專利名稱：采用預處理清洗工業設備的方法
技術領域：
本發明涉及通常使用CIP (原位清洗)工藝的工業設備如蒸發器、換熱器和其它這類設備的清洗。
背景技術：
在許多工業應用如食品和飲料的制造中，硬表面通常由污物如碳水化合物、蛋白質類、和硬污物、食品油污物和其它污物污染。這些污物可來自液體和固體食品兩者的制造。碳水化合物污物如纖維素類、單糖類、二糖類、寡糖類、淀粉、樹膠和其它復合材料當被 干燥時，可形成堅韌、難以脫除的污物，特別是當與其它污物組分如蛋白質、脂肪、油和其它污染組分結合時。這些碳水化合物污物的脫除可能成為明顯的問題。相似地，其它材料如蛋白質、脂肪和油也可形成難以脫除的污物和殘渣。食品和飲料污物當在加工期間被加熱時是特別牢固的。在加工期間由于各種原因加熱食品和飲料。例如，在奶品場，將乳制品在巴氏滅菌器(如HTST-高溫短時間巴氏滅菌器或UHT-超高溫巴氏滅菌器)上加熱以使乳制品巴氏滅菌。同樣許多食品和飲料產品由于蒸發而被濃縮或產生。使用蒸發器濃縮的食品和飲料產品的具體例子包括乳制品如全脂奶和脫脂奶、煉乳、乳清和乳清衍生物、酪乳、蛋白質、乳糖溶液和乳酸；蛋白質溶液如大豆乳清、營養酵母和飼料酵母、和全蛋；果汁如橙汁和其它柑桔汁、蘋果汁和其它蘋果類汁、紅莓汁、椰汁和熱帶水果汁；蔬菜汁如番茄汁、甜菜根汁、胡蘿卜汁和草汁；淀粉產品如葡萄糖、右旋糖、果糖、異構化糖、麥芽糖、淀粉糠漿和糊精；糖類如液體糖、精制白糖、糖水和菊粉；提取物如咖啡和茶提取物、啤酒花浸膏、麥精、酵母提取物、膠質、及肉和骨頭提取物；水解產物如乳清水解產物、湯調味品、奶水解產物和蛋白質水解產物；啤酒如無醇啤酒和麥芽汁；及嬰兒食品、蛋白、豆油和發酵液。蒸發器通常至少有兩側。一側保持蒸汽或蒸氣熱源(典型地212-350° F)。另一側保持要濃縮的工藝液體。在蒸發過程期間，將要濃縮的液體引入蒸發器。經過管子或板的熱交換從工藝物流中蒸發出水，從而濃縮液體固體。可以使要濃縮的液體經過蒸發器幾次直到它足夠濃縮。存在許多不同類型的蒸發器，其包括降膜蒸發器、強制循環蒸發的蒸發器、板式蒸發器、循環蒸發器、流化床蒸發器、降膜式短程蒸發器、升膜蒸發器、逆流-滴流蒸發器、攪拌器蒸發器和螺旋管蒸發器。除蒸發器以外，在蒸發裝置中存在幾種其它設備件，其包括預熱器和加熱器、分離器、冷凝器、脫氣/真空系統、泵、清洗系統、蒸氣洗滌器、蒸氣再壓縮系統和冷凝物精制系統。應當清洗所有的蒸發裝置設備，但是實際的蒸發器典型地具有最困難的污染問題。
當食品或飲料產品接觸任何表面時發生污染，其中一部分食品或飲料產品留在該表面上。當該表面是換熱表面時，污物被熱降解使得它更難除去。隨著時間的過去，當更多的食品或飲料產品通過換熱表面時，污物層的厚度增加。污物層作為熱量和被加熱的產品之間的絕熱器，從而降低換熱表面的效率和要求更多的能量以產生換熱表面清潔時相同的效果。當換熱表面是蒸發器時，在清潔換熱表面和污染的換熱表面之間的差異可意味著蒸發器裝置能量成本的幾百萬美元的差異。隨著能量成本明顯增加，以及通過保護自然資源而加強的保護環境的認識，需要可清洗換熱表面和產生有效傳熱的清洗過程。原位清洗的清洗技術是適于從典型地用于從處理液體產品物流如飲料、奶、汁液等的罐、管線、泵和其它工藝設備的內部組件脫除污物的特殊清洗方案。原位清洗的清洗包括將清洗溶液通過系統而不分解任何系統組件。最小的原位清洗技術包括將清洗溶液通過設備和然后再繼續正常處理。可以拋棄由更清潔殘余物污染的任何產品。通常原位清洗方法包括施加清洗溶液的第一次漂洗、采用飲用水的第二次漂洗，隨后再繼續操作。該工藝也可包括任何其它接觸步驟，其中可以將漂洗物、酸性或堿性功能流體、溶劑或其它清洗組分如熱水、冷水等與設備在工藝期間的任何步驟接觸。通常省去最終的飲用水漂洗以防止在清洗和/或消毒步驟之后設備被細菌污染。原位清洗處理要求完全或部分關閉被清洗的設 備，它導致損失的生產時間。許多時侯由于需要大量的停車時間，設備不能充分清洗。需要使用原位清洗工藝清洗這種設備的改進方法，其使用較少的時間以充分脫除污物。正是在此背景下完成了本發明。

發明內容
令人驚奇地已經發現食品和飲料污物和特別是烘烤的食品和飲料污物可以使用兩步驟方法從表面脫除，其中將污物在預處理步驟中與預處理組合物接觸，隨后進行常規的原位清洗工藝。本發明涉及使用原位清洗過程清洗設備如換熱器、蒸發器、罐和其它工業設備的方法。該方法適于有機污物脫除，或更特別地，適于食品或飲料污物脫除。此外，該方法涉及使用原位清洗方法從食品和飲料制造位置脫除碳水化合物和蛋白質類污物的清洗方法。在一方面，本發明涉及包括采用強酸性溶液預處理污染的表面的方法。常規的原位清洗工藝在這個預處理步驟之后。優選的酸性溶液是酸過氧化物溶液。已經發現在酸性預處理步驟之后使用堿性洗滌劑的常規原位清洗工藝提供特別有效的結果。活性成分在酸性預處理溶液中的濃度對于一些應用為至少O. 1%和通常為至少O. 6%。在另一方面，本發明涉及采用強堿性溶液預處理污染的表面的方法。常規的原位清洗工藝在這個預處理步驟之后。已經發現在強堿性預處理步驟之后使用酸性洗滌劑的常規原位清洗工藝提供特別有效的結果。酸性或堿性的任一種預處理可包括滲透劑。滲透劑的加入改進污物的軟化程度，和因此促進污物的脫除。滲透劑在預處理溶液中的濃度為至少O. 01和通常為至少O. 15%。約1%的濃度是可接受的。在另一方面，本發明涉及包括采用滲透劑預處理污染的表面而不存在明顯量的酸或堿的方法。常規的原位清洗工藝在這個滲透劑預處理步驟之后。在此滲透劑在預處理溶液(沒有酸或堿度)的濃度為至少O. 01%和通常為至少O. 15%。在一個特定的實施方案中，滲透劑預處理溶液包含大約O. 9%溶劑；作為滲透劑的溶劑的其它水平是合適的。在一個特定的實施方案中，本發明是使用CIP工藝從工業設備清洗污物的方法。該方法包括施加預處理溶液到污物，該溶液包含至少O. 25wt%活性成分,及活性成分包括任意的堿源、酸源、滲透劑、氧化劑和助洗劑。該方法也包括在預處理溶液之后通過設備再循環第一 CIP溶液，該CIP溶液包含稀洗滌劑，和然后漂洗設備。預處理溶液可含有O. 25-1. 5wt%酸和/或O. 01-lwt%氧化劑如過氧化物。滲透劑如二醇醚可以存在的量為O.4-10wt%o在另一個特定的實施方案中，該方法包括采用預處理溶液預處理污物，該預處理溶液包含至少O. 5#%活性成分，活性成分包括任意的堿源、酸源、滲透劑、氧化劑、表面活性劑和助洗劑，采用稀洗滌劑溶液除去至少一部分滲透的污物，和漂洗設備。在一些實施方案中，預處理溶液包含堿源和稀洗滌劑包含酸。在其它實施方案中，預處理溶液包含酸源和稀洗滌劑是堿。本發明包括使用兩種不同的CIP溶液。 考慮到如下的詳細描述，這些和其它實施方案對本領域技術人員和其它人員是顯然的。但是應當理解這個概述和詳細描述僅說明一些例子，和不希望限制要求保護的本發明。


圖I是包括要清洗的設備、CIP工藝設備和預處理設備的工業方法的簡圖。
具體實施例方式本發明涉及使用與原位清洗過程結合的預處理步驟清洗工業設備。與常規原位清洗溶液和工藝結合使用預處理步驟比單獨的常規工藝提供增加的污物脫除。另外，隨后為水漂洗的預處理步驟的使用提供不可預料的污物脫除量。使用預處理步驟允許使用傳統上不相容的化學品和在比常規清洗過程中應用的更高的濃度下。在此使用的〃重量百分比〃、〃wt%〃、〃按重量百分比〃、〃重量％〃及其變體表示物質的濃度為物質重量除以組合物總重量和乘以100。理解在此使用的〃百分比〃、〃%〃等與〃重量百分比〃、〃wt%〃等同義。在此使用的術語〃約〃表示數量的變化，該數量的變化例如可通過如下方式出現通過用于制備濃縮物的典型測量和液體處理過程或實際的施用溶液；通過這些過程中的無意識錯誤；通過用于制備組合物或進行方法的成分的制造、來源或純度的差異等。術語〃約〃也涵蓋對于來自特定初始混合物的組合物，由于不同平衡條件而不同的量。不管是否由術語〃約〃修飾，權利要求包括數量的等同物。應當注意到在此說明書和所附權利要求中使用的單數形式〃a，〃〃an〃和〃the〃包括復數指示物，除非內容清楚地另外指示。因此例如，包含〃化合物〃的組合物包括具有兩種或多種化合物。也應當注意到術語〃或〃通常以包括〃和/或〃的意義使用，除非內容清楚地另外指示。本發明的方法適用于通常使用原位清洗(即CIP)清洗過程清洗的設備。這些設備的例子包括蒸發器、換熱器(包括管管換熱器、直接蒸汽注入換熱器和板框式換熱器)、加熱盤管(包括蒸汽、火焰或傳熱流體加熱的盤管)、再結晶器、盤式結晶器、噴霧干燥器、轉鼓干燥器和罐。這種方法可通常用于任何應用，這些應用中需要除去在污物上結塊或在污物上燒焦的如蛋白或碳水化合物；應用包括食品和飲料工業(特別是奶場)、釀造、油加工、工業農藝和乙醇處理。CIP處理通常是公知的。該方法包括施加稀溶液(典型地約O. 5-3%)到要清洗的表面上。溶液流過表面(3-6英尺/秒)，緩慢地除去污物。將新溶液再施加到表面或將相同的溶液再循環和再施加到表面。除去污物(包括有機污物、無機污物或兩種組分的混合物)的典型CIP工藝包括至少三個步驟堿性溶液洗滌、酸溶液洗滌和然后新鮮水漂洗。堿性溶液軟化污物和除去有機堿溶性污物。隨后的酸溶液除去由堿清洗步驟留下的礦物污物。堿和酸溶液的強度及清洗步驟的持續時間典型地取決于污物的持久性。水漂洗除去任何殘余的溶液和污物，及在將設備返回在線操作之前清洗表面。本發明提供在CIP工藝之前的預處理步驟，其滲透污物。滲透材料軟化污物，用作催化劑或另外當常規CIP溶液接觸污物時提高常規CIP溶液的活性。因此預處理促進污物脫除。 現在參考圖1，工藝設備的簡圖用附圖標記10說明。工藝10包括罐20，其是要清洗的設備。進料管線25供應各種清洗溶液到罐20和排料管線27從罐20除去溶液。通過適當管子、閥門、泵等操作性連接的是用于CIP工藝的設備，其用附圖標記30表示。CIP工藝30包括用于保持稀CIP化學品的罐35。來自罐20的排料管線27用于從罐20將溶液再循環回到CIP工藝30和罐35。工藝10也包括用于預處理工藝的設備，其用附圖標記40表示。預處理設備40包括第一罐42和第二罐44。當使用兩個罐時，通常一個罐如罐42包含堿性預處理物和另一個罐如罐44包含酸性預處理物。適當的管子、閥門、泵等用于操作性地連接罐42、44與進料管線25進入罐20。工藝10的這種設置允許預處理應用到罐20而不使用大量的另外設備如管路。以下描述涉及清洗罐20的方法的另外詳細情況。預處理溶液如上所述，在常規CIP化學處理應用之前將預處理溶液或預處理步驟應用到污物。選擇預處理溶液的化學品以促進在要清洗的表面上污物的脫除。預處理溶液預涂覆和滲透入污物，從而軟化污物。可以根據要清洗的污物選擇使用的具體化學品。使用的化學品可以與CIP化學品相容。在一些實施方案中，需要預處理與CIP化學品不相容；在這種情況下，預處理與CIP化學品反應。已經發現使用不相容化學品進一步增加污物-脫除效力。
預處理溶液包含O. 25%活性成分，在一些情況下包含至少O. 5%、優選至少2%和更優選至少3%。術語〃活性成分〃指的是促進污物的軟化、溶解和脫除的非惰性成分。這些活性成分包括任何堿性物/堿、酸、滲透劑(其包括表面活性劑)、助洗劑、氧化劑、催化劑和螯合掩蔽劑或螯合劑。在大多數實施方案中，水是溶液的剩余部分。典型地溶液含有不大于約15%、優選不大于約10%活性成分。對于大多數應用，優選是約1-10%的濃度；約1-3%的濃度適于大多數應用。堿性或酸性成分預處理溶液任選地和優選地包括堿性或酸性成分。合適堿源的例子包括堿性鹽、胺、烷醇胺、碳酸鹽和硅酸鹽。特別優選的堿源包括NaOH(氫氧化鈉)、Κ0Η(氫氧化鉀)、TEA(三乙醇胺)、DEA(二乙醇胺)、MEA(單乙醇胺)、碳酸鈉、嗎啉、偏硅酸鈉和硅酸鉀。
合適酸源伯例子包括無機酸(如磷酸、硝酸、硫酸)和有機酸(如乳酸、乙酸、羥基乙酸、檸檬酸、谷氨酸、戊二酸和葡萄糖酸)。預處理溶液中堿性物或酸的量在一些情況下為至少O. 25wt°/c^P不大于10wt%。堿性物或酸的合適水平包括2-5wt%和O. 5-1. 5wt%。滲透劑滲透劑可以在預處理溶液中存在。可以將滲透與堿源或酸源在溶液中結合，或可以使用滲透劑而不使用堿源或酸源。優選地，滲透劑是水溶混的。合適滲透劑的例子包括醇、短鏈乙氧基化醇和酚(含有1-6個乙氧基化物基團)。有機溶劑也是合適的滲透劑。用作滲透劑的合適有機溶劑的例子包括酯、醚、酮、胺、及硝酸 化烴和氯代烴。另一類優選滲透劑是乙氧基化醇。乙氧基化醇的例子包括燒基、芳基、和燒芳基燒氧基化物。這些燒氧基化物可以通過米用氣_、漠_、節基_、甲基_、乙基_、丙基_、丁基-和烷基-基團封端而進一步改性。溶液中乙氧基化醇的優選含量為l_20wt%。另一類滲透劑是脂肪酸。脂肪酸的一些非限制性例子是C6-C12直鏈或支化脂肪酸。優選的脂肪酸在室溫下為液體。用作滲透劑的另一類優選溶劑是水溶性二醇醚。二醇醚的例子包括二丙二醇甲基醚(以商品名D0WAN0L DPM獲自Dow Chemical Co.)、二甘醇甲基醚(以商品名D0WAN0L DM獲自 Dow Chemical Co·)、丙二醇甲基釀(以商品名 D0WAN0L PM 獲自 Dow Chemical Co.)和乙二醇單丁基醚(以商品名D0WAN0L EB獲自Dow Chemical Co.)。溶液中二醇醚的優選含量為 O. 5-20wt%o表面活性劑也是用于預處理溶液的合適滲透劑。合適表面活性劑的例子包括非離子、陽離子和陰離子表面活性劑。優選是非離子表面活性劑。非離子表面活性劑改進污物脫除和可降低溶液在處理的表面上的接觸角。合適非離子表面活性劑的例子包括烷基_、芳基_、和芳烷基_、烷氧基化物、烷基聚糖苷及其衍生物、胺及其衍生物、和酰胺及其衍生物。另外有用的非離子表面活性劑包括具有聚環氧烷聚合物作為表面活性劑分子一部分的那些。這些非離子表面活性劑例如包括脂肪醇的氯_、芐基_、甲基_、乙基_、丙基_、丁基-和其它類似烷基封端的聚氧亞乙基和/或聚氧亞丙基二醇醚；無聚環氧烷的非離子物如烷基聚糖苷；山梨聚糖和蔗糖酯及它們的乙氧基化物；烷氧基化乙二胺；羧酸酯如甘油酯、聚氧乙烯酯、脂肪酸的乙氧基化和二醇酯等；羧酸酰胺如二乙醇胺縮合物、單烷醇胺縮合物、聚氧乙烯脂肪酸酰胺等；和乙氧基化胺和醚胺和其它類似非離子化合物。也可以使用硅酮表面活性劑。含有聚環氧烷聚合物部分的另外合適非離子表面活性劑包括如下的非離子表面活性劑含有I-約20個環氧乙烷基團的C6-C24醇乙氧基化物；含有I-約100個環氧乙烷基團的C6-C24烷基酚乙氧基化物；含有I-約20個糖苷基團的C6-C24烷基聚糖苷；C6-C24脂肪酸酯乙氧基化物、丙氧基化物或甘油酯；和C4-C24單或二烷醇酰胺。如果表面活性劑用作滲透劑，表面活性劑在預處理溶液中的量典型地為至少
O.25%。表面活性劑的可接受水平包括O. 4-8wt%和l-4wt%。總體上，當存在堿源或酸源時，滲透劑在預處理溶液中的量為至少O. 2wt%和不大于2. 5wt%。當堿源或酸源存在時滲透劑的可接受水平包括O. 4-2wt% ;優選是l-2wt%。相對于當存在時的任何堿源或酸源，滲透劑的量通常為1:1-1: 5。對于不含堿源或酸源的預處理溶液，溶液中滲透劑為至少O. 05wt%和不大于50%。通常該水平為O. l-25wt%。滲透劑的可接 受水平包括O. 5-10wt%和l-5wt%。氧化劑預處理溶液可包括氧化試劑或氧化劑如過氧化物或過氧酸。獲得的溶液非常有效地對抗蛋白質和淀粉污物。此外，這些氧化合物與污物的反應，特別地當與堿源結合時，對污物和在污物中產生有力的機械作用，它提高污物的脫除超出由化學和漂白作用引起的。合適的成分是氧化劑如亞氯酸鹽、溴、溴酸鹽、一氯化溴、碘、一氯化碘、磺酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鹽、硝酸、硼酸鹽、過硼酸鹽和氣體氧化劑如臭氧、氧氣、二氧化氯、氯氣、二氧化硫及它們的衍生物。過氧化合物(其包括過氧化物和各種過羧酸(其包括過碳酸鹽))是合適的。過氧羧酸(或過羧酸)通常具有通式R(CO3H)n，其中例如R是烷基、芳烷基、環烷基、芳基或雜環基團，且η是1、2或3，及通過在母體酸之前加過氧而命名。R基團可以是飽和或不飽和的以及取代或未取代的。中等鏈過氧羧酸(或過羧酸)通常具有通式R(CO3H)η，其中R是C5-C11烷基、C5-C11環烷基、C5-C11芳烷基、C5-C11芳基或C5-C11雜環基團；且η是
1、2或3。短鏈脂肪酸可具有通式R(CO3H)n，其中R是C1-C4且η是1、2或3。一些過氧羧酸包括過氧戊酸、過氧己酸、過氧庚酸、過氧辛酸、過氧壬酸、過氧異壬酸、過氧癸酸、過氧i^一烷酸、過氧十二烷酸、過氧抗壞血酸、過氧己二酸、過氧檸檬酸、過氧庚二酸、過氧辛二酸、它們的混合物等。支鏈過氧羧酸包括過氧異戊酸、過氧異壬酸、過氧異己酸、過氧異庚酸、過氧異辛酸、過氧異壬酸、過氧異癸酸、過氧異i^一烷酸、過氧異十二烷酸、過氧新戊酸、過氧新己酸、過氧新庚酸、過氧新辛酸、過氧新壬酸、過氧新癸酸、過氧新i^一烷酸、過氧新十二烷酸、它們的混合物等。典型的過氧化合物包括過氧化氫(H2O2)、過乙酸、過辛酸、過硫酸鹽、過硼酸鹽或過
碳酸鹽。預處理溶液中氧化劑的量為至少O. 01wt%和不大于lwt%。氧化劑的可接受水平是O. 01-0. 50wt% ；0. 3wt%是特別合適的水平。相對于任何酸源，氧化劑的合適水平通常為1:1-1:10、1:3-1:7 或 1:20-1:50。O. 25_10wt% 磷酸與 50-5000ppm(0. 005-0. 5wt%)過氧化氫的溶液是特別合適的。例子預處理溶液包含O. 75wt%磷酸和500ppm(0. 05wt%)過氧化氫，它的氧化劑酸比例為為1:15。助洗劑預處理溶液優選包括助洗劑。助洗劑包括螯合試劑(螯合劑)、多價螯合試劑(多價螯合劑)、洗滌劑助洗劑等。助洗劑通常穩定組合物或溶液。助洗劑的例子包括膦酸和膦酸鹽、磷酸鹽、氨基羧酸鹽和它們的衍生物、焦磷酸鹽、多磷酸鹽、乙二胺和亞乙基三胺衍生物、羥基酸和單_、二-和三-羧酸鹽和它們對應的酸。其它助洗劑包括鋁硅酸鹽、硝基乙酸鹽(nitroloacetates)和它們的衍生物、及它們的混合物。進而其它助洗劑包括氨基羧酸鹽，其包括乙二胺四乙酸(EDTA)、羥基乙二胺四乙酸(HEDTA)和二亞乙基三胺五乙酸的鹽。優選的助洗劑是水溶性的。特別優選的助洗劑包括EDTA (其包括EDTA四鈉)、TKPP (多磷酸三鉀)、ΡΑΑ (聚丙烯酸)及其鹽、膦酰基丁烷羧酸和葡萄糖酸鈉。預處理溶液中如果存在的助洗劑的量典型地為至少O. 25被％和不大于5wt%。助洗劑的可接受水平包括O. 5-1. 0wt%和1-2. 5wt%。預處理方法本發明的方法涉及在常規CIP工藝之前施加預處理溶液到要清洗的表面。得到的CIP工藝要求較少的步驟和/或每個步驟較少的時間。例如，常規CIP工藝包括在初始水漂洗之后的五個步驟常規堿(NaOH)洗滌以脫除污物、中間漂洗、常規酸洗滌以脫除礦物質和污垢、水漂洗和常規消毒步驟。這種方法可以在初始水漂洗之后由三步驟方法替代預處理步驟、常規洗滌和水漂洗。通過使用上面剛剛描述的兩種預處理工藝的任一種，與常規五步驟工藝相比，用于采用預處理的整體清洗工藝的水量減少約30%或更多。與常規五步驟工藝相比，用于采用預處理的整體清洗工藝的時間量減少約30%或更多。具體的步驟數目、水的使用或減少 的處理時間取決于預處理溶液的濃度和化學品。再次參考圖1，將預處理溶液在由40表示的設備中貯存。在這個工藝10中，罐42保持堿性預處理溶液和罐44保持包含過氧化物的酸性預處理溶液。為清洗20，將罐20及其連接管線中可能存在的任何產品排出。可以包括水漂洗以脫除任何殘余產品。在一個實施方案中，將來自罐42的堿性預處理溶液通過管道和進料管線25泵送入罐20。常規CIP施加設備如噴頭施加預處理溶液到罐20的內表面上。預處理溶液逐級或另外向下流動到罐20的表面，從而軟化污物。可以第二次施加預處理溶液，盡管通常不要求這樣。在預處理溶液施加和排出之后，使用來自工藝30和罐35的洗滌劑實施常規CIP工藝。CIP洗滌劑可以是酸性或堿性的。將來自罐35的洗滌劑通過罐20經過進料管線25、返回管線27和其它適當的管道再循環。在另一個實施方案中，將來自罐44包含過氧化氫的預處理溶液通過管道和進料管線25泵送入罐20。在過氧化物預處理溶液施加和排出之后，使用來自工藝30和罐35的堿性洗滌劑如氫氧化鈉實施常規CIP工藝。氫氧化鈉活化在罐20壁上的任何殘余過氧化物。當將預處理溶液引入CIP工藝時，取決于設備的部件在具體的位置加入預處理溶液可能是有益的。例如，當處理HTST巴氏滅菌器時，優選在原料平衡罐引入預處理溶液。替代地，可以在增壓泵的吸入側或剛好在板組裝之前在T或閥位置引入預處理溶液。當處理UHT巴氏滅菌器時，優選在水平衡罐引入預處理溶液。替代地，可以在產品平衡或原料罐或增壓泵的吸入側引入預處理溶液。當處理蒸發器時，優選在效果循環泵的吸入側引入預處理溶液。替代地，預處理溶液可以在CIP平衡罐引入。最終，當處理啤酒蒸餾再沸器時，優選在鍋爐循環泵的吸入側引入預處理溶液。替代地，預處理溶液可以在循環泵和蒸餾塔或CIP平衡罐之間的閥門中引入。預處理溶液優選接近要清洗的表面注入。這通過避免預處理化學品由CIP供料罐和分布管線的整個體積的稀釋，而允許更高的化學品濃度。以下提供合適預處理步驟的各類例子。在一個特定的實施例中，將10wt%Na0H的堿性預處理溶液噴淋到保持罐的內表面上和使其排出。在約20分鐘之后，啟動具有1%酸性溶液的的CIP工藝。
在第二個特定的實施例中，將^^%磷酸的酸性預處理溶液循環到框中板框式換熱器的內表面上。溶液包含O. lwt%H202O過氧化物也由隨后的常規堿性CIP溶液催化活化，該CIP溶液引起進一步的泡騰、形成高氧化電勢物質和污物脫除。在第三個特定的實施例中，將含有約I. 0被％無機酸和I. 0wt%溶劑滲透劑的酸性預處理溶液循環到蒸發器的換熱表面上和從該表面排出。在約20分鐘之后，啟動CIP工藝。將含有大約O. 5wt%活性NaOH的常規堿性洗滌物進料至蒸發器。堿與任何酸性殘余物反應，從而產生促進污物脫除的熱和機械作用。盡管主要在清洗含有食品和飲料污物的表面的上下文中討論了本發明，應理解的是本發明可用于需要清洗的應用，該清洗通常包括膜如螺旋膜、用于水過濾或脫鹽及化學和制藥工業中的換熱表面的平關閉陶瓷膜。
為了更完全理解本發明，給出如下實施例以說明一些實施方案。應理解這些實施例和試驗是說明性的和不是限制性的。除非相反地指示，所有的份數為重量份。實施例實施例I測試過程通過混合3克干燥奶粉和3克污物制備固體奶顆粒。將獲得的混合物在模頭中在10，000磅下壓擠30秒，和然后加上更多的壓力以再次施加10，000磅另外30秒。將該顆粒放入篩網中和浸入下述預處理溶液5分鐘，取出和然后排液5分鐘。將篩網和干燥顆粒放入120° F的0.5wt%Na0H的燒杯。(稱為〃無〃的測試不具有預處理步驟；稱為〃無*〃的測試不具有預處理步驟和使用在120° F下的3. 0%Na0H而不是O. 5%Na0H清洗)。采用在350rpm下旋轉的大攪拌棒，將燒杯放置在設定到49°C (大約120° F)的電爐上。在30分鐘之后，將篩網和顆粒從清洗溶液取出和輕輕地在去離子水中浸入和取出五次，和然后在50°C烘箱中干燥過夜。測試結果如下。預處理I制備10wt%活性NaOH溶液和該溶液用作預處理物。預處理物含有100，OOOppm氫氧化鈉(堿性清洗劑)。預處理2制備含有1360ppmEDTA四鈉(助洗劑和/或螯合掩蔽劑)、3000ppm葡萄糖酸鈉(助洗劑和/或螯合掩蔽劑)、2400ppm硅酸鉀(堿性清洗劑)、7000ppm烷基聚糖苷(表面活性劑)和4200ppm氫氧化鉀(堿性清洗劑)的預處理溶液。這個預處理2含有3. 66%堿、O. 43%助洗劑/螯合掩蔽劑和O. 7%表面活性劑，從而提供4. 79%活性成分。預處理3制備含有41550ppm多羧基化醇乙氧基化物(表面活性劑)、9540ppm氧化辛胺(表面活性劑)、25500ppm烷基聚糖苷(表面活性劑)和4150ppm2-乙基己醇乙氧基化物(滲透劑)的預處理溶液。這個預處理3含有O. 4%滲透劑和7. 6%表面活性劑，從而提供8%活性成分。預處理4制備含有1600pm氫氧化鉀(堿性清洗劑)、9465ppm氫氧化鈉(堿性清洗劑)、18500ppm聚丙烯酸(助洗劑和/或螯合掩蔽劑)和4625ppm膦酰基丁烷三羧酸(助洗劑和/或螯合掩蔽劑)的預處理溶液。這個預處理4含有I. 10%堿和2. 3%助洗劑/螯合掩蔽劑，從而提供2. 9%活性成分。
權利要求
1.使用CIP工藝從工業設備清洗污物的方法，該方法包括 (a)預處理步驟，其中向污物施加預處理溶液，所述預處理溶液包含至少O.25wt%活性成分，所述活性成分選自堿源、酸源、滲透劑、氧化劑和助洗劑； (b)原位清洗步驟，其中在所述預處理溶液之后再循環第二溶液通過所述設備，所述第二溶液包含約O. 5-3wt%的洗滌劑；和然后 (c)漂洗所述設備。
2.權利要求I的方法,其中所述預處理溶液中堿或酸的量為至少O.25wt°/c^P不大于10wt%，其中所述酸選自磷酸、硝酸、硫酸、乳酸、乙酸、羥基乙酸、檸檬酸、谷氨酸、戊二酸和葡萄糖酸，和所述堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、三乙醇胺、二乙醇胺、單乙醇胺、碳酸鈉、嗎啉、偏硅酸鈉和硅酸鉀。
3.權利要求I或2的方法，其中所述預處理溶液包含滲透劑，和所述滲透劑選自醇、酯、醚、酮、胺、酚、硝酸化烴、氯代烴、短鏈乙氧基化醇、脂肪酸、水溶性二醇醚以及非離子、陽離子和陰離子表面活性劑。
4.權利要求3的方法，其中所述脂肪酸選自C6-C12直鏈或支化脂肪酸。
5.權利要求1-4任一項的方法,其中所述預處理溶液進一步包含至少O.01wt%和不大于1 丨％的氧化劑，和所述氧化劑選自亞氯酸鹽、溴、溴酸鹽、一氯化溴、碘、一氯化碘、碘酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鹽、硝酸、硼酸鹽、過硼酸鹽、臭氧、氧氣、二氧化氯、氯氣、二氧化硫、過氧化物和過氧羧酸。
6.權利要求5的方法，其中所述氧化劑選自過氧化氫、過乙酸、過辛酸、過硫酸鹽、過硼酸鹽和過碳酸鹽。
7.權利要求6的方法，其中所述預處理溶液包含O.25-10wt%磷酸和O. 05-0. 5wt%過氧化氫。
8.權利要求7的方法，其中所述預處理溶液包含O.75wt%磷酸和O. 05wt%過氧化氫。
9.權利要求1-8任一項的方法,其中所述預處理溶液進一步包含至少O.25wt%和不大于5wt%的助洗劑，和所述助洗劑選自膦酸、膦酸鹽、磷酸鹽、氨基羧酸鹽、焦磷酸鹽、多磷酸鹽、乙二胺、羥基酸、單-、二-和三-羧酸鹽和它們對應的酸、鋁硅酸鹽、和硝基乙酸鹽。
10.權利要求9的方法，其中所述預處理溶液包含O.5-1. 0被％助洗劑或1-2. 5wt%助洗劑。
全文摘要
在常規CIP清洗工藝之前使用原位清洗過程和預處理溶液清洗設備如換熱器、蒸發器、罐和其它工業設備的方法。預處理步驟改進污物的軟化程度，和因此促進它的脫除。預處理溶液可以是強酸性溶液、強堿性溶液、或包含滲透劑。優選的強酸性溶液是酸過氧化物溶液。在一些實施方案中，預處理可不包括強堿或酸成分；更合適地滲透劑提供可接受的預處理水平。
文檔編號B08B3/08GK102794278SQ20121027808
公開日2012年11月28日 申請日期2006年10月11日 優先權日2005年10月25日
發明者P·J·佛恩霍爾茲, B·L·赫德特 申請人:埃科萊布有限公司