灌装系统的清洗方法与流程

本发明涉及灌装技术领域，更具体地，涉及一种灌装系统的清洗方法。

背景技术：

国内常温酸奶(含白奶、饮料)灌装机都采用含有abc阀的常温无菌灌装机进行灌装。目前食品装备业还没有专门针对发酵奶的粘稠特性设计的无菌灌装机。相关技术中的灌装机的蒸汽障阀体下会出现结垢问题并且a阀会出现密封圈下压奶垢问题，特别是对于粘稠度偏高的酸奶来说，结垢更明显，对微生物污染带来了更大的风险。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种灌装系统的清洗方法，所述灌装系统的清洗方法清洗效果好，可以避免压奶及结垢问题出现。

根据本发明实施例的灌装系统的清洗方法，其中，所述灌装系统包括灌装机、无菌罐、蒸汽装置和控制阀，所述控制阀包括阀壳、进液阀、清洗阀和蒸汽阀，所述阀壳内限定有灌装通道，所述灌装通道具有进液口、出液口、清洗口和蒸汽口，所述无菌罐的无菌管道与所述进液口连通且所述无菌管道的出口端设有排地阀，所述出液口与所述灌装机连通，所述蒸汽口与所述蒸汽装置连通，所述进液阀可开闭地设在所述进液口处，所述清洗阀可开闭地设在所述清洗口处，所述蒸汽阀可开闭地设在所述蒸汽口处且所述蒸汽阀在打开位置时隔断所述清洗口与所述进液口，所述清洗方法包括以下步骤：s1：将所述进液阀打开且所述清洗阀、所述蒸汽阀和所述排地阀关闭，并向所述无菌管道冲水，以使水推动所述灌装通道内的料液向所述灌装机移动；s2：将所述进液阀、所述蒸汽阀、所述清洗阀和所述灌装机关闭且所述排地阀打开，并向所述无菌管道内冲水，以冲洗所述无菌管道；s3：将所述进液阀打开且所述清洗阀、所述蒸汽阀和所述排地阀关闭，打开灌装机的灌注头，并向所述无菌管道内冲水，以冲洗所述灌装通道和所述进液阀；s4：将所述进液阀和所述蒸汽阀关闭且所述清洗阀打开，向所述清洗口冲水，以清洗所述灌装机和所述灌装通道。

根据本发明实施例的灌装系统的清洗方法清洗效果好，可以避免压奶及结垢问题出现，消除控制阀内牛奶结垢所产生的微生物污染隐患，生产更安全卫生。

另外，根据本发明上述实施例的灌装系统的清洗方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，在所述步骤s3中，向所述灌装机的灌注仓内吹风降温且在仓内温度降至预定温度t后打开所述灌装机的灌注头。

根据本发明的一些实施例，所述预定温度t为40摄氏度-60摄氏度。

根据本发明的一些实施例，在所述步骤s4之后，将所述排地阀打开并向所述无菌管道冲水。

根据本发明的一些实施例，所述步骤s3在所述步骤s2中的无菌管道持续流出清水达到预定时间t后执行。

根据本发明的一些实施例，所述步骤s4在所述步骤s3中的灌注头持续流流出清水达到预定时间t后执行。

根据本发明的一些实施例，所述预定时间t为25秒-75秒。

根据本发明的一些实施例，向所述无菌管道冲水的冲水压力p为0.2bar-2.5bar。

根据本发明的一些实施例，向所述无菌管道冲水的冲水流量为2吨/时-12吨/时。

根据本发明的一些实施例，所述步骤s2在所述步骤s1中的灌装机的灌装头未灌出水料混合物前执行。

根据本发明的一些实施例，所述料液为奶液。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的灌装系统的一个状态图；

图2是根据本发明实施例的灌装系统的另一个状态图；

图3是根据本发明实施例的灌装系统的再一个状态图；

图4是根据本发明实施例的灌装系统的又一个状态图；

图5是相关技术中灌装系统的一个状态图；

图6是相关技术中灌装系统的另一个状态图；

图7是相关技术中灌装系统的再一个状态图；

图8是根据本发明实施例的灌装系统的清洗方法的流程图。

附图标记：

控制阀10；阀壳11；进液阀12；清洗阀13；蒸汽阀14；灌注通道110；

进液口101；出液口102；清洗口103；蒸汽口104；

无菌管道21；排地阀22；

灌注头31；

灌注通道110’；a阀12’；b阀13’；c阀14’。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图详细描述根据本发明实施例的灌装系统的清洗方法，为方便理解该清洗方法，下面首先对灌装系统进行描述。

参照图1至图4所示，灌装系统包括灌装机、无菌罐、蒸汽装置和控制阀10。控制阀10包括阀壳11、进液阀12、清洗阀13和蒸汽阀14。阀壳11内限定有灌装通道110，灌装通道110具有进液口101、出液口102、清洗口103和蒸汽口104。无菌罐的无菌管道21与进液口101连通且无菌管道21的出口端设有排地阀22，出液口102与灌装机的灌装管线连通，蒸汽口104与蒸汽装置连通。

进液阀12可开闭地设在进液口101处。当进液阀12打开时，进液口101处于敞开状态，无菌罐中的料液可以通过进液口101进入到灌装通道110内；当进液阀12关闭时，进液口101处于封闭状态。清洗阀13可开闭地设在清洗口103处。当清洗阀13打开时，清洗口103可以打开，可以从清洗口103处进水，水可进入灌装通道110，以对灌装通道110进行冲洗。

当清洗阀13关闭时，清洗口103关闭。当清洗阀13打开时，水可以从清洗口103进入到灌装通道110内进行冲洗。蒸汽阀14可开闭地设在蒸汽口104处，并且蒸汽阀14在打开位置时可以隔断清洗口103与进液口101，此时出液口102与进液口101也被隔断。具体地，当蒸汽阀14打开时，蒸汽口104打开，蒸汽装置产生的蒸汽可以通过蒸汽口104进入到灌装通道110内，此时，清洗口103与进液口101被蒸汽阀14隔断，在灌装通道110内可以形成蒸汽障。

这里，进液阀12即为本领域技术人员俗称的a阀，a阀是负责料液从无菌罐到灌装机的开关，a阀打开时，无菌罐可以给灌装机供料，a阀关闭时，料液被a阀切断，灌装机不能灌装生产。清洗阀13即为本领域技术人员俗称的b阀，b阀是负责清洗的，清洗时，a阀是关闭状态。蒸汽阀14即为本领域技术人员俗称的c阀，c阀是在需要单独清洗a阀两侧中的一侧时，即无菌罐管线或灌装机管线时，而此时对应的另一侧有料液而不能清洗时，为了防止a阀万一泄漏导致的清洗水渗漏到另一侧造成料液污染而设置的一个蒸汽障。在此情况下，c阀形成的蒸汽障内通的是蒸汽，并通过疏水阀将蒸汽冷凝水排地，保证无菌罐管线和灌装机管线之间的高温无菌状态。

本申请的发明人发现，相关技术中的灌装系统在生产时，控制阀10内极易容易出现奶垢问题，清洗非常困难。申请人经过研究并创造性地发现了该问题产生的原因：奶垢的产生与相关技术中采用的生产方法有很大关系。下面对相关技术中的生产方法进行描述。

图5至图7是相关技术中进行灌装生产牛奶的三个状态示意图。图5中示出了a阀、b阀和c阀在供料环节的示意图，其中，a阀12’打开，c阀14’上提到关闭状态，将蒸汽关闭，无菌罐管线的牛奶通过灌装通道110’供到灌装机持续生产。如图6所示，当供料生产结束时，a阀12’在灌装通道110’的内壁和密封圈处都沾满牛奶的状态下直接关闭，会形成图6中放大部位所示的一圈牛奶m，该圈牛奶m封压在a阀12’的密封圈和灌装通道110’的内壁之间，无法经过任何水冲和清洗。

如图7所示，在清洗阶段，b阀13’打开，清洗液从清洗口流向灌装机管线进行清洗。若需要a阀12’一侧清洗，则c阀14’落下，将a阀12’、c阀14’和灌装机管线隔断，同时让蒸汽下行充满c阀14’对应的一部分灌装通道110’内，在a阀12’和c阀14’之间形成一个高温蒸汽障。此时蒸汽障的作用，就是防止a阀12’有泄漏时，灌装机的清洗液和无菌罐管线的牛奶发生交叉污染。

在清洗阶段，若a阀12’两边都需要清洗，则c阀14’保持提起状态将蒸汽口关闭。然而，无论c阀14’提起还是落下，a阀12’都存在一个固有弊端：a阀12’的密封圈封压的一圈牛奶m无法水冲和清洗，长期积成黑奶垢造成污染，并且在有c阀14’形成的蒸汽障时，黑奶垢会进一步加剧，迅速干化并形成结垢。如此形成的结垢，即使拆开来做人工机械力强力擦洗，也难洗掉。

为了有效解决上述问题，本发明公开了一种新的清洗方法。如图8所示，根据本发明实施例的灌装系统的清洗方法可包括以下步骤：

s1：将进液阀打开且清洗阀、蒸汽阀和排地阀关闭，并向无菌管道冲水，以使水推动灌装通道内的料液向灌装机移动。

s2：将进液阀、蒸汽阀、清洗阀关闭和灌装机关闭且排地阀打开，并向无菌管道内冲水，以冲洗无菌管道。

s3：将进液阀打开且清洗阀、蒸汽阀和排地阀关闭，打开灌装机的灌注头，并向无菌管道内冲水，以冲洗灌装通道和进液阀。

s4：将进液阀和蒸汽阀关闭且清洗阀打开，向清洗口冲水，以清洗灌装机和灌装通道。

根据本发明实施例的清洗方法可以有效解决压奶问题，避免了灌装通道内结垢以及阀动作时进牛奶结垢造成的微生物污染隐患，也避免了换接管道时难以避免的活节污染风险，清洗效果好，生产更安全卫生。

下面结合附图对根据本发明实施例的清洗方法进行详细描述。

在步骤s1中，通过控制进液阀12、清洗阀13、蒸汽阀14和排地阀22，使无菌罐的无菌管道通过灌装通道110与灌装机的灌装管线保持连通，如图1所示。此时，向无菌管道21内冲水，水可以推动灌装通道110内残留的牛奶等料液向灌装机移动，此时灌装机保持工作状态，残留的牛奶可通过灌装机实现灌装，降低了浪费。步骤s1即为水推料液步骤，用水将无菌罐至灌装机管线的料液推到灌装机并灌装成成品。

在灌装机生产结束停机情况下，或在灌装机暂停时能确认灌装通道110内牛奶未被污染的情况下，不必使用c阀蒸汽障保护。在无菌罐至灌装机的无菌管道上配备有十字阀组，已可利用十字阀组蒸汽障功能避免灌装机与无菌罐单侧清洗污染的情况下，也不必使用c阀蒸汽障保护功能。在不必使用蒸汽障功能的情况下，保持蒸汽阀14关闭不下落的状态，可有效避免灌装通道110的牛奶进入c阀内被蒸汽烧焦，以及蒸汽阀14打开造成牛奶结垢加剧的问题。

水推料液步骤执行之后，可执行步骤s2，即水冲无菌罐管线。此时，灌装机停止，排地阀22打开，进液阀12关闭，水顶继续，即继续向无菌管道21冲水，如图2所示，水的走向不再走a阀进入灌装通道110，而是走无菌管道21做水冲，以清洗无菌罐管线。

在实际操作中，步骤s2可在步骤s1中的灌装机的灌注头31未灌出水料混合物前执行。换言之，在水推奶即将结束(即在推至即将灌出奶水混合物)时，将a阀关闭，灌装机停止灌装，以更有效减少奶浪费并提高清洗效果。

如图3所示，在步骤s3中，进液阀12打开，清洗阀13、蒸汽阀14和排地阀22关闭，灌装机的灌注头31打开，灌装机通过灌装通道110与无菌罐管线连通，向无菌管道21内冲水，水可以经过灌装通道110流向灌装机，对灌装通道110和灌装机实现清洗，进一步将残留的牛奶从灌注头31冲出，同时，由于进液阀12处于打开状态，水可以对进液阀12进行冲洗，可以将步骤s2中进液阀12关闭产生的压奶清洗掉，避免进液阀12以及灌装通道110的内壁上出现奶残留，有效解决了压奶问题，提高了清洗效果。

在实际操作时，步骤s3可在步骤s2中的无菌管道持续流出清水达到预定时间t后执行。由此，可以提高无菌管道21的清洗效果。其中，清水在此可以理解为用肉眼观察为不掺奶的水，或者说用肉眼观察不变色的水。可选地，预定时间t可为25秒-75秒。由此，既可以保证较好的清洗效果，同时可减少水的浪费。例如，在本发明的一个具体示例中，预定时间t为50秒，在无菌管道持续流出清水达到50秒以上后可执行步骤s3的操作。

另外，在执行步骤s3时，可首先向灌装机的灌注仓内吹风降温并且在灌注仓的仓内温度降至预定温度t后再打开灌装机的灌注头31。因为在s2步骤时，灌注头31处有高温的气体，需打开清洗阀13吹风，将31处的温度降至不会烫伤操作人员的预定温度t，操作人员方可打开灌注头31。

可选地，预定温度t可为40摄氏度-60摄氏度。例如，在发明的一个具体实施方式中，预定温度t取为45摄氏度，等待无菌灌注仓内吹风降温，将灌注仓的管路内的热空气的温度降至45℃以下后，割开灌注头31的管路，然后打开a阀，将清水冲入无菌管道21，使清水经a阀冲洗至已划开的灌注头31的管路并排地，实现将a阀的密封圈压的湿润牛奶完全冲洗干净，同时即使c阀下落也不会进奶。

在步骤s4中，如图4所示，将进液阀12和蒸汽阀14关闭，并且清洗阀13打开，向清洗口103冲水，以清洗灌装机和灌装通道110。此时，由于进液阀12和灌装管道110经过冲洗，再次关闭时不会再出现压奶问题，清洗效果好。此时，从清洗口103处进入的水可以为清水，也可以为添加有洗涤剂的清洗水，以提高清洗效果。

如图4所示，在步骤s4之后，还可以将排地阀22打开并向无菌管道21冲水，实现对无菌罐的进一步清洗，进一步提高清洗效果，使a阀两侧的灌装机和无菌罐均得到有效清洗。

在实际操作中，步骤s4可在步骤s3中的灌注头31持续流出清水达到预定时间t后执行。由此，可以提高灌注通道110以及a阀的清洗效果。可选地，预定时间t可为25秒-75秒。

在本发明中，向无菌管道21冲水的冲水压力p可为0.2bar-2.5bar，向无菌管道21冲水的冲水流量可为2吨/时-12吨/时。实验表明，冲水压力或冲水流量过高会导致排水部位溅起的水花损坏电子元件，过低则冲洗不净，当冲水压力或冲水流量的取值在上述范围内时，可以避免电子元件损坏，同时清洗效果好。

根据本发明实施例的清洗方法在无菌罐技术和灌装技术之间做了跨界整合，在生产结束后，在水冲无菌罐供料管线步骤结束后还具有水冲a阀密封圈下所压牛奶的步骤。实施本发明后，a阀的密封圈的下压牛奶问题以及c阀结垢问题得到解决，不再出现结垢问题，解决了a阀密封圈下所压奶垢无法清洗以及c阀结垢造成的微生物污染风险，生产更安全卫生。

本发明是可针对乳业市场新兴起的灭菌型常温酸牛奶、含果胶纤维类较高的中性香蕉奶等产品解决a阀结垢污染问题，对于常规白奶、非活性乳饮料的污染风险控制也同样适用。

根据本发明实施例的灌装系统的其它构成以及清洗方法的其它操作和步骤对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”或“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。