專利名稱：有預處理的清洗工業(yè)設備的方法
領(lǐng)域本發(fā)明涉及清洗諸如蒸發(fā)器、熱交換器和其它傳統(tǒng)采用CIP(現(xiàn)場清洗)法清洗的工業(yè)設備的方法。
背景在許多工業(yè)應用如食品和飲料的生產(chǎn)中，硬表面常常會被碳水化合物、蛋白質(zhì)類、硬垢和其它污垢所污染。這類污垢可因生產(chǎn)液體和固體食物而產(chǎn)生。碳水化合物污垢如纖維素類、單糖類、二糖類、低聚糖類、淀粉類、膠質(zhì)和其它復合物在干后，特別是在與其它污垢成分如蛋白質(zhì)類、酶類、脂肪類、油類等混合時會形成堅硬的難以除去的污垢。如何脫除這些碳水化合物污垢可能是一個很大問題。類似地，其它物質(zhì)如蛋白質(zhì)類、酶類、脂肪類和油類也會形成難以除去的污垢和殘垢。
現(xiàn)場清洗技術(shù)是一種適合于脫除加工典型液體產(chǎn)品物流如飲料、牛奶、果汁等所用罐、管線、泵和其它工藝設備內(nèi)部部件的污垢的具體清洗方法?，F(xiàn)場清洗技術(shù)包括在不拆卸任何系統(tǒng)部件的條件下使清洗液通過系統(tǒng)。最小化現(xiàn)場清洗技術(shù)包括將清洗液通過系統(tǒng)且隨后重新開始加工?？蓪⑷魏伪幌礈靹埩粑锼廴镜漠a(chǎn)品棄去。其它現(xiàn)場清洗方法包括第一步用清洗液漂洗，第二步用可飲用水漂洗，然后重新開始操作。該方法還可包括任何其它接觸步驟，其中在工藝過程的任何步驟中將酸性或堿性功能液、溶劑或其它清洗組分如熱水、冷水等的漂洗液與設備進行接觸。為避免清洗消毒步驟之后設備被細菌污染，最終的飲用水漂洗步驟通常被省略。
現(xiàn)場清洗法需要將欲清洗設備完全停工，這樣會導致生產(chǎn)時間的損失。許多時候，因所需的設備停工期很長，故設備不能被徹底清洗。這就需要采用一種只用更短時間就徹底脫除污垢的現(xiàn)場清洗法來清洗此類設備的改進方法。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及采用現(xiàn)場清洗方式清洗諸如熱交換器、蒸發(fā)器、罐和其它工業(yè)設備的方法。本方法適用于脫除有機污垢，或者更具體地說適用于脫除食物污垢。并且，本方法涉及采用現(xiàn)場清洗法從飲料生產(chǎn)場所脫除碳水化合物和蛋白質(zhì)類污垢的清洗方法。該方法包括在傳統(tǒng)清洗過程之前使用預處理劑或預處理步驟。
一方面，本發(fā)明針對一種包括用強酸性溶液對臟污表面進行預進行的方法。在此預處理步驟后進行傳統(tǒng)的現(xiàn)場清洗過程。優(yōu)選的強酸性溶液是酸過氧化物溶液。已發(fā)現(xiàn)在強酸預處理步驟后再進行傳統(tǒng)的使用堿性洗滌劑的現(xiàn)場清洗過程能提供特別好的效果。酸性預處理溶液中活性成分的濃度為至少0.3％且通常至少0.6％。
另一方面，本發(fā)明針對一種包括用強堿性溶液對臟污表面進行預處理的方法。在此預處理步驟后進行傳統(tǒng)的現(xiàn)場清洗過程。已發(fā)現(xiàn)在強堿預處理步驟后再進行傳統(tǒng)的使用酸性洗滌劑的現(xiàn)場清洗過程能提供特別好的效果。
無論是酸性還是堿性，這兩種預處理方法中任何一種可包括滲透劑。加入滲透劑能改進污垢的軟化程度，以便于脫除污垢。預處理溶液中酸+過氧化物的濃度為至少0.5％且通常至少0.7％。典型濃度為約1％。
另一方面，本發(fā)明針對一種包括在無明顯量酸或堿存在的條件下將臟污表面用滲透劑進行預處理的方法。在此滲透劑預處理步驟后進行傳統(tǒng)的現(xiàn)場清洗過程。預處理溶液中滲透劑的濃度為至少0.25％且通常至少0.5％。在一個具體實施方案中，滲透劑預處理溶液包含約0.9％的二醇醚溶劑混合物。其它濃度的乙二醇醚也適合作為滲透劑。
在一個具體實施方案中，本發(fā)明是一種采用CIP法對工業(yè)設備的污垢進行清洗的方法。該方法包括將預處理溶液施用于污垢，該溶液包括至少0.25wt％活性成分，所述活性成分包括堿性源、酸性源、滲透劑、氧化劑和助洗劑當中的任何物質(zhì)。該方法還包括在所述預處理溶液后將第一CIP溶液通過設備進行循環(huán)，所述CIP溶液包括稀洗滌劑且隨后對設備進行漂洗。預處理溶液可含0.25-1.5wt％酸和0.01-1wt％氧化劑如過氧化物。滲透劑如二醇醚的存在量可以為0.4-10wt％。
在另一個具體實施方案中，該方法包括用含至少0.5wt％活性成分的預處理溶液對污垢進行預處理(該活性成分包括堿性源、酸性源、滲透劑、氧化劑、表面活性劑和助洗劑當中任何物質(zhì))用稀洗滌劑溶液脫除至少一部分已滲透污垢以及漂洗設備。在一些實施方案中，預處理溶液包括堿性源且稀洗滌劑包括酸。在另一些實施方案中，預處理溶液包括酸性源且稀洗滌劑溶液是堿性的。
本發(fā)明包括使用兩種不同的CIP溶液。
下面提供有關(guān)預處理溶液和使用預處理溶液的方法的其它詳情。
附圖簡述

圖1是包括待清洗設備、CIP處理設備和預處理設備的工業(yè)過程的示意圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明針對采用預處理步驟與現(xiàn)場清洗方式相結(jié)合的清洗工業(yè)設備的方法。將預處理步驟與傳統(tǒng)現(xiàn)場清洗溶液和方法相結(jié)合使得污垢脫除量較單用傳統(tǒng)方法有所增加。另外，采用預處理步驟后再用水漂洗的方法會提供意想不到的污垢脫除量。采用預處理步驟能使傳統(tǒng)上不相容的化學劑得以應用。
本文所用的“重量百分數(shù)”、“wt％”、“重量百分比”、“％重量”及其變換說法都是指按某一物質(zhì)重量除以組合物總重量并乘以100計算出的該物質(zhì)濃度。應當明白本文所用的“百分數(shù)”、“％”等是與“重量百分數(shù)”、“wt％”等同義。
本文所用術(shù)語“約”是指例如因制備濃縮液或?qū)嶋H使用溶液所采用的典型測量和液體處理工序緣故，因這些工序中的偶然失誤緣故，或因制備組合物或?qū)嵤┓椒ㄋ贸煞值膹S家、來源或純度的差異緣故等可能在數(shù)量上有一些變動。術(shù)語“約”還包括因由具體初始混合物所得到的組合物在平衡條件上不同而有所不同的量。無論是否用術(shù)語“約”修飾，權(quán)利要求書包括與所述量等同的量。
應注意的是，說明書和所附權(quán)利要求書中所用的單數(shù)形式“一種”和“該”包括復數(shù)對象在內(nèi)，除非內(nèi)容中另有明確說明。例如，提及含“一種化合物”的組合物時包括有兩種或更多種化合物。還應注意的是，術(shù)語“或”取其一般含義使用，包括“和/或”，除非內(nèi)容中另有明確說明。
本發(fā)明方法適用于通常采用現(xiàn)場清洗(即CIP)清洗方式進行清洗的設備。這類設備的實例包括蒸發(fā)器、熱交換器(包括套管式交換器和板框式交換器)、加熱盤管(包括蒸氣、火焰或傳熱流體加熱的)、再結(jié)晶器、結(jié)晶盤、噴霧干燥器、鼓式干燥器和罐。本方法通?？捎糜谌魏涡枰摮灩负徒构溉绲鞍踪|(zhì)或碳水化合物的應用場合；應用領(lǐng)域包括食品工業(yè)(尤其是乳品業(yè))、釀造業(yè)、油加工業(yè)、產(chǎn)業(yè)化農(nóng)業(yè)和酒精加工業(yè)。
CIP處理法通常是眾所周知的。方法包括將稀溶液(一般約0.5-3％)施用于要清洗表面上。溶液瀑布狀流過表面(一般為向下排出)，慢慢脫除污垢?；蚴菍⑿氯芤涸偈┯糜诒砻?，或是將同一溶液循環(huán)回來再施用于表面。
用于脫除污垢(包括有機的、無機的或是兩組分混合物)的典型CIP方法包括至少三步堿性溶液漂洗、酸性溶液漂洗和之后的水洗。堿性溶液將污垢軟化并脫除有機的堿溶性污垢。隨后的酸溶液將堿清洗步驟后剩下的無機污垢除去。堿和酸溶液的強度以及清洗步驟的持續(xù)時間一般取決于污垢的頑固性。水漂洗步驟要在設備返回線上作業(yè)前脫除任何殘留溶液和污垢并清潔表面。本發(fā)明在CIP過程之前提供一個能滲透入污垢的預處理步驟。滲透物質(zhì)將污垢軟化，起催化劑作用，或者提高傳統(tǒng)CIP溶液接觸污垢時的活性。因此，預處理步驟有利于污垢的脫除。
現(xiàn)在參看圖1，在附圖標記10處例示出工藝設備的示意圖。工藝過程10包括罐20，即要清洗的設備。進料管線25向罐20提供各種清洗液，排料管線27將溶液從罐20移出。用于CIP方法的設備，標為附圖標記30，借助適當管線、閥、泵等可操作性連接起來。CIP工藝過程30包括盛稀CIP化學劑的罐35。罐20的排料管線27用來將溶液從罐20循環(huán)回CIP工藝過程30和罐35。工藝過程10還包括標為附圖標記40的預處理方法用設備。預處理設備40包括第一罐42和第二罐44。當使用兩個罐時，通常一個罐如罐42將裝有堿性預處理劑而另一罐如罐44將裝有酸性預處理劑。適當?shù)墓芫€、閥、泵等各就各位將罐42、44與送入罐20的進料管線25可操作性連接起來。此工藝過程10的布置使得預處理劑不用大量的附加設備如管線就可施用于罐20。下面描述有關(guān)罐20清洗方法的其它細節(jié)。
預處理溶液如上所述，在使用傳統(tǒng)CIP化學劑之前將預處理溶液或預處理步驟施用于污垢。選擇預處理溶液的化學劑來幫助脫除欲清洗表面上的污垢。預處理溶液預先涂敷并滲入污垢，使污垢軟化?？筛鶕?jù)要脫除的污垢來選擇所用的具體化學劑。所用化學劑可與CIP化學劑相容。在某些實施方案中，最好是有與CIP化學劑不相容的預處理劑，在此情況下，預處理劑與CIP化學劑反應。已發(fā)現(xiàn)使用不相容化學劑能進一步提高污垢脫除效果。
預處理溶液包括至少0.25％的活性成分，一般至少0.5％、優(yōu)選至少2％且更優(yōu)選至少4％。所用術(shù)語“活性成分”的意思是有助于軟化、溶解和脫除污垢的非惰性成分。這些活性成分包括任何堿性/堿、酸、滲透劑(包括表面活性劑)、助洗劑、氧化劑、催化劑和螯合劑或稱螯合試劑。在大多數(shù)實施方案中，溶液的其余部分是水。一般來說，溶液的活性成分不超過約15％、優(yōu)選不超過約10％。對大多數(shù)應用而言，優(yōu)選濃度約為1-10％，約2-5％的濃度適合于大多數(shù)應用。
堿性或酸性成分預處理溶液任選和優(yōu)選包括堿性或酸性成分。適用堿性源的實例包括堿式鹽、胺、嗎啉、碳酸鹽和硅酸鹽。特別優(yōu)選的堿性源包括NaOH(氫氧化鈉)、KOH(氫氧化鉀)、TEA(三乙醇胺)、DEA(二乙醇胺)和MEA(一乙醇胺)、偏硅酸鈉和硅酸鉀。
適用酸性源的實例包括無機酸(如磷酸、硝酸、硫酸)和有機酸(如乳酸、乙酸、羥基乙酸、檸檬酸、谷氨酸，戊二酸)。
預處理溶液中堿或酸的量一般至少為0.25wt％且不高于10wt％。堿或酸的常用水平包括2-5wt％和0.5-1.5wt％。
滲透劑在預處理溶液中可存在滲透劑。滲透劑可與堿或酸性源在溶液中組合使用，或者可在無堿或酸性源的條件下使用滲透劑。優(yōu)選滲透劑為水溶性的。
適用的滲透劑的實例包括醇類、短鏈乙氧基化醇和苯酚(有1-6個乙氧基)。有機溶劑也是適用的滲透劑。用作滲透劑的適用有機溶劑的實例包括酯類、醚類、酮類、胺類和硝化及氯化烴類。
另一優(yōu)選類型的滲透劑是乙氧基化醇。乙氧基化醇的實例包括烷基、芳基和烷芳基烷氧化物。這些烷氧化物可通過用氯、溴、芐基、甲基、乙基、丙基、丁基和烷基加帽來進一步改性。溶液中乙氧基化醇的優(yōu)選水平為1-20wt％。
另一類用作滲透劑的優(yōu)選溶劑是水溶性二醇醚。二醇醚的實例包括二丙二醇甲醚(自DOW化學公司得到的商品名為DOWANOL DPM)、二乙二醇甲醚(自DOW化學公司得到的商品名為DOWANOL DM)和丙二醇甲醚(自DOW化學公司得到的商品名為DOWANOL PM)。溶液中二醇醚的優(yōu)選水平為0.5-20wt％。
表面活性劑也是適合用于預處理溶液中的滲透劑。適用表面活性劑的實例包括非離子型、陽離子型和陰離子型表面活性劑。優(yōu)選是非離子型表面活性劑。非離子型表面活性劑改進了污垢脫除效果且可減小溶液在欲處理表面上的接觸角。適用的非離子型表面活性劑的實例包括烷基-、芳基-和芳烷基-烷氧化物類，烷基多糖苷類及其衍生物，胺類及其衍生物，和酰胺類及其衍生物。另外適用的非離子型表面活性劑包括具有聚環(huán)氧烷聚合物作為表面活性劑分子的一部分的那些。這類非離子型表面活性劑包括例如脂肪醇的氯-、芐基-、甲基-、乙基-、丙基-、丁基-和其它類似烷基加帽的聚氧乙烯和/或聚氧丙烯二醇醚；無聚環(huán)氧烷的非離子型表面活性劑如烷基聚糖苷；脫水山梨糖醇和蔗糖酯以及它們的乙氧基化物；烷氧基化乙二胺；羧酸酯如脂肪酸的甘油酯、聚氧乙烯酯、乙氧基化的和二醇酯等；羧酸酰胺如二乙醇胺縮合物、單烷醇胺縮合物、聚氧乙烯脂肪酸酰胺等；以及乙氧基化胺和醚胺及其它類似非離子型化合物。也可使用有機硅表面活性劑。
另外適用的具有聚環(huán)氧烷聚合物部分的非離子型表面活性劑包括如下非離子型表面活性劑有1到約20個氧化乙烯基的C6-C24醇乙氧化物、有1到約100個氧化乙烯基的C6-C24烷基酚乙氧化物、有1到約20個糖苷基的C6-C24烷基聚糖苷、C6-C24脂肪酸酯乙氧化物、丙氧化物或甘油酯；和C4-C24單或二烷醇酰胺。
若使用表面活性劑作為滲透劑，則預處理溶液中表面活性劑的量一般至少為0.25wt％且不大于10wt％。表面活性劑的常用水平包括0.4-8wt％和1-4wt％。
總體而言，當存在堿或酸性源時，預處理溶液中滲透劑的量一般至少為0.2wt％且不大于2.5wt％。當存在堿或酸性源時，滲透劑的常用水平包括0.4-2wt％，優(yōu)選為1-2wt％。相對于任何堿性源或酸性源(存在時)滲透劑的量通常為1∶1-1∶5。
對于無堿或酸性源的預處理溶液而言，溶液中滲透劑的存在量至少為0.05wt％且不大于50wt％。含量一般為0.1-25wt％。滲透劑的常用水平包括0.5-10wt％和1-5wt％。
氧化劑酸性溶液可包括氧化試劑或稱氧化劑如過氧化物或過氧酸。得到的溶液對蛋白質(zhì)污垢非常有效。并且，這些氧化合物與污垢的反應，特別是與堿性源組合時，能在污垢上面和內(nèi)部產(chǎn)生劇烈的機械作用，污垢脫除效果高過化學作用所產(chǎn)生的效果。
適用的成分是氧化劑如亞氯酸鹽、溴、溴酸鹽、一氯化溴、碘、一氯化碘、碘酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鹽、硼酸鹽、過硼酸鹽和氣態(tài)氧化劑如臭氧、氧氣、二氧化氯、氯氣、二氧化硫。包括過氧化物和各種過羧酸(包括過碳酸鹽在內(nèi))的過氧化合物是適用的。典型的過氧化合物包括過氧化氫(H2O2)、過乙酸、過硫酸鹽或過碳酸鹽。
預處理溶液中氧化劑的量一般至少為0.01wt％且不大于1wt％。氧化劑的常用水平為0.01-0.25wt％，0.05wt％特別合適且為常用水平。相對于任何酸性源，氧化劑的適合水平通常為2∶1-1∶2000。常用水平為1∶2-1∶100、更常用為1∶20-1∶50。0.25-10wt％磷酸與50-5000ppm(0.005-0.5wt％)過氧化氫的溶液特別合適。實例性預處理溶液包括0.75wt％磷酸和500ppm(0.05wt％)過氧化氫，氧化劑∶酸的比例為1∶15。
助洗劑預處理溶液優(yōu)選包括助洗劑。助洗劑包括螯合試劑(螯合劑)、多價螯合試劑(多價螯合劑)、洗滌助洗劑等類似物。助洗劑通常能穩(wěn)定組合物或溶液。助洗劑的實例包括膦酸和膦酸鹽、磷酸鹽、氨基羧酸鹽及其衍生物、焦磷酸鹽、多磷酸鹽、乙二胺和亞乙基三胺衍生物、羥基酸和一、二和三羧酸鹽及其相應的酸。其它助洗劑包括鋁硅酸鹽、nitroloacetates及其衍生物，和它們的混合物。另一些助洗劑包括氨基羧酸鹽，包括乙二胺四乙酸(EDTA)、羥基乙二胺四乙酸(HEDTA)和二亞乙基三胺五乙酸的鹽在內(nèi)。優(yōu)選的助洗劑為水溶性的。
特別優(yōu)選的助洗劑包括EDTA(包括EDTA四鈉)、TKPP(多磷酸三鉀)、PAA(聚丙烯酸)及其鹽、膦酰丁烷羧酸和葡糖酸鈉。
在預處理溶液中助洗劑(如果有的話)的量，通常為至少0.25wt％且不大于5wt％。助洗劑的常用量包括0.5wt％到1.0wt％和1wt％到2.5wt％。
預處理方法本發(fā)明的方法針對在傳統(tǒng)CIP過程之前將預處理溶液施用于欲清洗表面。得以使CIP過程所需步驟和每步所需時間減少。例如，傳統(tǒng)CIP過程在初始水漂洗之后包括五步傳統(tǒng)堿(NaOH)洗來脫除污垢、中間漂洗、傳統(tǒng)酸洗來脫除無機物和水垢、水漂洗和傳統(tǒng)消毒步驟。該方法可用初始水漂洗后的三步法替代酸性預處理步驟、傳統(tǒng)堿洗和水漂洗?；蛘?，三步法可以是堿性預處理步驟、傳統(tǒng)酸洗和水漂洗。通過采用這一方法，就不需要中間漂洗步驟，因為在不同步驟中酸與堿之間的反應是所希望的。
無論采用上文剛剛描述過的兩種預處理方法中的哪一種，有預處理的整個清洗過程中所用水量比傳統(tǒng)五步法減少約30％。有預處理的整個過程所用時長比傳統(tǒng)五步法減少約30％。具體所減少的步驟數(shù)、水量或時長取決于預處理溶液的濃度和化學性質(zhì)。
再參看圖1，預處理溶液存放在標為40的設備處。在此工藝過程10中，罐42裝有堿性預處理溶液且罐44裝有包括過氧化物的酸性預處理溶液。
為清洗20，要將罐20及其連接管線中的存在可能任何產(chǎn)品排空。可包括水漂洗步驟來除去任何殘留產(chǎn)品。在一個實施方案中，堿性預處理溶液從罐42借助管路和進料管線25泵送入罐20。傳統(tǒng)CIP用途設備如噴嘴將預處理溶液施用于罐20的內(nèi)表面上。預處理溶液以瀑流或其它流動方式流下罐20表面，軟化污垢?？刹捎枚问┯妙A處理溶液的方法，盡管通常不必如此。
施用并排空預處理溶液后，使用來自過程30和罐35的洗滌劑進行傳統(tǒng)CIP過程。CIP洗滌劑可以是酸性或堿性的。來自罐35的洗滌劑借助進料管線25、返回管線27和其它適當管路通過罐20循環(huán)。
在另一個實施方案中，含過氧化氫的預處理溶液從罐44借助管路和進料管線25泵送入罐20。施用并排空過氧化物預處理溶液后，使用來自過程30和罐35的堿性洗滌劑如氫氧化鈉進行傳統(tǒng)CIP過程。氫氧化鈉會活化任何殘留于罐20壁上的過氧化物。
下面提供適用的預處理步驟的各種通例。
在一個具體實施例中，將10wt％NaOH的堿性預處理溶液噴灑到儲罐的內(nèi)表面上并使其排出。約20分鐘后，以1％酸性溶液開始CIP過程。
在第二個具體實施方案中，將1wt％磷酸的酸性預處理溶液在板框式熱交換器的內(nèi)表面上循環(huán)。該溶液包括0.1wt％H2O2。酸與過氧化物一起提供泡騰效果，提供機械作用來幫助軟化和脫除污垢。其后使用的傳統(tǒng)堿性CIP溶液也催化活化過氧化物，進一步產(chǎn)生氣泡并脫除污垢。
在第三個具體實施方案中，含約1.0wt％無機酸和1.0wt％溶劑滲透劑的酸性預處理溶液在蒸發(fā)器的熱交換表面上循環(huán)并從表面排出。約20分鐘后開始CIP過程。將傳統(tǒng)的約0.5wt％活性NaOH的堿洗液送入蒸發(fā)器。堿與任何酸性殘留物反應，產(chǎn)生熱量和機械作用來進一步脫除污垢。
實施例實施例1試驗方法通過將3g干燥奶粉和3g污垢混合來制備固體奶粒。將得到的混合物在10,000磅下模內(nèi)壓制30秒，然后加更大壓力再次施加10000磅又30秒。將奶粒放入網(wǎng)篩并浸入下述的預處理溶液中5分鐘，移出，然后控干5分鐘。將網(wǎng)篩和干燥奶粒放入裝有120的0.5wt％NaOH的燒杯中。(標為“無”的試驗沒有預處理步驟；標為“無*”的試驗無預處理步驟而且使用120的3.0％NaOH而不是0.5％NaOH的清洗)。將燒杯放在一個設定到49℃(約120)的熱板上，燒杯內(nèi)有一個旋轉(zhuǎn)速度為350rpm的大攪拌棒。30分鐘后，將網(wǎng)篩和奶粒從清洗液中移出，輕輕浸入去離子水中和從去離子水平移出(五次)，然后在50℃烘箱內(nèi)干燥過夜。試驗結(jié)果如下。
預處理劑1制備10wt％的活性NaOH溶液并用作預處理劑。預處理劑含100,000ppm氫氧化鈉(堿清凈劑)。
預處理劑2制備含1360ppm EDTA四鈉(助洗劑和/或螯合劑)、3000ppm葡糖酸鈉(助洗劑和/或螯合劑)、2400ppm硅酸鉀(堿清凈劑)、7000ppm烷基聚糖苷(表面活性劑)和4200ppm氫氧化鉀(堿清凈劑)的預處理溶液。此預處理劑2含3.66％堿、0.43％助洗劑/螯合劑和0.7％表面活性劑，提供4.79％活性成分。
預處理劑3制備含41550ppm多羧化醇乙氧化物(表面活性劑)、9540ppm辛胺氧化物(表面活性劑)、25500ppm烷基聚糖苷(表面活性劑)和4150ppm 2-乙基己醇乙氧化物(滲透劑)的預處理溶液。此預處理劑3含0.4％滲透劑和7.6％表面活性劑，提供8％活性成分。
預處理劑4制備含1600pm氫氧化鉀(堿清凈劑)、9465ppm氫氧化鈉(堿清凈劑)、18500ppm聚丙烯酸(助洗劑和/或螯合劑)和4625ppm膦酰丁烷三羧酸(助洗劑和/或螯合劑)的預處理溶液。此預處理劑4含1.10％堿和2.3％助洗劑/螯合劑，提供2.9％活性成分。
結(jié)果示出清洗方法中的一致性和方法對比時的差異。結(jié)果表明，低水平NaOH比高水平的要好，預處理溶液3和4要優(yōu)于預處理溶液1和2。但是，此差異可能是所用試驗方法的結(jié)果。試驗1和2是在一塊熱板上進行的而試驗3和4是在第二塊熱板上進行的?？赡苓@兩塊熱板在維持120溫度操作時是不一樣的。
可以看到在重復試驗之間有巨大差異(即溶液4的61％和39％)，這可能是其中一個奶粒中有裂縫，使奶粒有弱位而破裂。高的暴露表面積將會導致加速崩解。
為確定兩塊熱板的控溫之間是否存在任何不一致性，在同一加熱板上重做試驗。結(jié)果提供在下表標為“有預處理步驟的奶粒失重wt％”欄目下。
作為一個替換和對比方法，將1g預處理溶液加入到315g的0.5％NaOH清洗液中。這樣，預處理化學劑是加到清洗液中，而不是將施用預處理化學劑作為一個單獨步驟。結(jié)果提供在下表標為“無預處理步驟的奶粒失重wt％”欄目下。
結(jié)果表明，省去單獨預處理步驟和將化學劑直接加入清洗液的方法提高了兩個低效溶液(1-10％NaOH；2-10％KX-3108)的性能和降低了兩個高效溶液(3-10％Quadexx 400；4-10％Quadexx 500)的性能。所有這些結(jié)果都好于不存在預處理劑時的情況(所提供的奶粒失重為約29％)。
實施例2試驗方法通過將粘在試驗面板一側(cè)上的玉米固體泥混合物于120℃的烘箱內(nèi)干燥4小時制成一塊在一側(cè)有污垢的受污的不銹鋼試驗面板。然后按下述方法清洗受污面板。
對于試驗(I)，有預處理步驟，將800g預處理溶液5放入1000ml燒杯中。已確定約1g預處理溶液接觸并留在受污面板上。短暫在預處理劑中浸一下后，將面板在環(huán)境條件下懸掛5分鐘。然后將干后的面板受污側(cè)朝下放入裝有750g 40℃水的1000ml燒杯中。30分鐘后，將面板輕輕浸入去離子水中和從去離子水中移出(五次)，然后使面板干燥。試驗結(jié)果如下。
對于試驗(II)，試驗面板不進行預處理，但在750g 40℃水中進行清洗，水中加有1g預處理劑5。
對于試驗(III)，試驗面板不進行預處理，但在750g 40℃水中進行清洗。
預處理劑5制備含400ppm EDTA四鈉(助洗劑和/或螯合劑)、4500ppm聚磷酸三鉀(助洗劑和/或螯合劑)、3852ppm氫氧化鉀(堿清凈劑)、3000ppm聚亞乙基苯酚醚磷酸酯(表面活性劑)、1000ppm偏硅酸鈉(堿清凈劑)、9000ppm乙二醇一丁基醚(滲透劑)和2400ppm二甲苯磺酸鈉(表面活性劑)。此預處理劑5含0.5％堿、0.5％助洗劑/螯合劑、0.5％表面活性劑和0.9％滲透劑，提供2.4％活性成分。
試驗方法平均脫除的污垢％I 99.12％(三次試驗平均值)II 14.14％(三次試驗平均值)III 14.12％(兩次試驗平均值)上面的結(jié)果示出，僅僅將預處理化學劑加入清洗液中不能改進試驗面板污垢的脫除量。相反，單獨和分步施用預處理溶液和清洗液使污垢脫除效果得以改進。
已參照各個具體和優(yōu)選方案和技術(shù)描述了本發(fā)明。但應當明白，可以作出許多變通和改進方案，仍屬于本發(fā)明精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.采用CIP法對工業(yè)設備的污垢進行清洗的方法，所述方法包括(a)將預處理溶液施用于污垢，所述溶液包括至少0.25wt％活性成分，所述活性成分包括堿性源、酸性源、滲透劑、氧化劑和助洗劑當中的任何物質(zhì)；(b)在所述預處理溶液后將第一CIP溶液通過設備進行循環(huán)，所述CIP溶液包括稀洗滌劑；然后(c)對設備進行漂洗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中預處理溶液包括0.25-1.5wt％的酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中預處理溶液進一步包括0.01-1wt％的氧化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中氧化劑是過氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中預處理溶液包括0.4-10wt％的滲透劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中滲透劑是二醇醚。
7.權(quán)利要求1的方法，其中預處理溶液包括0.25-1.5wt％的酸和0.4-8wt％的滲透劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中預處理溶液包括0.3-10wt％的堿性源。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中預處理溶液包括(a)0.25-1.5wt％的酸，為磷酸、硝酸、硫酸、乳酸、乙酸、羥基乙酸和檸檬酸至少之一；(b)0.01-1wt％的氧化劑，是一種過氧化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中過氧化合物的存在量為0.05-0.5wt％。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括(a)施用包括0.25-1.5wt％酸和0.01-1wt％氧化劑的預處理溶液；和(b)在所述預處理溶液后將堿性CIP溶液通過設備循環(huán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中(a)酸為磷酸、硝酸、硫酸、乳酸、乙酸、羥基乙酸和檸檬酸至少之一；和(b)氧化劑是一種過氧化合物。
13.采用CIP法對工業(yè)設備的污垢進行清洗的方法，所述方法包括(a)用包括至少0.5wt％活性成分的預處理溶液對所述污垢進行預處理，所述活性成分包括堿性源、酸性源、滲透劑、氧化劑、表面活性劑和助洗劑當中的任何物質(zhì)；(b)用稀洗滌劑溶液脫除至少一部分已滲透污垢；和(c)對設備進行漂洗。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中(a)預處理溶液包括堿性源；和(b)稀洗滌劑溶液包括酸。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中(a)預處理溶液包括酸性源；和(b)稀洗滌劑溶液包括堿。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中預處理溶液進一步包括氧化劑。
17.采用CIP法對工業(yè)設備的污垢進行清洗的方法，包括方法包括(a)將預處理溶液施用于污垢，所述溶液包括至少0.25wt％活性成分，所述活性成分包括堿性源、酸性源、滲透劑、氧化劑和助洗劑當中的任何物質(zhì)；(b)在所述預處理溶液后將第一CIP溶液通過設備進行循環(huán)，所述CIP溶液包括稀洗滌劑；(c)在第一CIP溶液后將第CIP溶液通過設備進行循環(huán)；然后(d)對設備進行漂洗。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中施用預處理溶液的步驟包括(a)施用包括0.25-1.5wt％酸和0.01-1wt％氧化劑的預處理溶液。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中施用預處理溶液的步驟包括(a)施用包括0.25-1.5wt％酸和0.05-0.5wt％氧化劑的預處理溶液。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中氧化劑是過氧化物。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中預處理溶液是酸性的且第一CIP溶液是堿性的。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中預處理溶液是堿性的且第一CIP溶液是酸性的。
全文摘要
采用現(xiàn)場工序和一種在傳統(tǒng)CIP清洗過程之前的預處理溶液清洗諸如熱交換器、蒸發(fā)器、罐和其它工業(yè)設備的方法。預處理步驟改善了污垢軟化程度，因而便于其脫除。預處理溶液可以是強酸性溶液、強堿性溶液或包括滲透劑。優(yōu)選的強酸性溶液是酸過氧化物溶液。在一些實施方案中，預處理劑可能不包括強堿或酸成分；相反，滲透劑提供可接受的預處理水平。
文檔編號C11D3/20GK101040039SQ200580028999
公開日2007年9月19日 申請日期2005年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月27日
發(fā)明者B·L·赫德特, P·J·佛恩霍爾茲 申請人:埃科萊布有限公司