CIP (Clean in place) là quy trình được áp dụng để làm sạch bề mặt bên trong của các thiết bị như các loại ống dẫn, bồn chứa, hệ thống thiết bị, thiết bị lọc và các máy móc liên quan mà không cần thiết phải tháo rời các bộ phận. Hệ thống CIP được vận hành bằng thiết bị điều khiển lập trình được nhằm kiểm soát lưu lượng dòng chảy, nhiệt độ và thời gian lưu của các chất làm sạch như các chất có tình kiềm, tính acid, hoặc có thể kết hợp cả hai, để đạt được hiệu quả làm sạch tối ưu nhất. Lượng hóa chất làm sạch được tính toán phù hợp dựa trên kích thước của các bồn chứa và các đường ống dẫn để loại bỏ các tạp chất và sau đó được rửa trôi bằng nước. Tùy thuộc vào mỗi hệ thống CIP, các chất làm sạch có thể  được hồi lưu về bể chứa để tái sử dụng hoặc có thể được loại bỏ ngay sau quá trình làm sạch.

1.     Tính toán lượng hóa chất và thể tích bồn chứa hóa chất

Vật liệu bồn thường làm bằng polypropylene hoặc nhựa có sợi thủy tinh gia cố (tức là sử dụng bồn bằng nhựa chứa hóa chất hoặc bồn FRP).

Thiết kể bồn phải có nắp đậy và thiết bị đo nhiệt độ (không được <15^oC). Hóa chất rửa màng OptiClean pha với tỉ lệ là 1%.

Tính toán lượng nước cần rửa cho toàn hệ thống:

Tổng nước rửa (V_rửa) = tổng lượng nước trong vỏ màng (A) + tổng lượng nước trên đường ống (B)

 Tổng lượng nước trong vỏ màng: A = n × a với n là tổng số màng trong hệ thống RO.

 

 Trong đó:        a lượng nước trong 1 màng (lít),

         r là bán kính của màng lọc (mm), l chiều dài 1 màng lọc (mm).

  l chiều dài 1 màng lọc (mm).

 

Tổng lượng nước trên đường ống: B = 0.25 A (tổng lượng nước trên đường ống được nhà sản xuất khuyến cáo nên chiếm 25% tổng lượng nước chứa trong vỏ màng).

Lượng hóa chất cần pha (Kg): Tổng nước rửa (V_rửa) (lít) × 0,01

Từ tổng lượng nước ta có thể tích bồn chứa hóa chất: V_bồn = V_rửa

2. Rửa màng

a.Quy trình rửa màng

Quy trình rửa màng tổng quát cho hóa chất rửa màng OptiClean:

1. Kiểm tra hệ thống làm sạch bao gồm bể, ống và lõi lọc. Xúc xả và thay thế khi cần. Làm đầy bể bằng nước lọc qua RO hoặc nước ID. Bật máy khuấy hoặc bơm tuần hoàn.

2. Thêm từ từ OptiCleanTM vào trong bể lọc pha trộn 1 pound [0.45kg] OptiCleanTM cho 12 gal [45L] nước). Điều chỉnh pH cho phù hợp với sản phẩm. Nếu cần thiết có thể điều chỉnh pH bằng các hóa chất sau: caustic, citric, sulfuaric hoặc HCl. Nên để ở nhiệt độ 45^oC để năng cao hiệu quả lọc.

3. Dòng hóa chất cùng chiều với dòng nước. Thời gian rửa lọc 30-90 phút. *PWT khuyến cáo rửa lọc cho từng hệ thống. Lưu lượng cực đại 40gpm (152 Lpm) cho thiết bị lọc 8-inch và 10 gpm (38 Lpm) cho thiết bị lọc 4–inch. Áp suất làm sạch tối đa là 60 psig (4.2kg/cm2).

4. Trong trường hợp bẩn màng nặng, đổi chiều 20-30% (đối với OptiCleanTM A) hoặc 10-20% (đối với OptiCleanTM B,D,S) của dòng dung dich xúc rửa màng để tránh các cặn đã tách ra khỏi màng sắp xếp lại trên màng. Khi hệ thống hoạt động lại, chuyển dòng nước sau lọc ra hệ thống thoát nước cho đến khi hóa chất rửa màng tồn đọng lại được loại bỏ hoàn toàn khỏi hệ thống.

5. Rửa lại màng bằng RO trước khi cho hệ thống hoạt động lại.

Thời gian ngâm hóa chất tùy vào độ bẩn của màng ảnh hưởng rất lớn đến kết quả rửa lọc. Vui lòng liên hệ PWT hoặc nhà phân phối để hướng dẫn cách rửa màng, hoặc tham khảo kĩ thuật viên PWT.

Tùy vào hệ thống lọc cần sử dụng hóa chất OptiClean B kết hợp OptiClean A, D hay S mà thực hiện các qui trình rửa màng như bảng sau (tùy độ bẩn của màng mà có thể thêm lần rửa thứ 2 cho mỗi loại hóa chất):

9. Rửa màng stage 1 ở lưu lượng cao trong khoảng 15 ~ 60 phút, trong thời gian stage 2 có thể được ngâm.

10. Rửa màng ở mỗi stage đều bằng nước đã qua RO/NF.

11. Nếu cần thiết, khử trùng nước rửa màng có thể được thực hiện trước khi rửa màng với lưu lượng trung bình trong khoảng bước 1 ~ 2.

12. Lặp lại từ bước 2 ~ 10 cho lần CIP thứ 2.

13. Rửa lại toàn bộ hệ thống bằng nước tiền xử lí chưa qua RO.

14. Bật bơm và tiếp tục quá trình lọc.

c.Những lưu ý khi CIP

1. Hóa chất rửa màng phải được hòa tan hoàn toàn trong khâu chuẩn bị hóa chất.

2. Khi CIP, nên khử trùng dòng nước RO/UF trước khi rửa màng.

3. Giá trị pH tương ứng với giá trị nhiệt độ như sau.

 

Temp (oC)	50oC	35oC	30oC	25oC
pH	3-10	2-11	2-11.5	2-12

 

4. Nên làm bản báo cáo về qui trình rửa màng.

Ngày làm rửa màng, các điều kiện vệ sinh (hóa chất, các bước, thời gian), hiệu quả vệ sinh màng.

5. Thay đổi, điều chỉnh thông số CIP nên được thực hiện khi pH và màu sắc của dung dịch được thay đổi.

• pH tăng hơn 0.5 đơn vị pH trong quá trình làm sạch vô cơ.
• pH giảm hơn 0.5 đơn vị pH trong quá trình làm sạch hữu cơ.

6. Trong khi ngâm, tốc độ lưu thông dung dịch hóa học ở lưu lượng thấp để đạt yêu cầu để duy trì nhiệt độ.

7. Lõi lọc để làm sạch hệ thống nên được kiểm tra trước khi CIP.

d.Giải pháp CIP

Lựa chọn đúng hóa chất rửa màng là rất quan trọng vì việc làm sạch thường xuyên và sơ xài sẽ làm giảm tuổi thọ của màng, và đôi khi sự lựa chọn sai lầm của các hóa chất tẩy rửa có thể làm xấu đi tình trạng bẩn màng. Việc vệ sinh sẽ hiệu quả hơn nếu nó được điều chỉnh thích hợp cho từng tình trạng màng bẩn riêng biệt. Cần phải:

• Phân tích dữ liệu hiệu suất nhà máy
• Phân tích nước đầu vào để tìm các cáu cặn có thể phát sinh
• Kiểm tra kết quả của việc làm sạch trước đó để tìm tra chất gây bẩn màng
• Phân tích các chất cáu cặn thu được bằng một màng lọc dùng để đo SDI

Nguồn tham khảo: ATS WATER TECHNOLOGY CO., LTD.