杀菌系统技术手册.docx
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杀菌系统技术手册
杀菌系统技术手册
客户方:
（）
GEA
2013-11-20
第一章：
设备概述
第一节：
工艺走向简介
1.系统工艺流程：
产品调配罐---->杀菌机---->无菌罐---->无菌灌装机
2.杀菌机的工艺流程：
产品调配罐---->平衡缸---->W1脱气预热段---->脱气罐---->W2\W3低温水加热段---->W4高温水加热段
---->保持管---->W5\W6低温水热能回收段---->W7/W8塔水冷却段/冰水冷却段---->牛奶无菌罐
3.无菌罐的工艺流程：
杀菌机---->无菌罐进料阀组（十字阀组）---->无菌罐灌装机---->末端阀组
第二节：
杀菌机
1.杀菌的定义：
在一定的温度下，保持一定的时间，使产品达到商业无菌的过程；
2.杀菌温度的控制：
蒸汽和产品以高温热水为媒介，经过两级换热，通过PID计算，调节蒸汽调节阀的开度，来控制保持管进口温度；
3.保持时间的实现：
产品在额定的流速下，通过固定长度的管道后，保持管出口温度还在设定值之上，即可认为产品在一定的温度下，保持了一定的时间，达到了杀灭目标细菌的目的；
4.商业无菌的定义：
指杀灭物体中的致病菌，物体中可能还含有芽孢、嗜热菌等非致病菌，杀菌与灭菌的区别在于此；
第三节：
脱气罐
1.脱气的定义：
在真空状态下，将产品分散成薄膜，使产品中的气体（只要指氧气）从产品中逸出的过程；
2.脱气罐的作用：
改善后列工序的工艺状况，并遏制成品的氧化，来保证产品风味；
3.影响脱气效果的因素：
脱气温度、真空度、薄膜的厚度和面积；
第四节：
均质机
1.均质的定义：
产品在挤压，强冲击与失压膨胀的三重作用下使物料细化，从而使物料能更均匀的相互混合的过程；
2.均质机的作用（含乳产品）：
a）使牛奶中的脂肪破碎的更加细小，并降低了脂肪氧化的敏感性，从而使整个产品体系更加稳定；
b）使牛奶的视觉感官更白，味觉感官更香，增强整体风味；
3.均质机的构成：
柱塞泵、均质阀；
4.影响均质效果的因素：
a）产品因素：
均质温度、产品含气量、混合的质量；
b）工艺因素：
均质压力、均质次数、一二级均质压力比；
第五节：
无菌罐
1.无菌罐的作用：
a）在正常生产时，避免了杀菌机的料回流。
减少了过度杀菌而产品褐变的风险；
b）在杀菌机进行清洗时，对灌装机持续供料。
减少了工艺辅助时间，提高了生产效率；
c）在灌装机出现故障时，对杀菌完的产品进行缓冲存储。
减少了杀菌机推料次数，降低了产品损耗；
第六节：
部件位号的命名规则
本套设备中，所有部件的位号都是唯一的，知道了位号，就可以找到相应的部件。
以UAT1VA01为例：
UAT1VA01
设备名称序号;部件所在位置;部件类型部件序号
1.设备名称设备序号：
U－杀菌机；E－脱气罐；S－无菌罐；A代表排序顺序。
2.部件所在位置：
a）在杀菌机中：
T1－平衡缸部分；T3－闭环缓冲罐部分；DS－浓酸碱部分；W1－脱气均质预热段；W2－蛋白稳定预热段；W3－低温热水加热段；W4－高温热水加热段；W5、W6－低温热水热能回收段；W7
（1）－塔水/冰水冷却段；W7
（2）－冰水冷却段；F1－设备出口部分；WA－软水部分；T4－低温热水缓冲罐部分；E1－高温热水加热系统；E2－低温热水加热系统；E3－热水辅助加热系统；ST－蒸汽进口部分；CS－冷凝水回收部分；
b）在杀菌机的脱气罐中：
T1－脱气罐部分；
c）在无菌罐中：
T1－无菌罐部分；CP－清洗进口部分；F1－十字阀组部分；F2－SIP冷凝水排放阀组部分；CR－末端阀组部分；AR－无菌压缩空气部分；ST－蒸汽进口部分；CW－冷却水部分；A1－搅拌部分；
3.部件类型：
a）MT－温度；ML－液位；MP－压力；MC－电导率；MG－距离（接近开关）；MW－重量；
b）VA-自动阀（包括气动阀和电磁阀）；VM－手动阀；VC－调节阀；VS－安全阀；
c）PU－泵；PI－指针式压力表；TK－罐；HE－蒸汽/热水换热器；HH－保持管；FI－过滤器；CP－其它（包括视镜、疏水器、单向阀、破真空器等等）；
4.部件序号：
即在同一设备、同一位置中，类型相同的部件的排列顺序；
第七节：
部件状态的表现方法：
关于阀门“通/断”与“动作/未动作”的关系：
鉴于工艺需要，阀门的无能源状态不是一致的。
无能源状态为“通”的阀门，动作之后状态为“断”；无能源状态为“断”的阀门，动作之后状态为“通”。
具体区别方法如下：
1.通/断：
看阀门内部的黑线，与管道方向一致为“通”，不一致为“断”；
2.动作/未动作：
看阀门内部的颜色，在自动状态下，绿色为“动作”，灰色为“未动作”；
3.手动功能：
在本套设备中，阀门和泵有手动动作的功能。
在“流程”画面上，点击阀门图标，会弹出一个对话框，如下图所示，顶部文本框内显示的是被点击的部件位号；左部按钮是切换“自动/手动”状态；右部按钮是切换在手动状态下的“开/关”状态。
对应的阀门内部颜色为：
黄色为“手动动作”，蓝色为“手动未动作”；
特别提示：
操作人员禁止使用手动功能，维修人员使用该功能后，务必恢复到自动状态；
4.报警状态：
在本套设备中，阀门安装了接近开关反馈。
在无能源状态下，接近开关上的灯应该是亮的；在有能源状态下，接近开关上的灯应该是灭的。
否则，在操作屏幕上，该阀门内部的颜色将会是红色，同时，会弹出相应报警信息；
第二章：
人机界面
第一节：
系统画面
报警复位按钮，用于关闭警笛和警灯；
控制在“流程”画面上，是否显示部件位号的按钮；
牛奶无菌罐画面
牛奶杀菌机画面
首页，对应按钮：
牛奶杀菌机换热器部分“流程”画面，对应按钮：
第一个
设备状态：
绿色代表已按设定时间完成酸洗，否则为灰色
设备状态：
绿色代表无菌状态，否则为灰色
设备状态：
绿色代表已完成清洗，否则为灰色
设备状态：
绿色代表已按设定时间完成碱洗，否则为灰色
牛奶杀菌机“操作”画面，对应按钮：
按钮，启用的条件是：
系统运行到“S000初始步骤”、“S001检查启动条件”、“S002等待”、“S700无菌水循环”之一；
说明：
a.在“S000初始步骤”时，按下本按钮，系统从“未使能”状态进入“使能”状态；
b.在“S001检查启动条件”或“S002等待”时，按下本按钮，系统返回“未使能”状态；
c.在“S700无菌水循环”时，按下本按钮，系统跳转到“S997设备冷却”，冷却完成后自动停机；
按钮，启用的条件是：
I.保持管的连接与配方一致；
II.均质机的连接与配方一致；
III.系统运行到“S002等待”；或者本按钮已经被按下；
IV.已经做过清洗；
V.没有报警存在；
VI.配方中的“杀菌温度UBE1MT01（℃）”大于120℃；
说明：
a.要确保保持管和均质机转换盘上的接近开关正确点亮；
b.已经做过清洗是指：
按设定时间完成碱洗和酸洗，即“操作”画面上的设备状态指示灯“已碱洗”、“已酸洗”、“已清洗”为绿色；
c.在热水杀菌运行过程中，再次按下本按钮，系统会跳转到相应的冷却步骤，冷却完成后自动停机；
d.高温热水杀菌执行的杀菌温度为140℃；
按钮，启用的条件是：
I.保持管的连接与配方一致；
II.均质机的连接与配方一致；
III.系统运行到“S002等待”；或者本按钮已经被按下；
IV.已经做过清洗；
V.没有报警存在；
VI.配方中的“杀菌温度UBE1MT01（℃）”小于120℃；
说明：
低温热水杀菌执行的杀菌温度为125℃。
设置该功能的目的是：
在生产酸性产品时，缩短热水杀菌时的升温和冷却时间，提高效率；
按钮，启用的条件是：
I.系统运行到“S700无菌水循环”；或者本按钮已经被按下；
II.收到中控室发送的
；
III.没有报警存在；
说明：
a.按下本按钮后，需注意平衡缸旁视镜UBT1CP01和UBT1CP03处，产品有没有到达；
III.没有报警存在；
IV.人孔盖好，反馈用的接近开关已点亮；
V.系统运行到“S700无菌水循环”；
说明：
a.中间清洗是指保持无菌环境的清洗。
其清洗步骤和主清洗一样为“水→碱→水→酸→水”五步法，酸碱浓度也是一样控制，只是清洗温度控制在生产温度。
多用于一个产程中间的清洗，是以得名；
b.中间清洗正常完毕后，会回到“S700无菌水循环”；
c.在中间清洗过程中，如果丢失了无菌状态，清洗过程还是会照常进行，但洗完后会回到“S000初始步骤”；
按钮，作用是：
牛奶杀菌机主程序跳转到下一步骤，但某些步骤无效；
按钮，作用是：
步骤计时暂停，设备保持按下之前的状态运行；
按钮，作用是：
跳转到牛奶杀菌机的“传送配方”画面；
牛奶杀菌机“生产时间”画面，对应按钮：
第一个
I.每个步骤的前一列数值为计数设定值，通常是有条件的，满足条件时才计数。
计数单位有两种：
a.
：
此颜色的是体积计数，计的是流量计的脉冲数；
b.
：
此颜色的是时间计数，计的是秒数；
II.每个步骤的后一列数值为计数安全值，是无条件的，计的是以秒数。
当设定值因为条件不满足而不计时，而安全值又计完时，系统会跳转到下一步，但某些步骤安全值无效；
III.
：
如不用脱气罐，则系统是从S750跳转到S760、从S811跳转到S820；如用，则系统是从S755跳转到S760、从S815跳转到S820。
显然，后者的管道长度要短的多，所以对于S760和S820来说，需要设置不同的计数设定值；
IV.
：
对于S770和S830来说，蛋白稳定保持时间同样是120s，但生产速度为27T/H时要比为20T/H时，走过的管道长度要长，故需要设置不同的计数设定值；
V.
：
对于S780和S860来说，牛奶杀菌机的保持管长度有四种，不同的长度需要不同的计数设定值；
可根据工艺需要，对于主清洗和中间清洗设置不同的设定值。
MC：
主清洗；IC：
中间清洗；
可根据实际情况，设定反冲洗的次数。
S916+S918一个循环，算一次；
趋势名称，其字体颜色对应图中曲线颜色；
可左右移动此标线，查看某一指定时间的数值；
可按向前或向后按钮，浏览另一个趋势画面；
牛奶杀菌机“趋势”画面，对应按钮：
牛奶杀菌机“极限值”画面，对应按钮：
极限值的意思是：
当该控制对象的当前值达到该极限值时，系统会执行相应动作；
数值上的字就是相应动作的简短说明；
红色数值是程序直接赋值的，不可修改；白色数值可根据实际情况修改；
向后按钮，浏览另一个控制器画面；
牛奶杀菌机“控制器”画面，对应按钮：
控制对象和单位
设定值：
在不同的步骤，使用不同的设定值
控制常数：
K为比例；Ti积分时间；Td为微分时间
X：
实际值；W：
设定值；Y：
阀门/泵的开度
手动/自动切换：
切换换到手动后，在Y＝后面输入手动的开启值
当前步骤使用的是哪一个设定值或固定值，当前使用位为绿色，其它为灰色；
选好配方后，按此按钮下载配方，使其成为现行值。
在设备运行过程中，除了“杀菌保持时间”外，其它数值，如有必要，可作修改；
按照生产计划，在图片左半边找到相应的配方，然后按此按钮选择配方。
如果已选配方和生产计划一致，则不需要进行本次操作；
牛奶杀菌机“配方传送”画面，对应按钮：
在此框内输入搅拌器转速百分比
牛奶无菌罐“流程”画面，对应按钮：
在牛奶无菌罐升温和杀菌计时的时候，系统进行倒计时。
当累计计时清零后，系统会报警并出现此按钮。
更换无菌过滤器滤芯后，按一下按钮复位即可。
设备状态：
绿色代表无菌状态，否则为灰色
设备状态：
绿色代表已完成清洗，否则为灰色
牛奶无菌罐“操作”画面，对应按钮：
按钮，启用的条件是：
I.系统运行到“S000初始步骤”、“S001检查启动条件”、“S002等待”之一；
II.系统运行到“S1800初始步骤”、“S1801检查启动条件”、“S1802等待”之一；
III.系统运行到“S2800初始步骤”、“S2801检查启动条件”、“S2802等待”之一；
按钮，启用的条件是：
I.按钮
已按下，系统运行到“S002等待”；或者本按钮已经被按下；
II.人孔盖好，反馈用的接近开关已点亮；
III.清洗进口转换管已正确连接，反馈用的接近开关已点亮；
IV.急停开关没有被按下，没有报警存在；
V.已经做过清洗；
VI.低液位LSL动作（罐是空的）；
VII.如果连接动态混合器，需要收到动态混合器发送的
；
VIII.没有其它按钮被按下；
说明：
a.已经做过清洗是指：
牛奶无菌罐按照工艺要求完成了清洗，即“操作”画面上的设备状态指示灯“已清洗”为绿色；
b.在蒸汽杀菌运行过程中，再次按下本按钮，系统会跳转到相应的冷却步骤，冷却完成后自动停机；
c.牛奶无菌罐执行的杀菌温度为125℃；
按钮，启用的条件是：
I.按钮
已按下，系统运行到“S700准备生产”；或者本按钮已经被按下；
II.人孔盖好，反馈用的接近开关已点亮；
III.急停开关没有被按下，没有报警存在；
IV.高液位LSA未动作（罐不是满的）；
V.罐内上压SBT1MP02不大于4.2bar；
VI.牛奶无菌罐处于无菌环境；
VII.牛奶杀菌机运行到“S700无菌水循环”，且没有报警存在；
VIII.没有其它按钮被按下；
按钮，启用的条件是：
I.系统运行到“S002等待”、“S700准备生产”之一；
II.人孔盖好，反馈用的接近开关已点亮；
III.清洗进口转换管已正确连接，反馈用的接近开关已点亮；
IV.急停开关没有被按下，没有报警存在；
V.低液位LSL动作（罐是空的）；
VI.如果连接动态混合器，需要收到动态混合器发送的
；
VII.没有其它按钮被按下；
按钮，启用的条件是：
I.末端阀组运行到“S2810阀组准备好”、“S2880冷凝水障蔽”之一；
II.人孔盖好，反馈用的接近开关已点亮；
III.急停开关没有被按下，没有报警存在；
IV.低液位LSL未动作，且牛奶无菌罐内产品重量大于“允许灌装”设定值；
V.罐内上压SBT1MP02大于0.3bar；
VI.收到灌装机发送的
；
VII.如果连接动态混合器，需要收到动态混合器发送的
；
VIII.没有其它按钮被按下；
按钮，启用的条件是：
I.末端阀组运行到“S2802等待”、“S2810阀组准备好”、“S2880冷凝水障蔽”之一；
II.系统运行到“S700准备生产”；
III.急停开关没有被按下，没有报警存在；
释义：
在设备处于无菌状态时，保持管出口温度UBE1MT02低于配方条目“UBE1ME02带菌温度”的设定值；此为关键性报警，报警后，杀菌机会进入紧急排空程序，产品不再进入无菌罐，就地排放或回收到储罐，紧急排空程序完成后，冷却后停机；
12.Milk_UHT11.3:
平衡罐液位低于LSA；
释义：
在平衡缸液位应该高于LSA的步骤里，实际液位低于LSA超过20s；此为预示性报警，不参与控制；
13.Milk_UHT11.4:
平衡罐液位低于LSL；
释义：
在平衡缸液位应该高于LSL的步骤里，实际液位低于LSL超过15s；此为关键性报警，平衡缸会自动补水，以保护设备；
14.Milk_UHT11.5:
超高温计时暂停；
释义：
牛奶杀菌机的画面上的“计时暂停”按钮被按下，设备将保持在当前步骤不动；
15.Milk_UHT11.6:
生产进料错误；
释义：
在料推水的相关步骤时，出现泵报警、无菌罐十字阀组主动退出生产状态、急停开关被按下、丢失无菌、平衡缸地液位LSL动作等故障；
16.Milk_UHT11.7:
生产错误；
释义：
在“S800生产”时，出现泵报警、无菌罐十字阀组主动退出生产状态、急停开关被按下、丢失无菌等故障；
17.Milk_UHT12.0:
生产排料错误；
释义：
在水推料的相关步骤时，出现泵报警、无菌罐十字阀组主动退出生产状态、急停开关被按下、丢失无菌等故障；
18.Milk_UHT12.1:
确认配方；
释义：
提示操作人员检查确认现行配方是否和将要生产的产品一致；
19.Milk_UHT12.2:
DP-Bus错误；
释义：
Profibus总线控制通讯故障；
20.Milk_UHT12.3:
牛奶无菌罐回程泵SBCRPU01报警；
释义：
泵SBCRPU01无运行反馈，常见于其电机保护器跳闸；该泵位于牛奶无菌罐，但其控制回路位于牛奶杀菌机的MCC柜内，故程序控制在牛奶杀菌机中；
21.Milk_UHT12.4:
脱气罐人孔被打开；
释义：
脱气罐的人孔被打开，或者人孔开关松动；报警后，如果是停机状态则无法启动设备；
22.Milk_UHT12.5:
脱气罐产品电导率低；
释义：
带脱气罐生产时，脱气罐进口电导率测到的值小于配方条目“产品电导率”；此为预示性报警，警示有可能进水，不参与控制；
23.Milk_UHT12.6:
冷消毒；
释义：
“冷消毒”程序被启动，用作操作记录；
24.Milk_UHT12.7:
均质机进料压力低；
释义：
均质机进料压力低于下限；
25.Milk_UHT13.0:
均质机一级压力报警；
释义：
均质机一级均质压力波动超出低于上下限；
26.Milk_UHT13.1:
均质机二级压力报警；
释义：
均质机二级均质压力波动超出低于上下限；
27.Milk_UHT13.2:
均质机主电机报警；
释义：
均质机主电机的变频器报警，在变频器上取得报警代码后，查阅变频器的说明书；
28.Milk_UHT13.3:
均质机柜体风扇报警；
释义：
均质机柜体风扇无运行反馈，常见于其电机保护器跳闸；
29.Milk_UHT13.4:
均质机油泵报警；
释义：
均质机曲轴箱润滑油泵无运行反馈，常见于其电机保护器跳闸；
30.Milk_UHT13.5:
均质机电机风扇报警；
释义：
均质机电机风扇无运行反馈，常见于其电机保护器跳闸；
31.Milk_UHT13.6:
均质机油压报警；
释义：
均质机曲轴箱润滑油压开关，检测到油压低于下限，均质机停止运转；
32.Milk_UHT13.7:
均质机冷却水流量低；
释义：
均质机冷却水流量开关，检测到流量低于下限；
33.Milk_UHT14.0:
产品流量低错误；
释义：
设备运行过程中，连续5秒没有收到流量计发送的脉冲信号；
34.Milk_UHT14.1:
均质机报警；
释义：
均质机区域出现报警；
35.Milk_UHT14.2:
高压预警；
释义：
均质机出口压力低于GW2；此为预示性报警，不参与控制；
36.Milk_UHT14.3:
高压报警；
释义：
均质机出口压力低于GW1；此为关键性报警，报警后，杀菌机会进入水推料程序，且必须进行CIP方能再次进料；
37.Milk_UHT14.4:
备用；
释义：
备用；
38.Milk_UHT14.5:
备用；
释义：
备用；
39.Milk_UHT14.6:
产品温度高>4°C；
释义：
在“S800生产”时，保持管进口温度UBE1MT01大于配方条目“UBE1MT01杀菌温度”4度；此为预示性报警，不参与控制；
40.Milk_UHT14.7:
产品温度高>8°C；
释义：
在“S800生产”时，保持管进口温度UBE1MT01大于配方条目“UBE1MT01杀菌温度”8度；此为关键性报警，报警后，杀菌机会进入水推料程序；
41.Milk_UHT15.0:
UBW4连接错误；
释义：
杀菌保持管连接方式与配方条目“杀菌保持时间”不一致，或者接近开关松动；停机状态下，有此报警则无法启动设备；开机状态下，仅为预示性报警；
42.Milk_UHT15.1:
均质机连接错误；
释义：
均质机转换板连接方式与配方条目“均质机”不一致，或者接近开关松动；停机状态下，有此报警则无法启动设备；开机状态下，仅为预示性报警；
43.Milk_UHT15.2:
UBW2连接错误；
释义：
蛋白稳定保持管连接方式与配方条目“蛋白稳定保持时间”不一致；停机状态下，有此报警则无法启动设备；开机状态下，仅为预示性报警；
44.Milk_UHT15.3:
备用；
释义：
备用；
45.Milk_UHT15.4:
酸碱制备时间过长；
释义：
酸碱泵连续工作超过10分钟；
46.Milk_UHT15.5:
备用；
释义：
备用；
47.Milk_UHT15.6:
与配料通讯故障；
释义：
与中控室的以太网通讯中断或故障；
48.Milk_UHT15.7:
与牛奶无菌罐通讯故障；
释义：
与牛奶无菌罐的以太网通讯中断或故障；
49.Milk_UHT16.0:
热水杀菌；
释义：
“热水杀菌”程序被启动，用作操作记录；
50.Milk_UHT16.1:
主清洗；
释义：
“主清洗”程序被启动，用作操作记录；
51.Milk_UHT16.2:
中间清洗；
释义：
“中间清洗”程序被启动，用作操作记录；
52.Milk_UHT16.3:
生产；
释义：
“生产”程序被启动，用作操作记录；
牛奶无菌罐报警的释义：
阀门和泵处于手动状态时，会报警相应条目。
1.Milk_STR10.0:
高液位LSA未清洗；
释义：
清洗时，没有清洗液喷在LSA高液位上；由于液位开关设计变更，探头表面增加了绝缘层，清洗液已不能使液位开关动作；
2.Milk_STR10.1:
高液位LSH未清洗；
释义：
清洗时，没有清洗液喷在LSH高液位上；由于液位开关设计变更，探头表面增加了绝缘层，清洗液已不能使液位开关动作；
3.Milk_STR10.2:
灌装机进料阀组丢失无菌，请判断是否继续生产！
！
！
；
释义：
灌装机的进料阀组丢失了无菌状态，需检查阀组的密封性，来判断无菌罐内的产品是否安全；
4.Milk_STR10.3:
蒸汽供应不足；
释义：
蒸汽供应不足，导致SBSTMT01的温度低于125℃；
5.Milk_STR10.4:
蒸汽杀菌；
释义：
“蒸汽杀菌”程序被启动，用作操作记录；
6.Milk_STR10.5:
清洗；
释义：
“清洗”程序被启动，用作操作记录；
7.Milk_STR10.6:
备用；
释义：
备用；
8.Milk_STR10.7:
牛奶无菌罐末端阀组疏水器堵塞；
释义：
末端阀组在吹出冷凝水，进行障蔽杀菌时，2分钟内不能使温度高于125度；用以提示蒸汽不足或疏水器堵塞；
9.Milk_STR11.0:
无菌罐低液位报警；
释义：
在S700和S800时，曾经进过料又触发低液位开关LSL；
10.Milk_STR11.1:
无菌罐高液位LSA报警；
释义：
在非清洗步骤，触发高液位开关LSA，或者无菌罐内产品重量大于GW3；此为关键性报警，报警后，杀菌机会立即进行水推料；
11.Milk_STR11.2:
无菌罐高液位LSH报警；
释义：
在非清洗步骤，触发高液位开关LSH，或者无菌罐内产品重量大于GW4；此为关键性报警，报警后，无菌罐会立即关闭十字阀组，以确保无菌罐顶部的无菌空气障蔽；
12.Milk_STR11.3:
无菌罐人孔被打开；
释义：
无菌罐的人孔被打开，或者人孔开关松动；
13.Milk_STR11.4:
更换无菌过滤器；
释义：
SIP时，
升级会员 