用于清洁系统的方法与流程

本发明涉及一种用于清洁系统同时检测系统的清洁程度的方法。

背景技术：

所谓的“CIP”应用即“原位清洁”的方式清洁例如酒吧或饮料分配系统，典型地使用强氧化剂的水溶液，承担的基本问题是检测所清洁的系统的清洁程度。为了该目的，颜色指示剂添加至溶液中，当存在于系统中时，只要它们包含可氧化的(通常是有机的)杂质，颜色指示剂将显示颜色改变。此处，高锰酸盐优选用作强氧化剂，其同时提供了颜色指示剂系统。在EP 1,343,864A1和EP 1,730,258A1(对应于WO2005/044968A1)中，申请人也公开了包含高锰酸盐的水溶性清洁和消毒剂，其中，除了高锰酸盐，使用第二氧化剂，第二氧化剂有时用作主要氧化剂，而高锰酸盐主要功能为指示剂。

在许多情形下，例如当使用高锰酸盐仅作为氧化剂时，即处于高浓度的指示剂，难以经由颜色改变来确定可氧化的残留物是否仍存在于系统中，使得使用了比需要更频繁的清洁溶液。

为了解决该问题，例如，DE102006060204A1提出了一种清洁方法，其包括：将指示剂回收重新用作氧化剂。提到的优选清洁及指示剂与上文引证的申请人的申请中公开的相同。在优选实施例中，DE102006060204A1提供了在离开系统之后用于测量清洁成分的颜色值，并且与进入系统之前的颜色值比较。一旦值大致匹配，例如在特定容差范围内，系统可以立即被视为充分清洁。如果不匹配，必须重复一个或多个清洁步骤，正如公开于段落[0020]的，这意味着，这是一种不连续的清洁方法，因在整个系统中传递指示剂溶液而被中断。为了确定颜色值，例如可以使用数字照相机，例如所谓的申请人的“摄影眼”。

根据DE102006060204A1，这种方法的劣势为，要比较的值是在不同的条件下测量的，即在从要清洁的系统离开之后测量的颜色值和在进入系统之前指示剂的参考值，正如下文更详细地解释的，这使得它们不是直接可比较的。本发明旨在解决该问题。

技术实现要素：

本发明通过提供一种用于清洁系统的方法实现该目的，该方法包括：包括引导包括用于氧化杂质的至少一个氧化剂的清洁成分，以及引导用于通过监控指示剂成分的颜色改变来检测系统的清洁状态的指示剂成分，为此在一个或多个位置但是至少在其离开所述系统之后确定其颜色值，并且将所述颜色值与设定点值进行比较，创造性方法的特征在于：

a)使用包含颜色指示剂的清洁成分，该清洁成分同时用作指示剂成分；

b)引导所述成分连续通过所述系统；

c)以固定时间间隔确定所述成分在其离开所述系统之后的颜色值F；

d)计算从两个接连确定所获得的颜色值之间的差ΔF；

e)在所述清洁系统进入操作之前，确定颜色值，直到确定出的差ΔF为0，然后将最后测量的颜色值定义为固有系统值F_A，与所述固有系统值的最大可容忍偏差规定为用于清洁的设定点值ΔF_A；以及

f)在其操作之后执行所述系统的清洁，直到两个接连颜色值F_R之间的差ΔF_R等于或者小于ΔF_A，这表明所述系统是清洁的。

根据本发明的该方法，同时用作指示剂成分的清洁成分的称为F_B的基本颜色值并不在进入要清洁的系统之前用来确定系统的清洁性。根据本发明，该系统反而是作为“校准”该方法，如涉及的，首先用成分冲洗系统，直到获得恒定的颜色值。称为F_A的系统指定颜色值的恒定表明系统中不再包含可氧化的杂质。

但是，与DE102006060204A1的公开相反，该颜色值不能够对应于在其引入系统之前成分的基本值。令人惊讶的是，发明人发现，在本发明主要涉及的系统的每一个中，即酒吧和饮料分配系统中，在其通过系统期间存在高锰酸盐的大量降解。

不希望被任何特定理论束缚，发明人认为，这是由于用于制备成分(来自浓缩或者储备溶液)的水的污染，并且有时还由于系统中包含的空气。当优选使用高灵敏度高锰酸盐作为颜色指示剂时，尤其能够观察到该影响：当高锰酸盐用作指示剂时，能够检测的有机杂质的量<0.5mg/L。

此外，发明人发现，该“自身降解”取决于温度，还取决于系统的尺寸，即取决于内表面以及取决于那里的停留时间，当然还取决于在成分的制备期间的准确度。

此外，已经示出的是，如在开头提到的，从申请人先前的申请中，在其已经初始接触仅最小量的可氧化有机杂质之后，高锰酸盐向锰(IV)氧化物的级联降解本身继续，尤其与另外的氧化剂(诸如过硫酸盐或者次氯酸盐)协作。在不存在(另外的)杂质时，反应率明显较低，但是不为零。

由此得出，实际上，F_B和F_A之间的差永远不会等于零，此外，变化或多或少取决于若干参数。如上所述，在系统内指示剂的该“自身降解”效应完全被本发明消除。

为了消除上述影响中的另外一些，根据本发明的方法优选包括在以下条件下多次确定步骤c)中的所述固有系统值F_A，

-在所述成分的不同温度，和/或

-在不同的指示剂浓度，和/或

-在不同的日期，

并且确定用作所述固有系统值F_A的平均值，根据所述固有系统值F_A计算所述设定点值ΔF_A。

因而，使用在一年的不同时间或者跨越整个日历年的自然波动的不同水温，在该系统进入操作之前，以及在可论证地彻底清洁之后，能够多次确定F_A值以平均化温度的影响。或者，通过改变权重部分能够平均化在混合商业可获得的用于清洁成分的浓缩物时的不精确性，例如在1％的步骤有±5％的重量比变化，确定相应的颜色值以及使用它们来计算平均值。通过在不同日期优选以若干天或者星期的间隔执行测量，例如水的纯度的影响以及环境空气的影响也可以包括在平均值中。

为了避免多次确定之间系统的空转，优选在系统的间歇操作之后在清洁程序的过程中执行多次确定。实践中，例如，离开成分的颜色值可以被测量，直到在系统的每个例程清洁程序期间变得恒定，例如至少在操作系统的前几个月期间每星期测量一次，通过还考虑温度、空气和浓度的变化性或者影响，使得随着时间所获得的F_A的平均数变得越来越精确。

在优选实施例中，创造性方法还可以包括：在步骤c)，在相同温度或者浓度条件下所述固有系统值F_A的多次确定中的每次确定期间，额外确定出未通过要清洁的系统的所述成分的基本颜色值F_B，并且将其相关于F_A的相应值以获得F_B和F_A之间的一般相关性，随着时间以反复方式该相关性变得越来越精确。

但是，不同于现有技术，该值F_B不用作用于确定设定点值的参考点，而是仅代表一个可选值，或者优选添加至上述多次确定中。代替随着时间获得用于考虑温度以及其他影响的F_A的越来越精确的平均数，根据本发明的该优选实施例，可以专门进行这些影响的“平均化”。在重复(尤其频繁)执行步骤a)至步骤e)之后，由此获得F_B和F_A之间的可靠的相关性，在步骤c)仅需确定具体系统的基本颜色值F_B，同时能够根据F_B和F_A之间的相关性来计算固有系统值F_A。因而这显然简化及加速了本发明的方法，同时提供了用于确定清洁度的高准确度。

设定点值ΔF_A是基于固有系统值F_A而确定的，固有系统值F_A又是在“校准”系统期间初始确定的并且用作后续清洁程序期间用于测量的参考，设定点值ΔF_A尤其不被限制，并且取决于若干因素而可改变。这些因素主要包括：系统本身的目的，例如用于饮料或者其他食品项目或者非食品产品；清洁频率；为了获得特定清洁程度所需要的成本；以及所涉及的时间，而且取决于固有系统值F_A的可靠性。后者主要取决于该值是否基于多次确定，如果是的话，将基于它们的数量以及基于要考虑的影响(例如温度，水质量等)。

例如，在实现恒定值或者与固有系统值F_A的特定百分比偏差(例如95％等)之前的大于零的最后差ΔF可以设定为设定点值ΔF_A。由于创造性方法主要实现节约清洁成分，因此设定点值可以有时显示较大偏差形式F_A，只要这是可行的，例如不违反相关卫生规则。

根据本发明，为了确定颜色值，优选使用数字照相机，为了计算差值ΔF，使用颜色比较软件，例如(如果照相机不直接记录RGB值)能够将照相机记录的颜色转换为RGB值并且将这些RGB值彼此比较的软件，例如依靠向量减法进行比较，其中，向量差的值对应于相应的差ΔF。

在优选实施例中包含颜色指示剂的清洁成分包括作为颜色指示剂的高锰酸盐，以及包括至少一种另外的氧化剂，另外的氧化剂的氧化电位高于高锰酸盐的氧化电位，正如之前已经描述的，尤其是过硫酸盐、次氯酸盐或者其混合物，尤其由于这种系统的高灵敏性以及强氧化效应。但是，除了高锰酸盐或者与氧化剂的组合，还可以使用其他指示剂，例如碘化钾、重铬酸盐或者在过硫酸盐的情形下二氯酚吲哚酚钠结合过氧化氢或者邻二氮菲亚铁离子。

此外，应该提到的是，此处“颜色值”不是必须为RGB值。本发明的原理适用于任何物理数据，它们允许得出离开系统的清洁成分中的锰离子种类，结果，得出有关在系统的最近通过期间氧化的杂质量。例如，这还包括光度测量的消光值、折射率、或者离开系统的清洁成分的pH值。

此外，应该注意的是，本发明的原理不仅适用于差值，而且适用于按时间顺序执行的两个颜色值测量之间的其他关系。例如，可以使用最后两个测量值之间的商来代替差，在该情形下，清洁成分的恒定不是由差值为0表示，而是由商为1表示。但是，在该情况下，设定点值还可以是其百分比偏差，例如值为0.95或者1.05，这取决于当接近恒定固有系统值F_A时颜色值是增加还是减小。还见于下文的例子，尤其参考图5和图6。

上述可替换实施例在任何情形下被视为等同结构，并且在本发明的范围内。

附图说明

下文中，将参考六个附图更详细地描述本发明的实施例。此处，图1至图4示出了根据本发明的方法的三个不同实施例的示意图，图5和图6是在创造性方法的一个实施例中测量的颜色值的图形表示。

具体实施方式

图1示出了创造性方法的最简单的实施例。将清洁成分从存储容器1连续引导通过要清洁的系统2，然后将其传递至传感器3，在传感器3中以规则间隔确定颜色值以及它们的差。时间间隔的持续时间主要取决于系统的尺寸以及从进入到离开系统期间成分在系统中的对应停留时间。在中等尺寸的饮料分配系统中，例如，停留时间可以为大约15分钟，在该情形下颜色值的确定可以每2分钟或每5分钟执行。

根据用于颜色值的这些测量值F_i，连续计算出直接接连测量的值之间的差ΔF_i，继续测量，(至少)直到测量的差为零，即当前测量值对应于最后一个测量值，因此已经达到恒定的颜色值。该恒定值表明系统是清洁的，并且将其定义为固有系统值F_A，固有系统值F_A对应于在给定情形下(温度、空气条件)限定的清洁成分可实现的值。

基于该引导值，定义最大可容忍偏差ΔF_A，在其操作之后的系统下一清洁程序期间必须达到该值以将该系统视为充分清洁的。正如以上提到的，该设定点值取决于若干考量以及情形。例如，最后测量的差>0可以用作设定点值ΔF_A。这将意味着，根据创造性方法，冲洗系统能够提前一些分钟停止，这将节约(清洁成分的)材料成本、能量以及时间。

但是，根据清洁要求如果允许，优选的是设定的差高于ΔF_A以增加节约潜力，例如F_A与在最后完成通过系统之前所测量的值(即例如在获得零差之前15分钟测量的值)之间的差，或者正如之前提到的，与F_A的百分偏差。

为了增加固有系统值F_A的可靠性，进行多次确定：一天进行若干次，例如在用于准备清洁成分的水的不同温度和/或在清洁成分稍微变化的浓度下；或者在不同的日期进行若干次，以便除了提到的参数之外还可考虑环境空气。

尤其，在特定时间段内在系统的每个清洁程序期间确定F_A的值。以该方式，获得了考虑若干变量的F_A的平均值，使得人们能够确信当在测量的颜色差<ΔF_A之后停止清洁程序时系统真正充分被清洁。

当然，该“特定时间段”的持续时间还取决于清洁频率以及若干其他情形。例如，当清洁是每周执行时，能够确定用于几个月或者一整年的F_A值，以获得代表性的平均值。

以该方式，根据本发明，在评估系统清洁度时考虑了系统内的清洁成分的自身降解，而现有技术从未考虑过此。

图2示出了图1的方法的优选实施例，其提供了与通过系统2的导管平行的旁通导管B，通过激活三通阀可以引导清洁成分通过旁通导管而不首先通过系统本身，三通阀在附图中标记为附图标记4和4’。

这种布置允许确定所谓的基本颜色值F_B，类似于DE102006060204A1。但是，根据本发明与现有技术相反，F_B不是依靠单独传感器在进入系统之前确定的，而是与清洁期间一样通过系统下游的相同传感器3所确定的。此外，在本发明的方法中，F_B不用作清洁期间的设定点值，而是仅用于更精确的确定固有系统值F_A或者基于其的差ΔF_A。

通过在开始每个清洁程序之前测量基本颜色值F_B，可以考虑日期的变化，例如水温、浓度、水以及空气纯度。后者尤其由于这样的事实：在根据图2的实施例中当通过旁通导管B时清洁成分接触环境空气和导管系统达特定时间，这提供了比在进入系统之前F_B的测量更可靠的比较值，或者甚至独立于系统，如DE102006060204A1公开的。

此外，如此测量的基本颜色值F_B可以与F_A比较，优选同一天测量的F_A值，以获得F_B和F_A之间越来越精确的相关性，例如，这可以定义为由此得出的计算公式或者校准曲线。在两个值已经被通常充分确定之后，例如一整年的每周，随后可以基于测量的F_B值和所获得的相关性以高精度估计F_A的对应值，而无需确定该值。这产生了已经考虑日期(正如上文提到的)变量的F_A值。

图3示出了创造性方法的变化的示意图，其中，与图1和图2的实施例相反，离开系统的成分未完全被移除(并且有时被丢弃)，而是至少部分地被回收并且与新鲜清洁成分混合。数字4再次指的是一个三通阀，依靠该三通阀，可以调节回收的清洁成分和要丢弃的清洁成分之间的关系。

图4示出了具有旁通件的类似于图2的变化，其中，除了图3的布置，在阀4和4’之间的旁通回路B中的传感器3处测量清洁成分的基本颜色值F_B，并且可以再次相关于固有系统值F_A。在确定基本颜色值F_B之后，旁通件B被关掉，使得清洁成分被引导，如图3所示。依靠阀4”，可以再次调节回收的清洁成分和要丢弃的清洁成分之间的比率。

可选地，因此示出于括号中，额外传感器可以设置在图4的该布置中，其测量进入系统之前另外的基本颜色值F_B’，类似于DE102006060204A1。该值还可以相关于F_A或F_B或相关于这两者，以进一步增加校准的准确度。但是，没有这种第二传感器，本发明的方法也能够完全起作用。

最后，图5和图6示出了在使用图1示出的测量布置执行该方法时，通过绘制测量的值所获得的曲线。具体地，使用光度计测量由申请人(德士纳(TM Desana))销售的清洁成分在离开系统2之后每12秒的消光，在两个不同的温度，即在室温(即大约20℃)以及40°C，并且使用不同的检测波长。在这些例子中，人造有机杂质(即浸渍麦精的微球体)被添加至系统，在此之后，系统被清洁成分所清洁，观察离开系统的成分随着时间如何改变。

图5示出了在两个温度以及535nm波长下测量的结果，即由于高锰酸盐的紫色改变，这是成分中存在锰(IV)的测量。在两个温度下观察到类似反应：在添加杂质之后，锰(IV)的含量从固有系统值F_A突然降低至最小，在该情形下如约0.1的消光处绘制的开始点，但是然后由于系统的小尺寸在仅几秒之后很快恢复并且再次缓慢接近初始值F_A。

在室温(钻石状测量点)时，清洁成分达到初始值(即F_A)的大约95％，在约1min之后开始几乎无症状地接近相同。在40℃(正方形测量点)，该情形仅出现在4分钟之后。

对于此的一个原因是，在更高温度，具有停留在系统的不易访问位置(例如底切、分支)的杂质的微球体的残留物比低温时与锰(VII)在更高程度上起反应，但是另外的原因是，在更高温度还会在更高程度上发生“自身降解”，即在仅接触较少量的可氧化有机杂质时，锰(IV)氧化物本身发生以上提到的高锰酸盐的级联降解。

在图5，绘制用于这两者测量系列的差值ΔF，即ΔF_RT和ΔF₄₀℃，每个差值约为原始消光(即F_A)的5％，并且可用作用于在该情况下使用的系统的设定点值ΔF_A。实践中，i)停留在不易访问位置的杂质将构成正常操作期间系统中引导的方法的一部分的成分，该成分将不过多干扰程序本身(至少只要它们是不易于腐坏的食品产品)，尤其因为ii)这些剩余杂质一般仅包含非常小的量，但是其足以引起高锰酸盐的自身降解。

此处继续清洁示范系统直到值真正返回F_A，这将需要几小时，因而将相当不经济。但是，使用本发明的方法，允许非常精确地估计系统的清洁应该合理地持续多久。

应该再次注意的是，实践中，此处绘制作为开始点的固有系统值F_A不对应于利用通过系统之前的清洁成分所获得的消光值。由于指示剂的自身降解，这实际上是不可行的，即不可避免的是这两个值彼此不同。

在图6中，再次绘制在40°的实验的值。此外，还绘制在435nm同时测量的消光值，该消光值反映了绿色锰(VI)种类的量的变化。能够清楚地看见的是，显而易见彼此相反的两个程序：通过添加杂质，锰(VII)的量减小，以及锰(VI)的量增加。但是，在清洁程序的过程中，这两者都接近它们的初始量。对于这两者来说，绘制对应的ΔF值，即ΔF_Mn(VII)和ΔF_Mn(VI)，它们都可以用作用于清洁程序的设定点值ΔF_A。

此处，易于认识到的是，ΔF_A可以是正值或者负值，这取决于测量的颜色值的类型。因此，决定性的项仅是该差的绝对值，即颜色值改变的程度，因而清洁成分中的浓度改变，而不是它们是负值还是正值。

因而本发明显然提供了一种新方法，依靠该新方法，系统(诸如酒吧或饮料分配系统)可以比现有技术更经济地被清洁。