低壓水清洗系統詳解

簡(jiǎn)介

重點(diǎn)在于內部清洗應用，手噴槍已經(jīng)在這方面使用，尤其是與蒸氣/水混合設備聯(lián)合使用。在前面兩節中，我們主要介紹了應用中壓和高壓的冷水，借助水壓和表面作用來(lái)去除污垢。

利用2×10??5×10?Pa壓力下的冷或熱水可以解決絕大多數的清洗問(wèn)題，這些液體中可以包含或不含化學(xué)添加劑。釀造行業(yè)從200年前開(kāi)始就一直使用清洗技術(shù)來(lái)去除發(fā)酵容器中難去除的污物。傳統的清洗工藝包括“注入、煮沸、傾倒”，只是使用一根手工制作的多孔金屬管，管子帶有一個(gè)簡(jiǎn)單形狀的噴射頭，因此被稱(chēng)為“噴射管”。在最近的幾年中，由于有關(guān)環(huán)境、健康和安全的法規不斷增多，低壓清洗系統日益復雜，如ISO9000認證（原來(lái)的BS5750），對處理行業(yè)的品質(zhì)和效率有了更髙的要求。

傳統油罐清洗技術(shù)與現有技術(shù)之間的比較參見(jiàn)表5-12。

表5-12容器清洗技術(shù)一傳統方法與現有方法的比較

由于受權威部門(mén)如美國的FDA（食品與藥品管理局）、英國的MCA（醫務(wù)管理局）等的規章限制，清洗及其確認已經(jīng)成為許多行業(yè)不可缺少的一部分，這些行業(yè)包括制藥業(yè)、生物技術(shù)、化妝品、精細化工和食品加工業(yè)等。

本文中，我們將從儀器設備、系統及應用等方面介紹低壓清洗系統的最新技術(shù)發(fā)展水平。

容器清洗和油罐清洗中的主要成本要素

*設備停工期和生產(chǎn)量損失；

*勞動(dòng)力成本；

*清洗液體的成本；

*損失的產(chǎn)品成本；

*能源與加熱的成本；

*液體流出的處理費用；

*設備折舊費用。

不同的車(chē)間計算成本考慮的因素也不同。據估計，一個(gè)5t的容器一年的清洗費用為￡12000~￡35000，一個(gè)10t的容器則要用去￡25000?￡64000。費用的多少與清洗的方法和頻率有關(guān)。

清洗系統的類(lèi)型

上面的表格從清洗時(shí)間、費用、清洗效果以及可重復性等方面對各種清洗方法進(jìn)行了比較，從最基礎的到最復雜的方法都有。每一個(gè)實(shí)際案例都有不同的特點(diǎn)，在選擇清洗方法時(shí)，應按照上述因素進(jìn)行評估。前四種方法是勞動(dòng)密集型技術(shù)，后面的四種則是自動(dòng)運行的。我們還需要考慮到健康與安全法規對方法選擇的影響，例如，英國1998年1月頒布的《限制空間法案》就對某些傳統清洗方法的操作進(jìn)行了指導。

下面是4類(lèi)主要的低壓清洗系統：

*原地清洗（CIP）：可以在被清洗設備的原位置進(jìn)行清洗。原地清洗所使用的設備是一個(gè)可以移動(dòng)的系統，它可以從一個(gè)容器移到另一個(gè)容器。

*非原地清洗（COP）：是一個(gè)半自動(dòng)化或者手動(dòng)操作的清洗系統，它使用小型清洗柜或者流水線(xiàn)清洗系統，主要應用于各種形狀和大小的IBC、圓筒等設備的清洗。

*原地滅菌（SIP）：是利用特殊的化學(xué)成分和特定溫度的熱水來(lái)消除細菌和其他有害成分的清洗系統。SIP的程序總是和CIP一起協(xié)同完成的。

*普通清洗系統：在很多情況下是CIP和COP的一部分，它主要用于表面及設備清洗。

1.原地清洗（CIP）系統

CIP系統包括從簡(jiǎn)單的手動(dòng)操作裝置到復雜的自動(dòng)化裝置的許多不同種類(lèi)，下面我們將更加詳細地介紹它。

（1）手動(dòng)操作的CIP系統

作為CIP中最為基礎的一種，手動(dòng)操作系統由以下的部分組成：

*泵組：由一個(gè)雙層隔板（內充空氣）和離心機（高速離心機或者多級離心機）組成，或者是一個(gè)蒸汽/液態(tài)水混合裝置。

*定位裝置：它是一個(gè)利用現有的噴管口、具有凸緣連接的剛性管道系統，或者是對現有道口量身定做一個(gè)通用的定位裝置。

*清洗頭：清洗頭擁有單個(gè)或兩個(gè)軸，可以是固定的，也可以是能轉動(dòng)的。

這種系統費用較低，并可以用作專(zhuān)用的清洗系統。我們可以把清洗頭永久地固定在容器的內部，也可以使它具有可移動(dòng)的能力，這樣泵組就可以移動(dòng)，清洗頭和定位裝置也可以從一個(gè)容器轉移到另一個(gè)容器。通過(guò)人工選擇，我們根據總損失來(lái)決定清洗的次序。開(kāi)始清洗后，清洗液會(huì )被排放到排水溝或污水處理系統中去。

（2）自動(dòng)或半自動(dòng)CIP系統

這種系統的特點(diǎn)包括：

*當把一個(gè)需要清洗的容器交給自動(dòng)或半自動(dòng)CIP系統時(shí)，它們會(huì )自動(dòng)選擇清洗液的種類(lèi)，比如說(shuō)是用冷水還是熱水，需要的溫度是多少，是否需要添加化學(xué)藥劑等。程序中還將根據污垢類(lèi)型和清潔標準來(lái)確定清洗位置、清洗壓力、流動(dòng)速率、循環(huán)時(shí)間等的數值。

*選擇適當的清洗設備，清洗頭和噴嘴可以是固定的或者轉動(dòng)的。

*在清洗液回收系統中，應該包括過(guò)濾和流出物處理系統。

2.原地滅菌（SIP）清洗系統

在需要的時(shí)候，SIP系統可以被整合到完整的CIP程序中去。執行殺菌過(guò)程是為了確保所有細菌都在特定的環(huán)境中被殺死，這種特定環(huán)境通常是指125°c的蒸汽中，持續30mine蒸汽經(jīng)常經(jīng)由清洗設備注入，這有利于管道系統和噴頭的殺菌以及除掉其他氣體，也是進(jìn)行殺菌過(guò)程的一個(gè)先決條件。當清洗結束的時(shí)候，容器和管道系統需要被冷卻。霧氣經(jīng)常會(huì )出現在熱的表面上，因此要確保霧氣全部被去除。對于外面覆上套的容器，可以使用加熱的方法；在其他條件下，可以使用真空。維護殺菌系統時(shí)，可以使用其他的氣體（如氮氣）來(lái)代替熱蒸汽，這樣可以使系統處于正壓力下。

3.非原地清洗（COP）系統

這種清洗系統經(jīng)常被用在易于運輸的項目上。清洗站通常由一個(gè)量身定做的隔艙組成，在隔艙中裝有清洗所需要的設備，如蒸氣、排水裝置、加壓水（化學(xué)添加劑可有可無(wú)）等，可能還有電子防火器材。根據部件的大小，清洗設備應當包括開(kāi)放式大型設備洗滌室（如集裝箱）和小設備洗滌柜?？側莘e是根據產(chǎn)品而定的一項基本指標。

簡(jiǎn)單的柜式洗滌系統是一個(gè)正面開(kāi)放的、裝有聯(lián)鎖門(mén)的不銹鋼小櫥，在它的內部四周裝有固定的噴嘴。小的部件被放在架子上，然后用手動(dòng)噴槍或者固定的噴嘴進(jìn)行清洗?！┕疽呀?jīng)成功地使用了超聲波技術(shù)，這項技術(shù)對于較小的部件尤其有效。

如果清洗的數量很少的話(huà)，我們一般會(huì )選擇手動(dòng)清洗程序。在清洗數量很大的時(shí)候，洗滌柜需要借助基本的PLC來(lái)確定清洗程序，它會(huì )自動(dòng)選擇洗滌周期、清洗液溫度及化學(xué)添加劑等。清洗液經(jīng)過(guò)過(guò)濾或者其他的處置措施后可以重復使用。

傳送帶連續清洗系統是一個(gè)可對清洗順序編程的機械化操作系統。它可以用于形狀相似的設備內部及外部的清洗。這個(gè)系統通常還包括一個(gè)水循環(huán)設備。這類(lèi)系統適合清洗體積很大的桶或集裝箱。全自動(dòng)的清洗系統包含五個(gè)步驟：

預清洗一噴灑清潔劑一噴灑熱水一清水漂洗一烘干

CIP清洗系統的設計細節

1.清洗頭和噴嘴

這兩個(gè)在任何清洗系統中都是關(guān)鍵部件。它們利用發(fā)電裝置產(chǎn)生的動(dòng)力，通過(guò)噴嘴把清洗流體的壓力能轉化為動(dòng)能，以此來(lái)實(shí)現清洗的效果。與中壓和高壓清洗系統相比，低壓清洗系統的能量是很低的。當然，清洗效果還與溫度和化學(xué)添加劑有關(guān)。如果我們選擇了不適當的清洗頭或者不能有效地操作，將會(huì )影響到整個(gè)CIP清洗系統的效果?？晒┻x擇的清洗頭有很多種，每一種都有各自適用的場(chǎng)合。在表5-13中羅列了一些清洗頭及它們的特性。圖5-31中是一些清洗頭的示意圖。內部清洗頭有三大種類(lèi)：

圖5-31部分單軸或雙軸的旋轉式低壓清洗頭

（英國TurcoProducts公司提供）

表5-13低壓容器清洗系統的清洗頭手冊

（英國SprayingSystems公司提供）

表格P308頁(yè)

（1）不旋轉的球形噴嘴

這種設備特別適合那種只用少量清洗液或者是用熱水（無(wú)論是否有化學(xué)添加劑）就可以去除內表面的污垢，而且有很好效果的小型容器。根據容器體積的大小及其內部的裝置，需要兩個(gè)或者更多的噴頭以避免“陰影”效果的發(fā)生。為此需要考慮以下的技術(shù)因素：

*噴頭的尺寸：它取決于容器管口的最小直徑；

*計算噴孔的數量與大小，以便達到所需的壓力與流速（這取決于容器的體積）；

*噴頭使用的材料；

*每個(gè)容器所需要的清洗噴頭的數量；

*噴頭樣式：有以下幾種選擇：

a.正向360°

b.反向360°

c.向上或向下270°

d.向上或向下180°

噴嘴的選擇取決于容器的設計（頂端開(kāi)放或者頂端封閉），還有污垢的位置；在許多案例中，污垢往往集中于容器的前1/3部分。

多噴孔噴頭一它們可以被用于各種大小的容器的清洗。一些標準的完全噴射頭被裝入圓柱形的實(shí)體中，這樣就形成一個(gè)可以根據需要使用的全方位噴頭。這種噴頭是一種相對簡(jiǎn)單，但也很有效的容器清洗噴頭。關(guān)于噴頭的外形選擇，最常用的是360°噴頭，但是很多時(shí)候需要集中清洗容器的某一部分，如容器的前1/3往往是污垢最嚴重的部分。對于頂端開(kāi)放的容器，至少要用180°噴頭。

噴頭材料的選擇受到費用的影響，可供選擇的材料有316級的不銹鋼、黃銅、鍍特氟綸的鋼鐵等，在惡劣環(huán)境中還可以用添加哈斯特洛伊耐蝕鎳基合金或聚偏氟乙烯（PVDF）的類(lèi)似塑料。表面磨光度根據用途可以從普通用途的150粒度到衛生學(xué)用途的480粒度（超級鏡面）。

（2）單軸旋轉噴頭

單軸旋轉噴頭可以分成兩大類(lèi)：

受控制的旋轉式：清洗噴頭內置的驅動(dòng)電動(dòng)機產(chǎn)生壓力，并將壓力加到清洗液上。旋轉的動(dòng)力來(lái)自于清洗液的壓力。

圖5-32中顯示的是'‘旋轉球”式設計的運行過(guò)程。

清洗液從噴頭入口（圖中3）處進(jìn)入，沿著(zhù)發(fā)動(dòng)機內的斜孔流動(dòng)，使得調節器（圖中7）高速轉動(dòng)。調節器的另一端撞擊驅動(dòng)臂（圖中10），其獨特的構造使調節器每轉動(dòng)一次，驅動(dòng)臂可以轉動(dòng)3°?4°。調節器每旋轉100次，驅動(dòng)臂可以通過(guò)軸（圖中6）使其下方的球狀物（圖中2）轉動(dòng)一周。然后，這些液體與從軸頂的旁路及管口（圖中14和15）流出的液體匯聚到球狀物之中。旋轉速度是預先設定的，根據流體的入口壓力的不同，轉速一般設定在4?15rpm之間。從實(shí)際中我們了解到，相比高的旋轉速度來(lái)說(shuō)，低的旋轉速度可以達到更好的清洗效果。

與固定式噴頭相似，為了適應不同形狀容器的要求，可以設計出不同的噴射方式。

自由旋轉式：這種清洗噴頭是應用清洗液的切向噴射的反作用力來(lái)轉動(dòng)的，它的轉速可以達到150rpm之高，這就使得它的清洗效果與清洗效率不如前面介紹的受控制的旋轉式噴頭。對于小的容器或者不太嚴重的污垢，這種方法有不錯的清洗效果。一般情況下，壓力為1×10?~4×10?Pa，流速為15-380L/min，這與壓力及清洗噴頭入口的大小有關(guān)（為直徑的1/2到1倍）。自由旋轉式噴頭有多種不同類(lèi)型，但是它們的運行原理是類(lèi)似的，比如：

圖5-32“Seilers，，TM“旋轉球”式旋轉噴射器及其性能參數

（英國Turco公司提供）

圖片P310頁(yè)

Breconcherry的"ClipDisc"容器清洗器，用聚氟乙烯和不銹鋼制成。它的動(dòng)力來(lái)源于清洗液，它可以產(chǎn)生濃的噴霧，并以此對半徑為4m的范圍進(jìn)行有效的清洗。這種裝置通常用于輕微污垢的情況，如殘渣、消毒用的化學(xué)品以及像食品工業(yè)這樣的需要低影響清洗的領(lǐng)域。

（3）雙軸旋轉噴頭

雙軸清洗噴頭是一種功能強大的設備，因為它把所有的能量都集中在2、3或者4個(gè)噴嘴上，尤其是和裝有流動(dòng)穩定化插頭的擴展轉動(dòng)臂一起使用時(shí)，可以產(chǎn)生一個(gè)遠達30m的連續的噴霧。噴頭與轉動(dòng)臂的共同運動(dòng)，可以產(chǎn)生一個(gè)長(cháng)8字形的清洗輪廓。齒輪的標定指數保證了每一次轉動(dòng)之后，噴霧將在表面前進(jìn)6°?8°，直到覆蓋了表面的100%為止。這種清洗的典型清洗周期為4min。

雙軸噴頭不是永久的被裝在容器內的，這是因為暴露的齒輪在不使用時(shí)會(huì )變得不精確，除非把齒輪密封起來(lái)，然后把噴頭貯存在一個(gè)“飛濺區”之上的地方。

自我推進(jìn)式：這是一個(gè)與單軸情況非常相似的裝置，雙軸受控制的旋轉噴頭有一個(gè)內置的渦輪，利用加壓清洗液來(lái)產(chǎn)生旋轉。在這里，轉速是與清洗流體相對應的。在Breconcherry的“TankFury”的設計中，旋轉的噴嘴是依靠活塞來(lái)運動(dòng)和連接的。

有許多種大小的可用噴嘴，這取決于需要清洗的容器的狀況。圖5-33顯示了小噴頭的情況（只適合直徑小于4m的容器）及其相關(guān)數據。圖5-34則顯示了適用于大一些的容器的清洗噴頭的情況（適用于直徑小于12m的容器）。大多數低壓清洗噴頭的使用環(huán)境為壓力5X105?1.5×10?Pa，流動(dòng)速率100?400L/min。

圖5-33“SuperMite”雙軸噴頭及其性能參數

在對旋轉的監測過(guò)程中，我們經(jīng)?？梢月?tīng)到噴射物撞擊容器表面的聲音。如果需要對這種情況了解的更為確切，可以裝一個(gè)傳感器來(lái)監測噴射物撞擊的影響，如Toftejorge和Sellers的噴頭就使用了傳感器。

外部推進(jìn)式：作為清洗噴頭的一部分，這種裝置帶有一個(gè)利用水力的、電力的或者空氣動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機。通常情況下，這個(gè)發(fā)動(dòng)機在容器的外部和噴頭的內部。這種設計特別適用于那種機械化配置、開(kāi)始、停止的自動(dòng)控制型清洗，同時(shí)需要注意控制清洗速度。

圖5-34“Tanksweep”雙軸噴頭及其性能參數（保護套是可選配件）

（英國TurcoProducts公司提供）

圖片P311頁(yè)

2.清洗形式與循環(huán)時(shí)間

注意：增加流速比增加壓力產(chǎn)生的影響更大。比如壓力加倍時(shí)，影響系數增加了40%；而流速加倍時(shí)，沖擊系數增加了100%。

雙軸式噴頭與轉動(dòng)臂的共同運動(dòng)，使得噴霧可以產(chǎn)生一個(gè)長(cháng)8字形的清洗輪廓。舉一個(gè)具體的例子，當4個(gè)噴嘴的“TofteJorge”旋轉噴頭旋轉5.5次時(shí)，容器的內部已經(jīng)被清洗了22次。每一次清洗都是覆蓋了容器的每一個(gè)部分，使它100%都得到了清洗。這種基本的原理可以被應用到大多數雙軸清洗噴頭上，當然各種噴頭的指標是不同的。

噴射圓周速度（JPV）

JPV是噴霧在工作表面移動(dòng)的速度，對于設計特定用途的清洗系統是一個(gè)十分重要的因子。如果JPV過(guò)快，就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)“彎曲”噴射，導致清洗效果大大降低。另一方面，如果JPV過(guò)慢，就要花去過(guò)多的時(shí)間來(lái)清洗容器。我們給出JPV的計算公式：

公式P312頁(yè)

式中：d—從噴頭到臨界區域的最遠距離：

rpm——在給定壓力與配置下，噴頭的轉動(dòng)速率。

在處理嚴重的污垢時(shí)，JPV的大小一定不能超過(guò)2.0m/s。而對于輕微的污垢或者漂洗應用時(shí)，可以把JPV提高到2.5m/s。在清洗直徑很大的容器時(shí)，JPV通常不能超過(guò)3.0m/s。自我推進(jìn)式旋轉噴頭的JPV由以下幾個(gè)因素決定和調整：流動(dòng)速率、壓力、噴嘴直徑、推進(jìn)器及齒輪的配置等。外部推進(jìn)式雙軸旋轉噴頭的JPV通常是固定的，有一些設計中也提供了調節齒輪的工具。表5-14中顯示的是在不同流速與壓力下的影響比較。

表5-14不同壓力與流動(dòng)速率對于噴嘴表面的影響

3.固定式噴嘴

這種設計主要應用于輕微污垢的專(zhuān)門(mén)清洗，如矩形或者不規則形狀的容器的內表面與陰影區域，這些地方通常是普通噴頭難以達到的。這種方法同樣適用于外表面的清洗，如IBC和移動(dòng)式機器（如傳輸機）的清洗。下面介紹一些清洗中使用的固定式噴嘴：

*扇形噴射：對15°?80°內的區域進(jìn)行清洗。這個(gè)扇形的角度越大，清洗效果越差。扇形噴射主要應用于去除輕微污垢，以便于進(jìn)行化學(xué)溶解或者漂洗，它可以獲得最大的覆蓋面積

*完全噴射：這種方法通過(guò)把全部的水力能量集中到一個(gè)小區域的噴射，從而達到最佳的噴射效果。主要應用于其他清洗中難以達到的部位的清洗。

*螺旋噴射：由一組下降的螺旋形組成，產(chǎn)生錐形的噴射形狀。錐形噴霧的角度由螺旋的設計決定。這種方法適用于清洗小容器的內表面。

固定式噴嘴的主要缺點(diǎn)有：

清洗液的消耗量比較大；

相對較低的清洗效果。

固定式噴嘴的主要優(yōu)點(diǎn)有：

較低的資金花費；

最小的維護需求：沒(méi)有可移動(dòng)的部件；

強適應性：可以被裝在很小的空間中。

4.定位裝置

對于每一個(gè)清洗應用來(lái)說(shuō)，從噴嘴到工作表面的距離都會(huì )帶來(lái)能量的損失。低壓清洗系統中的定位裝置有助于提高清洗效率，因此它是清洗系統中不可或缺的一部分。下面是一些可供選擇的定位裝置：

*最簡(jiǎn)單也最為常用的定位裝置由一小段剛性管通過(guò)凸緣或者專(zhuān)門(mén)的方式（如RJT）固定在容器上，清洗頭固定在自由端。這種裝置的管子在維護或者有其他用途時(shí)可以移動(dòng)，然后用一個(gè)螺絲帽封住開(kāi)口。

*在自動(dòng)清洗系統中，通常使用啟動(dòng)裝置把清洗頭插入容器中。

*“球形連接”定位裝置是一種有趣的設計，主要應用于移動(dòng)清洗系統。許多容器沒(méi)有多余的管口供給清洗噴頭。除了調整容器之外，唯一的方法就是人工的開(kāi)一些道口。在“球形連接”中有一個(gè)活動(dòng)蓋板，活動(dòng)蓋板與道口的邊緣相符，并被已有的夾子所保護；一個(gè)較小型的“RPE”設備將被用于高壓清洗系統。這種方法提供了在有障礙物的情況下，怎樣達到完全覆蓋清洗的解決辦法。

*最后介紹的使用大型雙軸噴頭的方法應用于大而長(cháng)的直立的容器。清洗頭被吊在容器內部，然后上升和下降，并停在事先設定的清洗位置上。這種方法經(jīng)常應用于需要定期進(jìn)行清洗的容器上，清洗頭的實(shí)際位置與清洗循環(huán)時(shí)間由柔軟管的機械化卷盤(pán)旋轉來(lái)控制，由PLC組來(lái)操縱。

5.低壓泵

目前為止，低壓清洗系統中最常用的能源來(lái)源是抽水泵。抽水泵有許多種選擇，以下這些可以滿(mǎn)足大多數應用的需要：

*標準離心式：一個(gè)常規的單進(jìn)程泵（如圖5-35）可以產(chǎn)生4×10?Pa的壓力和80L/min左右的流動(dòng)速率。它的優(yōu)點(diǎn)是資金投入較低和維護保養較容易。一般的，容易弄濕的表面會(huì )使用不銹鋼來(lái)制作。

*多進(jìn)程離心式：這是一種在低壓清洗中最常用的水泵，它通過(guò)使用一系列的推進(jìn)器或者多個(gè)進(jìn)程，以獲得所需要的壓力與流速。一個(gè)典型的例子參見(jiàn)圖5-36。

*雙震動(dòng)板抽水泵：根據空氣驅動(dòng)壓力與空氣容量，這種裝置可以產(chǎn)生6×10?Pa的壓力及6m3/h的流速。它是一種常用的移動(dòng)型抽水泵，尤其適用于危險區域。這種泵的主要缺點(diǎn)是脈沖效應會(huì )降低清洗噴射的效果。

*高速離心式：這是一種專(zhuān)用水泵。在實(shí)際的清洗應用中，需要37kW的能量使其運轉速度達17000rpm，就可以產(chǎn)生10?Pa的壓力和800L/min的流速。這種抽水泵只適用于有多口輸出的大型清洗裝置。一個(gè)具體的例子是毛布洗滌（“毛布”是指在造紙業(yè)中，穿過(guò)造紙機多個(gè)階段的用于運送紙漿的傳送帶）。毛布經(jīng)常被污物充滿(mǎn)，因此需要經(jīng)常進(jìn)行清洗。通常使用振蕩式噴射，并把扇形噴霧直接噴在毛布的下方。這樣就可以在不傷害毛布的同時(shí)清除污物了。

圖5-35單進(jìn)程離心式抽水泵

圖5-36典型多進(jìn)程離心泵剖面圖

我們根據實(shí)際應用的不同情況，可以在這些備選的設備內選擇最適合的一種。對于制藥業(yè)與生物工業(yè)和許多飲食制造業(yè)來(lái)說(shuō)，它們有更加嚴格的衛生學(xué)標準。所以整個(gè)清洗系統都要受到嚴格標準的考驗，無(wú)論是清洗之前還是清洗過(guò)程中，因此我們要設計特殊的抽水泵。在危險區域的應用中，電氣規格必須遵守2級區域標準。

6.蒸氣/水混合設備

（1）蒸氣噴霧清潔器

這種設備對于需要使用加壓熱水的情況非常適用（例子參見(jiàn)圖5-31）。它是根據眾所周知的文丘里管的原理。圖5-37是這種裝置的示意圖和部件列表。

它的優(yōu)點(diǎn)有：

*可以產(chǎn)生高達85°C的熱水，其壓力是蒸氣產(chǎn)生壓力的2~2.5倍。

*沒(méi)有可移動(dòng)的部件，所以維護費用非常低。

*緊湊的設計，保證防火區域可靠與安全。

*便于加入化學(xué)物質(zhì)。

*根據模型的不同，可以用于清洗噴頭或手噴槍。

它的缺點(diǎn)有：

*如果流通蒸氣沒(méi)有調節適當，會(huì )被傳送到終端用戶(hù)。（設計一個(gè)熱量切斷閥可以防止這種危險的產(chǎn)生）

*由于蒸氣和清洗液被緊密的混合在一起，如果蒸氣的質(zhì)量很差，會(huì )有被污染的危險。對于以臨床清洗標準來(lái)要求的清洗領(lǐng)域（如制藥廠(chǎng)）來(lái)說(shuō)是一個(gè)棘手的問(wèn)題。

圖5-37蒸氣噴射式清潔器：“B”、“BX”和“BZ”型的部件圖解

圖片P315頁(yè)

設計細節：包括四個(gè)主要部件：

a.導出管：把平衡的熱水噴射到軟管或者剛性管中。

b.混合管：在這個(gè)部件中，蒸氣、水以及清潔劑（如果需要的話(huà)）被混合在一起，產(chǎn)生出加壓的熱水噴射。平衡的時(shí)候，管上的溢出孔和槽釋放出過(guò)量的蒸氣和水，把它們送到溢出室中。

C.蒸氣噴嘴：調節和加快蒸氣室中流出的蒸氣的流速，并把它們傳遞到混合管中。

d.清潔劑管：吸入一定量的清潔劑進(jìn)入到混合管，使其與加壓的熱水和蒸氣混合。在操作中，蒸氣進(jìn)入蒸氣室是從蒸氣噴嘴直接進(jìn)入混合管。與冷水的接觸中，蒸氣壓縮產(chǎn)生了真空環(huán)境使熱水蒸氣流入導出管。流體能量轉化到文丘里管中，在錐形管中隨著(zhù)壓力的下降，流動(dòng)速率上升。液體流經(jīng)擴展的部分，當它到達軟管的時(shí)候，流速下降壓力上升。在手噴槍的軟管及清洗頭的噴射孔的末端有孔的約束，使得這種壓力得以維持。必須要經(jīng)過(guò)精確的計算，以保證這些約束孔的大小合適：如果約束孔過(guò)小，在蒸氣噴射混合器中將產(chǎn)生一個(gè)反壓力，熱水將會(huì )流入到溢出管中；如果約束孔過(guò)大，水的壓力將會(huì )降低。

更大的模型設計要使用單軸或雙軸的清洗頭。管子的尺寸對于保證有效的運轉是十分重要的（參見(jiàn)表5-15）。青銅、不銹鋼是標準的制造材料，也是衛生清洗應用的可選方案。

表5-15蒸氣噴射式清潔器推薦安裝的管型號

表格P316頁(yè)

這里有四種蒸氣清洗清潔器：

1）B模型：這是在4×10?~1.2×10?Pa壓力下的標準模型，流動(dòng)速率在20?130L/min之間。適用于手噴槍和小型旋轉清洗噴頭。

2）BX模型：這是在4×10??1.2×10?Pa壓力下的中等范圍模型，流動(dòng)速率在150?400L/min之間。適用于大型雙軸清洗噴頭。

3）BZ模型：這是在4×10??1.2×10?Pa壓力下的蒸氣清洗清潔器中最強大的，流動(dòng)速率在400?900L/min之間。適用于最大型容器的清洗噴頭和多頭的情形。

4）"SuperBooster"模型：這種模型應用于蒸氣壓力低于2×10?Pa的情況，流動(dòng)速率在30-70L/min之間。這種模型只適用于最小的清洗噴頭和手噴槍?zhuān)绕溥m用于需要90°C加壓熱水的情況。

選擇標準：在蒸氣清洗清潔器的設計中，大約每輸出3.64L就需要454g體積的蒸氣。雖然可以用大型的混合器供應幾個(gè)清洗噴頭，但是最好還是給每一個(gè)噴頭都設置一個(gè)小的混合器，否則大量的熱水將被浪費。

各種模型的溫度、壓力及流動(dòng)速率的詳細情況參見(jiàn)表5-16。

如圖5-38所示，“SuperBooster”是安裝在手推式固定裝置上的一部分。這種類(lèi)型的設備經(jīng)常被用于需要加壓熱水和清潔劑的原油精煉、石油化工廠(chǎng)及大型化學(xué)生產(chǎn)的清洗方面，同時(shí)也是可以在危險區域使用的一種安全設備。

表5-16“B”、“BX”和“SuperBooster”型蒸氣噴射式清潔器的性能參數

注釋?zhuān)?/span>

1）選擇蒸氣噴射式清潔器的原則是在適當水壓下使輸出水流與噴射頭要求的總流量相同"考慮到管線(xiàn)損失，最大承受輸出壓力一般要超過(guò)噴射頭的要求。

上表列出的性能參數的假設前提是流動(dòng)條件下從進(jìn)口到組件的水、汽壓力都是可利用的.為保證蒸氣噴射式清潔黠的使用，供給線(xiàn)必須準確地按照一定尺寸制作.

2）入水流量大約是總輸出流量的90%，如果要求冷洗設備，那么至少還應該有5×10?Pa直接輸入清洗頭的水。

3）為達到滿(mǎn)意的溝洗效果，入水水溫不得超過(guò)25℃。上表列出的輸出水溫是在入水水溫為15℃時(shí)得到的值。

圖5-38清洗推車(chē)——包括蒸氣噴射清潔器，軟管絞盤(pán)和化學(xué)容器架

在美國，蒸氣噴射式清潔器又被稱(chēng)為水力噴射清潔器，且由SellersCleaningSystems公司（CranePumps&Systems集團的一部分）銷(xiāo)售。Sellers還提供一個(gè)附加裝置用來(lái)克服該產(chǎn)品的缺陷。這個(gè)附加裝置就是所謂的：“JETMISER”——設計的這個(gè)裝置可以在操作人員暫停工作即松開(kāi)手噴槍扳機時(shí)切斷熱水。通常當用戶(hù)停止使用后，蒸氣噴射式清潔器會(huì )自動(dòng)地排干水。操作人員可以通過(guò)啟動(dòng)扳機來(lái)恢復工作，從而避免了手動(dòng)地調節水/蒸氣閥。據稱(chēng)，6個(gè)月內這個(gè)裝置的成本就可以用使用該裝置節約的水和蒸氣的費用補償。

另一種安全裝置是由一家英國公司（CDNSystems）開(kāi)發(fā)的。它對水供應失敗的情況提供了一個(gè)解決方法。這個(gè)裝置包含一個(gè)安裝在手噴槍噴口處的溫度探測器，它通過(guò)發(fā)送信號給蒸氣管道上的活動(dòng)閥來(lái)防止水汽的噴射以及避免可能受到的傷害。

蒸氣噴射式清潔器使用說(shuō)明：

啟動(dòng)蒸氣噴射式清潔器：

①打開(kāi)水閥

②將蒸氣閥打開(kāi)至最大或者打開(kāi)直至滿(mǎn)溢處

③調節水閥直到滿(mǎn)溢處

④幾秒鐘后將水閥稍往回調節至接近滿(mǎn)溢處

清潔劑或溶劑：

①添加清潔劑：打開(kāi)清潔劑閥，調節水閥，防止任何滿(mǎn)溢的情況。

②關(guān)閉清潔劑：關(guān)閉清潔劑閥，打開(kāi)水閥至滿(mǎn)溢限內最大流量處，進(jìn)行清洗。

③關(guān)閉蒸氣噴射式清潔器：關(guān)閉蒸氣閥，關(guān)閉水閥。

④蒸氣噴射式清潔器可抽吸冷的液體清潔劑或溶劑，以促進(jìn)清洗工作的進(jìn)行。該儀器可將這些清潔劑按照預計輸出水流體積0?10%的比例與水混合，可以通過(guò)調節清潔劑閥來(lái)嚴格控制百分比。

⑤不要試圖在清潔劑閥打開(kāi)的狀態(tài)下啟動(dòng)蒸氣噴射式清潔器。必須按照正常的啟動(dòng)步驟啟動(dòng)，然后打開(kāi)清潔劑閥。由于清潔劑的溶解會(huì )消耗一部分供應的冷水，因此可能需要重新調節水閥。

⑥任何好的清潔劑，如果它含有的成分可以防止水中固體雜質(zhì)沉積，從而避免管道和噴口堵塞，就可以使用。如果清潔劑在混合的過(guò)程中使溶液溫度升高，使用前必須先讓溶液冷卻。過(guò)高的溶液溫度可能會(huì )造成“汽封”現象。

⑦腐蝕性蘇打、蘇打粉和酸都不推薦作為清潔劑使用，因為它們會(huì )腐蝕青銅管道。

（2）可選擇的水汽混合裝置

如果僅僅要求一個(gè)用于簡(jiǎn)單的清洗任務(wù)（如手噴槍清洗）的混合器，我們還有其他更小型號的混合裝置可用。這些裝置包括：

'Dynafluid'汽/水混合器一與手握噴槍等連接，為一般目的的清洗任務(wù)提供熱水。它沒(méi)有流量計，因此出水口壓力不會(huì )增加。冷水在混合室內由蒸氣加熱，噴射口壓力由入口水流壓力決定。溫度和流速可以精確地進(jìn)行控制。

操作方法：

當出口控制裝置處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，冷水流入混合器閥。通過(guò)活塞的壓力差使活塞上升，從而壓縮固定裝載的彈簧，并且使蒸氣閥升高（即打開(kāi)蒸氣閥），蒸氣和冷水在擴散室內混合并向輸出口提供熱水。當出口控制裝置處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，固定的壓力使得蒸氣閥關(guān)閉。在這種情況下，混合室內沒(méi)有蒸氣。大輸出量的情況發(fā)生在低溫時(shí)，小輸出量的情況發(fā)生在高溫時(shí)，因為蒸氣的消耗量是不變的而入水流量是可變的。

7.其他的水加熱方法

對于大多數CIP、SIP和COP型清洗系統來(lái)說(shuō)，熱水都是一個(gè)必備要求。除了水汽混合裝置外，還有一些其他的加熱水流的方法

*儲水罐一現有的經(jīng)過(guò)特別處理的水，如冷卻水?？梢赃x擇蒸氣旋管、電元件或直接蒸氣噴射的方法來(lái)加熱儲罐中的水。這些都是最基礎的方法，但是存在熱量損失大、溫度難以控制以及加熱耗能成本高的缺點(diǎn)。

*管道加熱器一可以利用蒸氣，這是一種低成本且很靈活的加熱液體的方法。它直接將蒸氣噴進(jìn)管道中。這些管道利用一個(gè)類(lèi)似于蒸氣噴射混合器上的流量計的裝置來(lái)攜帶液體。應用這種方法，可以方便地進(jìn)行溫度控制，可快速地進(jìn)行升溫、降溫操作。與其他直接加熱系統一樣，這種方法的最大缺點(diǎn)是水流通過(guò)不潔蒸氣時(shí)受到污染的問(wèn)題。

*金屬板熱量交換一提供了一種簡(jiǎn)單有效的液體升溫方法。該裝置由大量金屬板構成，從熱源將熱量傳遞給液體。

*外殼與管道熱量交換一是一種十分有效率的，相對成本低且排干效果好的方法。但是在管道連接處有輕微滲漏的危險。熱能控制和控制閥可以與自動(dòng)控制系統結合起來(lái)。

根據制藥工業(yè)cGMP（當前的良好生產(chǎn)實(shí)踐）的要求以及其他涉及到的設備衛生要求，金屬板熱量交換的最主要缺點(diǎn)就是排干效果不佳。

8.系統其他部分設計介紹

管道及配件

依據實(shí)際情況，要求的標準可以在嚴格的衛生設計標準到基本的商業(yè)設計標準的范圍內變化。制藥、生物化學(xué)、精細化學(xué)、食品、飲料和化妝品行業(yè)的大多數系統都要求衛生標準。近年來(lái)，公眾的注意力開(kāi)始集中在一些由飲食行業(yè)中設計拙劣的生產(chǎn)和銷(xiāo)售設備引起的嚴重健康事件上。1990年，英國國會(huì )一份關(guān)于食品微生物安全的報告強調了按較低衛生標準設計食品處理和生產(chǎn)設備的危害性。近來(lái)更多的事件不斷地提醒人們發(fā)生食物中毒的潛在危險?？梢詮腃ampden與Chorlerwood食品研究協(xié)會(huì )得到更多有關(guān)現今歐洲的法律、標準及顧問(wèn)團推薦信息。

安裝在低壓CIP、COP和SIP型清洗系統上的管配件和連接組件有幾種主要的類(lèi)型，它們包括：

*夾狀的

這個(gè)類(lèi)型的配件，每一個(gè)配件都有明顯的末端。在相匹配的凸緣之間有一個(gè)凸緣密封，并且連接處有一個(gè)可以快速松開(kāi)的夾子和蝶形螺母。一般是依照1991年BS4825-3標準設計和構造的。它通過(guò)采取無(wú)縫密封措施，使得細菌不能生存，排干效果好而且清洗方便。

*螺絲狀的

配件的構造和設計都與夾狀的相似，只除了螺絲狀的接口處是用一個(gè)松散的螺帽而不是一個(gè)夾子來(lái)保護，通常按照標準要安裝一個(gè)膳封條。此外還有大量的有專(zhuān)門(mén)用途的

配件設計，包括：

a.RJT.（環(huán)形接口型）

按BS1864和BS4825-5設計制造。對于要求定期拆洗的設備這是一個(gè)很有用的設計。

b.IDF.（國際乳業(yè)配件）

按BS4825-4設計制造，指定用于乳業(yè)設備及與其類(lèi)似的設備。這些設備都必須按照衛生標準設計，孔徑光滑且是無(wú)縫結構。也要按照標準提供膳封條。

c.SMS.（瑞典制造標準）

有一個(gè)光滑的無(wú)縫孔及螺絲狀的接口

d.DIN.（德國工業(yè)標準配件）

按照德國工業(yè)標準制造。這是歐洲大陸生產(chǎn)廠(chǎng)家常用的一個(gè)標準。

表面拋光的標準要按照應用情況來(lái)制定。在許多食品和制藥行業(yè)應用情況下，要求320-400粒度鏡面精加工，在特殊情況下可能要求480粒度的鏡面精加工。使用可精確確定的機械磨光時(shí)，有可能達到180粒度的最小值。電力磨光現在正成為一種越來(lái)越普遍的促進(jìn)表面磨光的方法，尤其在船只這類(lèi)表面積很大的物體的磨光方面應用很多。

當不要求嚴格的衛生標準時(shí)，英國標準管配件可以和安裝凸緣的噴口連接使用。對于絕大部分設備，薄壁管1.63mm對應直徑為25.4-76.2mm，2.03mm對應直徑為76.2?101.6mm就完全足夠了。越厚的管子可以忍耐的壓力也越大，正常情況下LP系統最大壓力是1MPa。

膠皮管的規格與選擇在第六節論述。低壓冷/熱水清洗應釆用典型的SAE100R6和R3標準。

9.CIP、C0P和SIP設備應用的元件

*閥一衛生設計的蝶型閥因為閥結構上沒(méi)有縫隙而被廣泛的使用，由于相同的原因類(lèi)似的無(wú)粗糙面塞嘴也受到設計師的歡迎。塞子常用2mm厚的橡膠或類(lèi)似的塑料封裝。塞嘴可能有2或3種設計方式。在要求不嚴格的應用場(chǎng)合，不銹鋼球閥就夠用了。所有的閥都可以手動(dòng)地、電動(dòng)地操作或利用空氣動(dòng)力進(jìn)行操作，操作方式取決于混合程度。

*壓力釋放閥一四氟乙烯制成的座和襯套、涂層手柄和316不銹鋼主體的衛生設計及含有手動(dòng)超馳控制附加彈簧的設計都是現貨供應的標準樣式。

通常所有的閥和其他構成部分都能夠拆卸進(jìn)行人工或者COP清洗，清洗方式取決于具體情況。

CIP，COP和SIP的應用

盡管以各種形式進(jìn)行原地清洗在某些行業(yè)已經(jīng)進(jìn)行了很多年，但在最近10?15年才認識到清洗是工作流程中一個(gè)實(shí)用的且在很多情況下必需的組成部分?，F在，客戶(hù)強調新設備的設計要適當包含CIP，COP和SIP的特性已經(jīng)成了一個(gè)慣例。這些例子包括：

1.制藥、生物和精細化學(xué)行業(yè)（化妝品也歸在這一類(lèi)）

由于很多原因，特別是權威性法規的要求，CIP、COP和SIP技術(shù)已經(jīng)成為新一代通用清洗技術(shù)。絕大部分CIP、COP和SIP應用中都涉及到各種類(lèi)型容器內部的清洗。在內部清洗時(shí)常使用固定的、自由旋轉的或可控旋轉的清洗噴頭來(lái)達到清洗過(guò)程中不必打開(kāi)容器的目的。在生物行業(yè)，常需要為每個(gè)特殊容器個(gè)別設計噴頭。這是因為這些容器的體積通常都很?。ㄈ?00?1000L），入口大小有限，或者可能需要在專(zhuān)門(mén)區域進(jìn)行集中噴射來(lái)達到高要求的清洗標準。合適的噴頭也可以用于為SIP清洗提供蒸氣和熱水。應用情況的特性決定使用的冷/熱水是否需要加入化學(xué)添加劑。在某些情況下，溶劑清洗可能是去除有害污垢的唯一有效方法。清洗標準的要求是制藥設備清洗的一個(gè)主要特點(diǎn)，清洗使用的標準由產(chǎn)品類(lèi)型、產(chǎn)品在整個(gè)生產(chǎn)流程中所處的位置和產(chǎn)品各組分含量決定。在這個(gè)方面，生產(chǎn)廠(chǎng)家必須證明清洗操作是可重復達到預定標準的。達標的一個(gè)重要的因素是清洗范圍（即清洗噴頭噴射范圍）覆蓋容器各個(gè)部分的能力。尤其在很多老舊的容器中有一些內部配件、障礙物，這些配件造成了清洗中的“陰影區域”，攪拌器的軸和葉片也有這個(gè)問(wèn)題。此時(shí)清洗噴頭的安裝位置和數量就很重要，一般旋轉噴頭因為覆蓋面積大使得其效果優(yōu)于固定噴頭，而高壓則可在障礙物周?chē)纬梢粋€(gè)反射流來(lái)加強清洗效果。不同清洗設備中使用的各種閥見(jiàn)表5-17。

表5-17不同類(lèi)型清洗噴頭使用效果比較

檢查噴頭覆蓋范圍的一個(gè)方法是用核黃素或類(lèi)似的指示涂料覆蓋容器表面，然后執行CIP清洗步驟，清洗完成后用一個(gè)紫外燈進(jìn)行目視檢查。另一個(gè)方法是用CAD（計算機輔助設計）技術(shù)模擬清洗過(guò)程。

管道常用清洗方法是用合適的洗液以最小流速（1.5m/s）進(jìn)行沖洗。1.5m/s是根據經(jīng)驗得到的，能產(chǎn)生最佳湍流量但不產(chǎn)生過(guò)多的壓力差。另外，有幾家公司使用“生鐵”技術(shù)也取得了一些成功。

對于COP系統，用于小器材的不銹鋼手動(dòng)裝卸清洗柜是很普遍的?？紤]到許多制藥過(guò)程中涉及的有毒性的原料，在該行業(yè)絕大部分COP應用場(chǎng)合，控制和操作安全都是最重要的。由規章制度控制管理的工廠(chǎng)不得不將其清洗操作程序形式化，并且嚴格遵守已制定的清洗程序進(jìn)行操作。清洗程序的制定通常要涉及到公認的標準操作程序（SOPs）。（圖5-39給出了具體圖例，而且嚴格按照設計手冊設計）

對操作人員進(jìn)行清洗程序操作和管理方面的培訓是完成穩定有效的清洗過(guò)程的重要先決條件。

圖5-39IBC的手動(dòng)操作型低壓清洗系統器件基本構造圖解

2.食品與飲料行業(yè)

很多行業(yè)的清洗標準等要求與制藥行業(yè)指定的要求相似。通常按照醫用標準設計而且用于食品行業(yè)的化學(xué)清潔劑是特制的。殺菌技術(shù)（SIP）的應用非常廣泛。清洗頭常采用固定的或可旋轉的噴射球設計。只有在釀造行業(yè)，由于污垢的情況、容器體積和容器復雜性要求強沖擊性能的噴射，因此通常安裝雙軸噴頭。在這個(gè)行業(yè)的國際市場(chǎng)里，德國TUchenhagen公司的清洗技術(shù)發(fā)展水平處于領(lǐng)先地位。

3.重化學(xué)工業(yè)

這一行業(yè)使用的設備包括裝有高流速單軸旋轉噴頭的噴射干燥機、PVC及其他大型反應容器，如有效半徑為8?10m的3”旋轉球。理想的清洗計劃是：第一，養成進(jìn)行常規清洗的習慣，以防止污垢在表面堆積并硬化。當噴射干燥機顏色變化時(shí)要進(jìn)行特殊清洗；第二，定期的用功率更強的雙軸噴頭進(jìn)行專(zhuān)門(mén)清洗以除去頑固污垢。通常的工作方法是將清洗頭懸掛在膠皮管上，然后下降到容器中進(jìn)行清洗。大型儲油罐在檢査維修工作設備之前，也可以用這種方法進(jìn)行清洗。

4.運輸行業(yè)

這可能是低壓清洗技術(shù)應用效果最好的例子之一。油罐汽車(chē)、鐵路油罐車(chē)和罐狀集裝箱通常都要運輸各種不同的產(chǎn)品。顯而易見(jiàn)，在改變運輸對象時(shí)必須先進(jìn)行清洗。用低壓的冷或熱水清洗（不考慮是否加化學(xué)添加劑見(jiàn)表5-18），大約可以除去85%的污垢，剩余部分可能要用中壓甚至高壓清洗才能除去。對于某些油罐汽車(chē)來(lái)說(shuō)（如專(zhuān)門(mén)為奶制品設計的），可能會(huì )在罐內部安裝永久性球形噴射頭。

一般來(lái)說(shuō)，絕大多數油罐和罐狀集裝箱都在遍布各地的有戰略意義的地點(diǎn)的清洗站進(jìn)行清洗。

表5T8各種油罐汽車(chē)和縮狀集裝箱一典型清洗程序

表格P323頁(yè)

5.圓筒和IBC清洗

圓筒和IBC清洗系統包括從單一配備的手動(dòng)操作臺（如圖5-39所示）直到配有冷/熱化學(xué)溶液和分階段清洗功能的半自動(dòng)或全自動(dòng)系統的各種清洗設備。

標準操作程序一工廠(chǎng)參考：

容器產(chǎn)品下一個(gè)產(chǎn)品日期：

步驟

1.在開(kāi)始清洗容器之前，檢査排水閥，管道中斷開(kāi)的線(xiàn)路以及已知的陰影區域。

2.移動(dòng)過(guò)濾器元件

3.手動(dòng)地用軟管澆淋比較難洗的部分

4.檢査已知的難清洗部位

5.用沖洗液裝滿(mǎn)沖洗槽

6.設置循環(huán)清洗程序或者設置定時(shí)器

7.開(kāi)始第一次清洗

8.目測檢査

9.如果有明顯殘余，重復循環(huán)清洗

10.執行確認程序（質(zhì)量控制部門(mén)）

11.如果沒(méi)達到確認標準，重復循環(huán)清洗（包括沖洗）

12.進(jìn)一步確認程序（如果需要的話(huà)）

13.完成一個(gè)包含簽名的容器清洗詳細報告。完成后立刻向輪班管理辦公室回復報告。

操作人員檢查員質(zhì)量監控代表

姓名姓名姓名

簽名簽名簽名

日期日期日期

圖5-40標準操作程序——典型容器清洗與確認范例

（“環(huán)境技術(shù)的最佳操作程序”許可）

由于產(chǎn)品規格不同，這些程序都僅僅起指導作用。如果有疑問(wèn)，可以向產(chǎn)品生產(chǎn)廠(chǎng)家和銷(xiāo)售商咨詢(xún)。氯化物會(huì )嚴重損害不銹鋼，因此不推薦使用含氯溶劑清洗不銹鋼產(chǎn)品。如果必須使用這些含氯溶劑，則溶液最高溫度不得超過(guò)30°C。最后需除去殘渣，清洗并干燥。

（1）初級IBC清洗系統

如果需要進(jìn)行IBC的器件的數目少，低于每小時(shí)5個(gè)，而且沒(méi)有特殊的要求，那么初級清洗系統就夠用了。初級清洗系統由以下部分組成：

*一個(gè)供應熱水或含有化學(xué)添加劑的熱水的蒸氣噴射式清潔器（提供大于4×10?Pa的有效蒸氣壓力和至少為450kg/h的蒸氣）。這個(gè)設備應參照推薦的管道設計圖示安裝。如果有冷水使用要求，則還要另外安裝一個(gè)泵。

*一個(gè)低壓清洗噴頭一旋轉球噴頭或者小的雙軸噴頭。

*一個(gè)蓋子，定位裝置和簡(jiǎn)單的吊運架。

*連接蒸氣噴射清潔器和清洗噴頭的高壓軟管。

（2）IBC清洗系統在制藥生產(chǎn)中的應用

在制藥廠(chǎng)運行的IBC系統的清洗要求與按照確認的清洗標準進(jìn)行實(shí)際容器清洗時(shí)的清洗要求一樣嚴格。下面的例子是一個(gè)被推薦的用于制藥行業(yè)的IBC清洗設備的說(shuō)明書(shū)，它是作為買(mǎi)家咨詢(xún)材料的一部分發(fā)行的。對于此處涉及到的公司，我們用的是假名。

（3）范例

一家大型制藥公司對定購的IBC清洗系統提出的要求。

α-β制藥有限公司為他們位于愛(ài)爾蘭共和國的第二制藥廠(chǎng)定購一套IBC清洗與干燥系統。

工作范圍：設計、生產(chǎn)、提供檢查和測試，完成IBC清洗與干燥系統的支持文件。設計和生產(chǎn)應該符合“設計與良好操作習慣”（cGMP）的要求。所有內表面都要光滑，沒(méi)有銹斑或裂縫。

相關(guān)設備用中等體積集裝箱運輸、儲存，工藝需要用到的液體和干粉成分也作為最終產(chǎn)品的一部分。IBC儀器的內外表面都要求用清洗和干燥系統進(jìn)行清洗并干燥，以滿(mǎn)足公司指定的確認標準。

常規：設備包含一個(gè)與要清洗的IBC器件的尺寸合適的清洗柜，每8h完成一批（每批最多20個(gè)）IBC器件的清洗與干燥。這些器件用拖車(chē)上帶有的叉狀起重機裝載和卸載。所有的清洗和干燥工作通過(guò)一個(gè)PLC面板控制（附上說(shuō)明書(shū)）。

清洗柜：材料的要求和設計準則如下：

所有金屬受潮面應該使用AISI（美國鋼鐵協(xié)會(huì )）標準中316L等級的不銹鋼或者ISO標準中相當等級的不銹鋼。

所有用于清洗區域的金屬非受潮面應使用AISI（美國鋼鐵協(xié)會(huì )）標準中304等級的不銹鋼或者ISO標準中相當等級的不銹鋼。

所使用材料的認證書(shū)應與其組成成分標簽一起提供。

所有用于清洗的表面材料（包括密封材料）都應該不能被商用級別的清潔劑所腐蝕。不應該使用任何會(huì )導致薄片、顆?；蛴卸疚镔|(zhì)脫落的表面處理或保護涂料。

對于人造橡膠，只有經(jīng)“食品質(zhì)量”認可的種類(lèi)才可以使用（參見(jiàn)美國FDA的聯(lián)邦物質(zhì)名稱(chēng)登記目錄-21）。

表面磨光：不銹鋼表面磨光度應該用1μm的Ra按照1985年的ISO4288標準來(lái)度量。

瑕疵磨光：去除管道上所有銹斑并將裂縫和焊縫磨平。

清洗柜的門(mén)應該能且由操作人員通過(guò)中心控制面板進(jìn)行自動(dòng)操作，且柜門(mén)上應安裝合適的觀(guān)察孔。

清洗柜的設計應該留有足夠的執行維護任務(wù)的空間。

賣(mài)家可能建議購買(mǎi)滿(mǎn)足美國FDA的cGMP指導方針的固定或旋轉噴射設備。

清洗條件：由賣(mài)家提供洗液的壓力，流速和估計的清洗循環(huán)次數。

清洗循環(huán)由以下階段組成：

1）初始的熱水清洗可加入清潔劑（由美國FDA認可的）。

2）最終的熱水沖洗。

3）用干凈的熱空氣進(jìn)行干燥。

注意：系統的操作建立在完全耗損的觀(guān)念上，即清洗循環(huán)完成后所有的洗液都應被傾倒掉。

有需要時(shí)，控制系統必須允許包含要求的其他程序。

系統的設計應該保證在停止使用時(shí)，系統能自動(dòng)排干。

為裝料口蓋子提供一個(gè)獨立的清洗工具。

確認清洗任務(wù)完成要達到的要求：

經(jīng)過(guò)清洗和干燥循環(huán)后IBC是完全干燥的；

要確保內外表面包括框架和排出閥底部都100%被清洗過(guò)；

清洗和干燥循環(huán)完成后，IBC所有內表面上可以用公認的檢測技術(shù)檢測，污垢含量不能超過(guò)0.5μg/cm2。

操作控制面板包括：

總開(kāi)關(guān)

清洗/干燥的循環(huán)控制裝置

程序選擇裝置

緊急停止按鈕

排干閥開(kāi)關(guān)指示裝置

監控系統

—清洗用水的溫度，壓力和流速

—干燥氣體的溫度和濕度

—清潔劑溶液濃度

—清洗/干燥的循環(huán)次數

如果有任何超過(guò)設定界限的情況發(fā)生，控制系統會(huì )發(fā)出警告聲。

試機：在客戶(hù)接收前，賣(mài)主提前要做的工作有提供完整的設備說(shuō)明書(shū)和所有相關(guān)文件。在客戶(hù)處進(jìn)行所有的功能測試及與合同保證相一致的實(shí)際清洗測試。

箱槽清洗中涉及的主要成本要素

1.洗液

水（淡水、處理過(guò)的水、去除礦物質(zhì)的水、無(wú)雜質(zhì)水及噴射水一WFI）

清潔劑和防止起泡的化合物（添加的濃度可變）

有機溶劑如丙酮、甲醇、異丙醇、甲苯（純凈的或者回收的）

堿性溶液如腐蝕性蘇打

氧化性溶液如次氯酸鈉和過(guò)氧化氫

酸性溶液如硫酸、醋酸

中和劑如氨水

滅菌劑（尤其是用于生物和制藥方面的）

設備停工期及生產(chǎn)耗損（尤其是滿(mǎn)負荷運轉情況下）

人工成本，包括搭腳手架、沖水和化學(xué)清洗公司等外部承包人的費用

洗滌液的費用一水、化學(xué)試劑、溶劑

容器和管道中殘留物造成的生產(chǎn)損耗（一般占容器體積的0.5%?2%）

能量與熱量成本

排放處理和廢棄物處置成本（見(jiàn)表5-19）

表5-19洗滌廢水處理成本比較

（“環(huán)境技術(shù)最佳操作程序”許可）

圖片P326-327頁(yè)

數據只是近似的且是1997年的標準價(jià)格.但這些數據為做出最佳選擇提供了一個(gè)指導?在大多數發(fā)達國家榔使用統一的定購價(jià)格.

2.不同箱槽清洗方法的成本比較

圖5-39比較了它們的理論成本。對于一個(gè)直徑2m的容器的清洗，要求首先進(jìn)行沖洗，然后用化學(xué)藥品清洗，最后每天用化學(xué)藥品的水溶液沖洗一次。只有在用化學(xué)藥品清洗時(shí)要求將清洗用水加熱到65℃。

大約每年要進(jìn)行240次清洗。清洗使用濃度為2%的化學(xué)試劑，濃縮溶液的價(jià)格是0.75￡/L。

在最終的費用效益計算時(shí)，適當的操作成本被視為每一種清洗方法引進(jìn)成本的重要部分計算。