用于監(jiān)測液體食品處理系統(tǒng)的操作的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于監(jiān)測液體食品處理系統(tǒng)的操作的方法。該方法包括以下步驟：啟動流體使其流過所述食品處理系統(tǒng)的至少一個部分；以及確定在所述流體流動的過程中用于監(jiān)測沉積物的去除或積聚的跨越所述至少一個部分的壓力差，所述去除或積聚由所述流體流動引起。
【專利說明】用于監(jiān)測液體食品處理系統(tǒng)的操作的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)測液體食品處理系統(tǒng)的操作的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測和優(yōu)化液體食品處理系統(tǒng)的操作參數(shù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]液體食品處理系統(tǒng)(諸如乳制品系統(tǒng))包括布置在若干部分的多個食品處理設(shè)備，其中每個部分被設(shè)計成提供食物的特定處理。例如，乳制品系統(tǒng)可以包括分離部分、過濾部分、均質(zhì)化部分、熱處理部分(如超高溫(UHT)處理)。
[0003]當(dāng)液體食品通過不同的部分輸送時，已知土層(soil layer)是沉積在設(shè)備的內(nèi)壁上的。這樣的沉積物，通常稱為結(jié)垢，其影響設(shè)備的性能，必須定期去除，以保持食品處理系統(tǒng)的高性能。
[0004]可以監(jiān)測和測量結(jié)垢的產(chǎn)生，這在US4521864中有描述，其中描述了用于通過測量流體的流速和壓力差之間的關(guān)系確定結(jié)垢厚度的方法。
[0005]清潔設(shè)備的傳統(tǒng)方式先前通過拆卸結(jié)垢設(shè)備并在清潔后重新連接而實現(xiàn)，該傳統(tǒng)方式已經(jīng)在許多應(yīng)用中被換成了所謂的就地清潔(CIP)工藝。在這種方法中，要處理的食品被阻止流經(jīng)要進行清潔的特定部分，且在設(shè)備的清潔之后，食品被再引導(dǎo)。由于在不拆卸設(shè)備的情況下進行該清潔工藝，因此處理系統(tǒng)的總體運行時間顯著增加。
[0006]在食品處理應(yīng)用中，CIP工藝是一種序列工藝，其中化學(xué)試劑被引入到設(shè)備，并在試劑流經(jīng)該設(shè)備時溶解結(jié)垢，或通過機械沖擊去除結(jié)垢。為此，所述化學(xué)試劑通常在酸性洗滌劑和堿性洗滌劑之間切換多個循環(huán)，其中每個洗劑的流動時間是變化的，以充分清潔和去除結(jié)垢。
[0007]盡管已知的CIP工藝能充分清潔處理設(shè)備，但將所需要的清潔時間最小化總是存在高的要求。因此，監(jiān)測液體食品處理系統(tǒng)的操作，以及改善對該液體食品處理系統(tǒng)的清潔
具有非常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的一個目的是克服或減輕上述問題。
[0009]基本構(gòu)思是提供一種用于監(jiān)測液體食品處理系統(tǒng)的操作的方法，以確定沉積物的去除或積聚。
[0010]進一步地，一種構(gòu)思是監(jiān)測清潔過程，使得CIP循環(huán)的操作參數(shù)可以被調(diào)整以在最短的時間內(nèi)獲得最佳的清潔。
[0011]另一構(gòu)思是測量由結(jié)垢所引起的壓力差，并隨著清潔進行持續(xù)監(jiān)測壓力差的減少。
[0012]又一構(gòu)思是將測得的壓力差與參考值進行比較以產(chǎn)生壓差比。
[0013]又一構(gòu)思是提供一種用于將所述食品處理系統(tǒng)分為至少一個CIP通路(circuit)的方法，以及執(zhí)行和監(jiān)測清潔該特定通路的方法。[0014]根據(jù)第一方面，提供了一種用于監(jiān)測液體食品處理系統(tǒng)的操作的方法。該方法包括以下步驟:啟動流體使其流過所述食品處理系統(tǒng)的至少一個部分；以及確定在所述流體流動的過程中用于監(jiān)測沉積物的去除或積聚的跨越所述至少一個部分的壓力差，所述去除或積聚由所述流體流動引起。
[0015]該方法可以進一步包括將所確定的所述壓力差與參考值進行比較的步驟。
[0016]該方法可以進一步包括將所確定的所述壓力差除以所述參考值以計算壓差比的步驟。
[0017]所述參考值可以代表當(dāng)所述部分被認(rèn)為是足夠潔凈時跨越所述部分的壓力差。
[0018]在所述流體流動期間所述壓力差可以被連續(xù)地確定。
[0019]所確定的所述壓力差可以包括表示該壓力差導(dǎo)數(shù)的值，并且該方法可以進一步包括將所述值與壓力差參考值導(dǎo)數(shù)進行比較的步驟。壓力差的參考值可以通過測量當(dāng)所述部分是足夠潔凈時流過所述部分的流體的體積流量，以及將所述體積流量的平方乘以預(yù)定的常數(shù)來計算。
[0020]該方法可以進一步包括將所述液體食品處理系統(tǒng)劃分為至少兩個部分的步驟，其中，在所述流體流動過程中確定跨越每個部分的所述壓力差。
[0021]根據(jù)第二方面，提供了一種用于優(yōu)化液體食品處理系統(tǒng)的操作的方法。該方法包括步驟:根據(jù)第一方面監(jiān)測所述的操作，并且當(dāng)所確定的所述壓力差等于預(yù)定值時停止流體流動。
[0022]所述流體流動可通過啟動清潔步驟來進行，該清潔步驟包括使清潔劑流過所述液體食品處理系統(tǒng)的就地清潔通路，其中，所述方法還可以包括在所述清潔步驟過程中改變至少一個清潔步驟參數(shù)的步驟。
[0023]所述至少一個清潔步驟參數(shù)可選自:清潔步驟的持續(xù)時間、清潔劑的溫度、清潔劑的流量、和清潔劑的濃度。
[0024]該方法可以進一步包括在停止受監(jiān)測的所述清潔步驟之后啟動后續(xù)清潔步驟的步驟。所述后續(xù)清潔循環(huán)可以是漂洗步驟、堿性洗滌劑的投料步驟、堿性洗滌劑的循環(huán)步驟，酸性洗滌劑的投料步驟、或酸性洗滌劑的循環(huán)步驟。
[0025]針對所述后續(xù)清潔步驟可以重復(fù)監(jiān)測所述操作的方法。
[0026]所述流體流動可通過啟動液體產(chǎn)品使其流過液體食品處理系統(tǒng)來進行，其中，所述方法還可以包括在所述產(chǎn)品流動期間改變至少一個產(chǎn)品流參數(shù)的步驟。
[0027]該方法可以進一步包括在停止所監(jiān)測的所述液體產(chǎn)品流后啟動漂洗步驟的步驟。
[0028]該方法可以進一步包括在所述漂洗步驟之后啟動就地清潔循環(huán)的步驟。
[0029]該方法可以進一步包括確定由所述液體食品處理系統(tǒng)所處理的產(chǎn)品的步驟，并且其中，所述壓力差的預(yù)定值與所述產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)。
[0030]所述液體食品處理系統(tǒng)可以是乳制品系統(tǒng)。
[0031]根據(jù)第三方面，提供了一種液體食品處理系統(tǒng)。食品處理系統(tǒng)包括至少一個部分，在食品處理過程中液體食品流動通過該部分，并造成在所述部分內(nèi)的沉積物的積聚，以及至少一個傳感器，其被配置為確定用于監(jiān)測所述沉積物的去除或積聚的跨越所述至少一個部分的壓力差。
[0032]該至少一個傳感器可包括布置在所述部分的第一端部和第二端部的兩個傳感器。[0033]食品處理系統(tǒng)還可以包括連接到所述傳感器并被配置為計算所述壓力差的確定單元。
[0034]此外，食品處理系統(tǒng)可以包括被配置為接收所確定的所述壓力差并將所述壓力差與參考值相比較的計算單元。
[0035]食品處理系統(tǒng)可以進一步包括用于通過啟動清潔循環(huán)去除所述沉積物的就地清潔通路，所述清潔循環(huán)至少一個步驟，該至少一個步驟使清潔流體流過所述至少一個部分。
[0036]食品處理系統(tǒng)還可以包括被配置成接收所確定的所述壓力差的控制器，其中，所述控制器還連接到泵和/或所述部分的加熱單元和/或進料罐，以根據(jù)所接收的所述壓力差改變所述泵和/或所述加熱單元的操作參數(shù)。
[0037]控制器可以被連接到遠(yuǎn)程參考存儲器，該存儲器存儲代表作為壓力差的函數(shù)的所述操作參數(shù)的數(shù)據(jù)。
[0038]所述遠(yuǎn)程參考存儲器可以被連接到多個食品處理系統(tǒng)，使得每個處理系統(tǒng)從所述參考存儲器接收代表所述操作參數(shù)的數(shù)據(jù)。
[0039]根據(jù)第四方面，提供了用于安裝在液體食品處理設(shè)施中的零件套件。該零件套件包括:體積流量傳感器，其用于測量的參考流體流的體積流量；計算器，其用于從所測量的所述體積流量確定參考壓力差；壓力差傳感器，其用于測量實際的流體流動的壓力差；以及控制器，其用于比較所測得的壓力差與所述參考壓力差，以在實際的流體流動過程中監(jiān)測沉積物的去除或積聚。
[0040]液體食品被定義為可以抽運通過食品處理管線的食品。因此，液體食品包括具有不同的粘度、以及任意數(shù)量固體物質(zhì)的食品。因此，液體食品被定義作為飲料、奶、果汁、湯、醬、嬰兒食品等的共同術(shù)語。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]參照所附的附圖，通過本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的以下說明性且非限制性詳細(xì)描述將更好地理解本發(fā)明的以上所述的以及其他的目的、特征、以及優(yōu)點，其中:
[0042]圖1是利用根據(jù)一實施方式的方法的食品處理系統(tǒng)的工藝示意圖；
[0043]圖2是表示食品處理系統(tǒng)的第一部分的結(jié)垢的去除作為清潔參數(shù)的函數(shù)的示意圖；
[0044]圖3是表示食品處理系統(tǒng)的第二部分的結(jié)垢的去除作為清潔參數(shù)的函數(shù)的示意圖；和
[0045]圖4是根據(jù)一實施方式的食品處理系統(tǒng)的處理方案。
【具體實施方式】
[0046]如將在下面進一步描述的，提供了一種用于監(jiān)測食品處理系統(tǒng)的就地清潔參數(shù)的方法，該方法包括在清潔工藝過程中測量壓力差的步驟。由于結(jié)垢引起的管直徑的減小導(dǎo)致設(shè)備的壓力差增加，因此測得的壓力差與結(jié)垢的程度相關(guān)。
[0047]為了徹底了解壓力差和沉積物(如結(jié)垢)的關(guān)系，提出一些基本理論，當(dāng)考慮食品(如乳制品)流經(jīng)處理系統(tǒng)的管道和導(dǎo)管時，壓力差和沉積物是相關(guān)的。
[0048]在封閉系統(tǒng)中的質(zhì)量流是常數(shù):
【權(quán)利要求】
1.一種用于監(jiān)測液體食品處理系統(tǒng)的操作的方法，其包括以下步驟: 啟動流體使其流過所述食品處理系統(tǒng)的至少一個部分；以及 確定在所述流體流動的過程中用于監(jiān)測沉積物的去除或積聚的跨越所述至少一個部分的壓力差，所述去除或積聚由所述流體流動引起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括將所確定的所述壓力差與參考值進行比較的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其還包括將所確定的所述壓力差除以所述參考值以計算壓差比的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，所述參考值代表當(dāng)所述部分被認(rèn)為是足夠潔凈時跨越所述部分的所述壓力差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其中，在所述流體流動期間所述壓力差被連續(xù)地確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所確定的所述壓力差包括表示所述壓力差導(dǎo)數(shù)的值，并且其中該方法進一步包括將所述值與壓力差參考值導(dǎo)數(shù)進行比較的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其中，所述壓力差參考值通過測量當(dāng)所述部分是足夠潔凈時 流過所述部分的流體的體積流量，以及將所述體積流量的平方乘以預(yù)定的常數(shù)來計算。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其進一步包括將所述液體食品處理系統(tǒng)劃分為至少兩個部分，其中，在所述流體流動過程中確定跨越每個部分的所述壓力差。
9.一種用于優(yōu)化液體食品處理系統(tǒng)的操作的方法，其包括: 監(jiān)測根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的操作，以及 當(dāng)所確定的所述壓力差等于預(yù)定值時停止所述流體流動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述流體流動通過啟動清潔步驟來進行，該清潔步驟包括使清潔劑流過所述液體食品處理系統(tǒng)的就地清潔通路，其中，所述方法還包括在所述清潔步驟過程中改變至少一個清潔步驟參數(shù)的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述至少一個清潔步驟參數(shù)選自:清潔步驟的持續(xù)時間、清潔劑的溫度、清潔劑的流量、和清潔劑的濃度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其還包括在停止受監(jiān)測的所述清潔步驟之后啟動后續(xù)清潔的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述后續(xù)清潔步驟是漂洗步驟、堿性洗滌劑的投料步驟、堿性洗滌劑的循環(huán)步驟、酸性洗滌劑的投料步驟、和酸性洗滌劑的循環(huán)步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，針對所述后續(xù)清潔步驟重復(fù)監(jiān)測所述操作的方法。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述流體流動通過啟動液體產(chǎn)品使其流過液體食品處理系統(tǒng)來進行，其中，所述方法還包括在所述產(chǎn)品流動期間改變至少一個產(chǎn)品流動參數(shù)的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進一步包括在停止所監(jiān)測的所述液體產(chǎn)品流動后啟動漂洗步驟的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其還包括在所述漂洗步驟之后啟動就地清潔循環(huán)的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求9至17中任一項所述的方法，其還包括確定由所述液體食品處理系統(tǒng)所處理的產(chǎn)品的步驟，并且其中，所述壓力差的預(yù)定值與所述產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)。
19.根據(jù)權(quán)利要求9至18中任一項所述的方法，其中，所述液體食品處理系統(tǒng)是乳制品系統(tǒng)。
20.—種液體食品處理系統(tǒng),其包括 至少一個部分(110、120)，在食品處理過程中液體食品流動通過該部分，并造成在所述部分(110、120)內(nèi)的沉積物的積聚，以及 至少一個傳感器(112、114、122、124)，其被配置為確定用于監(jiān)測所述沉積物的去除或積聚的跨越所述至少一個部分的壓力差。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的食品處理系統(tǒng)，其中，所述至少一個傳感器(112、114、122、124)包括布置在所述部分(110、120)的第一端部和第二端部的兩個傳感器。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的食品處理系統(tǒng)，其還包括連接到所述傳感器(112、114、122、124)并被配置為計算所述壓力差的確定單元(130、230)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一項所述的食品處理系統(tǒng)，其還包括被配置為接收所確定的所述壓力差并將所述壓力差與參考值相比較的計算單元(140、240)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20至23中任一項所述的食品處理系統(tǒng)，其還包括用于通過啟動清潔循環(huán)去除所述沉積物的就地清潔通路(100)，所述清潔循環(huán)包括至少一個步驟，該至少一個步驟使清潔流體流過所述至少一個部分(110、120)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的食品處理系統(tǒng)，其還包括被配置成接收所確定的所述壓力差的控制器(160、260)，其中，所述控制器還連接到泵(102、202)和/或所述部分(110、120)的加熱單元(106、107)和/或進料罐(109、209)，以根據(jù)所接收的所述壓力差改變所述泵(102、202)和/或所述加熱單元(106、107)的操作參數(shù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的食品處理系統(tǒng)，其中所述控制器(160、260)被連接到遠(yuǎn)程參考存儲器(150、250)，該遠(yuǎn)程參考存儲器(150、250)存儲代表作為壓力差的函數(shù)的所述操作參數(shù)的數(shù)據(jù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的食品處理設(shè)備，其中，所述遠(yuǎn)程參考存儲器(150、250)被連接到多個食品處理系統(tǒng)(10、1000)，使得每個處理系統(tǒng)(10、1000)從所述參考存儲器(150、250)接收代表所述操作參數(shù)的數(shù)據(jù)。
28.用于安裝在液體食品處理設(shè)施中的零件套件，其包括: 體積流量傳感器，其用于測量參考流體流的體積流量， 計算器，其用于從所測量的所述體積流量確定參考壓力差， 壓力差傳感器，其用于測量實際的流體流動的壓力差，以及 控制器，其用于比較所測得的所述壓力差與所述參考壓力差，以在所述實際的流體流動過程中監(jiān)測沉積物的去除或積聚。
【文檔編號】B08B9/032GK104023545SQ201280063972
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月22日
【發(fā)明者】塞西利亞·斯文松 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務(wù)有限公司