Un système de nettoyage en place correctement dimensionné aide à restaurer les performances de la membrane d'osmose inverse sans retirer les éléments de la membrane de leurs récipients sous pression.

Si le réservoir ou la pompe CIP est trop petit, la solution de nettoyage peut ne pas atteindre toutes les surfaces de la membrane. Un système surdimensionné augmente le coût de l'équipement, la consommation de produits chimiques et le volume des eaux usées. Par conséquent, Dimensionnement du système RO CIP industriel doit être basé sur la disposition de la membrane, le volume du récipient sous pression, la capacité de la tuyauterie et le débit de nettoyage requis.

 

Qu'est-ce qu'un système RO CIP?

Un système CIP fait circuler une solution chimique préparée à travers les récipients à membrane RO à débit, pression et température contrôlés.

Un système de nettoyage de membrane RO typique comprend :

• •Réservoir de nettoyage CIP
• •Pompe de circulation CIP
• •Filtre à cartouche
• •Chauffage électrique ou bobine de chauffage
• •Instruments de température et de pH
• •Tuyaux d'alimentation et de retour
• •Vannes d'isolement et de vidange
• •Tuyaux résistants aux produits chimiques ou tuyauterie fixe

Le patin CIP doit permettre à la solution de nettoyage de circuler dans le système à membrane sans entrer dans le réservoir d'eau de produit normal.

 

Quand une usine RO industrielle a-t-elle besoin d'un nettoyage CIP?

Les membranes RO nécessitent normalement un nettoyage chimique lorsque les données de fonctionnement montrent un changement de performance normalisé significatif.

Les signes avant-coureurs courants comprennent :

• •Le débit de perméat normalisé diminue d'environ 10 %
• •La pression différentielle normalisée augmente d'environ 15 %
• •Le passage normalisé du sel augmente d'environ 5 % à 10 %
• •La pression alimentaire continue d'augmenter
• •La conductivité du perméat devient instable
• •Le rinçage ne peut plus restaurer les performances normales

Ces valeurs sont des indicateurs généraux. La décision finale de nettoyage doit suivre les recommandations du fabricant de membranes et les données de fonctionnement normalisées.

Attendre trop longtemps peut rendre l'encrassement de la membrane plus difficile à éliminer.

 

1. Identifier la configuration de la membrane RO

Avant de dimensionner le système CIP, collectez les informations suivantes :

• •Capacité de l'usine RO
• •Modèle et diamètre de la membrane
• •Nombre d'éléments de membrane
• •Nombre de récipients sous pression
• •Éléments installés dans chaque navire
• •Nombre d'étapes RO
• •Alimenter et concentrer le volume de la tuyauterie
• •Si les différents trains RO seront nettoyés séparément
• •Flux de nettoyage recommandé par le fabricant de membranes

Une installation RO de 20 m³ / h et une installation RO de 80 m³ / h ne nécessitent pas nécessairement de systèmes CIP proportionnels à leurs capacités produit-eau. La taille réelle dépend principalement du nombre de vaisseaux à membrane nettoyés à la fois.

 

2. Décidez du nombre de vaisseaux membranaires à nettoyer

Les grandes installations RO sont généralement divisées en étages ou en groupes de nettoyage. Le nettoyage de l'installation complète simultanément peut nécessiter un réservoir et une pompe CIP inutilement grands.

Les options courantes incluent :

 

Nettoyer une étape à la fois

Chaque étage RO est nettoyé séparément. Cette approche réduit le débit CIP requis et la capacité du réservoir.

Il convient pour :

• •Grandes installations RO industrielles
• •Systèmes à étages membranaires multiples
• •Plantes avec différents types d'encrassement à chaque étape

 

Nettoyer un train RO à la fois

Les usines avec deux trains RO indépendants ou plus peuvent nettoyer un train pendant que les autres restent en service.

Cela fournit une redondance opérationnelle et réduit les interruptions de production.

 

Nettoyage du système RO complet

Les petits systèmes RO peuvent être nettoyés en un seul circuit si la pompe et le réservoir CIP peuvent fournir un débit et un volume de solution suffisants.

Les groupes de nettoyage doivent être confirmés avant de sélectionner l'équipement CIP.

 

3. Calculer la capacité du réservoir CIP

Le réservoir CIP doit contenir suffisamment de solution de nettoyage pour remplir :

• •Les récipients sous pression à membrane
• •Tuyauterie d'alimentation CIP
• •Tuyauterie de retour CIP
• •Boîtiers de filtre associés
• •Conduites de pompe et de raccordement
• •Une réserve de fonctionnement minimale au-dessus de l'aspiration de la pompe

Un calcul pratique est :

Volume de fonctionnement du réservoir CIP = volume interne du circuit de nettoyage + réserve de fonctionnement minimale

Une allocation de sécurité appropriée devrait ensuite être ajoutée pour tenir compte des différences de tuyauterie, des pertes de drainage et du fonctionnement stable de la pompe.

Le réservoir ne doit pas être dimensionné uniquement en fonction du nombre de membranes. Le volume interne de tous les tuyaux et composants de la boucle de nettoyage sélectionnée doit également être pris en compte.

 

Exemple de dimensionnement du réservoir

Supposons que le circuit de nettoyage sélectionné contienne :

• •Récipients sous pression et espaces membranaires : 600 L
• •Tuyauterie d'alimentation et de retour CIP : 180 L
• •Filtre à cartouche et tuyaux de raccordement : 70 L
• •Réserve de fonctionnement minimale de la pompe : 250 L

Le volume de travail minimum est :

600 + 180 + 70 + 250 = 1 100 L

Après avoir ajouté une allocation d'exploitation appropriée, un réservoir CIP d'environ 1 300-1 500 L peut être envisagé.

Ceci n'est qu'un exemple. La capacité finale du réservoir doit être confirmée en utilisant la disposition réelle de l'équipement et les exigences du fabricant de membranes.

 

4. Taille de la pompe de circulation CIP

La pompe CIP doit fournir un débit transversal suffisant pour éliminer les dépôts de la surface de la membrane. Cependant, la pression de nettoyage doit rester suffisamment faible pour éviter de produire un perméat important pendant le nettoyage.

La sélection de la pompe doit prendre en compte :

• •Débit de nettoyage requis par récipient sous pression
• •Nombre de navires nettoyés simultanément
• •Perte de pression à travers les membranes
• •Perte de frottement du tuyau
• •Chute de pression cartouche-filtre
• •Différence de hauteur statique
• •Température requise
• •Compatibilité chimique

Le calcul du débit de base est :

Débit de la pompe CIP = débit recommandé par récipient × nombre de récipients nettoyés simultanément

Le manuel de nettoyage du fabricant de la membrane doit être utilisé pour déterminer le débit requis pour le modèle de membrane sélectionné.

L'installation d'un variateur de fréquence permet aux opérateurs de commencer à faible débit et d'augmenter progressivement la circulation pendant le nettoyage.

 

5. Confirmez la pression de pompe requise

Le nettoyage de la membrane RO est normalement effectué à basse pression. L'objectif est de faire circuler la solution de nettoyage sur la surface de la membrane plutôt que de produire de l'eau purifiée.

La pompe CIP doit surmonter :

• •Résistance aux canaux membranaires
• •Résistance cartouche-filtre
• •Pertes de tuyaux et de vannes
• •Différences d'altitude

Une pression excessive peut forcer les produits chimiques de nettoyage à traverser la membrane et réduire l'efficacité du nettoyage. Par conséquent, la sélection de la pompe doit être basée à la fois sur le débit et la charge dynamique totale.

Des manomètres doivent être installés aux points d'alimentation et de retour du CIP pour surveiller la pression pendant le nettoyage.

 

6. Sélectionnez le filtre à cartouche CIP

Un filtre à cartouche est normalement installé dans la ligne de retour ou d'alimentation du CIP pour capturer les contaminants retirés des membranes RO.

Le filtre devrait :

• •Gérer le flux de circulation complet du CIP
• •Utiliser des matériaux chimiquement compatibles
• •Avoir un indice micronique approprié
• •Permettre un remplacement facile des cartouches
• •Inclus des manomètres d'entrée et de sortie

Le boîtier du filtre et les cartouches doivent tolérer les produits chimiques de nettoyage et la température de fonctionnement.

 

7. Considérez les exigences de chauffage

L'efficacité du nettoyage peut s'améliorer lorsque la solution chimique est maintenue dans la plage de températures recommandée par le fabricant de la membrane.

La capacité du chauffage dépend de :

• •Volume de solution CIP
• •Température initiale de l'eau
• •Température de nettoyage cible
• •Temps de chauffage requis
• •Perte de chaleur du réservoir et de la tuyauterie

Un devis de chauffage simplifié est :

Énergie de chauffage = masse de la solution × capacité thermique spécifique × augmentation de la température

Le réservoir CIP doit inclure un contrôle de la température pour éviter la surchauffe, qui peut endommager les membranes RO.

 

8. Choisissez des matériaux compatibles avec les produits chimiques

L'équipement CIP peut entrer en contact avec des solutions de nettoyage acides et alcalines. Les matériaux appropriés peuvent inclure :

• •Acier inoxydable
• •PRF
• •Polypropylène
• •PEHD
•  •Tuyauterie UPVC ou CPVC
• •Joints et joints résistants aux produits chimiques

Le choix des matériaux doit être basé sur les produits chimiques de nettoyage, la concentration et la température de fonctionnement maximale.

 

9. Planifier la disposition de la tuyauterie CIP

Le système CIP devrait inclure des connexions d'alimentation, de retour, de rinçage et de vidange clairement définies.

La disposition devrait permettre aux opérateurs de :

• •Isoler le système RO de la production normale
• •Faire circuler les produits chimiques dans la bonne direction
• •Faites tremper les membranes si nécessaire
• •Retournez la solution dans le réservoir CIP
• •Vidanger la solution de nettoyage usagée en toute sécurité
• •Rincer le système avec de l'eau de qualité appropriée

Les tuyaux CIP doivent être suffisamment grands pour maintenir le débit de nettoyage requis sans vitesse excessive ni perte de pression.

 

Liste de contrôle de dimensionnement du système RO CIP typique

 

Erreurs de dimensionnement CIP courantes

Évitez les problèmes suivants lors de la conception d'un Système de nettoyage CIP à membrane RO:

• •Dimensionnement du réservoir uniquement en fonction de la capacité de production RO
• •Ignorer le volume des longs pipelines CIP
• •Sélection d'une pompe sans vérifier le débit de nettoyage de la membrane
• •Nettoyer trop de récipients sous pression simultanément
• •Utiliser des matériaux incompatibles avec les acides ou les alcalis
• •Fonctionnement à une pression de nettoyage excessive
• •Ne pas réserver le liquide au-dessus de l'aspiration de la pompe
• •Installation d'une tuyauterie de retour sous-dimensionnée
• •Ne fournissant aucune surveillance de la température ou du pH
• •Rejet des eaux usées de nettoyage sans tenir compte des réglementations locales

 

Conclusion

La taille correcte du système CIP dépend principalement du volume du circuit de nettoyage et du nombre de vaisseaux membranaires nettoyés simultanément - pas seulement de la production horaire de l'usine RO.

Le réservoir CIP doit contenir suffisamment de solution pour remplir la boucle de nettoyage complète tout en maintenant un fonctionnement sûr de la pompe. La pompe de circulation doit également fournir le débit de nettoyage recommandé par le fabricant de la membrane à basse pression.

 

Pour un dimensionnement précis, fournissez le modèle de membrane RO, la quantité de membrane, la disposition du récipient sous pression, la disposition de la tuyauterie et les groupes de nettoyage planifiés. Ces détails permettent aux ingénieurs de concevoir un système CIP efficace et pratique pour l'usine RO industrielle.