罐頭殺菌機(jī)的清洗方法化學(xué)清洗現(xiàn)場(chǎng)事例8

伊藤日出生

（日本，999001）

1 起因

化學(xué)清洗顧問(wèn)伊藤日出生突然接到一家罐頭生產(chǎn)公司的求助，委托調(diào)查一起熱水噴淋式罐頭殺菌機(jī)的事件。這家罐頭生產(chǎn)公司除了生產(chǎn)自己的罐頭食品，還從事OEM業(yè)務(wù)，使用委托方的商標(biāo)為其代加工罐頭食品。伊藤日出生腦海中的第一反應(yīng)是：罐頭食品加工廠由于業(yè)務(wù)繁忙，機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，再加上加工使用的工廠所在地的水質(zhì)出現(xiàn)問(wèn)題，從而導(dǎo)致了事故的發(fā)生。在罐頭制品的生產(chǎn)過(guò)程中，罐頭殺菌機(jī)反復(fù)將水在高壓下加熱至沸點(diǎn)以上后冷卻，在這種條件下非常容易從水中析出水垢。

這次事件的罪魁禍?zhǔn)紫仁撬腥芙獾牡V物質(zhì)成分，礦物質(zhì)成分在嚴(yán)酷的溫度條件下變成水垢從水中析出，從而引起生產(chǎn)事故。委托伊藤日出生調(diào)查事件的這家公司與清潔服務(wù)公司有業(yè)務(wù)往來(lái)，主要從事罐頭殺菌機(jī)與噴淋式熱交換器的維修保養(yǎng)業(yè)務(wù)。

2 事件調(diào)查開(kāi)始

事件起因是加工罐頭產(chǎn)品時(shí)，工作用處理水的設(shè)定溫度不上升，加熱處理槽被水垢污染，剝落的水垢結(jié)晶附著在軟罐頭表面，降低了罐頭的價(jià)值。為了解決該現(xiàn)象，罐頭食品生產(chǎn)公司將此事委托給公司內(nèi)部的化學(xué)清洗公司。由于該公司內(nèi)部化學(xué)清洗公司的清洗毫無(wú)效果，便聯(lián)系殺菌機(jī)制造廠家上門面談相關(guān)事宜。

由于殺菌機(jī)制造廠家的專業(yè)人員上門對(duì)殺菌機(jī)進(jìn)行化學(xué)清洗后仍然沒(méi)有效果，伊藤日出生猜測(cè)：這可能是殺菌機(jī)上附著了相當(dāng)頑固的水垢造成的。為了分析問(wèn)題所在，伊藤日出生要求廠家對(duì)加熱處理槽內(nèi)壁上附著的水垢進(jìn)行采樣并郵寄給他。這臺(tái)罐頭殺菌機(jī)是熱水噴淋式，處理作業(yè)的水在盤管式熱交換器中被加熱和冷卻，水垢就附著在熱交換器上。伊藤日出生認(rèn)為，這次事件可能就是熱交換器運(yùn)行不良造成的。由于拆下的熱交換器的金屬板再安裝時(shí)，將會(huì)變得非常困難，因此，伊藤日出生決定從采樣方便的處理槽罐體內(nèi)附著的水垢類推熱交換器內(nèi)的水垢成分。

在現(xiàn)場(chǎng)工作的這臺(tái)噴淋式殺菌機(jī)旁邊，還有一臺(tái)貯水式殺菌機(jī)。這種貯水式殺菌機(jī)是將準(zhǔn)備殺菌的罐頭食品浸漬在盛滿熱水的處理槽中進(jìn)行殺菌的。在對(duì)罐頭食品殺菌處理完后，將熱水送到已準(zhǔn)備好的相同容積的其他熱水貯存槽中，等待下一次作業(yè)使用。以前，這種殺菌裝置是主流的殺菌機(jī)，但由于它的作業(yè)效率低，用水量大，且需要大量的加熱源，現(xiàn)在這種殺菌機(jī)在市場(chǎng)上基本消失了。如今，大多數(shù)的罐頭加工廠都換成了熱水噴淋式罐頭殺菌機(jī)。熱水噴淋式罐頭殺菌機(jī)克服了原有貯水式殺菌機(jī)的所有缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)緊湊，為了便于水的加熱和冷卻，在裝置內(nèi)安裝了盤管式熱交換器。這種熱交換器的工作效率極高，可經(jīng)常實(shí)施加熱和冷卻。但是它也有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是需要格外注意熱交換器上附著的水垢及水垢清除的維修措施。圖1是熱水貯罐式罐頭殺菌機(jī)的照片，圖2是熱水噴淋式罐頭殺菌機(jī)的照片。

圖1 熱水貯罐式罐頭殺菌機(jī)

圖2 熱水噴淋式罐頭殺菌機(jī)

3 水垢成分分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，水垢成分分析采用了與之相對(duì)應(yīng)的分析手法。通過(guò)科學(xué)的檢查，伊藤日出生確定采用基本的篩選試驗(yàn)，以確定造成此次事故的主要原因。前面的化學(xué)清洗同行對(duì)罐頭殺菌機(jī)實(shí)施了化學(xué)清洗，但沒(méi)有成功?？爝f寄來(lái)了一點(diǎn)點(diǎn)淡茶色結(jié)晶，伊藤日出生用刮勺將這一點(diǎn)點(diǎn)結(jié)晶刮到一起，移到小的淺底培養(yǎng)皿中。他已經(jīng)收到委托方的傳真，上面有制作這次化學(xué)清洗的報(bào)價(jià)單所需的罐頭殺菌機(jī)尺寸和結(jié)構(gòu)圖。

4 簡(jiǎn)易試驗(yàn)使用的藥品

由于待清洗的裝置全部是奧氏體不銹鋼材質(zhì)，不能使用氯化物清洗劑，以免裝置因應(yīng)力產(chǎn)生龜裂。因此，伊藤日出生決定使用主成分為硝酸的清洗劑。清洗結(jié)束后，硝酸這樣的強(qiáng)氧化劑會(huì)在被清洗物表面形成鈍化膜，清洗效果值得期待。首先，對(duì)水垢的溶解度進(jìn)行測(cè)試。伊藤日出生在燒杯中放入水，采集的水垢碎片一放入水中，立刻就沉到燒杯底部。伊藤日出生向燒杯中緩慢加入硝酸試劑，燒杯中只產(chǎn)生了一點(diǎn)泡沫。通常情況下，水垢遇到硝酸會(huì)發(fā)生劇烈的反應(yīng)，水垢碎片會(huì)在燒杯底部打轉(zhuǎn)。本試驗(yàn)之所以沒(méi)有出現(xiàn)這種情況，可能是由于前面的化學(xué)清洗同行已經(jīng)清洗過(guò)水垢，所以鈣質(zhì)水垢大部分都被溶解了，伊藤日出生推測(cè)這可能是硅質(zhì)水垢。這家罐頭加工廠所在地的水質(zhì)富含硅元素，這在有常識(shí)的企業(yè)家之間已經(jīng)是眾所周知的事實(shí)。

接著，在燒杯中添加的氟化物試劑是酸性氟化銨。氟化銨為離子化合物，室溫下為白色或無(wú)色透明斜方晶系結(jié)晶，略帶酸味，易潮解，受熱或遇熱水分解為氨與氟化氫。氟化銨在熱水中分解，水溶液呈強(qiáng)酸性。伊藤日出生在燒杯中加入一點(diǎn)點(diǎn)氟化銨后，轉(zhuǎn)眼間，結(jié)晶狀氯化銨就溶解，水垢碎片啪啦啪啦地碎掉了。

5 事件障礙物的斷定

伊藤日出生已經(jīng)斷定，影響盤管式熱交換器熱交換效率的罪犯是硅質(zhì)水垢。但是，最初對(duì)罐頭殺菌機(jī)進(jìn)行化學(xué)清洗的同行究竟是不了解是硅質(zhì)水垢呢？或者認(rèn)為是潛伏著什么能引起重大事故的罪犯？對(duì)此，伊藤日出生認(rèn)為有必要做一次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。

6 事件現(xiàn)場(chǎng)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物調(diào)查

伊藤日出生與罐頭殺菌機(jī)的維修員一起，走訪了這種罐頭殺菌機(jī)的生產(chǎn)廠家，并對(duì)罐頭殺菌機(jī)做了相應(yīng)的調(diào)查。他們對(duì)處理槽的罐體內(nèi)附著的水垢和炭化淤泥的狀態(tài)、加熱和冷卻水的工作量、循環(huán)泵運(yùn)行狀況逐一調(diào)查。最后，懷疑的焦點(diǎn)集中在運(yùn)行不良的盤管式熱交換器上。維修員說(shuō)，雖然邊按比例調(diào)整溫度與壓力，邊對(duì)水進(jìn)行加熱和冷卻，但是按照設(shè)定的溫度調(diào)整，溫度卻不上升，熱交換器運(yùn)行不良。因此，他也斷定盤管上附著的水垢大概就是此次事件的障礙物。圖3是盤管式熱交換器的照片。

圖3 盤管式熱交換器

7 清洗作業(yè)的作用及任務(wù)分配計(jì)劃

不銹鋼盤管上附著的、厚厚的頑固硅質(zhì)水垢結(jié)晶，經(jīng)化學(xué)清洗不可能在短時(shí)間內(nèi)全部溶解。不過(guò)，如果采用邊加熱盤管，邊用升高清洗溶液溫度的方式循環(huán)清洗，就要對(duì)不銹鋼盤管進(jìn)行金屬表面處理，估計(jì)盤管表面附著的頑固硅質(zhì)水垢結(jié)晶將以固體形態(tài)被剝離。然后，計(jì)劃由維修員拆下熱交換器的所有盤管，將這些盤管并排放置到室外水管處，一邊往盤管上澆水，一邊清除從盤管上剝落的水垢。

8 化學(xué)清洗的實(shí)施

按照計(jì)劃，化學(xué)清洗使用的清洗劑是以硝酸為主成分的溶液及以酸性氟化銨為主成分的溶液。罐頭殺菌機(jī)用水的開(kāi)啟和關(guān)閉是通過(guò)壓縮空氣來(lái)控制，但是，控制此閥門的傳感器，在幾個(gè)地方通過(guò)銅管引入熱水中。由于銅管會(huì)被硝酸溶解，因此拆下與罐體接觸的所有接頭，用塞子封住接頭處。在這里，由于無(wú)法采取自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，只能采取手動(dòng)操作。清洗劑硝酸的濃度，如果換算成固態(tài)硝酸的話，需要量是循環(huán)水量的2.5%。熱水噴淋式罐頭殺菌機(jī)的循環(huán)水量為200～300L，使用的清洗劑量很少。

首先，用含硝酸的清洗劑清洗后，接著加入氟化物清洗劑繼續(xù)清洗。氟化物濃度必須達(dá)到循環(huán)水量的1%，因而，需要大量的水溶解氟化物才可作為清洗劑使用。因?yàn)楸敬吻逑吹难h(huán)保有水量少，這些清洗劑相應(yīng)的固體量也少得多。清洗溫度從最初的溫度持續(xù)升溫到75℃。兩種清洗劑的清洗時(shí)間，加起來(lái)約有1.5h。用藥品清洗后，經(jīng)過(guò)冷卻，再用水清洗。因?yàn)榍逑磳?duì)象是噴淋式殺菌機(jī)，清洗操作在短時(shí)間內(nèi)就能完成。

9 拆卸盤管

按照預(yù)定計(jì)劃，接下來(lái)由罐頭殺菌機(jī)維修員拆卸不銹鋼盤管。這種盤管式熱交換器的安裝位置便利，多層的盤管容易分拆，設(shè)計(jì)非常人性化，維修時(shí)極為方便，在很短的時(shí)間內(nèi)就能將盤管拆下來(lái)。放松被壓縮的多層盤管，從盤管縫隙處觀察水垢的剝離狀態(tài)。施工過(guò)程中，伊藤日出生的腦海中一邊想象著無(wú)論如何也看不到盤管間隙附著的水垢的剝離狀態(tài)，一邊實(shí)施化學(xué)清洗，現(xiàn)在終于親眼看到了現(xiàn)實(shí)的情形。那一瞬間，與其說(shuō)是期待，還不如說(shuō)是期待中混雜著些許不安。因此，面臨著解決事件還是重新考慮后再清洗的抉擇，心中充滿了不安和期待。

10 紛紛剝落的水垢

另外，如果稍微開(kāi)大點(diǎn)懸掛在裝置上的不銹鋼盤管縫隙，就能夠看到紛紛剝落的細(xì)長(zhǎng)結(jié)晶，這些結(jié)晶是半透明的、薄玻璃狀的半圓筒形。結(jié)晶形狀與盤管式熱交換器的水管路相同，掉落的水垢表面如同盤管的平滑表面一樣閃耀著光澤。按照計(jì)劃，經(jīng)過(guò)金屬表面處理的方法，實(shí)施水垢的剝離。正是這一刻，伊藤日出生心中的不安瞬間煙消云散。之后，按照他的想法，藥品反應(yīng)及處理進(jìn)行得都很順利，伊藤日出生心中涌起滿滿的得意和自信。因?yàn)樾闹械南矏偠嗌儆悬c(diǎn)夸張，因而，流露出名偵探那樣的心情也是理所當(dāng)然的了。

圖4 拆下的盤管板

圖5 盤管清洗工藝流程圖

11 從配管上剝落結(jié)晶

從罐頭殺菌機(jī)上拆下不銹鋼盤管，邊往盤管上澆水邊用鋼絲刷擦除水垢。水垢輕輕松松就同水一起被沖掉了。因?yàn)椴讳P鋼配管作了表面處理，清洗干凈后非常光亮。正如伊藤日出生預(yù)料的那樣，化學(xué)清洗如期結(jié)束。讓盤管自然干燥，殺菌機(jī)的維修員于清洗的次日拆除了舊橡膠襯墊，更換了新襯墊后，重新組裝好罐頭殺菌機(jī)。圖4是拆下的盤管板。圖5是盤管清洗工藝流程圖。