shè)備在無菌灌裝間空調(diào)凈化的應(yīng)用特為重要,冷灌裝工藝具有很強(qiáng)的科學(xué)性,對(duì)環(huán)境、設(shè)備要求嚴(yán)格。正確實(shí)現(xiàn)果汁、灌裝設(shè)備、灌裝材料的無菌處理以及灌裝環(huán)境的空氣凈化空調(diào)過濾器選擇技術(shù)是無菌冷灌裝技術(shù)的關(guān)鍵。本文將以果汁飲料的PET瓶灌裝為例,討論無菌冷灌裝技術(shù)及其灌裝環(huán)境的凈化空調(diào)設(shè)計(jì)來分析空氣過濾器及空氣凈化設(shè)備在無菌灌裝間空調(diào)凈化的應(yīng)用。無菌冷灌裝間冷灌裝的工藝要點(diǎn)根據(jù)潔凈生產(chǎn)車間生產(chǎn)工藝和空氣潔凈等級(jí)將果汁車間分區(qū)布置。瓶蓋消毒、沖瓶、無塵灌裝和無塵封蓋過程在無菌灌裝間內(nèi)完成,其空氣凈化級(jí)別為5級(jí)(原標(biāo)準(zhǔn)為100級(jí))。所有接觸果汁飲料的設(shè)備、物品甚至空間都必須經(jīng)過嚴(yán)格的滅菌。
1 瓶子無菌由于PET材料不耐熱,一般采用化學(xué)試劑進(jìn)行滅菌,且不能讓化學(xué)試劑影響到果汁。無菌灌裝采取了以下措施:要求最初吹制的瓶子原始菌落數(shù)不超過5cuf/瓶;瓶子采用250ppm的二氧化氯消毒液浸泡30s;浸泡槽做局部5級(jí)凈化;消毒劑有自動(dòng)回收和濃度測(cè)定系統(tǒng),保證消毒劑濃度穩(wěn)定;瓶子消毒后輸送至灌裝間,用無菌水將瓶中殘留的消毒劑沖洗干凈,再用無菌潔凈空氣吹干,保證殘留消毒劑不會(huì)對(duì)物料產(chǎn)生影響。
2 蓋子無菌蓋子殺菌可采用臭氧熏蒸法,在臭氧消毒柜中進(jìn)行,臭氧濃度為1%左右,時(shí)間為25~30分鐘。臭氧消毒柜放置在無菌間內(nèi),滅菌后的蓋子直接上灌裝機(jī)。
3 果汁無菌與熱灌裝相比,無菌間冷灌裝對(duì)果汁殺菌是采用UHT超高溫瞬時(shí)殺菌,溫度135~1500C、時(shí)間3~5秒。物料受熱時(shí)間短,營養(yǎng)成分損失很少,品質(zhì)和口感也沒有明顯變化。
4 灌裝設(shè)備無菌 無菌冷灌裝的主體設(shè)備要求符合衛(wèi)生級(jí)設(shè)計(jì),在管道和閥門技術(shù)、材料表面的刨光、重要區(qū)域的表面設(shè)計(jì)、選擇抗腐蝕材料等幾方面都有嚴(yán)格的要求。目前一般采用將消毒機(jī)、沖瓶機(jī)、灌裝機(jī)和旋蓋機(jī)組合成四合一機(jī)組,采用隔離罩將臺(tái)面以上部分全密封,做局部5級(jí)空氣凈化,灌裝間做8級(jí)空氣凈化[3];也可采用三合一機(jī)組在灌裝間內(nèi)且不加密封罩,在整個(gè)灌裝間做5級(jí)空氣凈化。本設(shè)計(jì)將采用后一種方式。沖瓶機(jī)一般采用插入式噴嘴,可進(jìn)行多次無菌水沖洗、瀝干,使得殘留濃度小于0.1ppm。灌裝閥采用非接觸式流量計(jì)'>流量計(jì)定量灌裝,有效防止二次污染。帶有完整的全自動(dòng)清洗(CIP)系統(tǒng)、殺菌(SIP)系統(tǒng)以及設(shè)備外部泡沫清洗系統(tǒng)(COP)。旋蓋機(jī)可采用磁懸浮式擰蓋頭,采用抓蓋上蓋方式。封蓋前用無菌水沖洗瓶螺口,封蓋后用無菌水對(duì)瓶外表進(jìn)行沖洗。另外,無菌冷灌裝設(shè)備還會(huì)添加一套氮?dú)猓ɑ蚱渌栊詺猓┲脫Q系統(tǒng),上蓋前將灌裝好的瓶子頂部空氣吹走,保證果汁不被氧化。
5 操作人員凈化 在整個(gè)環(huán)境體系中,操作人員是最大的污染源??諝膺^濾器及空氣凈化設(shè)備在無菌灌裝間空調(diào)凈化的應(yīng)用中空調(diào)系統(tǒng)在凈化空氣的同時(shí),最好的解決方案是安裝KLC全自動(dòng)風(fēng)淋室潔凈設(shè)備,可以讓人員在進(jìn)入車間前進(jìn)行有高效空氣過濾器過濾的高品質(zhì)空氣吹淋凈化,還很好地降低了人員帶來的污染。操作人員在進(jìn)入5級(jí)凈化間時(shí),要經(jīng)過嚴(yán)格的消毒程序,使操作人員在不破壞其無菌環(huán)境的情況下進(jìn)行操作。人員凈化程序:換鞋→更外衣→淋浴→更潔凈工作服→手消毒→全自動(dòng)風(fēng)淋室→進(jìn)入潔凈室??諝膺^濾器及空氣凈化設(shè)備在無菌灌裝間空調(diào)凈化的應(yīng)用工程實(shí)例 冷灌裝的無菌灌裝空間主要靠空調(diào)過濾器系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn),冷灌裝車間相對(duì)其它產(chǎn)品的生產(chǎn)車間而言,它的空調(diào)系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜,而且房間面積小,凈化級(jí)別要求高,設(shè)計(jì)和施工難度較大。下面是一個(gè)6000b/h的PET果汁飲料灌裝線,其灌裝間長度為4.5m,寬3.9m,平面呈長方形,凈化建筑面積17.55m2;理瓶間長4.5m,寬2.7m,其中浸泡槽做局部5級(jí)凈化,面積0.96m2,其余做8級(jí)凈化,建筑面積11.19m2;更衣室(包括走廊等)凈化建筑面積共計(jì)23.76m2。車間墻體、門、頂均采用50mm厚的企口型聚苯乙烯泡沫(難燃型)夾心彩鋼板,地面采用環(huán)氧樹脂自流坪,燈具采用不銹鋼凈化日光燈,潔凈區(qū)內(nèi)地漏采用不銹鋼潔凈地漏,進(jìn)門安裝風(fēng)淋室\貨淋室\風(fēng)淋機(jī)\風(fēng)淋門潔凈風(fēng)淋設(shè)備,更衣室及緩沖間的門,傳遞窗均裝電子連鎖裝置,室內(nèi)未端安裝高效送風(fēng)口。
1 凈化系統(tǒng)劃分 根據(jù)無菌冷灌裝的生產(chǎn)要求,該車間空氣凈化分兩個(gè)級(jí)別,其劃分如下(送回風(fēng)平面圖見圖2、圖3):(1)灌裝系統(tǒng):包括灌裝間和瓶子浸泡槽,凈化級(jí)別5級(jí),凈化面積18.51m2。(2)輔助系統(tǒng):包括理瓶間、換鞋、一次更衣、淋浴、風(fēng)淋室\換潔凈工作服、手消毒、風(fēng)淋通道,凈化級(jí)別8級(jí),凈化建筑面積34.95m2。
2 室內(nèi)溫濕度 一般生產(chǎn)車間:冬季溫度20~22℃,相對(duì)濕度30%~50%;夏季溫度24~26℃,相對(duì)濕度50%~70%。人員凈化及生活用室:冬季溫度16~20℃,夏季溫度26~30℃。溫濕度的確定主要是根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的要求確定,果汁飲料對(duì)溫濕度無特殊要求,所以根據(jù)以上規(guī)范以及車間系統(tǒng)控制程度,確定兩個(gè)凈化系統(tǒng)夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)為t=24±2℃、Φ=60±10%,冬季設(shè)計(jì)參數(shù)為t=18±2℃、Φ=40±10%。
3 室內(nèi)正壓 為防止外部空氣污染凈化區(qū),整個(gè)凈化系統(tǒng)需對(duì)外界保持一定正壓。根據(jù)文獻(xiàn)[4]規(guī)定,不同等級(jí)的潔凈室以及潔凈區(qū)與非潔凈區(qū)之間的壓差,應(yīng)不小于5Pa,潔凈區(qū)與室外的壓差,應(yīng)不小于10Pa。對(duì)兩個(gè)不同級(jí)別的凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)了壓力梯度,并在適當(dāng)位置設(shè)置了微壓差計(jì),用于監(jiān)測(cè)及控制房間的相對(duì)壓差。
4 新風(fēng)量 為維持正壓必須補(bǔ)充一定的新風(fēng)量。另一方面,由于凈化區(qū)密封性好,工人在其中工作,必須補(bǔ)充新風(fēng)以滿足衛(wèi)生需求。本設(shè)計(jì)新風(fēng)量的確定取下列二項(xiàng)中的大值:(1)補(bǔ)償室內(nèi)排風(fēng)量和保持室內(nèi)正壓之所需新鮮空氣量之和;(2)保證供給潔凈室內(nèi)每人每小時(shí)的新鮮空氣量不小于40m3[5]。
潔凈空調(diào)過濾器系統(tǒng)的計(jì)算
1 凈化空調(diào)風(fēng)量 系統(tǒng)風(fēng)量根據(jù)負(fù)荷計(jì)算風(fēng)量和換氣次數(shù)風(fēng)量兩者取大值。系統(tǒng)換氣次數(shù)按如下確定:8級(jí):換氣次數(shù)n≥15次/小時(shí)。5級(jí):垂直層流,斷面風(fēng)速V≥0.25m/s2 冷熱負(fù)荷 根據(jù)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)、新風(fēng)比例、濟(jì)南地區(qū)室外氣象參數(shù)計(jì)算系統(tǒng)冷熱負(fù)荷。夏季總冷負(fù)荷為25.5Kw,冬季總熱負(fù)荷為8.5Kw。根據(jù)負(fù)荷計(jì)算風(fēng)量均小于根據(jù)換氣次數(shù)計(jì)算的風(fēng)量,故兩個(gè)系統(tǒng)分別選用了20000m3/h、2000m3/h風(fēng)量組合式空調(diào)機(jī)組各一臺(tái)。空氣凈化.空氣過濾系統(tǒng) 1.凈化空氣的空氣過濾器選用 凈化空氣過濾器方式采用初效過濾器、中效袋式過濾器、高效空氣過濾器三級(jí)過濾,其中初效過濾器、中效袋式過濾器設(shè)于組合式空調(diào)機(jī)組箱體內(nèi),高效空氣過濾器設(shè)于送風(fēng)系統(tǒng)末端。8級(jí)室內(nèi)潔凈空氣系統(tǒng)采用亂流型,氣流組織為上送下側(cè)回;5級(jí)房間采用垂直層流(凈化工作臺(tái)的送風(fēng)方式),頂棚滿布百級(jí)高效空氣過濾器。設(shè)計(jì)時(shí)曾考慮灌裝間的灌裝設(shè)備加密封罩做局部5級(jí)層流,后考慮到氣流組織比較困難,而且灌裝間面積也不是很大,根據(jù)生產(chǎn)工藝需要,決定采取全室性5級(jí)空氣凈化,層流面積達(dá)到18.51m。為使空氣過濾器及空氣凈化設(shè)備在無菌灌裝間空調(diào)凈化的應(yīng)用該系統(tǒng)安裝簡單、控制方便、效果更佳,決定采用集中送風(fēng)垂直層流方式。在層流房間潔凈棚的頂棚內(nèi)設(shè)送風(fēng)管道,管道側(cè)開口裝5級(jí)高效空氣過濾器,頂部采用微孔板并加阻尼層,使空氣經(jīng)高效空氣過濾器后送入潔凈凈化區(qū)?;仫L(fēng)口設(shè)在側(cè)墻下側(cè),通過回風(fēng)夾墻與回風(fēng)總管相連后通過回風(fēng)總管回至空調(diào)過濾器凈化機(jī)組。2 凈化空氣的處理 空氣處理是將室外引入的新鮮空氣和回風(fēng)經(jīng)過一系列的制冷、加熱、除濕或加濕處理,使之調(diào)整到能滿足潔凈室內(nèi)生產(chǎn)工藝的要求。3 系統(tǒng)消毒 根據(jù)工藝要求,潔凈生產(chǎn)區(qū)必須定期消毒滅菌。故本設(shè)計(jì)采用了臭氧消毒。在每個(gè)組合式空調(diào)機(jī)箱內(nèi)的中效出風(fēng)段中都放置了一臺(tái)臭氧發(fā)生器,通過整個(gè)空調(diào)送回風(fēng)系統(tǒng)使臭氧充滿整個(gè)凈化空調(diào)系統(tǒng),起到消毒、滅菌、除異味等功能[5]。這不僅改變了潔凈室常見的消毒設(shè)計(jì)模式即紫外燈和甲醛熏消的方法,而且還能對(duì)組合空調(diào)機(jī)內(nèi)腔、風(fēng)管的內(nèi)壁、和初、中、高效過濾器等進(jìn)行消毒,有效地遏止了其內(nèi)部的微生物生長,提高了高效過濾器的過濾效率和使用壽命,減輕了初效過濾器、中效袋式過濾器、高效空氣過濾器的風(fēng)阻,降低了潔凈空調(diào)的能耗。4 潔凈區(qū)保障措施 為減少外界對(duì)潔凈區(qū)內(nèi)潔凈度、濕度的影響,設(shè)計(jì)需采取以下措施:(1)潔凈區(qū)內(nèi)的排風(fēng)均設(shè)置止回閥,防止室外空氣倒灌;(2)人員進(jìn)出的更衣系統(tǒng),物料進(jìn)出的傳遞窗等的門窗均安裝電子連鎖裝置,避免凈化區(qū)與外界直接聯(lián)通;(3)潔凈空調(diào)系統(tǒng)的送、回風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)的啟閉連鎖,防止室內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓;(4)為保證潔凈區(qū)內(nèi)不同凈化級(jí)別的房間以及潔凈區(qū)對(duì)非凈化區(qū)有一定的壓差,在適當(dāng)位置均安裝0-60Pa指針圓盤式微壓差計(jì),能隨時(shí)監(jiān)測(cè)、調(diào)整、控制系統(tǒng)或房間的壓差。
結(jié)束語 通過對(duì)多個(gè)果汁飲料冷灌裝車間的設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的分析后得到以下幾點(diǎn)體會(huì):(1)凈化空調(diào)系統(tǒng)潔凈級(jí)別的高低以及室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定將直接影響到工程冷熱負(fù)荷的計(jì)算量和配套公用工程消耗量,進(jìn)而對(duì)整個(gè)工程的造價(jià)和系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用產(chǎn)生巨大影響。因此,在符合國家規(guī)范和滿足生產(chǎn)要求的情況下,選擇合適的潔凈級(jí)別和合理確定室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)是工程前期工作的重要環(huán)節(jié)。(2)凈化空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置變頻裝置,以降低風(fēng)機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用,便于系統(tǒng)調(diào)節(jié),降低能耗。(3)與灌封間灌裝設(shè)備局部層流罩5級(jí)凈化相比,集中送風(fēng)垂直層流使室內(nèi)參數(shù)控制更嚴(yán)格,更易保證5級(jí)凈化要求;對(duì)灌裝設(shè)備采用局部層流罩將使室內(nèi)噪音、溫濕度很難控制,實(shí)踐證明采取對(duì)整個(gè)灌裝間作凈化處理的方案是經(jīng)濟(jì)合理的。 |
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