清洗设备设计
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阀门的选择 阀门的选型 – 由工艺决定 阀门的数量 – 由流程决定 阀门材质 – 由化学品决定
注意事项 橡胶的垫圈需要定期更换 建议使用隔膜阀、座阀、蝶阀 不建议使用球阀、角座阀、截止阀 建议使用焊接、卡箍、活接、卫生法兰连接 不建议使用螺纹、普通法兰连接
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 阀门
1
CONFIDENTIAL
CIP设计及设备选型
19日 3月 2011年 景亮
内容概要
CIP的定义 CIP的影响因素 CIP的选型和系统组成 CIP控制与监控 辅助—COP 辅助—环境清洁 辅助—其它
CIP历史回顾
1950年以前，世界上还无CIP概念及技术，直至 1953 – 1954年，美国俄亥俄州在4间工厂安装了原 始的CIP系统，CIP理念在之后的几年内得以关注和 发展。
设备的因素 被清洗对象的设备情况 CIP设备情况 设备的维护、保养情况 公共能源供给设备情况（水 、压缩空气、蒸汽、电） 设备的表面粗糙度
清洗的工艺 被清洗对象的工艺流程 清洗设备的流程 化学品来自百度文库用工艺
其它因素 生产的产品不同（茶、奶、果 汁等） 操作人员的不同（熟练程度、 责任心等） 环境因素的影响（室内空气、 人员流动率、厂区周边的环境）
确认清洗工艺
确定罐的数量、是否需要换热器等
确认清洗目标的数量
确定CIP环路的数量
如何正确选择CIP – CIP站的设计
CIP站设计的步骤
确认使用者的需求
确认控制模式
决定手动、半自动、全自动的控制模式
确认各个部件的选型
决定阀门、泵、换热器等部件的选型
确认是否需要回收水罐
确认是否需要监控、记录、远程控制等功能
特点： - 最费水 - 最费化学品 - 废水处理量最大最费水
ECOLAB化学品
排水
CIP: 单次循环清洗
水供应 清洗液
被清洗目标 CIP 供应泵
清洗流程: (全自动, 半自动, 手动) - 预冲洗 - 化学品清洗 - 水冲洗 - 消毒液冲洗 - 终冲洗
特点: - 较费水 - 较费化学品 - 废水处理量较大
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 基础
卫生级 可以定期使用CIP清洗剂在CIP要求的温度下进行清洗，并保持自身的清 洁。 对材质、表面粗糙度和卫生死角都有要求 材质：SS304、SS316、EPDM、FPM、PEEK、PTFE、PVDF 对阀门、泵、连接方式、管道等部件都需要高标准的要求
PS Flow
回流管路：电导率、温度、流量开关
object
detergent 1 detergent 2 fresh water
chemicals
RTD Cond
Flow Switch
如何正确选择CIP – 卫生死角
清洗死角
罐 管道
如何正确选择CIP – 卫生死角
清洗死角
系统死角多，CIP也没用 湍流洗不到的地方 阀杆 垫圈破损
表面粗糙度 Ra为取样长度内轮廓偏距绝对值的算术平均值 管道内表面Ra≤0.8µm，焊缝处Ra≤1.6µm ，微米
如何正确选择CIP -- 各个部件的选型 – 罐
罐 罐的大小 – 由CIP回路的循环量和回路总数决定 罐的材质 – 由使用的化学品决定 罐是否需要保温 – 由清洗温度和使用者需求决定 罐的数量 – 由清洗的工艺和使用者的需求决定 罐的排序 – 由CIP的设计者决定 罐是否需要洗球 – 由使用者的需求决定 罐上的液位如何控制 – 由控制模式决定 罐的排列 – 离CIP泵最远的那个是最干净的
CIP站设计的步骤
确认清洗目标 清洗罐？管路？
确认是否需要回流泵
罐的尺寸、形状等数据
确认洗球的流量、清洗形式
管路的尺寸、长短
确认清洗需要的流量
确认罐内部情况、粗糙程度、污垢程度、搅拌器、卫生死角等 确保选择正确的洗球
确认罐底部的出口管径、阀门是否合适
确保回流的顺畅
确认清洗目标距离CIP站的距离
确保选择足够大的CIP罐
换热器 列管式换热器 维护简单 换热率底 成本高 板片式换热器 换热率高 成本低 维护成本高
换热器的能力 弥补循环过程 中损失的热能
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 仪表
供给管路：温度、流量、压力 RTD
object
detergent 1 detergent 2 fresh water
chemicals
泵的选择 供应泵和回流泵要匹配 泵的流量 – 由被清洗目标决定 泵的扬程 – 由被清洗目标决定 泵的材质 – 由化学品决定 泵的形式 – 由功能决定
注意事项 使用卫生级泵 不能使用转子泵作为CIP泵 供应泵-高扬程高流量 回流泵-低扬程高流量 泵能力和功率成正比，但还是需要考虑流量和扬程
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 阀门
ECOLAB化学品
排水
CIP: 循环清洗
水供应 清洗液
ECOLAB化学品
被清洗目标 CIP 供应泵
清洗流程: (全自动, 半自动, 手动) - 预冲洗 - 化学品清洗 - 水冲洗 - 消毒液冲洗 - 终冲洗
特点： -耗水量少 - 化学品用量少 - 费水处理压力小
排水
按供应的区域分类
中央供应型 - 中央存储和处理清洗剂 - 集中供应能源 - 集中处理废水
33
如何正确选择CIP – 管道内部流速
流量与流速
罐清洗的流量 管路清洗的流速
35
CIP清洗时的流体平衡控制
清洗球流量与回流泵的能力的平衡 清洗球流量与罐底阀尺寸 清洗过程中水、清洗液切换。时间控制、电导率控制 化学品罐足够大，清洗时不需要补水
ERROR: stackunderflow OFFENDING COMMAND: ~
确认化学品的添加方式
如何正确选择CIP – CIP站的设计
清洗回路的数量取决于 清洗目标数量 是否同时清洗
CIP站
目标1 目标2 目标3 目标4 目标5 目标6 目标7
如何正确选择CIP – CIP站的设计
F CX
CIP设计的步骤
水供给
L
L
水罐
回收水罐
L
T
碱罐
P
F
L L
CIP实例 – 使用转换板
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 管路
管路 管路的长度 – 由CIP模式决定 管路材质 – 由化学品决定 管路的尺寸 – 由被清洗对象所需流量决定 管件尽量少（尤其是泵入口）
焊接 优质的焊接是保证正常清洗的必要条件 内表面成型是关键 电流过大容易导致不锈钢变性 避免不良焊缝的出现
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 泵
1957年美国艺康化工食品饮料部与工程部联合开发、 售出了一套较成熟的CIP系统。至今，艺康化工一直 为此行业的先锋和设计专家。
何谓CIP清洗 Cleaning In Place
全自动或半自动循环清洗系统，无需拆出被清洗系统
清洗流程遵循产品流程 其它的说法： CIP=Cleaning in pipe
COP=Cleaning out pipe SOP= Sterilizing In pipe CIP= Cleaning In people
无论多先进的设备还是要人来操作、维护、设计、安装、分析，所以，人 的因素是至关重要的。
需要要求每个人心中都有CIP的理念。
CIP
CIP的要素
清洗的因素 时间 温度 机械力 化学品浓度
哪些阀门不能选择 角座阀 球阀 蝶阀
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 洗球
洗球的选择 被清洗目标的污浊程度 污垢附着力 目标罐的尺寸 目标罐内部构造 清洗时间
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 洗球
D 选择洗球时的计算
立式罐，30-45L/min.米（周长） 1.8-2.7m3/H.米（周长） 5.7-8.5m3/米（直径）
4 Factors 清洗4要素
化学品浓度 机械力
温度
接触时间
保证CIP清洗的4个重要因素
Concentration 化学品浓度 Temperature 温度 Contact-time 接触时间 Mechanical force - Flow, Pressure 机械力
如何正确选择CIP– 种类
CIP的种类
STACK:
卧式罐，5L/min. 米2 L
D
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 洗球
洗球选择和布置时的考虑 充分利用洗球喷出的流量 考虑罐内部的管件、搅拌器等因素 重污垢要使用强力机械力清洗
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 洗球
罐内部的清洗死角
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 换热器
分区供应型
- 节省初期投入 - 更安全的操作。如果一台出现问
题，其它的CIP还可以工作。 - 污染风险限制在一个回路中 - 减少能源损耗（管道缩短、罐减
小） - 减少化学品的消耗 - 操作简单 - 不用全部停产等待CIP站的维修 - 缩短清洗和冲洗时间。缩短充满
管路的时间。
如何正确选择CIP – CIP站的设计
按照化学品使用情况分类 - 单次使用 - 单次循环使用 - 循环使用
按供应的区域分类 - 中央供应型 - 分区供应型
按照控制方式分类 - 全自动控制 - 半自动控制 - 手动控制
按照清洗目标分类 - 清洗管路 - 清洗罐
CIP:单次使用
水供应 清洗液
被清洗目标 CIP 供应泵
清洗流程: (全自动, 半自动, 手动) - 预冲洗 - 化学品清洗 - 水冲洗 - 消毒液冲洗 - 终冲洗
注意事项 橡胶的垫圈需要定期更换 建议使用隔膜阀、座阀、蝶阀 不建议使用球阀、角座阀、截止阀 建议使用焊接、卡箍、活接、卫生法兰连接 不建议使用螺纹、普通法兰连接
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 阀门
1
CONFIDENTIAL
CIP设计及设备选型
19日 3月 2011年 景亮
内容概要
CIP的定义 CIP的影响因素 CIP的选型和系统组成 CIP控制与监控 辅助—COP 辅助—环境清洁 辅助—其它
CIP历史回顾
1950年以前，世界上还无CIP概念及技术，直至 1953 – 1954年，美国俄亥俄州在4间工厂安装了原 始的CIP系统，CIP理念在之后的几年内得以关注和 发展。
设备的因素 被清洗对象的设备情况 CIP设备情况 设备的维护、保养情况 公共能源供给设备情况（水 、压缩空气、蒸汽、电） 设备的表面粗糙度
清洗的工艺 被清洗对象的工艺流程 清洗设备的流程 化学品来自百度文库用工艺
其它因素 生产的产品不同（茶、奶、果 汁等） 操作人员的不同（熟练程度、 责任心等） 环境因素的影响（室内空气、 人员流动率、厂区周边的环境）
确认清洗工艺
确定罐的数量、是否需要换热器等
确认清洗目标的数量
确定CIP环路的数量
如何正确选择CIP – CIP站的设计
CIP站设计的步骤
确认使用者的需求
确认控制模式
决定手动、半自动、全自动的控制模式
确认各个部件的选型
决定阀门、泵、换热器等部件的选型
确认是否需要回收水罐
确认是否需要监控、记录、远程控制等功能
特点： - 最费水 - 最费化学品 - 废水处理量最大最费水
ECOLAB化学品
排水
CIP: 单次循环清洗
水供应 清洗液
被清洗目标 CIP 供应泵
清洗流程: (全自动, 半自动, 手动) - 预冲洗 - 化学品清洗 - 水冲洗 - 消毒液冲洗 - 终冲洗
特点: - 较费水 - 较费化学品 - 废水处理量较大
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 基础
卫生级 可以定期使用CIP清洗剂在CIP要求的温度下进行清洗，并保持自身的清 洁。 对材质、表面粗糙度和卫生死角都有要求 材质：SS304、SS316、EPDM、FPM、PEEK、PTFE、PVDF 对阀门、泵、连接方式、管道等部件都需要高标准的要求
PS Flow
回流管路：电导率、温度、流量开关
object
detergent 1 detergent 2 fresh water
chemicals
RTD Cond
Flow Switch
如何正确选择CIP – 卫生死角
清洗死角
罐 管道
如何正确选择CIP – 卫生死角
清洗死角
系统死角多，CIP也没用 湍流洗不到的地方 阀杆 垫圈破损
表面粗糙度 Ra为取样长度内轮廓偏距绝对值的算术平均值 管道内表面Ra≤0.8µm，焊缝处Ra≤1.6µm ，微米
如何正确选择CIP -- 各个部件的选型 – 罐
罐 罐的大小 – 由CIP回路的循环量和回路总数决定 罐的材质 – 由使用的化学品决定 罐是否需要保温 – 由清洗温度和使用者需求决定 罐的数量 – 由清洗的工艺和使用者的需求决定 罐的排序 – 由CIP的设计者决定 罐是否需要洗球 – 由使用者的需求决定 罐上的液位如何控制 – 由控制模式决定 罐的排列 – 离CIP泵最远的那个是最干净的
CIP站设计的步骤
确认清洗目标 清洗罐？管路？
确认是否需要回流泵
罐的尺寸、形状等数据
确认洗球的流量、清洗形式
管路的尺寸、长短
确认清洗需要的流量
确认罐内部情况、粗糙程度、污垢程度、搅拌器、卫生死角等 确保选择正确的洗球
确认罐底部的出口管径、阀门是否合适
确保回流的顺畅
确认清洗目标距离CIP站的距离
确保选择足够大的CIP罐
换热器 列管式换热器 维护简单 换热率底 成本高 板片式换热器 换热率高 成本低 维护成本高
换热器的能力 弥补循环过程 中损失的热能
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 仪表
供给管路：温度、流量、压力 RTD
object
detergent 1 detergent 2 fresh water
chemicals
泵的选择 供应泵和回流泵要匹配 泵的流量 – 由被清洗目标决定 泵的扬程 – 由被清洗目标决定 泵的材质 – 由化学品决定 泵的形式 – 由功能决定
注意事项 使用卫生级泵 不能使用转子泵作为CIP泵 供应泵-高扬程高流量 回流泵-低扬程高流量 泵能力和功率成正比，但还是需要考虑流量和扬程
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 阀门
ECOLAB化学品
排水
CIP: 循环清洗
水供应 清洗液
ECOLAB化学品
被清洗目标 CIP 供应泵
清洗流程: (全自动, 半自动, 手动) - 预冲洗 - 化学品清洗 - 水冲洗 - 消毒液冲洗 - 终冲洗
特点： -耗水量少 - 化学品用量少 - 费水处理压力小
排水
按供应的区域分类
中央供应型 - 中央存储和处理清洗剂 - 集中供应能源 - 集中处理废水
33
如何正确选择CIP – 管道内部流速
流量与流速
罐清洗的流量 管路清洗的流速
35
CIP清洗时的流体平衡控制
清洗球流量与回流泵的能力的平衡 清洗球流量与罐底阀尺寸 清洗过程中水、清洗液切换。时间控制、电导率控制 化学品罐足够大，清洗时不需要补水
ERROR: stackunderflow OFFENDING COMMAND: ~
确认化学品的添加方式
如何正确选择CIP – CIP站的设计
清洗回路的数量取决于 清洗目标数量 是否同时清洗
CIP站
目标1 目标2 目标3 目标4 目标5 目标6 目标7
如何正确选择CIP – CIP站的设计
F CX
CIP设计的步骤
水供给
L
L
水罐
回收水罐
L
T
碱罐
P
F
L L
CIP实例 – 使用转换板
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 管路
管路 管路的长度 – 由CIP模式决定 管路材质 – 由化学品决定 管路的尺寸 – 由被清洗对象所需流量决定 管件尽量少（尤其是泵入口）
焊接 优质的焊接是保证正常清洗的必要条件 内表面成型是关键 电流过大容易导致不锈钢变性 避免不良焊缝的出现
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 泵
1957年美国艺康化工食品饮料部与工程部联合开发、 售出了一套较成熟的CIP系统。至今，艺康化工一直 为此行业的先锋和设计专家。
何谓CIP清洗 Cleaning In Place
全自动或半自动循环清洗系统，无需拆出被清洗系统
清洗流程遵循产品流程 其它的说法： CIP=Cleaning in pipe
COP=Cleaning out pipe SOP= Sterilizing In pipe CIP= Cleaning In people
无论多先进的设备还是要人来操作、维护、设计、安装、分析，所以，人 的因素是至关重要的。
需要要求每个人心中都有CIP的理念。
CIP
CIP的要素
清洗的因素 时间 温度 机械力 化学品浓度
哪些阀门不能选择 角座阀 球阀 蝶阀
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 洗球
洗球的选择 被清洗目标的污浊程度 污垢附着力 目标罐的尺寸 目标罐内部构造 清洗时间
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 洗球
D 选择洗球时的计算
立式罐，30-45L/min.米（周长） 1.8-2.7m3/H.米（周长） 5.7-8.5m3/米（直径）
4 Factors 清洗4要素
化学品浓度 机械力
温度
接触时间
保证CIP清洗的4个重要因素
Concentration 化学品浓度 Temperature 温度 Contact-time 接触时间 Mechanical force - Flow, Pressure 机械力
如何正确选择CIP– 种类
CIP的种类
STACK:
卧式罐，5L/min. 米2 L
D
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 洗球
洗球选择和布置时的考虑 充分利用洗球喷出的流量 考虑罐内部的管件、搅拌器等因素 重污垢要使用强力机械力清洗
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 洗球
罐内部的清洗死角
如何正确选择CIP – 各个部件的选型 – 换热器
分区供应型
- 节省初期投入 - 更安全的操作。如果一台出现问
题，其它的CIP还可以工作。 - 污染风险限制在一个回路中 - 减少能源损耗（管道缩短、罐减
小） - 减少化学品的消耗 - 操作简单 - 不用全部停产等待CIP站的维修 - 缩短清洗和冲洗时间。缩短充满
管路的时间。
如何正确选择CIP – CIP站的设计
按照化学品使用情况分类 - 单次使用 - 单次循环使用 - 循环使用
按供应的区域分类 - 中央供应型 - 分区供应型
按照控制方式分类 - 全自动控制 - 半自动控制 - 手动控制
按照清洗目标分类 - 清洗管路 - 清洗罐
CIP:单次使用
水供应 清洗液
被清洗目标 CIP 供应泵
清洗流程: (全自动, 半自动, 手动) - 预冲洗 - 化学品清洗 - 水冲洗 - 消毒液冲洗 - 终冲洗