멸균 열교환 기는 많은 산업 공정, 특히 제약, 식음료 및 생명 공학 산업의 중요한 구성 요소입니다. 최적의 성능, 제품 품질 및 규제 표준 준수를 보장하려면 청결을 유지하는 것이 필수적입니다. 그러나 멸균 열교환기를 얼마나 자주 청소 해야하는지 결정하는 것은 하나의 크기가 아닙니다 - 적합 - 모든 대답. 이 블로그에서 살펴볼 다양한 요인에 달려 있습니다.
청소 빈도에 영향을 미치는 요인
유체 특성
열교환기를 통해 흐르는 공정 유체의 특성은 세정 주파수를 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 유체에 부유 입자, 섬유 또는 스케일과 같은 높은 수준의 고형물이 포함 된 경우, 열교환 기에서 오염을 일으킬 가능성이 높습니다. 예를 들어, 펄프가있는 주스가 가열되거나 냉각되는 식품 가공 공장에서는 펄프가 시간이 지남에 따라 열 전달 표면에 축적 될 수 있습니다. 이것은 열 전달 효율을 감소시킬뿐만 아니라 미생물의 번식지가 될 수 있습니다. 이러한 경우 생산량에 따라 매일 또는 매주 더 빈번한 청소가 필요합니다.
반면, 일부 제약 제조 공정에 사용되는 증류수와 같이 공정 유체가 비교적 깨끗한 경우, 오염률은 훨씬 낮습니다. 청소는 매월 또는 분기별로 만 필요할 수 있습니다.
운영 조건
작동 온도와 압력은 또한 오염률에 영향을 미칩니다. 고온 작동은 용해 된 염의 침전과 공정 유체에서 유기 화합물의 중합을 유발하여 오염을 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 열 교환기가 높은 온도에서 작동하는 화학 공정에서, 열 전달 표면상의 코크스 또는 타르의 형성은 비교적 빠르게 발생할 수있다. 마찬가지로, 높은 압력 작업은 침식 및 부식 가능성을 증가시킬 수 있으며, 이는 더 자주 검사 및 청소가 필요할 수 있습니다.
공정 유체의 유량은 또 다른 중요한 요소입니다. 유량이 낮 으면 유체 혼합이 불량하고 열교환 기에서 유체의 체류 시간이 증가하여 고체의 증착 및 바이오 필름의 성장을 촉진 할 수 있습니다. 대조적으로, 높은 유량은 열 전달 표면을 수색하여 오염을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 따라서 저속으로 작동하는 열교환 기는 더 자주 청소해야 할 수도 있습니다.
미생물 학적 오염 위험
제약 및 생명 공학 부문과 같은 제품 무균이 중요한 산업에서는 미생물 학적 오염의 위험이 주요 관심사입니다. 미생물은 열 전달 표면을 준수하고 바이오 필름을 형성 할 수 있으며, 이는 제거하기가 어렵고 공정 유체를 오염시킬 수 있습니다. 공정 유체에 영양소가 존재하면 적절한 온도 및 pH 조건이 박테리아, 곰팡이 및 효모의 성장을 촉진 할 수 있습니다.
미생물 학적 오염을 방지하려면 열교환 기의 정기적 인 청소 및 소독이 필요합니다. 이러한 작업의 빈도는 최종 제품에 필요한 멸균 수준에 따라 다릅니다. 예를 들어, 주사 가능한 약물의 생산에서, 열교환 기는 제품 안전을 보장하기 위해 매일 또는 적어도 하루에 한 번씩 청소하고 멸균해야 할 수있다.
청소 방법과 주파수에 미치는 영향
멸균 열교환 기에 사용되는 세척 방법은 또한 얼마나 자주 청소 해야하는지에 영향을 줄 수 있습니다. 청소에는 두 가지 주요 유형이 있습니다 : 화학 청소 및 기계적 세정.
화학 청소
화학적 세정은 산, 알칼리 및 세제와 같은 세정제를 사용하여 오염 퇴적물을 용해시키고 제거하는 것이 포함됩니다. 이 방법은 스케일, 녹 및 바이오 필름을 포함한 광범위한 오염 물질을 제거하는 데 효과적입니다. 그러나 화학 물질의 사용은 약간의 단점을 가질 수 있습니다. 공격적인 화학 물질은 제대로 제어되지 않으면 열교환 기 재료의 부식을 일으킬 수 있습니다. 따라서 장비의 손상을 피하기 위해 화학 청소 빈도는 조심스럽게 균형을 이루어야합니다.
예를 들어, 열교환 기에서카본 스틸 플레이트 열교환 기, 강산을 자주 사용하면 플레이트의 구덩이와 가늘어 질 수 있습니다. 일반적으로 화학적 세정은 오염률과 사용 된 화학 물질의 유형에 따라 매월 또는 분기별로 수행 될 수 있습니다.
기계적 청소
브러싱, 스크래핑 및 고압 물 제트와 같은 기계적 세정 방법은 열 전달 표면에서 파울 링 퇴적물을 물리적으로 제거하는 데 사용됩니다. 이 방법은 종종 화학 청소와 함께 사용됩니다. 기계적 청소는 특히 대규모의 스케일 퇴적물을 제거하고 하드 (하드)를 제거하는 데 효과적입니다. 그러나 시간이 소비 될 수 있으며 올바르게 수행하지 않으면 열교환기를 약간 손상시킬 수 있습니다.
기계적 세정의 빈도는 오염의 심각성에 따라 다릅니다. 경우에 따라, 매년 또는 세미 - 특히 파울 링 속도가 상대적으로 낮은 열교환 기에서는 매년 또는 세미를 수행 할 수 있습니다.
사례 연구
다른 요인이 멸균 열 교환기의 세척 주파수에 어떤 영향을 미치는지 설명하기 위해 실제 세계 예를 살펴 보겠습니다.
제약 산업
항생제를 생산하는 제약 제조 공장에서 a316 관형 쉘 및 튜브 히트 교환기발효 국물을 식히는 데 사용됩니다. 국물에는 다양한 영양소와 미생물이 포함되어있어 파울 링 및 미생물 학적 오염이 발생하기 쉽습니다. 제품 멸균을 보장하기 위해 열교환 기는 매일 매일 생산되는 모든 배치 후에 청소 및 멸균됩니다. 가벼운 알칼리성 세제를 사용한 화학적 세정에 이어 증기 멸균에 남아있는 오염 물질을 제거하고 모든 미생물을 죽입니다.
음식 및 음료 산업
주스 생산 회사는 a를 사용합니다이중 튜브 플레이트 열교환 기주스를 저온 살균하기 위해. 주스에는 펄프와 천연 설탕이 들어있어 열 전달 표면에 오염이 발생할 수 있습니다. 열교환 기는 화학적 세정과 산 기반 클리너 및 기계적 세정과 고압 워터 제트의 조합을 사용하여 매주 청소됩니다. 이 정기 청소 일정은 열 전달 효율과 제품 품질을 유지하는 데 도움이됩니다.
결론
멸균 열 교환기를 얼마나 자주 청소 해야하는지 결정하는 것은 공정 유체 특성, 작동 조건, 미생물 학적 오염 위험 및 사용 된 세척 방법을 포함한 여러 요인에 의존하는 복잡한 결정입니다. 보편적 인 대답은 없으며 각 열 교환기 시스템은 사례별로 평가해야합니다.
열 전달 효율, 압력 강하 및 공정 유체의 미생물 품질과 같은 열교환 기의 성능을 정기적으로 모니터링하면 세척 일정을 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 적절한 청소 전략을 구현함으로써 산업은 열교환을 신뢰할 수있는 운영, 제품 품질을 향상 시키며 규제 요구 사항을 준수 할 수 있습니다.
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참조
- Acropera, FP, & Dewitt, DP (2002). 열과 질량 전달의 기본. John Wiley & Sons.
- Green, DW, & Perry, RH (2007). 페리의 화학 엔지니어 핸드북. 맥그로 - 힐.
- ASME 바이오 프로세싱 장비 표준 (BPE). 미국 기계 엔지니어 협회.