罐頭殺菌機的清洗方法化學清洗現場事例8

伊藤日出生

（日本，999001）

1 起因

化學清洗顧問伊藤日出生突然接到一家罐頭生產公司的求助，委托調查一起熱水噴淋式罐頭殺菌機的事件。這家罐頭生產公司除了生產自己的罐頭食品，還從事OEM業務，使用委托方的商標為其代加工罐頭食品。伊藤日出生腦海中的第一反應是：罐頭食品加工廠由于業務繁忙，機器長時間運轉，再加上加工使用的工廠所在地的水質出現問題，從而導致了事故的發生。在罐頭制品的生產過程中，罐頭殺菌機反復將水在高壓下加熱至沸點以上后冷卻，在這種條件下非常容易從水中析出水垢。

這次事件的罪魁禍首先是水中溶解的礦物質成分，礦物質成分在嚴酷的溫度條件下變成水垢從水中析出，從而引起生產事故。委托伊藤日出生調查事件的這家公司與清潔服務公司有業務往來，主要從事罐頭殺菌機與噴淋式熱交換器的維修保養業務。

2 事件調查開始

事件起因是加工罐頭產品時，工作用處理水的設定溫度不上升，加熱處理槽被水垢污染，剝落的水垢結晶附著在軟罐頭表面，降低了罐頭的價值。為了解決該現象，罐頭食品生產公司將此事委托給公司內部的化學清洗公司。由于該公司內部化學清洗公司的清洗毫無效果，便聯系殺菌機制造廠家上門面談相關事宜。

由于殺菌機制造廠家的專業人員上門對殺菌機進行化學清洗后仍然沒有效果，伊藤日出生猜測：這可能是殺菌機上附著了相當頑固的水垢造成的。為了分析問題所在，伊藤日出生要求廠家對加熱處理槽內壁上附著的水垢進行采樣并郵寄給他。這臺罐頭殺菌機是熱水噴淋式，處理作業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。伊藤日出生認為，這次事件可能就是熱交換器運行不良造成的。由于拆下的熱交換器的金屬板再安裝時，將會變得非常困難，因此，伊藤日出生決定從采樣方便的處理槽罐體內附著的水垢類推熱交換器內的水垢成分。

在現場工作的這臺噴淋式殺菌機旁邊，還有一臺貯水式殺菌機。這種貯水式殺菌機是將準備殺菌的罐頭食品浸漬在盛滿熱水的處理槽中進行殺菌的。在對罐頭食品殺菌處理完后，將熱水送到已準備好的相同容積的其他熱水貯存槽中，等待下一次作業使用。以前，這種殺菌裝置是主流的殺菌機，但由于它的作業效率低，用水量大，且需要大量的加熱源，現在這種殺菌機在市場上基本消失了。如今，大多數的罐頭加工廠都換成了熱水噴淋式罐頭殺菌機。熱水噴淋式罐頭殺菌機克服了原有貯水式殺菌機的所有缺點，結構緊湊，為了便于水的加熱和冷卻，在裝置內安裝了盤管式熱交換器。這種熱交換器的工作效率極高，可經常實施加熱和冷卻。但是它也有一個缺點，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的照片，圖2是熱水噴淋式罐頭殺菌機的照片。

圖1 熱水貯罐式罐頭殺菌機

圖2 熱水噴淋式罐頭殺菌機

3 水垢成分分析

根據現場的實際情況，水垢成分分析采用了與之相對應的分析手法。通過科學的檢查，伊藤日出生確定采用基本的篩選試驗，以確定造成此次事故的主要原因。前面的化學清洗同行對罐頭殺菌機實施了化學清洗，但沒有成功。快遞寄來了一點點淡茶色結晶，伊藤日出生用刮勺將這一點點結晶刮到一起，移到小的淺底培養皿中。他已經收到委托方的傳真，上面有制作這次化學清洗的報價單所需的罐頭殺菌機尺寸和結構圖。

4 簡易試驗使用的藥品

由于待清洗的裝置全部是奧氏體不銹鋼材質，不能使用氯化物清洗劑，以免裝置因應力產生龜裂。因此，伊藤日出生決定使用主成分為硝酸的清洗劑。清洗結束后，硝酸這樣的強氧化劑會在被清洗物表面形成鈍化膜，清洗效果值得期待。首先，對水垢的溶解度進行測試。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，燒杯中只產生了一點泡沫。通常情況下，水垢遇到硝酸會發生劇烈的反應，水垢碎片會在燒杯底部打轉。本試驗之所以沒有出現這種情況，可能是由于前面的化學清洗同行已經清洗過水垢，所以鈣質水垢大部分都被溶解了，伊藤日出生推測這可能是硅質水垢。這家罐頭加工廠所在地的水質富含硅元素，這在有常識的企業家之間已經是眾所周知的事實。

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，室溫下為白色或無色透明斜方晶系結晶，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，水溶液呈強酸性。伊藤日出生在燒杯中加入一點點氟化銨后，轉眼間，結晶狀氯化銨就溶解，水垢碎片啪啦啪啦地碎掉了。

5 事件障礙物的斷定

伊藤日出生已經斷定，影響盤管式熱交換器熱交換效率的罪犯是硅質水垢。但是，最初對罐頭殺菌機進行化學清洗的同行究竟是不了解是硅質水垢呢？或者認為是潛伏著什么能引起重大事故的罪犯？對此，伊藤日出生認為有必要做一次現場調查。

6 事件現場與現場實物調查

伊藤日出生與罐頭殺菌機的維修員一起，走訪了這種罐頭殺菌機的生產廠家，并對罐頭殺菌機做了相應的調查。他們對處理槽的罐體內附著的水垢和炭化淤泥的狀態、加熱和冷卻水的工作量、循環泵運行狀況逐一調查。最后，懷疑的焦點集中在運行不良的盤管式熱交換器上。維修員說，雖然邊按比例調整溫度與壓力，邊對水進行加熱和冷卻，但是按照設定的溫度調整，溫度卻不上升，熱交換器運行不良。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 清洗作業的作用及任務分配計劃

不銹鋼盤管上附著的、厚厚的頑固硅質水垢結晶，經化學清洗不可能在短時間內全部溶解。不過，如果采用邊加熱盤管，邊用升高清洗溶液溫度的方式循環清洗，就要對不銹鋼盤管進行金屬表面處理，估計盤管表面附著的頑固硅質水垢結晶將以固體形態被剝離。然后，計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 化學清洗的實施

按照計劃，化學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。罐頭殺菌機用水的開啟和關閉是通過壓縮空氣來控制，但是，控制此閥門的傳感器，在幾個地方通過銅管引入熱水中。由于銅管會被硝酸溶解，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，由于無法采取自動運轉模式，只能采取手動操作。清洗劑硝酸的濃度，如果換算成固態硝酸的話，需要量是循環水量的2.5%。熱水噴淋式罐頭殺菌機的循環水量為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清洗。氟化物濃度必須達到循環水量的1%，因而，需要大量的水溶解氟化物才可作為清洗劑使用。因為本次清洗的循環保有水量少，這些清洗劑相應的固體量也少得多。清洗溫度從最初的溫度持續升溫到75℃。兩種清洗劑的清洗時間，加起來約有1.5h。用藥品清洗后，經過冷卻，再用水清洗。因為清洗對象是噴淋式殺菌機，清洗操作在短時間內就能完成。

9 拆卸盤管

按照預定計劃，接下來由罐頭殺菌機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，設計非常人性化，維修時極為方便，在很短的時間內就能將盤管拆下來。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。施工過程中，伊藤日出生的腦海中一邊想象著無論如何也看不到盤管間隙附著的水垢的剝離狀態，一邊實施化學清洗，現在終于親眼看到了現實的情形。那一瞬間，與其說是期待，還不如說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，如果稍微開大點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長結晶，這些結晶是半透明的、薄玻璃狀的半圓筒形。結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。按照計劃，經過金屬表面處理的方法，實施水垢的剝離。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，藥品反應及處理進行得都很順利，伊藤日出生心中涌起滿滿的得意和自信。因為心中的喜悅多少有點夸張，因而，流露出名偵探那樣的心情也是理所當然的了。

圖4 拆下的盤管板

圖5 盤管清洗工藝流程圖

11 從配管上剝落結晶

從罐頭殺菌機上拆下不銹鋼盤管，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。因為不銹鋼配管作了表面處理，清洗干凈后非常光亮。正如伊藤日出生預料的那樣，化學清洗如期結束。讓盤管自然干燥，殺菌機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。圖4是拆下的盤管板。圖5是盤管清洗工藝流程圖。