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氧化电位水在CIP工艺中的应用案例

发布时间:2017-04-23 10:33    阅读数:

一、氧化电位水在CIP工艺中的应用

(一)设备的选型
    依据客户提供的上述酸、碱溶液的用量,拟在CIP清洗站旁分别安装一套氧化电位水生成机系统,其特点:
1、使用氧化电位水机型,不会改变工厂原有CIP工艺的设备和设施,安装简单,使用方便;
2、使用氧化电位水进行CIP,可以杜绝有害化学品进入工厂。从源头上有效地杜绝了有害物质对饮料和管线设备的污染风险以及对员工身体的伤害;
3、工作介质为纯水和盐(NaCl),可以安全、放心地使用;
4、在进行CIP前4个小时开机制水,将产出的氧化电位水和碱性氧化电位水分别注入到原有的酸、碱性溶液储罐中待用即可。 
(二)氧化电位水CIP工艺流程:
1、清水冲洗:3 min;
2、碱性氧化电位水循环清洗:10 min;
3、清水冲洗:2 min;
4、氧化电位水循环消毒:10 min。
注:由于酸性氧化电位水能够自动还原成水,因此,在经酸性氧化电位水消毒后的地方,不必再用清水清洗,以避免二次污染。 
 
二、使用氧化电位水与原CIP方法的成本对比分析
 
(一)两种清洗消毒方式的耗时对比
1.原生产管道CIP清洗消毒工艺(热消毒)
① 清水冲洗(5分钟);
② 热碱溶液循环(85℃、浓度5%,30分钟);
③ 清水冲洗(5分钟);
④ 热酸溶液循环(85℃、浓度3%,30分钟);
⑤ 热水冲洗(85℃、5分钟)
注:总耗时:75分钟/次。 
2、生产管道使用电位水清洗消毒工艺(冷消毒):
① 清水冲洗(3分钟);
② 碱性氧化电位水循环(10分钟);
③ 清水冲洗(2分钟);
④ 酸性氧化电位水循环(10分钟)。
注:总耗时:25分钟/次。
小结:按照上述工艺流程对生产管道和储罐进行清洗消毒,每一个周期的总耗时只有25分钟,而传统的CIP时间一般在75分钟以上。也就是说,使用电位水来做清洗消毒剂,每个周期至少可以节约50分钟的时间。 
(二)两种清洗消毒方式的成本对比
原CIP生产管道每次清洗消毒运行成本(见表一):
表一

 

流程
费用项目
清洗消毒运行成本
时间(分)
用量(kg)
单价(元/吨)
成本(元)
清水冲洗
水耗
5
2000
1.6
3.2
热碱循环
水耗
30
2000
1.6
3.2
热耗
30
286
100
28.6
碱(NaOH)用量
30
3.75
1元/kg
3.75
热碱循环后清水冲洗
水耗
5
2000
1.6
3.2
热酸循环
水耗
30
2000
1.6
3.2
热耗
30
286
100
28.6
硝酸用量
30
60
1.4元/kg
84
热水冲洗
热耗
5
286
100
28.6
水耗
5
2000
1.6
3.2
每次电耗
电费
75
10度
0.58元/度
5.8
每次耗时
75分钟
 
直接成本合计:
195.35

 

使用氧化电位水清洗消毒生产管道每次运行成本(见表二):
表二

 

步骤
费用项目
清洗消毒运行成本
时间(分)
用量(吨)
单价(元/吨)
成本(元)
清水冲洗
水耗
3
2
1.6
3.2
碱性水循环
水耗
10
2
18
36
清水冲洗
水耗
2
2
1.6
3.2
酸性水冲洗
水耗
10
2
18
36
每次耗时
25分钟
 
直接成本合计:
78.4

 

小结:表七中按原CIP清洗消毒生产管道,每次的运行成本为:195.35元;表八中按使用氧化电位水,每次的运行成本为:78.4元。使用氧化电位水清洗消毒生产管道仅是原CIP成本的40.14%。既:每次清洗节约成本116.95。年节约45,600元。
(三)两种清洗消毒方式的碳排放对比
原CIP清洗消毒工艺(热消毒)碳排放量(见表三):
表三

 

碳排放清洗方法
蒸汽
(kg/次)
标煤耗
(Kg)
碳系数
碳排放量
(kg/次)
碳排放量
(吨/年)
原CIP热消毒
858
807
2.493
2012
785

 

 
 
 
 
使用电位水清洗消毒工艺(冷消毒)碳排放量(见表四):
表四

 

碳排放使用材料
耗电
(度/次)
耗标煤
(Kg)
碳系数
碳排放量
(kg/班)
碳排放量
(吨/年)
电位水冷消毒
21
8.4
2.493
21
8.2

 

 
 
 
 
    小结:使用电位水清洗消毒工艺(冷消毒)的碳排放量仅是原CIP清洗消毒工艺(热消毒)碳排放量的1.04%。根据上述比较情况来看:
1、每一次用电位水进行CIP清洗消毒比原来的流程节约成本116.95元,仅只是原CIP方法成本的40%。
2、使用电位水清洗消毒生产管道的时间比原CIP方法缩短了50分钟,仅只是原来用时的33.33%。如果按一个班(8个小时)清洗消毒一次,则将提高生产效率10%。
3、由于冷消毒不使用蒸汽,节约了热能,每年可直接减少碳排放776.8吨;按碳交易价为:46,608元。
4、电位水在消毒后能还原成普通水,还能减少大量污水处理的费用。

    综上所述,使用氧化电位水对生产管道进行清洗消毒,无论是从直接成本还是间接成本,都实现了大幅度的降低,经济效益和社会效益的大幅增长已显而易见。

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