양조 산업의 대규모 발전에 따라, 신규 산업용 양조장 건설 및 탱크 팜 개조 프로젝트에서는 일반적으로 대용량 실외형 원뿔형 발효기. 온라인 CIP (Clean-in-Place, CIP) 시스템은 주류 지원 장비로 활용됩니다. 이러한 시스템은 미생물학적 규정 요건을 충족하는 동시에 물, 에너지 및 화학물질 소비를 줄이고, 탱크 손상을 완화하며, 압력 용기의 수명을 연장합니다.
Ⅰ. CIP 세척 성능에 영향을 미치는 요인
에서 양조장 엔지니어링 구축, 세척 결과는 여러 가지 요인에 따라 달라집니다:
- 오염 물질과 탱크 내벽 간의 접착력: 접착력이 강할수록 오염 물질을 제거하기가 더 어려워집니다.
- 탱크 내면 거칠기: 내면이 거칠수록 생물막이 형성되거나 오염 물질 및 미생물이 끼기 쉽습니다. 양조 장비에 대한 표준 거울 광택 요구 사항은 Ra ≤0.6 μm입니다. 티안타이 장비는 오염 물질의 부착을 최소화하기 위해 Ra ≤0.4 μm 수준의 탱크 내면 연마 처리를 제공합니다.
- 세제 농도: 농도가 높을수록 세정력이 향상되고 세척 시간이 단축되지만, 농도가 지나치게 높으면 화학 물질 낭비가 발생하고 부식 위험이 높아집니다.
- 세척 소요 시간: 세척 주기가 길수록 세척 효과가 더 뛰어납니다. 연속 생산에서는 탱크 회전 효율을 높이기 위해 최적화된 사이클 시간이 필요합니다.
- 세척 매체 온도: 온도가 높을수록 세제의 화학 반응 속도가 빨라지는 반면, 스테인리스강의 부식 위험도 증가합니다.
- 분사 강도: 발효조 내부에 설치된 분사구는 유체역학적 충격을 통해 탱크 벽면의 잔류물을 제거하기 위해 정격 유효 분사 압력을 유지해야 합니다.
맥주 양조 산업 환경 정책의 관점에서 볼 때, 발효조 CIP 공정을 최적화하면 물 소비량, 에너지 사용량 및 화학 세제 사용량을 줄일 수 있어, 양조장의 청정 생산 기준을 준수할 수 있습니다.
Ⅱ. 세제 선택 지침
발효조에 사용되는 CIP용 세제는 우수한 수용성, 높은 세정력, 뛰어난 습윤 및 침투성, 경도 내성, 낮은 부식성, 비용 관리 가능성 및 운영 안전성을 갖추어야 합니다. 주요 분류로는 알칼리성 세제와 산성 세제가 있습니다:
알칼리성 세제: 수산화나트륨이 주성분으로 작용하며, 탄산나트륨, 규산나트륨, 폴리인산염, 습윤제 및 킬레이트제와 혼합되어 있습니다. 알칼리성 세정은 단백질, 효모 슬러지, 홉 수지 등 유기성 침전물을 가수분해합니다.
산성 세제: 주로 질산, 인산 및 식품 등급 유기산을 주성분으로 하며, 여기에 습윤제와 계면활성제가 배합되어 있습니다. 산성 세척은 무기 미네랄 스케일과 맥주석(beerstone)을 제거하고, 잔류 알칼리 용액을 중화시키며, 스테인리스강 표면의 패시베이션을 돕습니다.
Ⅲ. CIP 시스템 구성
- 재활용 물 탱크: 예세척 용수를 재사용하여 물 소비량을 줄입니다.
- 알칼리 탱크: 규정된 농도의 알칼리성 세정액을 준비하십시오.
- 회수된 알칼리 탱크: 재사용이 가능한 알칼리 용액을 재활용하여 반복적으로 사용
- 산 탱크: 규정된 농도의 산 세정액을 준비하십시오.
- 소독액 탱크: 소독액 준비
- 멸균수 탱크: 공정용 정수 비축량 저장
보충 주입 하위 시스템에는 알칼리 주입 탱크, 산 주입 탱크 및 소독제 주입 탱크가 포함됩니다. 실시간 온라인 전도도 측정값을 바탕으로 계량 펌프가 작동하여 화학 물질을 자동으로 보충함으로써, 순환 과정 전반에 걸쳐 화학 물질의 소모량을 상쇄하고 세정액의 농도를 안정적으로 유지합니다.
대부분의 대규모 양조장은 세제 재순환 방식을 채택하고 있습니다. 일회식 배출 방식에 비해 재순환 방식은 더 많은 초기 투자 비용이 필요하고 더 넓은 공간을 차지합니다. 그럼에도 불구하고, 이 방식은 장기적으로 화학약품 소비량을 대폭 줄여 조달 비용과 에너지 비용을 절감하므로, 양조장의 에너지 절약 개조 시 선호되는 옵션입니다.
Ⅳ. 대형 원추형 발효조에 전용 CIP 시스템을 도입할 때의 이점
- 스테인리스강 탱크 내부의 부동막을 보존하고, 압력 용기의 수명을 연장하며, 대수리 및 재연마 비용을 절감합니다.
- 알칼리 세척 전에 잔류 CO₂를 제거하여, CO₂와 알칼리의 반응으로 인해 발생하는 탄산염 침전물이 파이프라인을 막는 것을 방지해야 합니다. 또한 이러한 조치는 밀폐된 용기 내부의 가스 소모로 인해 발생하는 음압을 방지함으로써, 대형 원추형 설비의 경우 탱크 붕괴와 같은 중대한 안전 위험을 제거할 수 있습니다.
- 피팅 및 틈새 부식 위험을 줄이고 스테인리스강 탱크의 장기적인 안전 운전을 보장하기 위해 세정재를 적절히 관리하십시오.
- 전반적인 운영 및 유지보수 비용 절감: 물, 전기, 증기 및 화학물질 소비량을 줄이고, 탱크 변형, 수동막 열화, 배관 내 스케일 발생 및 막힘으로 인한 가동 중단 수리를 최소화합니다.
대규모 맥주 발효조 프로젝트의 경우, a 전문적으로 설계된 세정제 설비 안전성, 에너지 소비, 생산 효율성 및 운영 비용(OPEX) 간의 균형을 맞춥니다. 이는 신규 대형 양조장 건설 및 탱크 팜 개조 시 최우선적으로 고려해야 할 사항 중 하나입니다.
대용량 실외용 원뿔형 발효조에 대한 CIP 계산 및 시스템 구성이 필요하신 경우, 티안타이 장비 현장 상태 평가, 공정 설계 및 장비 일괄 납품을 제공하여 양조장이 효율적이고 에너지 소비가 적으며 안전한 탱크 세척 작업을 수행할 수 있도록 지원합니다.
