• 见解

为什么软管选择对于啤酒厂而言很重要

FaBLINE 可降低污染风险,保护保质期,以及最大限度地延长正常运行时间 

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作者:Aflex Hose 业务开发经理 Matthew Coultas

污染、溶解氧吸收、碳酸化损失和计划外维护停机时间,是当今啤酒厂面临的一些成本最高昂的挑战,这些挑战可能会导致产品浪费、保质期缩短和昂贵的运营中断。但是,有一个经常被忽视的战略决策可以避免这些令人紧张的情况,也就是选择适合每个啤酒厂应用的软管。采用正确的软管技术后,啤酒酿造商可以确保产品质量一致,并优化清洁工艺。

啤酒厂使用软管来完成原材料卸载和生产中的各种输送任务,以及在过滤、包装以及高速装瓶和罐装生产线中输送产品。但是,软管组件必须做的不仅仅是输送产品。
 
在过去的 20 年里,就地清洁 (CIP) 和就地灭菌 (SIP) 工艺已经发展得更加频繁,使用更具入侵性的化学品,并且在比以往更高的温度下运行。因此,啤酒厂使用的软管必须承受反复清洁周期,具备耐化学性和耐温性,保持卫生,使用寿命长,并且可在不影响啤酒质量的情况下提供可靠性能。

应采用什么标准来判定软管是是啤酒厂应用的理想之选?

适用于啤酒厂应用的软管的理想品质包括:

  • 不吸收 – 不会吸收产品或清洁化学品,避免这些化学品之后泄漏到啤酒中
  • 不浸出 – 不含可能会通过衬套或衬套中未检测到的裂缝浸出到产品中的粘合剂 
  • 无味、无臭 – 保留风味和香气特征
  • 抗生物膜形成
  • 内部易于清洁
  • 抗扭结,易于搬运
  • 使用寿命长 – 甚至在频繁的 CIP/SIP 周期下也是如此
  • 耐化学性 – 不会受到强酸和强碱的影响 
  • 不会受到 60–85 °C 温度的热水/清洁剂溶液清洁的影响

CIP 兼容性

在啤酒厂运营中,软管会暴露于产品输送、反复灌装以及使用具有入侵性的化学品的清洁周期中。潮湿的表面通常要完成长时间的 CIP 工艺,以便去除脏污和杀死细菌。这些清洁周期通常每天持续一个多小时,或者在每次产品转换之后进行,会对软管施加很大的压力。通常,清洁工艺对软管寿命和总拥有成本的影响最大。CIP 周期的持续时间也会对啤酒厂的生产力产生重大影响。

在这种清洁操作中使用的化学品主要取决于脏污的性质(食品表面或饮料接触面表面上的有害物质)。这些物质主要由产品残留物组成,但也可能包括:来自供水的矿物质;不溶性洗涤剂残留物;由微生物形成的粘性生物膜,以及灰尘或机器润滑油等环境污染物。这些脏污会为细菌提供营养来源,因此必须清除。

在啤酒厂环境中,酵母和细菌可能会在表面形成看不见的薄膜,很难去除。因此,需要高氧化性、酸性的清洁剂和灭菌剂,如磷酸、硝酸或盐酸。

清除脏污后,需要进行灭菌,以消灭残留的微生物。根据饮料和工艺的不同,这可能涉及蒸汽、热水或化学灭菌剂。

氯是使用最广泛的化学灭菌剂,可以用作液氯、次氯酸钠或无机氯胺。在溶液中,这些会形成次氯酸 (HOCl),其有效性取决于 pH 值、浓度、温度和暴露时间。

其他灭菌剂包括过氧化物、脂肪酸、季铵化合物和碘。总体而言,这些将给软管材料带来极其恶劣的工作环境。

评估暴露于标准 CIP 清洁和灭菌化学品、CIP 后生物膜的残留区域的软管

软管类型/压力额定值   预期使用寿命   性能特点  
FaBLINE PTFE 内衬/16 bar   5 年 使用寿命长;可承受 CIP/SIP 工艺  
丁腈橡胶/10 bar   9-12 个月 低成本;在 CIP 状况下快速降解  
EPDM 橡胶/10 bar   12 个月 耐化学性优于丁腈橡胶;使用寿命有限  
硅胶/6 bar   18 个月 CIP 后的脆化和可提取物  
FEP 内衬橡胶/30 bar   2 年 有粘合剂浸出和衬套疲劳的风险  

丁腈橡胶软管由于低廉的购买成本而受到广泛使用,但当暴露于标准 CIP 清洗和灭菌化学品时,质量会开始恶化。EPDM 橡胶软管比丁腈橡胶昂贵,常规耐化学性和耐温性更佳。EPDM 的耐性有所提高,但使用寿命有限。

硅胶软管提供柔性和耐高温性,在饮料灌装应用中很常见。但是,硅胶在接触 CIP 化学品后会脆化并释放降解产品,从而损害产品质量。

FEP 内衬橡胶软管具有更好的耐化学性,但使用粘合剂粘合的衬套存在浸出、坍塌和疲劳开裂的风险,特别是在高弯曲或急弯应用中。

FaBLINE™ 软管是 Watson-Marlow Fluid Technology Solutions (WMFTS) 子公司 Aflex Hose 推出的产品,可承受所有 CIP 和 SIP 工艺,无论是化学、温度还是清洁持续时间。凭借 FaBLINE 出色的构造,啤酒厂可以:

  • 提升清洁有效性
  • 缩短 CIP 周期持续时间
  • 降低化学品使用量、用电量和用水量
  • 将污染、变质和召回的风险降至最低

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“FaBLINE 的平滑内壁 PTFE 衬套可改善脏污去除效果,并通过消除产品滞留、微生物热点和输送后的残留物积聚,降低交叉污染风险”

Aflex Hose 业务开发经理 Matthew Coultas

FaBLINE 的平滑内壁 PTFE 衬套可改善脏污去除效果,并通过消除产品滞留、微生物热点和输送后的残留物积聚,降低交叉污染风险。

高速装瓶要求

随着灌装和包装生产线速度的不断提高,在非计划的时间停机成本越来越高。因此,必须考虑的总拥有成本远远超过最初的软管成本,例如:

  • 软管采购和安装成本
  • 额外的非生产性 CIP 时间
  • 遗失或不合规格的产品
  • 用电量、用水量和化学品使用量
  • 生产力损失
  • 企业面临的产品污染和召回风险

软管性能影响的不仅仅是啤酒厂。当软管出现故障时,往往被认为是机器故障,从而会直接影响灌装机制造商的声誉。这使得软管的选择对啤酒厂和灌装机制造商很重要。

FaBLINE 等 PTFE 内衬软管优于 PVC、丁腈橡胶、EPDM、氯丁橡胶、IIR、硅胶和 HDPE 软管,可满足饮料包装机的要求。

FaBLINE 的构造是罐装灌装机重复性上下动作的理想选择。Aflex 的实验室测试(使用滚动 U 型试验机)表明,FaBLINE 可以在急弯半径和最大工作压力下承受超过 100,000 次的重复弯曲。相比之下,一些竞争对手的软管在不到 13,400 个周期中就会出现故障。

各种常见软管构造类别相对于理想软管特性的性能

所需特性

卷曲(接线)

卷曲(未接线)

肋腹(内部光顺)

平滑衬套(厚壁)

平滑衬套(薄壁)

不浸出

良好

良好

良好

良好

较差

可清洁性(内部)

一般 – 较差

一般 – 较差

良好

良好

良好 – 较差

高流量

较差

较差

良好

良好

一般

防扭结

良好

一般

良好

较差

较差

柔性(小弯曲半径)

良好

一般

良好

较差(聚合物)/良好(弹性体)

一般

柔性(低弯曲力)

良好

良好

良好

较差(聚合物)/良好(弹性体)

一般

高弯曲寿命

良好

良好

良好

较差

较差

应用适用性

次优流量;深卷曲的 CIP 问题

次优流量;扭结风险;CIP 问题

适用于高速灌装

刚性;最小弯曲半径较大;容易扭结;使用寿命有限

刚性较低;衬套脱层和粘合剂浸出风险


软管可靠,可减少溶解氧问题

在将啤酒输送到罐、瓶或酒桶的包装工艺中,降低氧吸收风险也尤为关键。一些软管可能会导致溶解氧 (DO) 水平升高,从而影响最终产品的味道并缩短啤酒的保质期。

每 10 ppb(十亿分之一)的 DO,保质期就会缩短一个月,啤酒的味道也会受到影响。

Cervecería La Tropical 是迈阿密最具代表性的啤酒厂之一,与古巴有着深厚的历史渊源,通过安装 FaBLINE 和解决 DO 问题,提高了灌装生产线的效率

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在其罐装生产线经历了 PVC 软管导致的氧化后,La Tropical 于 2023 年改用含蓝色 EPDM 护盖和 T 型接头的 FaBLINE(0.5 英寸)。

La Tropical 罐装生产线上的 12 条 FaBLINE 软管将溶解氧水平降低了 50 ppb,降低到几乎为零。La Tropical 还在使用 FaBLINE 软管将碳酸化啤酒从明亮的啤酒罐输送到闪蒸巴氏灭菌器,因为在相同的应用中,EPDM 软管因泡沫而出现碳酸化损失。

同样在美国,总部位于宾夕法尼亚州的 Wyndridge Farm 精酿啤酒厂和苹果酒厂在包装来自欧洲批发商的 21,000 箱精酿啤酒订单之前,求助 FaBLINE 紧急解决 DO 含量过高的问题

Wyndridge Farm 对其生产线进行 DO 测量来诊断问题,发现罐装机中的硅胶软管是氧吸收位置。

在一天之内,Wyndridge 就能将其 DO 水平从 100-150 ppb 降至 50 以下,并将这批欧洲订单按时发货。

软管可最大限度地延长保质期

FaBLINE 的设计允许 PTFE 衬套在弯曲外部膨胀并在弯曲内部压缩。这使得整条软管保持平滑的圆孔,不会出现变形,从而产生滑顺一致的流量,并将湍流降至最低,从而降低输送期间的微充气风险。

PTFE 衬套还可减少通过软管壁的氧气渗透,并且其强大的 CIP/SIP 承受能力可防止出现有助于氧气形成的裂缝或渗透层。此外,外部编织可防止可能会吸收氧气的软管膨胀/收缩,这在输送和灌装阶段很重要。

FaBLINE 的特性已被证明有助于保护啤酒免受氧化的影响,从而保持口味和保质期。

高正常运行时间,无计划外停机时间

墨西哥的一家大型啤酒厂改用 FaBLINE,从而将墨西哥啤酒厂的可靠性、卫生和供应连续性提高,同时未对稳健 CIP 制度产生负面影响。

这家啤酒厂生产的啤酒举世闻名,自投产以来一直是使用 NBR(丁腈橡胶)软管。随着时间的推移,制造商和当地经销商的技术支持和更换服务变得不可用。番茄汁是墨西哥式啤酒中使用的一种高品质原料,对于用于卸载番茄汁的软管,软管性能、清洁度和耐久性是重要要求。卸载番茄汁后,将使用利用热水和苛性钠的 CIP 工艺清洁 FaBLINE 软管。

Watson-Marlow 工程团队和啤酒厂的维护部门共同进行了详细的技术评估,最终选择了配备食品级配件的 Aflex FaBLINE 3。最初,提供了一根软管进行试验,一年后又提供了额外的软管。自实施以来,这家啤酒厂报告运行稳定,一条软管在两年内没有出现过故障,两条软管在一年内没有出现过故障。

FaBLINE 以内壁平滑的高流量软管提供柔性和抗疲劳性。FaBLINE 的非粘合构造不会将任何东西浸出到产品中,并且在滚动 U 型测试中,其疲劳寿命至少是 FEP 内壁平滑软管的十倍。FaBLINE 弯曲半径小,弯曲力最小,并且易于安装。

fabline hose

总部设在瑞士的精酿啤酒厂 Dr. Gab’s 啤酒厂在改用 FaBLINE 之后,与之前使用的橡胶软管相比,运行时间、可靠性和工艺安全性均显著提升。由于之前使用的橡胶软管存在缺陷并有爆裂的问题,导致 Dr. Gab’s 需要进行大量清洁工作,并造成产品损失。 

因此,Dr. Gab’s 啤酒厂越来越依赖 FaBLINE 软管,将啤酒在碳酸化器中输入与输出。自从购买了超过 25 条 FaBLINE 软管之后,Dr. Gab’s 主要将其用于具有挑战性的应用,例如最终的碳酸化。啤酒加入碳酸后,在高压下被输送到装瓶生产线。

专为正常运行时间、卫生和长使用寿命而打造

柔性、无扭结的 FaBLINE 软管因其可靠、卫生的性能和比其他软管更长的使用寿命,被世界各地的啤酒厂用于各种应用。

对于每一年、两年或甚至三年更换一次软管的啤酒厂而言,该改用更具经济效率、更卫生的解决方案了。当考虑到停机时间、产品损失和清洁效率的全部成本时,FaBLINE 可提供快速的回报和长期的运营信心。

FaBLINE 软管为酿酒公司带来以下好处:

  • 消除污染风险,因为 PTFE 衬套不吸收
  • 对于 CIP 而言具备出色的耐化学性,可缩短周期时间和降低产品变质风险
  • 对于 SIP 而言具备耐高温性
  • 卫生,PTFE 内衬卷曲接头,零维护
  • 防止溶解氧和碳酸化损失
  • 超长的使用寿命可减少停机时间并降低更换成本
  • 提供出色的流量,从而缩短吸料/卸料时间,同时降低生产成本
  • 柔性、防扭结处理
  • 弯曲半径小,弯曲力小

 

详细了解 FaBLINE 软管组件