Мойка ЦКТ (цилиндро-конического танка)
Цилиндро-конический танк ЦКТ является разновидностью емкостного оборудования, основной задачей которого является эффективное сбраживание под давлением таких напитков как пиво, вино, херес, квас, а также их насыщение углекислым газом. Первые резервуары с коническим дном стали появляться на пивоварнях Европы в самом начале XX века, постепенно заменяя деревянные бочки. Последние долгое время являлись безальтернативным решением для всех процессов брожения. Бочки изготавливались вручную, их размеры были ограничены, по окончании нескольких циклов брожения их нужно было тщательно чистить от камня и обновлять канифольное или парафиновое покрытие (среда ведь кислотная), перемещая в специальные цеха из подвалов, ведь охлаждение пива происходило естественным путем.
Промышленная революция также отразилась на подходах к производству пива, к поискам путей по увеличению производства, оптимизации стоимости и снижению операционных затрат. Некоторые производители бочек стали изготавливать чаны из черных металлов (со специальными покрытиями) или алюминия. Появившаяся в 20-х годах XX века на рынке нержавеющая сталь была достаточно дорогой, но идеально соответствовала требованиям прочности, устойчивости к окислению и коррозии.
Преимущества емкостей для брожения с коническим дном
Середину XX века можно с уверенностью назвать расцветом индустриализации пивоварения и широкого использования нового типа резервуаров с коническим низом из нержавеющей стали. Стали формироваться крупные пивоваренные компании, а подобные емкости закладывались на стадии проектирования завода и имели значительные выгоды для владельцев.
- Экономия площади.
Если во времена бочек площади под брожение и дображивание занимали самую большую территорию пивоварни, то конструкция конусных танков позволяла значительно экономить пространство. Более того, теперь такие лагеры с коническим дном можно было размещать на открытом воздухе, ведь они были термоизолированы.
- Автоматизированная мойка ЦКТ.
В резервуары этого типа стали встраиваться моющие головки (сначала статические, позднее ротационные). Были разработаны установки СИП мойки, специальные моющие средства и стадии мойки/дезинфекции.
- Сроки изготовления пива сократились, а объемы увеличились.
Если раньше основное брожение долго при естественных условиях происходило в открытых чанах, а дальнейшее дображивание — в закрытых емкостях, то теперь все процессы происходят в герметичном и стерильном конусном танке за считанные недели. Размеры цилиндро-конических резервуаров значительно увеличились (в среднем 5-6 метров в диаметре, высотой 10-17 м).
Стоимость ЦКТ зависит, прежде всего, от множества нюансов комплектации и, конечно, от размера. Так модели емкостью 500 литров могут стоить от 500000 рублей. А цена на большие танки начинается от нескольких миллионов рублей. Российские компании пищевой индустрии используют конусные ферментеры таких производителей как ZIEMANN HOLVRIEKA, Милеста, СТОРГЕ, ПРОМТЕХЁМКОСТЬ, НОМАС.
Конструкция бражных емкостей цилиндро-конической формы
В первом приближении ЦКТ – это цилиндрическая емкость из нержавеющей стали с коническим дном для брожения напитка под давлением. Купольная часть имеет выгнутую поверхность, угол конусной части составляет от 60 до 90 градусов. Стенки емкости делают с применением современных технологий изоляции, устанавливается также система охлаждения резервуара (несколько зон, включая днище). Внутренняя поверхность стенок тщательно шлифуется и/или полируется с шероховатостью Ra < 0.8 — 0,5 μm. Форма люков изготавливается для плотной стыковки с поверхностью стенки без зазоров. От качества арматуры и труб также зависит эксплуатация танка и качество конечного продукта.
Моечная арматура, к которой и относится продукция фирмы Лехлер, располагается обычно в купольной части и должна располагаться на уровне, достаточном для промывки не только всей длины цилиндрической, но и конической части танка. Емкость обязательно комплектуется несколькими клапанами, в частности, например, предохранительным клапаном для защиты от избыточного давления или вакуума, шпунт-аппаратом, манометрами, датчиками, контроллерами, запорной арматурой для трубопроводов. Каждая емкость делается под конкретного заказчика, с учетом технологических требований и согласованного бюджета.
Моющие головки для мойки цилиндро-конических танков (ЦКТ)
Комплектация цилиндроконических бродильных аппаратов напрямую и даже в большей степени влияет на стоимость емкости, чем ее размер. Многие производители ферментеров уделяют внимание выбору моющей головки в последнюю очередь и по остаточному принципу. Все полагают, что систему внутренней мойки конусного танка всё-равно придется доводить до ума самому заказчику в процессе эксплуатации. Более дорогая замена уже заложенному изначально бюджетному варианту воспринимается заказчиком как неоправданная затрата. К чести фирмы Лехлер стоит сказать, что предлагая какую-то альтернативу, мы всегда даем аргументы, почему наша головка справится лучше, будет надежнее в эксплуатации и, в целом, анализируем все факторы при подборе головки (см. алгоритм подбора форсунок для ЦКТ ниже).
Подвод моющей жидкости в коническом аппарате может осуществляться, и чаще всего происходит, через верхнюю купольную арматуру, в нижней части также могут устанавливаться моечные форсунки. Сама система безразборной мойки построена на сочетании воздействия химикатов, воды (иногда и пара) различных температур через моечное приспособление внутри емкости и позволяет очищать танки и трубопроводную сеть. СИП мойка ЦКТ имеет важное значение в тех отраслях, где очень высоки гигиенические требования, таких как пищевая промышленность, биотех и фарминдустрия, производство пива и безалкогольных напитков.
Небольшие емкости для брожения пива, например в домашних, крафтовых мини-пивоварнях принято оборудовать сферическими моющими насадками (спрейбол-моечный шар). Такие мини-танки, как правило, имеют высоту цилиндрической части до 1,5 м, а диаметр до 1 м. Там применение статических душевых моечных насадок вполне оправдано, так как струи шара достигнут значительной поверхности с загрязнением, остальная часть может достаточно успешно отмыта за счет стекания.
Но чем больше диаметр емкости (высоту тоже необходимо учитывать), тем больше становится расстояние между местами воздействия струй, и эффективность мойки снижается (см. рисунок ниже)!
Большие бражные колонны с коническим дном ВСЕГДА должны комплектоваться вращающимися струйными головками, но нужно правильно подобрать их тип! В основном, такой тип головок у большинства производителей БАЦ, ЦКБА, ЦКТЛ, ЦКТБ прочно ассоциируется с обычной вращающейся головкой щелевого типа (например, NIOB 5322, AlfaLaval SaniMidget, AWH NEUMO Tanko S). Принципиальное отличие спрейбола от любой головки с вращением состоит в способе механического воздействия. Струи шара разрушают грязь только в месте контакта, а ротационная головка же генерирует капли большего размера и постоянно как скребком идет по стенке емкости. И та и другая струя с увеличением расстояния или давления распадается, но кинетическая энергия капли щелевой головки уже гораздо больше, чем у статической.
Моющие головки для мойки ЦКТ различных диаметров
На таблице ниже показан примерный подбор форсунок для цилиндро-конических танков исходя из диаметра емкости. На более точный выбор будут влиять тип загрязнения и проблемные места, высота и другие факторы.
Самое главное, что ассортимент моечных головок Лехлер не ограничивается только шарами (1 класс) или щелевыми форсунками (2 класс). И вообще, сама классификация моющих форсунок по степени эффективности мойки была сформулирована и представлена именно Lechler GmbH, чей ассортимент можно считать одним из самых разнообразных и востребованных на рынке. Форсуночные моечные головы 3-го и 4-го класса имеют еще более крупную каплю, чем 1 и 2 классы, что дает еще большую ударную силу. А за счет конструктивных инноваций, плоские струи имеют более акцентированную направленность.
Различные дрожжевые отложения/загрязнения в процессе ферментации представляют серьезный вызов для моющей головки и всей системы СИП мойки танков брожения с коническим дном. Их можно разделить на два типа: дрожжевая пена и дрожжевая пленка.
Выбор моющей головки для ЦКТ должен в идеале осуществляться на этапе проектирования емкости. Для этого в помощь инженерам-проектировщикам у нас всегда есть подробная информация про каждую головку, их 3D CAD модели, визуализация их работы в программе TankClean, которая позволит увидеть возможные теневые зоны.
Специальные выдвижные моечные головки направленного действия могут применяться мойки проблемных зон в нижней и конусной части емкости.
Асептические фитинги HygienicFit для гигиенического крепления головы к патрубку будет идеальным решением!
Резьбовое соединение форсунки для мойки танков всегда может нести риски отложения микрочастиц сусла на витках и размножения патогенной микрофлоры после нескольких варок (особенно при неправильном монтаже головки).
Эти зоны, если они уже сформировались, к сожалению, не могут полноценно дезинфицироваться моечным раствором. Он не сможет проникать внутрь отдельных секторов резьбы в силу крайне трудной доступности подобного загрязнения.
Алгоритм подбора форсунки для санобработки конических танков достаточно простой:
- Смотрим габариты емкости, особенности внутренней конструкции.
- Анализируем текущие проблемы с мойкой (где скапливаются остатки сусла, наросты пены, частички дрожжевой пленки). Или выясняем, какой продукт будет находиться в ЦКТ, у каждого напитка свои зоны и формы контаминации.
- Определяем класс моющей головки Лехлер. Рассчитываем, хватит ли одной насадки или потребуется две. Есть ли необходимость в дополнительной промывке днища (для высоких ферментеров).
- Соотносим производительность головки с возможностями насоса, диаметрами сливных трубопроводов (ведь они тоже требуют промывки и способствовать равномерному сливу из танка в процесс санобработки).
Кстати, автор широко известной «библии пивоваров», книги «Technology Brewing & Malting» (первое издание вышло в 1961 году), Вольфганг Кунце дает конкретные рекомендации по производительности моющей головки в зависимости от диаметра резервуара.
Для промывки ЦКТ необходимо иметь расход моечного раствора (Р) на уровне 3000 л/час на 1 м окружности (О).
Пример.
Диаметр танка 4 метра (Д). Тогда О = Д * 3,14. О = 4 * 3,14 = 12,56 м.
Р = 12,56 * 3000 = 37680 л/час = 628 л/мин.
На практике мы видим, что моющие растворы, как и приспособления для мойки, стали гораздо более совершенными, дающими сильное химическое воздействие на загрязнение наряду с параллельным механическим самой форсунки. Используя моющие головки Лехлер можно обойтись гораздо более скромным потреблением СИП растворов. Но всё-таки лучше обратиться к специалистам за подбором правильной моечной арматуры для ЦКТ.
