máy rửa phôi sử dụng nước nóng phun có áp lực

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Lời cảm ơn
Trải qua năm tháng học tập tại trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM đã giúp em
học tập rất nhiều, từ kiến thức trong sách vở, kiến thức từ thầy cô cho đến những kỹ năng
trong học tập, trao đổi và làm việc, tham gia các dự án cùng bạn bè. Và giờ đây là làm
Luận văn tốt nghiệp - là phần công việc cuối cùng - quan trọng nhất để trở thành một kỹ
sư trong tương lai. Những ngày tháng làm luận văn là những ngày thử thách, chứng tỏ
những kiến thức em đã học là hiệu quả, cách áp dụng những kiến thức đó thành một sản
phẩm thực tế, mang lại lợi ích cho cuộc sống. Cũng bởi vì gần trở thành một kỹ sư nên
em mới thấy được trách nhiệm của một người kỹ sư, từ số liệu tính toán đến những thông
tin đề cập, cách trình bày vào luận văn. Hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này một cách tốt
nhất không chỉ nhờ vào bản thân em mà còn nhờ vào sự chỉ dẫn, góp ý của các Thầy, Cô
và bạn bè đồng thời là sự ủng hộ của Gia Đình. Qua đây em xin chân thành gửi lời cảm
ơn đến những người đã giúp đỡ, ủng hộ em trong suốt quá trình học tập và làm việc trong
những năm tháng là sinh viên :
Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn Thầy Vũ Như Phan Thiện đã hướng dẫn cho em
trong suốt quá trình làm luận văn. Những lời nhận xét, gợi ý, hướng dẫn tận tình của
Thầy đã giúp em nhận ra được những thiếu sót về kinh nghiệm, kiến thức để hoàn thiện
sản phẩm cũng như là bản thân em.
Tiếp theo, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những Thầy Cô đã giảng dạy em, truyền
đạt cho em những kiến thức về kỹ thuật đồng thời những kiến thức về làm người. Đó sẽ
là những thứ nền tảng để em phát triển hơn và sẽ hỗ trợ cho em, theo em trong suốt quá
trình sự nghiệp sau này.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tha thiết đến Gia Đình những người luôn sát cánh bên
em, ủng hộ em rất nhiều về mặt tinh thần. Và cảm ơn những người bạn đã cùng em học

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 1


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

tập, nghiên cứu. Sẽ không quên những ngày tháng ngồi tranh luận cùng nhau về một đề
tài mà quên ăn, những buổi thức xuyên đêm để cùng nhau ôn thi, làm đồ án, bài tập lớn...
Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn gia đình, nhà trường, thầy cô và bạn bè đã đồng hành
cùng em, không chỉ trong quá trình làm luận văn, mà trong suốt 4 năm học tập và trau dồi
tại đại học. Cảm ơn thầy Vũ Như Phan Thiện đã tận tâm hướng dẫn, từ những ngày đầu
tiên đến khi em hoàn thành luận văn này.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 5, năm 2019

Nguyễn Khắc Duy

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 2


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Tóm tắt luận văn
Dựa trên tham khảo các loại máy rửa phôi đang được sử dụng trên thị trường, báo cáo
luận văn này sẽ trình bày và tóm tắt các nội dung như sau:
❖ Phân tích thị trường, tìm hiểu về nhu cầu của sản phẩm trong ngành công nghiệp

hiện nay.
❖ Xây dựng nhiệm vụ, vạch kế hoạch thực hiện đề tài.
❖ Tìm hiểu và phâm tích các máy cùng loại đang có sẵn trên thị trường, từ đó phân
tích ưu nhược điểm và đưa ra giải pháp mới.
❖ Tìm hiểu và phân tích các nguyên lý, phương pháp làm sạch hiện hữu, qua đó
chọn phương pháp phù hợp để áp dụng cho đề tài.
❖ Phân tích và lựa chọn phương án cho đề tài.
❖ Tiến hành tính toán và mô phỏng.
❖ Các lưu ý khi lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng máy.
❖ Các hướng phát triển về sau của đề tài.

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 3


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Mục lục
Lời cảm ơn ........................................................................................................................... 1
Tóm tắt luận văn .................................................................................................................. 3
Danh sách bảng biểu ............................................................................................................ 6
Danh sách hình ảnh.............................................................................................................. 8
Chương 1 ........................................................................................................................... 10
Tổng quan ....................................................................................................................... 10
Chương 2 ........................................................................................................................... 13
Tìm hiểu các phương pháp hiện hành ............................................................................ 13
Chương 3 ........................................................................................................................... 29

Phân tích và lựa chọn phương án ................................................................................... 29
Chương 4: Tính toán và chọn bộ phận .............................................................................. 40
I.

Tính toán lựa chọn đầu phun ................................................................................... 40

II. Tính toán lựa chọn bơm........................................................................................... 43
III.

Tính toán chọn động cơ cho mâm quay ............................................................... 47

IV.

Tính toán đĩa tách dầu .......................................................................................... 49

V. Tính toán chọn động cơ đĩa quay lọc dầu ............................................................... 52
VI.

Tính toán lựa chọn điện trở làm nóng nước ......................................................... 54

VII. Tính toán và mô phỏng bền khung máy............................................................... 57
VIII. Mô phỏng bền mâm đựng chi tiết ........................................................................ 60
IX.

Thiết kế bộ truyền đai răng .................................................................................. 61

X. Chọn ổ lăn trục mâm ............................................................................................... 66
XI.

Chọn thiết bị ......................................................................................................... 69

1. Chọn cảm biến nhiệt độ nước .................................................................................. 69
2. Chọn ống nối cảm biến ............................................................................................ 70
3. Chọn ống dẫn........................................................................................................... 71
4. Chọn ống khuỷu vuông góc..................................................................................... 71
5. Chọn rắc co .............................................................................................................. 72
SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 4


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

6. Chọn ống nối điện trở (ren trong)............................................................................ 73
7. Giảm đường kính ống .............................................................................................. 74
8. Chọn tay cầm cửa .................................................................................................... 74
9. Chọn chốt cửa .......................................................................................................... 75
10.

Chọn bản lề .......................................................................................................... 76

Chương 5 ........................................................................................................................... 78
Hướng dẫn thao tác trên máy và bảo trì ......................................................................... 78
Chương 6 ........................................................................................................................... 82
Kết luận và hướng phát triển cho đề tài ......................................................................... 82
Tài liệu tham khảo ............................................................................................................. 83
Phụ lục ............................................................................................................................... 85

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 5


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Danh sách bảng biểu
Bảng 3.2.1: So sánh các phương pháp làm sạch truyền thống và hiện đại
Bảng 3.2.2: Quy trình vận hành tiêu chuẩn - rửa và xác nhận đường ống điển hình ví dụ
(Chương trình thực hành tốt nhất về công nghệ môi trường)
Bảng 3.2.3: Thùng chứa hắc ín và xe bồn - Quy trình làm sạch điển hình
Bảng 3.2.4: So sánh chi phí xử lý nước thải
Bảng 4.1: Yêu cầu kỹ thuật thiết kế
Bảng 4.1.1: Yêu cầu kỹ thuật tính toán đầu phun
Bảng 4.1.2: Thông số kỹ thuật vòi phun
Bảng 4.2.1: Thông số tính toán bơm
Bảng 4.2.2: Thông số kỹ thuật bơm
Bảng 4.3.1: Thông số tính toán động cơ mâm quay
Bảng 4.4.1: Thông số tính toán đĩa tách dầu
Bảng 4.4.2: Thông số kỹ thuật bộ phận tách dầu
Bảng 4.5.1: Bảng tra chọn động cơ đĩa tách dầu
Bảng 4.6.1: Thông số tính toán điện trở
Bảng 4.6.2: Thông số kỹ thuật điện trở đốt
Bảng 4.9.1: thông số tính toán bộ truyền đai răng
Bảng 4.9.2: Chọn loại đai theo tốc độ quay và công suất truyền
Bảng 4.9.3: Thông số kỹ thuật bánh đai dẫn
Bảng 4.9.4: Thông số kỹ thuật bánh đai bị dẫn

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 6


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Bảng 4.10.1: Thông số kỹ thuật ổ đũa côn
Bảng 4.11.1: Thông số kỹ thuật cảm biến nhiệt độ
Bảng 4.11.2: Thông số kỹ thuật ống nối cảm biến
Bảng 4.11.3: Thông số kỹ thuật ống khuỷu
Bảng 4.11.4: Thông số kỹ thuật rắc co
Bảng 4.11.5: Thông số kỹ thuật ống giảm đường kính
Bảng 4.11.6: Thông số kỹ thuật tay cầm cửa
Bảng 4.11.7: Thông số kỹ thuật bản lề cửa
Bảng 5.1: Phương pháp khắc phục sự cố

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 7


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Danh sách hình ảnh
Hình 2.1: Thùng rửa siêu âm

Hình 2.2: Thùng rửa siêu âm
Hình 2.3: Máy rửa phôi sử dụng hơi nước và dầu
Hình 2.4: Các lựa chọn đầu phun áp lực thấp
Hình 2.5: Làm sạch xe đẩy, hoàn thành với Steam-Jet-Cleaner, ống cuộn và giá đựng hóa
chất
Hình 2.6: Đầu lắp có thể tháo rời, thiết bị định vị và bóng phun
Hình 3.1: Máy rửa phôi sử dụng nước nóng phun áp lực thấp
Hình 3.2: Máy tách dầu dùng đĩa
Hình 3.3: Máy tách dầu sử dụng đĩa
Hình 3.4: Máy tách dầu sử dụng ống
Hình 4.1: Đầu phun
Hình 4.2: Bơm của hãng Grundfos
Hình 4.2.2: Thông số kỹ thuật bơm

Hình 4.3: Cụm truyền động mâm
Hình 4.4: Cụm tách dầu
Hình 4.5: Điện trở ống
Hình 4.6: Kích thước điện trở đốt

Hình 4.9: Bộ truyền đai răng
Hình 4.9.2: Bánh đai chủ động

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 8


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Hình 4.9.3: Bánh đai bị động
Hình 4.10: Cảm biến nhiệt độ
Hình 4.10.2: Ống nối cho cảm biến nhiệt độ
Hình 4.10.3: Ống khuỷu vuông góc
Hình 4.10.4: Rắc co
Hình 4.10.5: Ống nối điện trở
Hình 4.10.6: Tay cầm cửa
Hình 4.10.7: Chốt cửa

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 9


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Chương 1
Tổng quan
I.

Nhu cầu xã hội:

Gia công cơ khí là một bước quan trọng trong quá trình chế tạo và hoàn thành sản phẩm.
Hiện nay, cùng với sự phát triển ngày càng nhanh của quá trình công nghiệp hoá, hiện đại
hoá, gia công cơ khí ngày càng được chú trọng và đòi hỏi sự chính xác cao hơn. Đặc biệt
tại Việt Nam, một quốc gia đang phát triển với ngành Cơ khí nói riêng và nền Công
nghiệp nói chung, còn rất non trẻ, việc chú trọng là đầu tư vào từng công đoạn - dù là nhỏ

nhất - là rất cần thiết.
Để gia công, vệ sinh chi tiết cơ khí trước lắp ráp, bảo trì hoặc sau gia công đòi hỏi chi tiết
phải được loại bỏ bụi, chất bám dính, đạt độ sạch theo yêu cầu. Tuy nhiên, hiện nay việc
làm sạch chi tiết tại Việt Nam còn ít được quan tâm, máy móc thiết bị hỗ trợ còn thô sơ.
Để góp phần giải quyết vấn đề này, giải pháp máy rửa phôi đóng vai trò quan trọng trong
việc gia tăng năng suất làm sạch chi tiết, tăng độ đồng đều và chất lượng chi tiết sau khi
làm sạch. Giải pháp này tuy không mới nhưng chưa được quan tâm đúng mức tại Việt
Nam, khi các sản phẩm nội địa còn thô sơ trong khi giá nhập khẩu sản phẩm nước ngoài
còn cao.
II.

Giới thiệu ý tưởng sản phẩm:

Bằng giải pháp máy rửa phôi tự động, giải pháp toàn diện cho vấn đề làm sạch chi tiết
trước và sau khi gia công. Việc áp dụng vào thực tế chỉ còn phụ thuộc vào nhu cầu thực
sự của các phân xưởng, hay nói ngắn gọn là năng suất rửa là bao nhiêu. Công suất của
máy rửa có thể được tuỳ biến theo kích thước chi tiết cần rửa và nhu cầu về tốc độ rửa
của doanh nghiệp.
Trên thế giới hiện có khá nhiều máy rửa phôi với nhiều nguyên lý hoạt động khác nhau
như hệ thống rửa nước kết hợp siêu âm, hệ thống phun hơi, hệ thống phun nước áp lực
SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 10


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

cao... Tuy nhiên điểm chung giữa các hệ thống này là sử dụng lãng phí nước và không áp

dụng được cho các chi tiết có cấu tạo phức tạp.
Sự khác biệt lớn nhất giữa hệ thống rửa phôi tự động này là khả năng bơm nước tuần
hoàn và thay đổi góc phun tự động, giúp rửa sạch các chi tiết phức tạp nhưng vẫn tiết
kiệm nước rửa. Góp phần giảm chi phí nhưng tăng chất lượng làm sạch.
III.

Ý nghĩa của sản phẩm đối với cuộc sống:

Hệ thống rửa phôi hứa hẹn lọc sạch chất thải bẩn và chất thải ô nhiễm khi thải ra môi
trường, đồng thời giảm lượng nước tiêu hao trong quá trình rửa nhưng vẫn dảm bảo được
độ sạch của chi tiết cần rửa.
Với các ưu điểm vượt trội như tiết kiệm không gian, lắp đặt dễ dàng, điều khiển đơn giản,
tiết kiệm chi phí, tăng thu nhập, dễ dàng nhân rộng, dễ dàng di dời, hoạt động ổn định và
dễ dàng bảo trì. Chúng tôi tin rằng không lâu nữa hệ thống này sẽ bao phủ rộng khắp các
địa bàn cả nước.
IV.

Nhiệm vụ thiết kế:

Thiết kế hệ thống rửa phôi tự động tiết kiệm nước và rửa sạch được các chi tiết phức tạp.
V.

Mục đích thương mại chính của sản phẩm:

• Tăng năng suất rửa chi tiết máy, giảm chi phí đầu tư.
• Tiết kiệm tối đa thời gian làm sạch.
• Tiết kiệm tối đa nguồn nước sử dụng.
• Dễ dàng lắp đặt.
• Vận hành đơn giản.
• Bền bỉ và dễ dàng bảo trì, thay thế.

VI.

Thị trường mục tiêu:

• Các xưởng, doanh nghiệp gia công cơ khí vừa và nhỏ có nhu cầu đầu tư hệ thống
làm sạch chi tiết máy.
SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 11


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

• Các cơ sở sửa chữa, bảo trì cần công đoạn làm sạch chi tiết.
• Cơ sở đúc, cần rửa, làm sạch thành phẩm sau đúc
• Cơ sở sơn, cần làm sạch chi tiết trước khi sơn.
VII.

Yêu cầu thiết kế:

• Dễ lắp đặt, dễ vận hành.
• Chi phí phù hợp.
• Hệ thống hoạt động ổn định, êm ái.
• Dễ dàng sửa chữa, bảo trì, thay thế.
• An toàn cho người vận hành.
• Sử dụng nước
• Có bộ phận làm nóng nước
• Có hệ thống lọc, sử dụng nước tuần hoàn

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 12


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Chương 2
Tìm hiểu các phương pháp hiện hành
I.

Tìm hiểu về các giải pháp làm sạch hiện hành

1. Máy rửa sử dụng siêu âm
Máy Rửa siêu âm (Bể rửa siêu âm) nhờ có sóng siêu âm tạo ra sự khuẩy động
trong môi trường chất lỏng thành sủi bong bóng dưới áp suất cao sẽ tiếp xúc lên bề
mặt sản phẩm và làm sạch các chất dơ bẩn, rác bụi, dầu, mỡ.
• Thuận lợi & an toàn của máy rửa siêu âm:
-

Thời gian được điều chỉnh trong khoảng từ 1-20 phút tùy vào từng trường hợp

khác nhau.
-

Nhiệt độ hoạt động từ 20-80 độ C

-

Máy rửa và vỏ máy được làm bởi thép

không gỉ
-

Vỏ máy làm bằng thép không gỉ thì bền

và dễ làm sạch
-

Có hệ thống thoát nước tiện lợi

-

Dễ vận hành

-

Tuổi thọ của máy lâu hơn

-

Mức ồn thấp

-

Phù hợp với việc vận hành liên tục

-

Tần số được điều chỉnh tự động với công suất phát ra lớn nhất, mức chất lỏng,

Hình 2.1: Thùng rửa siêu âm

nhiệt độ hay các thiết bị cần làm sạch độc lập
• Ứng dụng của máy rửa siêu âm:
SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 13


Luận văn tốt nghiệp

-

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Làm sạch các thiết bị thông tin liên lạc, thiết bị điện, các linh kiện điện tử, các
bảng vi mạch. Ngoài ra còn có tác dụng tẩy sạch các vết nhựa hàn colophon, các
loại chip và các linh kiện điện tử khác, các
vệt rỉ, dầu mỡ trên máy móc, bộ lọc bằng
kim loại…
- Làm sạch các thiết bị quang học: khung
kính, ống kính, dụng cụ quang học.
- Làm sạch các loại trang sức, vàng bạc,
đá quý, ngọc bích, các loại phụ kiện, đồng
hồ, kính mắt, dây chuyền, chìa khóa, răng
giả, đồ chơi trẻ em…

Hình 2.2: Thùng rửa siêu âm
-

Bảo dưỡng, tân trang các thiết bị văn phòng: làm sạch các vòi phun mực máy in,
đầu phun, bút, bàn chải…

-

Khử trùng, làm sạch các thiết bị y tế, dụng cụ phẫu thuật.

-

Được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khoáng sản, trường đại học,
viện nghiên cứu, các đơn vị khảo cổ học, dụng cụ phòng thí nghiệm, các thiết bị
kim loại và các sản phẩm nhựa dùng 1 lần.

2. Máy rửa sử dụng nước + dầu
Máy rửa sử dụng hơi là máy rửa công nghiệp được sử dụng nhiều tại các nhà máy có
dây chuyền lắp ráp. Nó có tác dụng làm sạch các chi tiết cơ khí sau khi gia công, động
cơ xe máy, ôtô, động cơ nổ bằng cách sử dụng dung dịch nước + dầu rửa để rửa các
chi tiết nhỏ trước khi lắp ráp. Các chi tiết nhỏ thường có số lượng rất lớn trong dây
chuyền lắp ráp. Vì vậy việc đảm bảo đủ lượng chi tiết để cấp cho hệ thống lắp ráp là
rất quan trọng. Các chi tiết máy móc, cơ khí sau khi gia công, chế tạo bị dính dầu mỡ,
rỉ sắt. Việc làm sạch các chi tiết, sản phẩm nhỏ tốn nhiều thời gian và công sức, nhân
SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 14

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

lực nếu sử dụng phương pháp rửa thủ công. Giải pháp rửa công nghiệp trên máy tự
động cung cấp cho khách hàng đem lại năng suất rửa cao và đảm bảo yêu cầu vệ sinh
bề mặt.

Hình 2.3: Máy rửa phôi sử dụng hơi nước và dầu
• Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy rửa chi tiết nhỏ
Các thiết bị chính của máy rửa (small parts washing machine):
▪ Hệ thống bơm lọc, túi lọc (3 túi).
▪ Bộ vớt váng dầu (oil skimmer).
▪ Giàn phun khí, bộ hút hơi dầu (Mist Collector)
▪ Hệ thống xi lanh piston với hành trình thay đổi được.
- Máy rửa tự động dùng dung dịch nước + dầu rửa để rửa các chi tiết nhỏ trước khi lắp
ráp
- Hệ thống bơm lọc, túi lọc (3 túi), bộ vớt váng dầu (oil skimmer) giúp tuần hoàn
dung dịch rửa tiết kiệm dung dịch rửa tối đa. Máy còn có hệ thống tự động cảnh báo
lọc tắc giúp tăng độ tin cậy khi vận hành máy.
SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 15


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

- Giàn phun khí giúp chi tiết sau khi tẩy rửa được tự động xì khô tại máy.

Bộ hút hơi dầu (Mist Collector) đảm bảo sức khỏe cho người lao động và môi trường
xung quanh
- Hệ thống xi lanh piston tốc độ và hành trình dịch chuyển được thay đổi cho phù hợp
với yêu cầu tẩy rửa từng loại chi tiết có đường kính khác nhau.
- Máy có hai chế độ thao tác tự động và bằng tay, các nút hiển thị bằng tiếng việt.
- Các thiết bị điện làm việc được trong môi trường dầu. Hệ thống công tắc, đèn báo
giúp người điều khiển dễ nhận biết được các hoạt động của máy nhanh chóng kịp
thời.
II.

Tìm hiểu về làm sạch sử dụng nước áp lực thấp

Hầu hết các vấn đề làm sạch có thể được giải quyết thành công với chất lỏng áp suất thấp,
tức là nước nóng hoặc lạnh (2 - 50 bar), có hoặc không có phụ gia hóa học. Phương pháp
làm sạch này đã được sử dụng trong ngành sản xuất bia trong hơn 200 năm để loại bỏ sự
bẩn nặng từ các thùng lên men. Các phương pháp làm sạch truyền thống bao gồm 'đổ
đầy, đun sôi và đổ' thủ công hoặc sử dụng một dạng đầu phun nguyên thủy được gọi là
'ống sà lan', đơn giản là một ống kim loại có một số lỗ. Trong thời gian gần đây, việc làm
sạch áp suất thấp trở nên tinh vi hơn khi nhiều ngành công nghiệp chế biến bị ảnh hưởng
bởi việc luật pháp về môi trường khắt khe hơn, sức khỏe và an toàn, với nhu cầu về chất
lượng cao hơn.
1. So sánh các phương pháp làm sạch truyền thống và hiện đại:

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 16


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Bảng 3.2.1: So sánh các phương pháp làm sạch truyền thống và hiện đại
Bảng trên cho thấy rõ sự khác biệt, về thời gian, chi phí, hiệu quả làm sạch và tính nhất
quán giữa các phương pháp làm sạch cơ bản nhất và tinh vi hơn. Mỗi ứng dụng làm sạch
là khác nhau và nên được đánh giá theo các yếu tố được liệt kê. Bốn phương pháp đầu
tiên là sử dụng nhiều lao động, bốn phương pháp sau được tự động hóa.
Có 4 loại chính của hệ thống làm sạch áp lực thấp:
▪ Clean-in-Place (CIP) là tên được đặt cho một hệ thống giúp làm sạch một nhà máy
có từ "tại chỗ". Thuật ngữ này bao gồm các thiết bị làm sạch chuyên dụng hoặc
một hệ thống di động có thể được chuyển từ nơi này sang nơi khác

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 17


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

▪ Clean-out-of-Place (COP) đề cập đến việc sử dụng tủ làm sạch hoặc hệ thống rửa
đường hầm 'dòng chảy' bán tự động hoặc vận hành thủ công, để làm sạch các vật
dụng riêng lẻ như mc và trống và các bộ phận cấu thành của tất cả các hình dạng
và kích cỡ
▪ Khử trùng tại chỗ (SIP) là việc sử dụng các hóa chất đặc biệt và nước nóng ở nhiệt
độ quy định để loại bỏ vi khuẩn và các chất có hại khác. Các thủ tục SIP thường
được thực hiện cùng với chương trình CIP.
▪ Các hệ thống rửa chung, chủ yếu là các ứng dụng làm sạch bề mặt và nhà máy.
Trongnhiều trường hợp điều này sẽ tạo thành một phần của bản cài đặt CIP hoặc

COP.
• Hệ thống sạch tại chỗ (ClP).
Các hệ thống CIP khác nhau từ hướng dẫn sử dụng đơn giản đến cài đặt hoàn toàn tự
động, bao gồm:
2. Hệ thống ClP thủ công. Ở dạng cơ bản, một hệ thống CIP được vận hành thủ công,
sẽ bao gồm:
▪ Bộ phận bơm - có thể là màng ngăn đôi (khí nén), ly tâm (tốc độ cao hoặc
nhiều tầng), thay vào đó là một thiết bị trộn nước hơi
▪ Thiết bị định vị - có thể là một chiều dài đơn giản của đường ống cứng với
kết nối mặt bích sử dụng các lỗ phun hiện có hoặc bố trí phức tạp hơn bằng
cách sử dụng thiết bị định vị phổ quát được trang bị cho một đường dẫn
hiện có
▪ Đầu làm sạch - trục đôi hoặc đơn, cố định hoặc xoay.
Loại hệ thống này có chi phí thấp và có thể được sử dụng như một hệ thống
chuyên dụng, nghĩa là, với các đầu làm sạch được gắn vĩnh viễn bên trong ống
hoặc di động, theo đó bộ phận bơm sẽ di động và đầu làm sạch / thiết bị định vị
được chuyển từ ống này sang ống khác. Trình tự làm sạch sẽ được chọn thủ công

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 18


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

và dựa trên 'tổng tổn thất' tức là. Sau khi sử dụng, dung dịch rửa được thải vào hệ
thống xử lý nước thải hoặc thải trực tiếp..
3. Hệ thống tự động hoặc bán tự động (elP). Các tính năng bao gồm:

Chương trình bán tự động hoặc được chọn thủ công sẽ chọn ống được rửa, tức là
dung dịch tẩy rửa. nước nóng hoặc lạnh, nhiệt độ và phụ gia hóa học nếu cần thiết.
Chương trình cũng sẽ bao gồm số lượng vị trí rửa, áp suất, tốc độ dòng chảy và thời
gian chu kỳ trong từng trường hợp theo loại cặn bẩn và tiêu chuẩn làm sạch
Các thiết bị làm sạch phù hợp, đầu cố định hoặc xoay và HỆ THỐNG VÒI PHUN
ÁP LỰC THẤP
Trong trường hợp hệ thống thu hồi chất lỏng rửa, có thể bao gồm hệ thống lọc và xử
lý nước thải.
4. Hệ thống khử trùng tại chỗ (SIP). Nếu cần, hệ thống SIP có thể được tích hợp vào
chương trình CIP đầy đủ. Khử trùng được thực hiện để đảm bảo loại bỏ tất cả vi
khuẩn bằng cách sử dụng nhiệt, thường ở dạng hơi nước ở nhiệt độ 125 ° C trong
khoảng thời gian 30 phút. Hơi nước thường được bơm qua các thiết bị làm sạch,
điều này có ưu điểm là khử trùng đường ống và đầu và thay thế bất kỳ không khí
nào hiện diện, một điều kiện tiên quyết quan trọng trước khi quá trình khử trùng.
Khi hoàn thành, đường ống phải được làm mát. Thông thường, điều cần thiết là tất
cả độ ẩm được loại bỏ, hầu hết trong số đó sẽ bị 'lóe lên trên bề mặt nóng. Trong
trường hợp ống có vỏ, nhiệt có thể được tái sử dụng, trong các tình huống khác có
thể sử dụng chân không. Để duy trì tính vô trùng, hơi nước cần được thay thế bằng
nitơ ego để duy trì áp suất dương trong hệ thống.

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 19


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Hình 2.4: Các lựa chọn đầu phun áp lực thấp

5. Hệ thống Clean-out-of Place (COP). Loại hệ thống này được sử dụng cho các mặt
hàng có thể được vận chuyển dễ dàng. Trạm làm sạch thường bao gồm một khoang
kín được trang bị các dịch vụ thường được yêu cầu để làm sạch như hơi nước, cống,
nước có áp suất có hoặc không có phụ gia hóa học và có thể là thiết bị điện. Tùy
thuộc vào kích thước của các bộ phận liên quan, các cơ sở làm sạch sẽ bao gồm các
buồng rửa mở cho các vật dụng lớn hơn, như thùng chứa, đến tủ cho các vật dụng
nhỏ hơn. Tổng ngăn chặn có thể là một tính năng thiết yếu tùy thuộc vào sản phẩm.
Một tủ rửa đơn giản sẽ bao gồm một tủ bằng thép không gỉ mở phía trước với cửa ra
vào, các vòi phun cố định được bố trí xung quanh bên trong. Các thành phần nhỏ
hơn sẽ được lưu trữ trong giá đỡ và có thể được làm sạch bằng súng phun cầm tay
hoặc bằng vòi phun cố định. Một số công ty sử dụng các kỹ thuật làm sạch siêu âm
khá thành công, đặc biệt đối với các thành phần nhỏ hơn.
Thông thường, một chương trình rửa được chọn thủ công sẽ được sử dụng nếu số
lượng liên quan là nhỏ. Trong trường hợp số lượng lớn hơn, tủ sẽ có bộ điều khiển
PLC cơ bản để chọn chu kỳ thời gian rửa, nhiệt độ nước và phụ gia hóa học. Nước
rửa được xử lý hoặc lọc để tái sử dụng.

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 20


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Các hệ thống rửa liên tục được vận chuyển nội tuyến, bao gồm một hệ thống xử lý
được cơ giới hóa với trình tự rửa được lập trình để làm sạch bên trong và bên ngoài
các vật phẩm có thiết kế tương tự. Các trạm thường sẽ bao gồm một cụm tái chế
nước. Một hệ thống như vậy sẽ phù hợp để rửa khối lượng lớn thùng hoặc thùng

chứa. Hệ thống rửa hoàn toàn tự động có thể có tới năm giai đoạn: Làm sạch trước Phun chất tẩy rửa - Phun nước nóng - Rửa sạch nước - Sấy khô.
6. Các ứng dụng CIP, COP và SIP
Mặc dù việc làm sạch tại chỗ dưới hình thức này hay hình thức khác đã được sử
dụng trong một số ngành công nghiệp trong nhiều năm, nhưng chỉ trong vòng 10-15
năm qua, khái niệm này đã được công nhận là một thực tế và, trong nhiều trường
hợp, một phần thiết yếu của trình tự quá trình. Hiện tại, khách hàng thường khẳng
định rằng các tính năng CIP, COP và SIP được bao gồm trong các thiết kế của tất cả
các nhà máy và thiết bị mới khi thích hợp, bao gồm:
▪ Công nghiệp dược phẩm, công nghệ sinh học và hóa chất tốt(Nhà máy mỹ
phẩm cũng bao gồm trong thể loại này)

Hình 2.5: Làm sạch xe đẩy, hoàn thành với Steam-Jet-Cleaner, ống cuộn và
giá đựng hóa chất.
SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 21


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Các kỹ thuật CIP, COP và SIP đã tạo ra một thế hệ công nghệ làm sạch mới.
Hầu hết các ứng dụng liên quan đến việc làm sạch bên trong các loại tàu
bằng cách sử dụng các đầu làm sạch xoay cố định, quay tự do hoặc có kiểm
soát để sử dụng trong quá trình mà không cần mở tàu. Trong ngành công
nghệ sinh học, người ta thường thiết kế mỗi đầu làm sạch cho một tàu cụ thể,
điều này là do thực tế là các tàu thường có kích thước khá nhỏ 100 đến 1000
lít, vòi phun bị hạn chế và có thể cần phải tập trung mô hình phun trên một
khu vực cụ thể để đạt được tiêu chuẩn cao củavệ sinh sạch sẽ. Đầu thích hợp

cũng có thể được sử dụng để phân phối hơi nước hoặc nước nóng cho mục
đích SIP. Bản chất của ứng dụng sẽ xác định xem nước nóng, lạnh có hoặc
không có phụ gia hóa học là cần thiết. Trong một số trường hợp, làm sạch
dung môi có thể là phương tiện hiệu quả duy nhất để loại bỏ các cặn lắng
không mong muốn. Một trong những tính năng chính của việc làm sạch nhà
máy dược phẩm là tiêu chuẩn về độ sạch cần thiết, điều này được chi phối
bởi loại sản phẩm, quy trình và bất kỳ ý nghĩa quy định nào. Về mặt này,
công ty sản xuất có thể cần phải chứng minh rằng hành động làm sạch có thể
lặp lại và có khả năng đạt được các tiêu chuẩn được xác định trước. Một yếu
tố quan trọng là phạm vi bảo hiểm tức là khả năng của các máy phun làm
sạch tiếp cận tất cả các bộ phận của đường ống.

SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 22


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Hình 2.6: Đầu lắp có thể tháo rời, thiết bị định vị và bóng phun
Nhiều tàu cũ nói riêng, có phụ kiện nội bộ bao gồm; vách ngăn. Chúng tạo ra 'vùng tối',
cùng một vấn đề áp dụng cho trục và cánh khuấy. Vị trí và số lượng đầu làm sạch rất
quan trọng, đầu xoay có xu hướng hiệu quả hơn đầu cố định để che phủ và áp lực cao
hơn tạo ra hành động làm sạch phản chiếu xung quanh vật cản. Các giá trị tác động khác
nhau cho các loại thiết bị làm sạch khác nhau được thể hiện trong bảng dưới.
Một phương pháp kiểm tra phạm vi bảo vệ là che phủ bề mặt tàu bằng 'Riboflavin', hoặc
lớp phủ nhân chứng tương tự, sau đó thực hiện CIP, sau đó là kiểm tra trực quan bằng
đèn UV. Một phương pháp khác là sử dụng các kỹ thuật CAD (thiết kế hỗ trợ máy tính)

để mô phỏng hành động làm sạch.
Các kỹ thuật làm sạch khác có sẵn trong Chương 8. Đường ống thường được làm sạch
bằng cách xả bằng dung dịch rửa thích hợp sử dụng tốc độ dòng chảy tối thiểu 1,5m/s.
Đây là một con số thực nghiệm được tìm thấy để tạo ra một lượng tối ưu của nhiễu loạn
mà không tạo ra một sự sụt giảm áp lực quá mức. Ngoài ra, một số công ty đã sử dụng
các kỹ thuật 'pigging' với một số thành công.
SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 23


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Đối với các hệ thống COP, thép không gỉ, tủ được nạp thủ công cho các thành phần nhỏ
là khá phổ biến. Trong hầu hết các ứng dụng COP, việc ngăn chặn và an toàn cho người
vận hành là rất quan trọng trong quan điểm về các hoạt chất độc hại liên quan đến nhiều
quy trình sản xuất dược phẩm. Các nhà máy chịu sự kiểm soát theo quy định bắt buộc
phải chính thức hóa chương trình làm sạch của họ, điều này thường liên quan đến việc
sử dụng quy trình được gọi là Quy trình vận hành tiêu chuẩn (SOP), một ví dụ được thể
hiện trong Hình 6 và tuân thủ nghiêm ngặt các hướng dẫn đã thiết lập

Bảng 3.2.2: Quy trình vận hành tiêu chuẩn - rửa và xác nhận đường ống điển hình ví dụ
(Chương trình thực hành tốt nhất về công nghệ môi trường)
SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 24

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: ThS. Vũ Như Phan Thiện

Do sự thay đổi trong thông số kỹ thuật của sản phẩm, các quy trình này chỉ dành cho
hướng dẫn. Khi nghi ngờ, nên có lời khuyên từ nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp sản
phẩm. Clorua có thể làm hỏng nghiêm trọng thép không gỉ. Dung môi clo không được
khuyến cáo sử dụng với thép không gỉ. Nếu việc sử dụng các dung môi này là cần thiết,
nhiệt độ tối đa không được vượt quá 30 độ C. Loại bỏ cặn, rửa sạch và sau đó sấy khô.

Bảng 3.2.3: Thùng chứa hắc ín và xe bồn - Quy trình làm sạch điển hình
SVTH: Nguyễn Khắc Duy

Trang 25