Wpływ temperatury na skuteczność oczyszczania ługu sodowego po procesie mycia w systemie CIP naczyń warzelniczych i drogi brzeczki

The paper presents the results of analysis concerning the impact of temperature on sedimentation in the caustic soda solution that constitute a contamination after the process of cleaning utensils and pipes for hopped wort transport in the brewery. The solution was collected from the production plant after the process of cleaning and subjected to 12-hour sedimentation and changes of the solid particles participation, their size and percentage share in the solution was determined. The study was carried out with the Shadow Sizing method. The results were subjected to statistical analysis and the surface area of the response of the relation between the time and temperature of sedimentation and the number of particles which stay in the solution was calculated. The research results proved that the temperature significantly affects the cleaning degree of solutions by sedimentation and its duration. After sedimentation in solutions, particles with the surface area from 0.001-0.003 mm2 remain. Those particles are not subject to sedimentation and constitute a coloidal suspension in the solution.Przedstawiono wyniki analiz dotyczące wpływu temperatury na sedymentację osadów w roztworze wodorotlenku sodu stanowiących zanieczyszczenie po procesie mycia naczyń i przewodów do transportu brzeczki w warzelni zakładu piwowarskiego. Roztwór pobierano z zakładu produkcyjnego po procesie mycia i poddawano 12 godzinnej sedymentacji oznaczając zmiany udziału cząstek stałych, ich wielkość i procentowy udział w roztworze. Badania prowadzono metodą Shadow Sizing. Wyniki poddano analizie statystycznej wyznaczając powierzchnię odpowiedzi zależności między czasem i temperaturą sedymentacji a ilością cząstek pozostających w roztworze. Wyniki badań wykazały, że temperatura w sposób istotny wpływa na stopień oczyszczania roztworów przez sedymentację oraz na czas, w jakim to następuje. W roztworach po sedymentacji pozostają cząstki o powierzchni od 0,001-0,003 mm2 . Cząstki te nie ulegają sedymentacji i stanowią koloidalną zawiesinę w roztworze

Mętność i ilość cząstek osadów w czasie regeneracji chemicznych roztworów po procesie mycia urządzeń browarniczych w systemie CIP

The paper presents results of analysis of turbidity changes in washing solutions and the quantity of solid particles present in them during regeneration under various temperature conditions. Three solutions taken from breweries after the process of washing brewhouse equipment in the CIP system were evaluated. The results were subjected to statistical analysis, to define the functions that characterize the changes of the tested parameters in relation to time and temperature. The results showed that the tested solutions have different favourable conditions for their regeneration. It has also been shown that the character of changes in solutions in the regeneration process is more advantageously determined on the basis of turbidity tests of solutions.W pracy zaprezentowano wyniki analiz zmian mętności roztworów myjących oraz ilości obecnych w nich cząstek osadów stałych w czasie regeneracji w różnych warunkach temperaturowych. Ocenie poddano trzy roztwory pobierane z browarów po procesie mycia urządzeń warzelni w systemie CIP. Wyniki poddano analizie statystycznej wyznaczając funkcje charakteryzujące zmiany badanych parametrów w zależności od czasu i temperatury. Wyniki badań wykazały, że badane roztwory posiadają odmiennie korzystne warunki ich regeneracji. Wykazano również, że charakter zachodzących zmian w roztworach w procesie ich regeneracji korzystniej jest określać na podstawie pomiaru mętności roztworów

Influence of time and the cleaning liquid flow velocity on the effectiveness of cleaning the plate heat exchanger

W pracy podjęto próbę wyprowadzenia funkcji stopnia umycia płyt wymiennika ciepła w funkcji czasu i średniej obliczeniowej prędkości przepływu w szczelinie między płytami. Funkcję tą zaproponowano na podstawie analizy i aproksymacji wyników badań doświadczalnych. Z przeprowadzonych badań wynika, że proces mycia można opisać równaniem różniczkowym, pierwszorzędowym, którego rozwiązaniem jest funkcja wykładnicza asymptotyczna. Zaproponowana funkcja, przyjmuje postać, w której zarówno kąt nachylenia jak i asymptota zależą od prędkości przepływu.The study presents the attempt to introduce the function of the degree of cleaning the plate heat exchanger as a function of time and average computational velocity between the heat plates. This function was suggested based on the analysis and approximation of experimental results. The research has shown that the cleaning process can be described by differential primary equation, the solution of which is a asymptotic exponential function. The suggested function assumes the form, in which both the tilt angle and the asymptote depend on the flow velocity

Assessment of washing efficiency in the closed circulation of the selected area in plate heat exchangers

Praca nawiązuje do problemu utrzymania higieny w płytowych wymiennikach ciepła działających jako pasteryzatory mleka. Przedstawiono w niej metodę mycia wymienników, czynniki warunkujące skuteczność tego zabiegu oraz wskazano problemy związane z niedomywaniem powierzchni płyt. Podstawowym celem prowadzonych analiz było wskazanie obszarów na płycie oraz płyt w wymienniku, które myją się najtrudniej. Ocenę stopnia umycia płytowego wymiennika ciepła zróżnicowano dodatkowo o kierunki przepływu cieczy myjącej. Badania przeprowadzono w sposób eksperymentalny na wymienniku ciepła, który włączono w obieg mycia do laboratoryjnej stacji CIP. Mycie następowało w 20 różnych programach, różniących się między sobą warunkami mycia, i powtarzane było trzykrotnie. Stopień czystości płyt określano testami wymazowymi Pro-Clean. Ocenie podlegały wszystkie płyty w wymienniku w pięciu wybranych na nich obszarach. Uzyskane wyniki, przy standardowo stosowanych poziomach istotności α=0,01 i α=0,05, różniły się między sobą w sposób istotny.The paper is related to the issue of maintaining cleanliness in plate heat exchangers operating as milk pasteurizers. A washing method of exchangers, factors of efficiency of this treatment and issues related to not complete washing of the plates surface were presented. The basic objective of the analyses which were carried out was to indicate areas on the plate and plates in the exchanger, which are the most difficult for washing. The cleanliness degree of the plate heat exchanger was additionally varied with the flow directions of the washing liquid. The research was carried out experimentally on the heat exchanger, which was joined to the washing circulation to the laboratory station CIP. Washing took place in 20 different programmes which differed between them with washing conditions and was repeated three times. Cleanliness degree of plates was determined with Pro-Clean smear test. All plates in the exchanger in five selected areas were subjected to evaluation. The obtained results, at the conventionally used significance levels α=0.01 and α=0.05, differed between each other significantly

Electrical energy aspects and cleanliness in the cleaning process in cip system a plate heat exchanger

W pracy zaprezentowanej w artykule podjęto próbę określenia zależności pomiędzy skutecznością mycia płyt płytowego wymiennika ciepła a ilością energii elektrycznej potrzebną do przeprowadzenia procesu. Uzyskane wyniki przedstawiono w postaci graficznej wyznaczając korzystne i niekorzystne warunki mycia w aspekcie energetycznym.The paper attempts to define the relationship between the degree of cleaning plates the heat exchanger and the amount of energy needed to carry out the process. The results in graphical form, determining positive and negative conditions for cleaning in the aspect of energy consumed was shown at the figures

Numerical analysis of fluid flow between the plates of the plate heat exchanger

Praca obejmuje analizę rozkładu prędkości przepływu cieczy w płytowym wymienniku ciepła. Badania przeprowadzono w oparciu o obliczenia numeryczne metodą objętości skończonych (FVM), w środowisku ANSYS CFX, na których podstawie wykreślono rozkłady prędkości przepływu w poszczególnych parach płytowych wymiennika oraz krzywe obrazujące prędkość przepływu w poszczególnych obszarach przestrzeni międzypłytowej. Model obliczeniowy stanowił wymiennik zbudowany z pięciu par płytowych, które uproszczono do płyt płaskich. Na podstawie uzyskanych rozkładów prędkości stwierdzono, że najmniejsze wartości prędkości przepływu w płaskich płytach występują w osi symetrii każdej kolejnej płyty oraz w jej prawym górnym i dolnym narożu, usytuowanym przeciwlegle do otworu odprowadzającego ciecz z przestrzeni międzypłytowej. Uzyskane wyniki stanowią część badań dotyczących identyfikacji miejsc instalacji produkcyjnych niedomywanych w trakcie mycia w przepływie.The paper covers analysis of distribution of liquid flow speed in the plate heat exchanger. The research was carried out based on numerical calculations with the final methods volume (FVM) in ANSYS SFX environment, on the basis of which distributions of flow speed were determined in particular plate pairs of the exchanger and curves which picture the flow speed in particular areas of space between plates. An exchanger made of five pairs of plates, which were simplified to flat plates constituted a calculation model. On the basis of the obtained distributions of speed it was found that the lowest values of flow speed in flat plates occur in the symmetry axis of each subsequent plate and in its right and bottom corner located oppositely to the opening, which diverts liquid from the space between plates. The obtained results constitute a part of research concerning identification of production installations spots which are not washed enough during washing in the flow

Measurement of the cleaning liquid parameters during the process of cleaning the plate heat exchangers

W pracy monitorowano proces mycia pod względem zmian pH, przewodności i mętności cieczy. Badania wykonano na laboratoryjnej stacji mycia CIP. Na podstawie zmian mierzonych wartości podjęto próbę określenia minimalnego czasu przepływu wody przez płytowy wymiennik ciepła w celu wypłukania najgrubszych zanieczyszczeń. Elementem badawczym był płytowy wymiennik ciepła, którego płyty brudzono mlekiem i montowano w układ przepływowy. Za pomocą testów wymazowych Clean-Trace firmy BioTrace, sprawdzono skuteczność mycia w założonych warunkach. Na podstawie uzyskanych wyników badań dotyczących skuteczności mycia wskazano kilka obszarów na płycie, które są najtrudniejsze do umycia w przepływie oraz te które myją się najłatwiej.The study monitored the cleaning process in terms of changes in pH, conductivity and turbidity of the cleaning liquid. The study was performed in a laboratory CIP station. On the basis of the changes of the measured values the minimum duration of water flow through the plate heat exchanger was evaluated in order to rinse impurities. The plate heat exchanger, which was soiled in milk and assembled in the flow system, constituted the test element. The efficiency of cleaning in the assumed conditions was verified by Clean-Trace swab tests, produced by BioTrace company. On the basis of the obtained results concerning the efficiency of cleaning, several areas on the plate, whichare the most difficult to clean in the flow, and the ones that are easiest to clean were indicated

Confocal laser scanning microscopy used for assessment of microstructure of milk fouling formed during high-heat milk treatment

W pracy przedstawiono zagadnienia związane z powstawaniem zanieczyszczeń mlekowych pod wpływem wysoko temperaturowej obróbki mleka. Ocenie poddano trzy płytki ze stali nierdzewnej o różnej chropowatości, zanieczyszczone gorącym mlekiem. Do oceny mikrostruktury powstających osadów wykorzystano laserowy mikroskop pomiarowy LEXT OLS4000 firmy Olympus. Analiza uzyskanych danych pomiarowych prowadzona była w środowisku TalyMap Platinum 4.0. Uzyskane wyniki badań pozwoliły określić różnice w ilości i budowie tworzących się osadach mlekowych w zależności od wykończenia powierzchni ze stali nierdzewnej. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że pomiar techniką LSCM może być z powodzeniem wykorzystany do analiz zanieczyszczeń powstających w procesach przetwórstwa żywności.Formation of fouling during milk heat treatment in dairy industries is still a serious problem both technically and economically. The paper presents the issues related to the formation of milk fouling. Three types of plates of different roughness, contaminated by hot milk were used in the study. The microstructure of impurities was evaluated by the LCSM method, using the laser scanning confocal microscope Olympus LEXT OLS4000. Digital image creation and image analysis were performed using Software TalyMap Platinum 4.0. The results were helpful in determining the quantity and microstructure of milk fouling created on plates depending on the finishing surface. The results showed that the increase in the surface roughness caused the increase in the amount of deposits formed on them. The analyses of the LSCM results also indicate the forming of a few layers of deposits during milk heat treatment. They may be important in the cleaning process. On the basis of the investigation results it can be stated that the measurement technique LSCM is useful for evaluation of impurities built up on surfaces of equipments during food production

Simulation tests of liquid flow in the pipeline elements

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące wykorzystania komercyjnych aplikacji komputerowych stosowanych do obliczeń w mechanice płynów. Za pomocą numerycznych metod CFD, w wybranych elementach instalacji rurowych, przedstawiono rozkłady ciśnienia, prędkości i naprężeń ścinających na ich ścianach i poddano je analizie w aspekcie warunków mycia w systemie CIP (czyszczenie na miejscu). Przeprowadzone badania stanowią cześć badań dotyczących warunków mycia instalacji produkcyjnych finansowanych w ramach grantu badawczego. Uzyskane wyniki badań mają charakter interdyscyplinarny, natomiast ich interpretacja w odniesieniu do warunków mycia potwierdza słuszność stosowania metod CFD do prognozowania i higienicznego modelowania urządzeń przemysłu spożywczego.The paper presents research results concerning the use of commercial software used for calculations in the fluid mechanics. With the use of numerical methods of CFD in the selected elements of pipe installations, pressure, speed and shear stress distribution on their walls were presented and analysed in the aspect of cleaning conditions in the CIP system. The tests which were carried out constitute part of the tests concerning conditions of cleaning installations of production installations financed from the research subsidy. The obtained research results have an interdisciplinary character whereas their interpretation with reference to the cleaning conditions confirms rightness of using the CFD method for forecasting and hygienic modelling of food industry devices

Numerical studies of fluid flow in flat, narrow-gap channels simulating plate heat exchanger

The aim of this work was to present the numerical simulation results determining the distributions of flow velocity and pressure in the individual channels of a plate heat exchanger. The simulations have been conducted by means of the Finite Volume Method (FVM) of numerical computation using the ANSYS CFX software. The computational model constituted spaces between 10 flat, straight flow type plates of the heat exchanger. The obtained results of numerical simulations confirm the presence of inhomogeneous flow conditions in the neighbouring channels between the plates. The computations enabled to point out the regions on the plates, in which insufficient flow can result in problems with their cleaning. The results of this work constitute the first part of a research leading to an assessment of cleaning conditions in plate heat exchangers