あCIP(定置洗浄)タンクは、自動洗浄システムの中心として使用される工業用保管および準備容器です。これらのタンクは、洗浄用化学物質 (苛性ソーダや硝酸など) と精製水を保持し、加熱し、正確に混合するように設計されています。
CIP システムの主な目的は、オペレーターがプラントを物理的に分解することなく、パイプ、容器、熱交換器、およびプロセス装置の内面を徹底的に洗浄することです。 CIP タンクは、絶対的な衛生状態が交渉の余地のない業界、主に食品および飲料、乳製品、醸造、医薬品製造などで厳密に使用されています。
真の CIP プロセスでは、単一のタンクに依存することはほとんどありません。産業用システムは、洗浄サイクルのさまざまなステップを処理するために複数の CIP タンクを含む「スキッド」として構築されています。一般的な 3 タンク CIP スキッドには次のものが含まれます。
苛性タンク:アルカリ溶液 (通常 1% ~ 2% 水酸化ナトリウム) を次の温度まで加熱して保持します。70℃~85℃。苛性アルカリは有機土壌、脂肪、タンパク質を分解します。
酸タンク:弱酸性溶液 (硝酸やリン酸など) を保持し、ミネラルスケール (乳石やカルシウム沈着物など) を除去し、苛性洗浄後に pH を中和するために低温で使用されます。
回収/水タンク:最終すすぎ水を保持します。光熱費を節約するために、多くのプラントでは、前のサイクルの最終すすぎ水を次のサイクルの前すすぎ水として使用します。
CIP タンクは単に液体を保持するだけではありません。として知られる産業衛生の 4 つの基本的な柱を提供するように設計されています。タクト原理。これらの柱のいずれかが減少した場合、同じレベルの清浄度を達成するには別の柱を増やす必要があります。
時間:洗浄液が機器に接触している時間。
アクション (機械式):液体の物理的な洗浄力。タンクでは、これは回転スプレー ボールを使用して実現されます。パイプ内では、これは流体を十分な速度でポンプで送り出すことによって達成されます。乱流。
化学薬品:洗浄剤の濃度。
温度:流体に加えられる熱エネルギー。温度が高いほど、必要な時間と薬品が大幅に削減されます。
CIP システムがパイプを効果的に洗浄するには、流体が単にスムーズに滑り抜けるだけ (層流) だけでは不十分です。パイプの壁をかき混ぜてこする必要があります(乱流)。エンジニアは、次の計算を行うことでこれを保証します。レイノルズ数(リ)、それが厳密に 4,000 より大きいことを確認します。
必要な乱流を実現するために、業界標準では、少なくとも1.5m/秒回路内で最大のパイプを通過します。
大量の苛性溶液を周囲温度から室温まで加熱します。80℃大量の熱エネルギーを必要とします。 CIP タンクには通常、内部蒸気コイルまたは外部熱交換器が装備されています。必要な火力 ($Q$) は比熱容量の公式を使用して計算されます。
CIP スキッドのユーティリティ要件を理解するには、以下のエンジニアリング シミュレーターを使用してください。 CIP タンクの容量、目標洗浄温度、プロセス パイプの直径を調整して、1.5 m/s のスクラビング速度を達成するために必要な熱エネルギーと最小ポンプ流量を計算します。
プラントを設計するとき、エンジニアは資本コストと運用効率および化学廃棄物のバランスをとらなければなりません。
| 特徴 | シングルタンク CIP システム | マルチタンク CIP システム (3 または 4 タンク) |
| フットプリント | 非常にコンパクトで、多くの場合(車輪付きで)移動可能です。 | 非常に大きいため、専用の床スペースが必要です。 |
| 化学物質の使用 | 「全損」制度。化学薬品は一度使用した後、排水溝に捨てられます。 | 「回復」システム。苛性アルカリと酸は回収、濾過され、再利用されます。 |
| 光熱費 | 高い。洗濯のたびに新鮮な水を最初から加熱する必要があります。 | 低い。タンクは待機中も保温されており、すすぎ水はリサイクルされます。 |
| 最適な用途 | 小規模ワイナリー、クラフトビール醸造所、試験規模の製薬会社。 | 大規模な乳製品工場、大規模な飲料生産。 |
スプレーボールとは何ですか?
スプレー ボールは、正確に穴が開けられたステンレス鋼の球で、処理容器の上部に取り付けられます。 CIP ポンプは洗浄液をボールに押し込み、360 度のパターンでタンク壁に滝状に噴射し、TACT 原理の「アクション」部分を提供します。
苛性ソーダが CIP タンクの主な化学物質なのはなぜですか?
苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)は、脂肪をケン化してタンパク質を溶解するのに非常に効果的です。有機物は食品および飲料システムの主な汚染物質であるため、これらの汚れを分解して洗い流すには、高温の苛性洗浄が最も効率的な方法です。
CIP システムはデッドレッグを除去できますか?
いいえ、「デッドレッグ」とは、流体が継続的に流れることができない配管のセクション (未使用の T 字路やキャップが閉まったパイプなど) のことです。 CIP は乱流速度に完全に依存しているため、デッドレッグには必要な機械的洗浄が行われず、バクテリアが住みつきます。優れた衛生工学では、プロセスラインのデッドレッグの設計は厳しく禁止されています。