罐头杀菌机的清洗方法化学清洗现场事例8

伊藤日出生

（日本，999001）

1 起因

化学清洗顾问伊藤日出生突然接到一家罐头生产公司的求助，委托调查一起热水喷淋式罐头杀菌机的事件。这家罐头生产公司除了生产自己的罐头食品，还从事OEM业务，使用委托方的商标为其代加工罐头食品。伊藤日出生脑海中的第一反应是：罐头食品加工厂由于业务繁忙，机器长时间运转，再加上加工使用的工厂所在地的水质出现问题，从而导致了事故的发生。在罐头制品的生产过程中，罐头杀菌机反复将水在高压下加热至沸点以上后冷却，在这种条件下非常容易从水中析出水垢。

这次事件的罪魁祸首先是水中溶解的矿物质成分，矿物质成分在严酷的温度条件下变成水垢从水中析出，从而引起生产事故。委托伊藤日出生调查事件的这家公司与清洁服务公司有业务往来，主要从事罐头杀菌机与喷淋式热交换器的维修保养业务。

2 事件调查开始

事件起因是加工罐头产品时，工作用处理水的设定温度不上升，加热处理槽被水垢污染，剥落的水垢结晶附着在软罐头表面，降低了罐头的价值。为了解决该现象，罐头食品生产公司将此事委托给公司内部的化学清洗公司。由于该公司内部化学清洗公司的清洗毫无效果，便联系杀菌机制造厂家上门面谈相关事宜。

由于杀菌机制造厂家的专业人员上门对杀菌机进行化学清洗后仍然没有效果，伊藤日出生猜测：这可能是杀菌机上附着了相当顽固的水垢造成的。为了分析问题所在，伊藤日出生要求厂家对加热处理槽内壁上附着的水垢进行采样并邮寄给他。这台罐头杀菌机是热水喷淋式，处理作业的水在盘管式热交换器中被加热和冷却，水垢就附着在热交换器上。伊藤日出生认为，这次事件可能就是热交换器运行不良造成的。由于拆下的热交换器的金属板再安装时，将会变得非常困难，因此，伊藤日出生决定从采样方便的处理槽罐体内附着的水垢类推热交换器内的水垢成分。

在现场工作的这台喷淋式杀菌机旁边，还有一台贮水式杀菌机。这种贮水式杀菌机是将准备杀菌的罐头食品浸渍在盛满热水的处理槽中进行杀菌的。在对罐头食品杀菌处理完后，将热水送到已准备好的相同容积的其他热水贮存槽中，等待下一次作业使用。以前，这种杀菌装置是主流的杀菌机，但由于它的作业效率低，用水量大，且需要大量的加热源，现在这种杀菌机在市场上基本消失了。如今，大多数的罐头加工厂都换成了热水喷淋式罐头杀菌机。热水喷淋式罐头杀菌机克服了原有贮水式杀菌机的所有缺点，结构紧凑，为了便于水的加热和冷却，在装置内安装了盘管式热交换器。这种热交换器的工作效率极高，可经常实施加热和冷却。但是它也有一个缺点，那就是需要格外注意热交换器上附着的水垢及水垢清除的维修措施。图1是热水贮罐式罐头杀菌机的照片，图2是热水喷淋式罐头杀菌机的照片。

图1 热水贮罐式罐头杀菌机

图2 热水喷淋式罐头杀菌机

3 水垢成分分析

根据现场的实际情况，水垢成分分析采用了与之相对应的分析手法。通过科学的检查，伊藤日出生确定采用基本的筛选试验，以确定造成此次事故的主要原因。前面的化学清洗同行对罐头杀菌机实施了化学清洗，但没有成功。快递寄来了一点点淡茶色结晶，伊藤日出生用刮勺将这一点点结晶刮到一起，移到小的浅底培养皿中。他已经收到委托方的传真，上面有制作这次化学清洗的报价单所需的罐头杀菌机尺寸和结构图。

4 简易试验使用的药品

由于待清洗的装置全部是奥氏体不锈钢材质，不能使用氯化物清洗剂，以免装置因应力产生龟裂。因此，伊藤日出生决定使用主成分为硝酸的清洗剂。清洗结束后，硝酸这样的强氧化剂会在被清洗物表面形成钝化膜，清洗效果值得期待。首先，对水垢的溶解度进行测试。伊藤日出生在烧杯中放入水，采集的水垢碎片一放入水中，立刻就沉到烧杯底部。伊藤日出生向烧杯中缓慢加入硝酸试剂，烧杯中只产生了一点泡沫。通常情况下，水垢遇到硝酸会发生剧烈的反应，水垢碎片会在烧杯底部打转。本试验之所以没有出现这种情况，可能是由于前面的化学清洗同行已经清洗过水垢，所以钙质水垢大部分都被溶解了，伊藤日出生推测这可能是硅质水垢。这家罐头加工厂所在地的水质富含硅元素，这在有常识的企业家之间已经是众所周知的事实。

接着，在烧杯中添加的氟化物试剂是酸性氟化铵。氟化铵为离子化合物，室温下为白色或无色透明斜方晶系结晶，略带酸味，易潮解，受热或遇热水分解为氨与氟化氢。氟化铵在热水中分解，水溶液呈强酸性。伊藤日出生在烧杯中加入一点点氟化铵后，转眼间，结晶状氯化铵就溶解，水垢碎片啪啦啪啦地碎掉了。

5 事件障碍物的断定

伊藤日出生已经断定，影响盘管式热交换器热交换效率的罪犯是硅质水垢。但是，最初对罐头杀菌机进行化学清洗的同行究竟是不了解是硅质水垢呢？或者认为是潜伏着什么能引起重大事故的罪犯？对此，伊藤日出生认为有必要做一次现场调查。

6 事件现场与现场实物调查

伊藤日出生与罐头杀菌机的维修员一起，走访了这种罐头杀菌机的生产厂家，并对罐头杀菌机做了相应的调查。他们对处理槽的罐体内附着的水垢和炭化淤泥的状态、加热和冷却水的工作量、循环泵运行状况逐一调查。最后，怀疑的焦点集中在运行不良的盘管式热交换器上。维修员说，虽然边按比例调整温度与压力，边对水进行加热和冷却，但是按照设定的温度调整，温度却不上升，热交换器运行不良。因此，他也断定盘管上附着的水垢大概就是此次事件的障碍物。图3是盘管式热交换器的照片。

图3 盘管式热交换器

7 清洗作业的作用及任务分配计划

不锈钢盘管上附着的、厚厚的顽固硅质水垢结晶，经化学清洗不可能在短时间内全部溶解。不过，如果采用边加热盘管，边用升高清洗溶液温度的方式循环清洗，就要对不锈钢盘管进行金属表面处理，估计盘管表面附着的顽固硅质水垢结晶将以固体形态被剥离。然后，计划由维修员拆下热交换器的所有盘管，将这些盘管并排放置到室外水管处，一边往盘管上浇水，一边清除从盘管上剥落的水垢。

8 化学清洗的实施

按照计划，化学清洗使用的清洗剂是以硝酸为主成分的溶液及以酸性氟化铵为主成分的溶液。罐头杀菌机用水的开启和关闭是通过压缩空气来控制，但是，控制此阀门的传感器，在几个地方通过铜管引入热水中。由于铜管会被硝酸溶解，因此拆下与罐体接触的所有接头，用塞子封住接头处。在这里，由于无法采取自动运转模式，只能采取手动操作。清洗剂硝酸的浓度，如果换算成固态硝酸的话，需要量是循环水量的2.5%。热水喷淋式罐头杀菌机的循环水量为200～300L，使用的清洗剂量很少。

首先，用含硝酸的清洗剂清洗后，接着加入氟化物清洗剂继续清洗。氟化物浓度必须达到循环水量的1%，因而，需要大量的水溶解氟化物才可作为清洗剂使用。因为本次清洗的循环保有水量少，这些清洗剂相应的固体量也少得多。清洗温度从最初的温度持续升温到75℃。两种清洗剂的清洗时间，加起来约有1.5h。用药品清洗后，经过冷却，再用水清洗。因为清洗对象是喷淋式杀菌机，清洗操作在短时间内就能完成。

9 拆卸盘管

按照预定计划，接下来由罐头杀菌机维修员拆卸不锈钢盘管。这种盘管式热交换器的安装位置便利，多层的盘管容易分拆，设计非常人性化，维修时极为方便，在很短的时间内就能将盘管拆下来。放松被压缩的多层盘管，从盘管缝隙处观察水垢的剥离状态。施工过程中，伊藤日出生的脑海中一边想象着无论如何也看不到盘管间隙附着的水垢的剥离状态，一边实施化学清洗，现在终于亲眼看到了现实的情形。那一瞬间，与其说是期待，还不如说是期待中混杂着些许不安。因此，面临着解决事件还是重新考虑后再清洗的抉择，心中充满了不安和期待。

10 纷纷剥落的水垢

另外，如果稍微开大点悬挂在装置上的不锈钢盘管缝隙，就能够看到纷纷剥落的细长结晶，这些结晶是半透明的、薄玻璃状的半圆筒形。结晶形状与盘管式热交换器的水管路相同，掉落的水垢表面如同盘管的平滑表面一样闪耀着光泽。按照计划，经过金属表面处理的方法，实施水垢的剥离。正是这一刻，伊藤日出生心中的不安瞬间烟消云散。之后，按照他的想法，药品反应及处理进行得都很顺利，伊藤日出生心中涌起满满的得意和自信。因为心中的喜悦多少有点夸张，因而，流露出名侦探那样的心情也是理所当然的了。

图4 拆下的盘管板

图5 盘管清洗工艺流程图

11 从配管上剥落结晶

从罐头杀菌机上拆下不锈钢盘管，边往盘管上浇水边用钢丝刷擦除水垢。水垢轻轻松松就同水一起被冲掉了。因为不锈钢配管作了表面处理，清洗干净后非常光亮。正如伊藤日出生预料的那样，化学清洗如期结束。让盘管自然干燥，杀菌机的维修员于清洗的次日拆除了旧橡胶衬垫，更换了新衬垫后，重新组装好罐头杀菌机。图4是拆下的盘管板。图5是盘管清洗工艺流程图。