食品工厂设计之洁净车间的纯水制备系统

文章来源 作者: 时间:2019-11-28 15:54

食品工厂设计中洁净车间的纯水制备系统一般包括预处理——脱盐——精处理三个阶段。

 

一、预处理阶段

预处理的目的主要是将原水(一般为自来水)处理到符合脱盐设备的进水水质要求,经常采用的手段有多介质过滤、凝聚过滤、活性炭吸附、离子交换软化、pH调节、热交换、紫外线杀菌(25UV)、超过滤等。

 

二、脱盐阶段

脱盐阶段主要任务是将水中的溶解盐类、TOC、SiO2、DO等处理至达到精处理阶段的进水水质要求,主要采用的手段有反渗透(一级或两级)、离子交换(复床或混合床)、ED、膜脱气、紫外线除TOC(185UV)和紫外线杀菌(254UV)等。

 

三、精处理阶段

精处理的任务是最后达到预定的水质并在输送过程中保持稳定,因此它是一个不间断的循环系统,即系统通过的水量应为最终使用量的1.3~2倍,未使用的纯水返回精处理系统的水箱再循环。这个阶段主要采用的手段有精混合床(非再生式)、紫外线杀菌、MF、UF、RO等。

 食品工厂设计

四、纯水制备、输送流程

超纯水系统流程应根据用水水质要求、原水水质及运行管理、经济性等因素确定。除了合理确定纯水制取的流程外,纯水(特别是超纯水)的输送设计也是极其重要的。这里主要是出水输水配管的设计及管道材料的选择。

 

随着生产工艺对纯水水质的不断提高,甚至到了理论纯水的程度、尤其是集成电路的发展不但对水中电解质的含量要求极其严格,而且对细菌、微粒、有机物及溶解氧等都有极其严格的要求。除了严格的纯水制造过程外,纯水输送管道的管材选择和管网设计是保证使用水质的关键。

实践证明,采用循环供水方式是行之有效的。主要是基于保证输水管道内的流速和尽量减少盲管段的死水区,以减少纯水在管道内的停留时间,减小管道微量溶出物(即使用前质量最好的管道也会有微量物质溶出)对超纯水水质的影响,同时,基于流水不腐的道理,高的流速也可以防止细菌微生物的滋生。

 

对水质要求较高的纯水管道应采用循环供水方式,并符合下列要求。

1、循环水量宜为使用量的30%~100%。

2、干管流速宜为1.5~3m/s。

3、不循环的支管长度应尽量短,其长度不宜大于6倍管径

4、供水干管上应设有清洗接口。

5、管道系统各组成部分必须密封严密,不得有渗气现象。

 

纯水管道管材选择是非常重要的,主要考虑三方面的因素

1、材料的化学稳定性。纯水是一种极好的溶剂,为了保证纯水水质在输送过程中下降最小,必须选择化学稳定性极好的管材,也就是在所要求的纯水中的溶出物最小。溶出物的多少应由材料的溶出试验确定,其中包括金属离子、有机物的溶出。

 

2、管道内壁的光洁度。管道内壁如有微小的凹凸,会造成微粒的沉积和微生物的繁殖,导致微粒和细菌两项指标的不合格。目前PVDF管道粗糙度可达<1μm,而不锈钢管约为几十微米。

 

3、管道及管件的接头处的平整度。对于防止产生水流的涡流区是非常重要的。

 

纯水管道的管材必须满足工艺对水质的要求。医药工业根据其需高温消毒和忌讳“氯”的特点主要以不锈钢为主;而电子工业则大都采用各种高分子合成的热塑性材料,如聚氯乙烯(UPVC)、聚丙烯(PP)、丙烯-丁二烯-苯乙烯(ABS)、洁浄聚氯乙烯和聚偏氟乙烯(PVDF)等材料制成的管道、管件及阅门。

除了选择合适的管材外,管道定期清洗也是保证水质的重要手段,主要是防止长期运行后,内壁产生沉积物及微生物积聚使水质下降。因此在设计车间内纯水管道时要留有排空和清洗的接口。

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