Beberapa Hal yang Perlu Diperhatikan dalam Desain Peralatan Sterilisasi Suhu Ultra-Tinggi UHT
Peralatan sterilisasi suhu ultra-tinggi UHT banyak digunakan. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa cacat desain pada peralatan sterilisasi suhu ultra-tinggi telah menyebabkan kinerja produksi yang tidak stabil atau masalah kualitas produk. Cacat-cacat ini terutama mencakup kapasitas pemrosesan produksi yang tidak mencukupi, suhu sterilisasi yang tidak stabil, serta peningkatan kecepatan pengkerakan dan pengarang. Artikel ini mengulas hal tersebut.
Proses mesin sterilisasi ditentukan berdasarkan parameter proses produksi, dan setiap kebutuhan proses serta alur produksi tidak mungkin sepenuhnya sama. Proses yang tepat menentukan kinerja peralatan sterilisasi, sehingga penentuan jalur proses peralatan yang optimal merupakan langkah pertama dalam merancang komponen utama mekanisme sterilisasi. Setelah alur proses ditentukan, lakukan desain dan perhitungan sesuai alur tersebut. Beberapa proses yang terlalu sederhana atau terlalu rumit dapat menimbulkan banyak masalah dalam produksi, seperti masalah penggunaan satu mesin untuk banyak fungsi, yang memerlukan pertimbangan ukuran dan aliran pintas, yang dapat dengan mudah menyebabkan ketidakstabilan kontrol atau mempercepat pengkerakan dan pengarang; alur proses yang baik tidak hanya harus memiliki arah aliran yang benar, tetapi juga harus menunjukkan diameter nominal (atau diameter) dari semua instrumen katup gerbang, pompa, dan pipa dalam proses. Yang paling penting adalah parameter suhu masuk dan keluar bahan yang melewati penukar panas harus ditandai dengan akurat. Dasar perhitungan ini dapat digunakan untuk mengurangi kesalahan saat melakukan perhitungan proses.
Ada berbagai macam bahan, dan banyak di antaranya serupa. Memilih peralatan sterilisasi yang sesuai berdasarkan pemilihan bahan merupakan isu kunci. Kandungan bahan kering dan viskositas material, apakah terjadi perubahan kimia pada material selama proses sterilisasi, serta tingkat pengkerakan dan pengarang selama proses sterilisasi semuanya adalah hal-hal yang perlu dipertimbangkan saat memilih jenis mesin sterilisasi. Selain itu, perlu diperhatikan bahwa jika jenis pelat dari sterilisasi suhu ultra-tinggi dapat mencapai tujuan sterilisasi, maka peralatan sterilisasi suhu ultra-tinggi tubular juga dapat digunakan.
Kekurangan kapasitas produksi sebagian besar disebabkan oleh perhitungan luas perpindahan panas sterilizer yang terlalu kecil, dan luas perpindahan panas yang terlalu kecil ini sebagian besar disebabkan oleh pemilihan koefisien perpindahan panas yang terlalu besar, yang merupakan alasan paling umum untuk luas perpindahan panas yang lebih kecil. Media pemanas peralatan sterilisasi suhu ultra-tinggi UHT adalah air superpanas. Ada perbedaan antara air superpanas dan uap. Sebagai media pemanas, koefisien perpindahan panas air superpanas umumnya antara 1200~1400kcal/m2 · jam · ℃, sehingga tidak boleh terlalu besar. Sifat bahan memiliki dampak yang signifikan terhadap efektivitas perpindahan panas, dan jika bahan diidealkan dalam desain, hasilnya adalah luas yang terlalu kecil. Efek antibakteri tidak boleh dinilai hanya berdasarkan area sterilisasi, tetapi harus diuji dalam produksi agar memenuhi kebutuhan produksi dan dapat meyakinkan.
Selama proses sterilisasi, suhu sterilisasi dan konsentrasi bahan masuk harus stabil. Pertama, suhu bahan masuk harus stabil, dan kedua, cairan bahan masuk harus konsisten sebelum dan sesudahnya, yang merupakan syarat bagi stabilitas suhu sterilisasi. Ketika suhu sterilisasi tidak mencukupi, bagian cairan bahan ini perlu dikembalikan ke silinder pemasukan, dan suhu cairan bahan ini harus mendekati suhu cairan bahan baku agar stabilitas suhu sterilisasi tetap terjaga. Untuk menstabilkan suhu sterilisasi, sebuah katup dudukan sudut dapat dipasang di belakang katup kontrol masuk uap, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Memuat gambar
Gambar 1 Pengendalian suhu pemanasan menggunakan katup sudut
Gbr.1 Menggunakan katup dudukan sudut untuk mengontrol suhu pemanasan
Mesin sterilisasi perlu dibersihkan selama proses produksi, dan interval pembersihan dapat bervariasi tergantung pada bahan. Jalur proses pembersihan yang optimal dan waktu interval pembersihan harus ditentukan berdasarkan bahan spesifik. Pada saat yang sama, pembersihan harus dilakukan secara menyeluruh, atau mesin sterilisasi harus dibongkar secara berkala untuk inspeksi sampel. Jika pembersihan tidak dilakukan dengan tuntas, hal ini tidak hanya memengaruhi stabilitas suhu sterilisasi, tetapi juga menyebabkan produk tidak memenuhi syarat dan memengaruhi kualitas produk. Sebelumnya, masalah kualitas yang disebabkan oleh pembersihan yang tidak sempurna cukup umum terjadi. Beberapa mesin sterilisasi bahkan sudah mengarang dan mengarang karbon pada material di dalam tabung penukar panas setelah dibuka, yang menunjukkan betapa seriusnya masalah ini.
Ada dua jenis pompa, satu untuk mengalirkan bahan dan satu lagi untuk pembersihan. Pompa yang digunakan untuk pengiriman bahan pada sterilizer sebagian besar adalah pompa sentrifugal yang didinginkan dengan air segel ganda. Untuk cairan bahan kental seperti saus tomat, pompa ulir (atau pompa perpindahan positif) dan pompa tekanan tinggi dapat digunakan bersama-sama untuk pengiriman. Dalam beberapa tahun terakhir, juga ada laporan tentang keausan berat pada seal mekanis saat menggunakan pompa dengan segel ganda, yang dapat dengan mudah menyebabkan air pendingin masuk ke bahan. Tentu saja, ini hanya satu contoh dan tidak dapat dijadikan alasan untuk menolaknya. Semua peralatan sterilisasi dilengkapi dengan pompa pembersih, yang dibagi menjadi dua jenis: pompa multistage bertingkat dan pompa sentrifugal. Perlu diperhatikan bahwa laju aliran pompa pembersih harus lebih besar daripada laju aliran bahan. Tujuan laju aliran yang besar adalah untuk memastikan larutan pembersih memiliki kecepatan aliran yang relatif tinggi di dalam sterilizer, yang akan memberikan efek pembilasan pada material yang mengerak dan mengarang. Oleh karena itu, laju aliran pompa yang digunakan untuk pembersihan umumnya 2-3 kali jumlah bahan, dan head-nya setara dengan head bahan.
Bahkan cacat desain yang kecil pun dapat menyebabkan masalah pada operasi atau kinerja peralatan. Untuk merancang peralatan sterilisasi yang baik, perlu dimulai dari detail kecil dan memahami serta menguasai karakteristik bahan. Untuk bahan baru, penelitian eksperimental harus dilakukan guna merancang peralatan yang memenuhi kebutuhan proses produksi.
