Nghiên cứu trường hợp: CIP Pipeline Pressure Monitoring Retrofit tại một nhà máy sữa Đức

Sản phẩm: Cerabar M PMP51 (cảm biến màng kim loại lắp chìm)
Cấu hình: Màng ngăn bằng thép không gỉ 316L / Kết nối vệ sinh Tri-Clamp 1½" / Đầu ra HART 4-20mA / Vỏ IP69K
Số lượng: 8 chiếc
Thời gian giao hàng: 4 tuần (bao gồm cả phụ kiện kết nối vệ sinh tùy chỉnh)
Ứng dụng: Các đường truyền sản phẩm sữa có chu kỳ làm sạch CIP; nhiệt độ môi chất từ 4°C (sản phẩm) đến 130°C (CIP); tiệt trùng SIP ở 150°C trong tối đa 1 giờ; đường kính ống DN40; dải áp suất 0–16 bar

Bối cảnh thị trường

Tại Đức—một khu vực cốt lõi của ngành chế biến sữa châu Âu—CIP (Clean-in-Place) đã trở thành một quy trình tiêu chuẩn hóa trong các hệ thống tuân thủ chất lượng thực phẩm. Tuy nhiên, khi cường độ làm sạch tiếp tục gia tăng—nhiệt độ tăng từ 80°C thông thường lên 130°C, tần suất làm sạch tăng từ một lần mỗi ngày lên khoảng thời gian giữa các lô—vấn đề "chân chết" tại các điểm kết nối quy trình đã trở nên nghiêm trọng. Giao diện máy phát áp suất ren truyền thống tạo ra các vùng lõm trên thành ống bên trong nơi chất lỏng CIP không thể đạt được hiệu quả làm sạch, dẫn đến tích tụ cặn protein.

Phản hồi của ngành cho thấy những chân chết như vậy là nguyên nhân chính dẫn đến các kết quả xét nghiệm tăm bông sau CIP bị trượt, ảnh hưởng trực tiếp đến việc giải phóng lô hàng và tỷ lệ vượt qua kiểm toán FDA/EHEDG.

Hồ sơ khách hàng và ứng dụng

Khách hàng: Một nhà máy sữa quy mô vừa ở Bavaria, Đức, xử lý khoảng 200 tấn sữa tươi hàng ngày, với các dòng sản phẩm bao gồm sữa UHT, sữa chua và các sản phẩm phô mai.

Các vấn đề hiện tại:

• 8 điểm giám sát áp suất trên các đường truyền sử dụng máy phát áp suất ren, yêu cầu tháo rời thủ công để làm sạch sau CIP, làm tăng thời gian ngừng hoạt động;

• Ba sự kiện nhiễm vi sinh vật trong Q1 2025 được truy nguyên từ sự tích tụ cặn tại các chân chết của giao diện áp suất;

• Khách hàng dự kiến sẽ vượt qua đợt kiểm toán lại chứng nhận EHEDG vào năm 2026; lắp đặt hiện tại không đáp ứng các hướng dẫn thiết kế vệ sinh.

Thông số quy trình:

Giải pháp của chúng tôi

Dựa trên đánh giá quy trình của khách hàng, Cerabar M PMP51 máy phát áp suất màng chìm đã được đề xuất và lắp đặt, với lý do lựa chọn cốt lõi sau:

1. Màng chìm loại bỏ chân chết

Kết nối kẹp vệ sinh Tri-Clamp 1½" (ISO 2852) được sử dụng, với màng ngăn cách ly quy trình được lắp chìm với thành ống bên trong—bề mặt màng tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy chất lỏng CIP, loại bỏ khoang lõm vốn không thể tránh khỏi về mặt cấu trúc trong các lắp đặt ren. Hoàn thiện bề mặt màng tiêu chuẩn là Ra≤0,76μm, với tùy chọn đánh bóng điện Ra≤0,38μm có sẵn—cả hai đều tuân thủ các tiêu chuẩn EHEDG và 3-A.

2. Khả năng chịu nhiệt CIP/SIP đã được xác minh

Hệ thống màng kim loại PMP51 chịu được tiệt trùng bằng hơi nước ở 150°C trong tối đa 1 giờ, bao phủ chu kỳ SIP của khách hàng (150°C/20 phút) với biên độ an toàn đáng kể. Endress+Hauser đã thực hiện hơn 400 chu kỳ sốc nhiệt giữa nước lạnh và hơi nước 150°C trong quá trình thử nghiệm để xác minh tính lặp lại của phép đo.

3. Tương thích vật liệu tiếp xúc

Màng 316L tiêu chuẩn cung cấp khả năng chống ăn mòn đầy đủ cho sữa tươi và dung dịch CIP NaOH 1,5%. Nếu khách hàng chuyển sang chất khử trùng có clo hoặc axit peracetic, có sẵn các bản nâng cấp lên hợp kim C hoặc màng mạ rhodium+vàng.

4. Bảo vệ chống xâm nhập và môi trường thực địa

Vỏ máy phát được xếp hạng IP69K, chịu được tia nước áp suất cao, nhiệt độ cao—phù hợp để rửa sàn và thiết bị hàng ngày trong các cơ sở chế biến sữa. Đầu ra HART 4-20mA tương thích với hệ thống PLC hiện có, không yêu cầu chuyển đổi giao thức.

Các thông số kỹ thuật chính (Tóm tắt giải pháp)

Phản hồi của khách hàng

Phỏng vấn theo dõi sáu tuần (Andreas Müller, Giám sát sản xuất):

“Thay đổi đáng chú ý nhất sau khi chuyển sang PMP51 là kết quả xét nghiệm tăm bông sau CIP. Trước đây, 2 đến 3 trong số 8 điểm yêu cầu kiểm tra lại; bây giờ mọi bài kiểm tra đều đạt trong sáu tuần liên tiếp. Chúng tôi không còn phải tháo rời các kết nối áp suất để làm sạch thủ công, tiết kiệm khoảng 12 phút cho mỗi lần chuyển đổi lô.  Ngoài ra, độ trôi nhiệt độ đã cải thiện đáng kể—các cảm biến ren cũ có dao động đọc áp suất ±0,5 bar trong quá trình tăng nhiệt độ CIP, yêu cầu loại bỏ dữ liệu thủ công. PMP51 duy trì dao động trong phạm vi ±0,1 bar ở nhiệt độ CIP 130°C, cho phép sử dụng dữ liệu thời gian thực trực tiếp trong DCS mà không cần can thiệp thủ công.”

Tóm tắt

Điểm giá trị:

1. Loại bỏ chân chết vệ sinh: Thiết kế màng chìm cung cấp khả năng làm sạch tương đương với thành ống tại các điểm đo áp suất;

2. Tính nhất quán của phép đo dưới sự thay đổi nhiệt độ: Hệ thống màng kim loại duy trì sự thay đổi nhiệt độ điểm không/phạm vi dưới 0,15% trên mỗi 10K trong khoảng –40°C đến +130°C, đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu trong chu kỳ SIP;

3. Hiệu quả bảo trì: Không cần tháo rời để làm sạch—mỗi điểm tiết kiệm khoảng 1,5 phút vận hành cho mỗi chu kỳ CIP. Với 3 lần rửa mỗi ngày × 8 điểm, tổng tiết kiệm hàng năm khoảng 182 giờ vận hành;

4. Đảm bảo tuân thủ: Lắp đặt đáp ứng các hướng dẫn thiết kế vệ sinh EHEDG và 3-A, hỗ trợ khách hàng trong đợt kiểm toán lại chứng nhận năm 2026.