سیستم CIP چیست و چگونه کار می کند؟

سیستم CIP یک روش تمیز کردن سطوح داخلی لوله‌ها، مجراها، تجهیزات فرآوری، فیلترها و اتصالات مرتبط در کارخانجات، بدون نیاز به نیروی انسانی، دخالت دست و همچنین جداسازی بخش یا بخش‌هایی از دستگاه با استفاده از یک محلول ضدعفونی سطح بالا است. با توجه به الزامات سخت‌گیرانه بهداشتی در صنایع مختلف، به‌ویژه در صنایعی که به‌طور مستقیم با مواد خوراکی، دارویی و بهداشتی در ارتباط هستند، استفاده از سیستم‌های CIP به یک ضرورت انکارناپذیر تبدیل شده است. صنایعی همچون لبنیات، نوشیدنی‌ها، غذاهای فرآوری‌شده، داروسازی و تولید محصولات آرایشی و بهداشتی نیازمند بالاترین استانداردهای بهداشتی هستند تا از آلودگی‌های میکروبی، شیمیایی و فیزیکی جلوگیری شود و کیفیت و ایمنی محصول نهایی تضمین گردد. لذا در این مقاله به بررسی انواع روش های CIP و معرفی ضدعفونی کننده موثر فوداسیب پرداخته می شود.

همچنین بخوانید:

♣ سیستم شستشوی CIP یا شستشو در محل

♣ ضدعفونی کننده های رایج در صنایع غذایی و لبنی و عملکرد آن ها

ضرورت وجود سیستم های CIP

سیستم CIP برگرفته از سه کلمه Cleaning in place است که به معنای شستشو در محل (شستشو سرخود) است. CIP می‌تواند برای تمیزکردن سریع، کارآمد و قابل اطمینان تمام فرآیندهای کارخانه مورد استفاده قرار گیرد. خطوط CIP در صنایع غذایی و آشامیدنی یک امتیاز بسیار مهم به حساب می آید. این روش سریع و به مراتب قابل تکرارتر از روش‌های دیگر است.

عملکرد کلی سیستم CIP

این سیستم بسته، با به گردش درآوردن محلول‌های گندزدای سطح بالا در یک تایم مشخص، آنها را ضدعفونی و عاری از وجود عوامل میکروبی می‌کنند. سیستم‌های اتوماتیک CIP از لحاظ ساختار، عملیات و سطح اتوماسیون با یکدیگر متفاوت هستند. در واقع مراحل سیستم شستشو بستگی به خطوط تولید ماده غذایی موردنظر دارد. اما عمدتا از چهار نوع مایع سود، اسید، آب داغ و آب استریل بهره می‌برند که در دو نوع خطوط رفت و برگشت قابل طراحی است. بسیاری از شرکت‌ها و کارخانه‌ها در تلاش هستند تا از طریق کاهش زمان عملیات و همچنین کاهش مصرف آب و مواد شیمیایی باعث بهبود عملیات سیستم CIP شوند.

انواع سیستم CIP

سیستم‌های CIP (Cleaning In Place) به‌منظور شستشو و ضدعفونی تجهیزات صنعتی بدون نیاز به جداسازی قطعات به کار می‌روند و نقش بسیار مهمی در صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی ایفا می‌کنند. این سیستم‌ها باعث افزایش سطح بهداشت، کاهش زمان توقف خط تولید، صرفه‌جویی در مصرف آب و مواد شوینده و همچنین افزایش ایمنی اپراتورها می‌شوند. به‌طور کلی، سیستم‌های CIP به دو روش اصلی عملیات تمیزکاری و ضدعفونی را انجام می‌دهند: سیستم Single Pass و سیستم گردشی (Recirculation).

سیستم Single Pass:

در این روش، محلول پاک‌کننده تنها یک بار از داخل تجهیزات عبور داده می‌شود و پس از انجام عملیات شستشو، محلول مصرف‌شده تخلیه می‌گردد. این سیستم معمولاً شامل چند مرحله متوالی است. ابتدا مرحله پیش‌آبکشی با آب انجام می‌شود تا آلودگی‌های درشت، ذرات باقی‌مانده محصول و رسوبات سطحی از داخل خطوط لوله و تجهیزات حذف شوند. در برخی موارد، در این مرحله مقدار مشخصی محلول ضدعفونی‌کننده نیز تزریق می‌شود تا بار میکروبی اولیه کاهش یابد.

پس از آن، ماده شوینده اصلی با دما، غلظت و زمان کنترل‌شده وارد سیستم می‌شود تا چربی‌ها، پروتئین‌ها و سایر آلودگی‌های چسبیده به سطوح داخلی به‌طور کامل جدا شوند. در نهایت، مرحله آبکشی نهایی با آب تمیز انجام می‌گیرد تا باقی‌مانده مواد شوینده و ضدعفونی‌کننده از سیستم خارج شود. این روش به دلیل سادگی طراحی و اجرای آسان، برای خطوطی که حساسیت بالایی ندارند یا نیاز به بازیافت محلول شوینده ندارند، مناسب است، اما مصرف آب و مواد شیمیایی در آن نسبتاً بیشتر است.

سیستم گردشی (Recirculation):

در این روش، محلول تمیزکننده ابتدا در یک تانک مجزا تهیه و ذخیره می‌شود و سپس با استفاده از پمپ‌ها در داخل تجهیزات و خطوط لوله به گردش درمی‌آید. این گردش پیوسته تا پایان چرخه شستشو ادامه پیدا می‌کند تا اثرگذاری مواد شوینده به حداکثر برسد. در این سیستم نیز ابتدا مرحله پیش‌آبکشی برای حذف آلودگی‌های اولیه انجام می‌شود، سپس محلول شوینده به صورت چرخشی در مدار قرار می‌گیرد و پس از رسیدن به سطح مطلوب پاکیزگی، مرحله آبکشی نهایی صورت می‌پذیرد. مزیت اصلی سیستم گردشی، کاهش قابل توجه مصرف آب و مواد شوینده به دلیل استفاده مجدد از محلول تمیزکننده است.

همچنین کنترل دقیق‌تر پارامترهایی مانند دما، زمان تماس و غلظت مواد شیمیایی امکان‌پذیر می‌شود. با این حال، این سیستم به تجهیزات جانبی بیشتری مانند مخازن ذخیره، پمپ‌های قوی‌تر و سیستم‌های کنترلی پیشرفته نیاز دارد و در نتیجه هزینه سرمایه‌گذاری اولیه بالاتری دارد. با وجود این، در خطوط تولید بزرگ و حساس، استفاده از سیستم گردشی به دلیل صرفه‌جویی بلندمدت و افزایش کیفیت شستشو، گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه و کارآمد محسوب می‌شود.

مراحل کار سیستم CIP

مراحلی که معمولاً در سیستم CIP انجام می‌گیرد، شامل چند مرحله متوالی و هدفمند است که هر یک نقش مشخصی در دستیابی به پاکیزگی کامل و بهداشت مطلوب تجهیزات ایفا می‌کنند. این مراحل به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که انواع آلودگی‌های فیزیکی، شیمیایی و میکروبی را به‌صورت مؤثر از سطوح داخلی تجهیزات حذف نمایند. به‌طور کلی، مراحل اجرای فرآیند CIP به شرح زیر است:

1. پیش‌آبکشی با آب پرفشار:

در نخستین مرحله، از آب با فشار مناسب برای زدودن باقی‌مانده مواد اولیه، ذرات معلق، رسوبات سطحی و آلودگی‌های درشت موجود در داخل لوله‌ها و تجهیزات استفاده می‌شود. این مرحله باعث کاهش بار آلودگی اولیه شده و از مصرف بی‌رویه مواد شوینده در مراحل بعدی جلوگیری می‌کند.

2. شستشو با مواد قلیایی:

در این مرحله، محلول‌های شوینده قلیایی به داخل سیستم تزریق می‌شوند تا چربی‌ها، پروتئین‌ها و سایر آلودگی‌های آلی که به سطوح داخلی تجهیزات چسبیده‌اند را در خود حل کرده و از سطح جدا کنند. دما، غلظت محلول و زمان تماس در این مرحله بسیار حائز اهمیت است و تأثیر مستقیمی بر کیفیت نهایی شستشو دارد.

3. آبکشی میانی با آب:

پس از پایان شستشو با مواد قلیایی، تجهیزات با آب تمیز شستشو داده می‌شوند تا باقی‌مانده مواد شوینده قلیایی از سیستم خارج گردد و از تداخل شیمیایی در مرحله بعدی جلوگیری شود.

4. شستشو با مواد اسیدی:

در این مرحله، از محلول‌های اسیدی برای خنثی‌سازی باقی‌مانده مواد قلیایی و حذف رسوبات معدنی نظیر املاح کلسیم و منیزیم استفاده می‌شود. این مرحله به‌ویژه در تجهیزاتی مانند پاستوریزاتورها، مبدل‌های حرارتی و بویلرها که مستعد تشکیل رسوب هستند، اهمیت بسیار بالایی دارد و موجب افزایش راندمان حرارتی و طول عمر تجهیزات می‌شود.

5. آبکشی نهایی با آب سرد:

در آخرین مرحله، سیستم با آب سرد و تمیز به‌طور کامل آبکشی می‌شود تا هرگونه باقی‌مانده مواد شوینده و اسیدی از تجهیزات حذف گردد. این مرحله تضمین می‌کند که هیچ‌گونه اثر شیمیایی نامطلوبی در سیستم باقی نمانده و تجهیزات برای شروع مجدد فرآیند تولید کاملاً آماده و بهداشتی باشند.

اجزای سیستم CIP

قطعاتی که در سیستم‌های CIP مختلف معمولا وجود دارند شامل این موارد است :

• منبع آب
• تجهیزات اندازه‌گیری
• کنترلر PLC
• صفحه نمایش لمسی
• سیستم دوزینگ
• مبدل حرارتی
• تانک ورودی و تانک خروجی
• شیرهای چرخش با قابلیت تغییر دور و فشار و شیرهای اتوماتیک
• پمپ‌های مواد شیمیایی
• نمودار ثبت کننده فرآیند

عوامل موثر بر کارایی سیستم CIP

دمای بالا و مواد شیمیایی در سیستم CIP معمولا برای بهبود فرآیند تمیز کردن به کار می رود. ثابت نگه‌داشتن غلظت ماده شیمیایی، میزان آب مورد استفاده، زمان و دمای شستشو در این سیستم مشکل است. بنابراین زمانی که مشکلی برای سیستم ایجاد شود برای اطمینان از این که حداقل‌های فرآیند تمیز کردن انجام شده است، از مواد شیمیایی، دما، زمان و آب بیشتری استفاده می‌کنند که هزینه‌های زیادی را در بر می‌گیرد.

عواملی که بر روی کارایی سیستم CIP اثر می‌گذارند شامل:

• دمای محلول تمیزکننده: افزایش دما باعث افزایش کارایی می‌گردد در واقع مولکول‌ها با سرعت بیشتری آلودگی را از بین می‌برند.
• غلظت ماده تمیزکننده: با افزایش غلظت ماده شیمیایی تمیز کردن بهتر انجام می‌شود. زیرا قابلیت اتصال ماده با سطح افزایش پیدا می‌کند.
• زمان تماس محلول ضدعفونی کننده با تجهیزات: افزایش زمان تماس باعث افزایش کارایی فرآیند ضدعفونی  می‌گردد.
• فشار ایجاد شده حاصل از محلول ضدعفونی کننده: جریان غیریکنواخت (آشفته) محلول مورد استفاده با ایجاد یک نیروی ساینده آلودگی‌ها را بهتر از بین می‌برد.

انواع ساختار سیستم CIP

ساختار سیستم‌های CIP  متفاوت هستند که بنا به کاربرد آن، مراحل مختلفی را دنبال می کنند. رایج ترین اشکال سیستم های CIP به شکل زیر است:

• تک تانکی: شستشو و آبکشی از طریق یک تانک صورت می‌پذیرد.
• دو تانکی: یکی برای شستشو با آب و دیگری آبکشی است.
• سه تانکی: شستشو با آب، آبکشی و بازیافت از طریق سه تانک متفاوت انجام می‌شود.
• چهار تانکی: شستشو با آب، آبکشی، شستشو با مواد قلیایی، اسیدی، تمیزکننده و بازیافت هر کدام تانک‌‌های جداگانه دارند.

مزایای سیستم CIP

استفاده از سیستم CIP در صنایع تولیدی و فرآوری، مزایای قابل توجهی به همراه دارد که موجب افزایش بهره‌وری، بهبود کیفیت محصول و ارتقای سطح بهداشت می‌شود. این سیستم با خودکارسازی فرآیند شستشو و ضدعفونی تجهیزات، بسیاری از مشکلات روش‌های سنتی و دستی را برطرف کرده و به‌عنوان یکی از مؤثرترین روش‌های نظافت صنعتی شناخته می‌شود.

در ادامه، به برخی از مهم‌ترین مزایای سیستم CIP اشاره می‌شود:

1. عدم نیاز به نیروی انسانی:

در سیستم CIP، تمامی مراحل شستشو و ضدعفونی به‌صورت خودکار و برنامه‌ریزی‌شده انجام می‌گیرد و نیازی به حضور مستقیم اپراتور برای تمیزکاری تجهیزات نیست. این موضوع علاوه بر کاهش هزینه‌های نیروی انسانی، خطرات ناشی از تماس افراد با مواد شیمیایی و تجهیزات صنعتی را نیز به حداقل می‌رساند.

2. کاهش زمان فرآیند و افزایش بهره‌وری:

فرآیند شستشو در سیستم CIP در مقایسه با روش‌های سنتی بسیار سریع‌تر انجام می‌شود. حذف مراحل باز و بسته کردن تجهیزات و تسریع در عملیات نظافت باعث کاهش زمان توقف خط تولید و افزایش ظرفیت عملیاتی کارخانه می‌شود که در نهایت به بهبود راندمان کلی تولید منجر خواهد شد.

3. ایجاد شرایط بهداشتی بسیار بالا:

به دلیل کنترل دقیق پارامترهایی مانند دما، فشار، زمان و غلظت مواد شوینده، سیستم CIP عملکردی یکنواخت، قابل تکرار و بسیار مؤثر ارائه می‌دهد. این ویژگی باعث می‌شود که سطح بهداشت تجهیزات به‌طور قابل توجهی افزایش یابد و خطر آلودگی‌های میکروبی و متقاطع به حداقل برسد. به‌طور کلی، سیستم‌های اتوماتیک در مقایسه با روش‌های دستی، عملکرد دقیق‌تر و کارآمدتری دارند.

4. ایمنی بالا:

کاهش تماس مستقیم نیروی انسانی با مواد شیمیایی خورنده و تجهیزات تحت فشار، ایمنی محیط کار را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. همچنین، کنترل خودکار فرآیندها از بروز خطاهای انسانی جلوگیری کرده و خطر حوادث صنعتی را کاهش می‌دهد.

5. صرفه‌جویی در مصرف آب و مواد شوینده:

در بسیاری از سیستم‌های CIP، به‌ویژه نوع گردشی، امکان بازیافت و استفاده مجدد از محلول‌های شستشو وجود دارد که این امر موجب کاهش مصرف آب و مواد شیمیایی، کاهش هزینه‌های عملیاتی و حفاظت از محیط زیست می‌شود.

6. افزایش عمر مفید تجهیزات:

شستشوی اصولی و یکنواخت سطوح داخلی تجهیزات، از تجمع رسوبات، خوردگی و آسیب‌های ناشی از آلودگی جلوگیری کرده و باعث افزایش طول عمر مفید دستگاه‌ها و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری می‌شود.

کاربردهای سیستم CIP

برخی از کاربرد های سیستم CIP به قرار جدول زیر است:

مزایای استفاده از پراستیک اسید در روش نوین CIP

جدیدترین تکنیک در این رابطه، استفاده از محول پراستیک اسید که یک ضدعفونی کننده سطح بالا با قابلیت تماس مستقیم با محصول غذایی و جایگزین اسید نیتریک است. این محلول دارای مزایای زیر است:

• با این روش مدت زمان عملیات کاهش و راندمان تولید افزایش می یابد.
• این ترکیب در دمای پایین اثرگذاری بالایی بر روی آلودگی‌ها و اجرام میکروبی دارد.
• به دلیل عدم نیاز به شستشوی نهایی با آب گرم به دلیل باقی‌مانده کم این محلول و قابلیت تماس با فراورده غذایی مصرف سوخت برای گرم کردن آب و مصرف آب کم می‌شود.
• باید توجه داشت که در ماندگاری مناسب اثر این ضدعفونی کننده سطح بالا، نیاز به استفاده از آب استریل هم نیست.
• ضمن اینکه از پساب سیستم CIP می توانید بعنوان محلول گندزدا برای کف سالن های تولید استفاده کنید یا بعنوان یک محلول ضدعفونی کننده در ضدعفونی فاضلاب، و جایگزین کلر از آن بهره ببرید.
• همچنین با توجه به عدم استفاده از آب گرم در مرحله انتهایCIP ، مصرف سوخت برای گرم کردن آب کم می شود.
• به دلیل کارکرد کمتر پمپ ها، میزان مصرف برق نیز کاهش می یابد.

کلام آخر:

شرایط بهداشتی تولید موادغذایی و مواد آشامیدنی از اهمیت بسزایی برخوردار است. بنابراین کارخانجات می‌بایست استانداردهای بالایی برای این شرایط در نظر بگیرند تا از آلودگی و تجزیه محصول جلوگیری شود. از این رو، بهره گیری از یک محصول ضدعفونی کننده سطح بالا در این سیستم ها ضروری است. آرال شیمی، در این خصوص محلول کنستانتره فوداسیب را معرفی می کند. از خصوصیات فوداسیب بعنوان یک ضدعفونی کننده سطح بالا، اثرگذاری بر روی اجرام مقاوم میکروبی، بیوفیلم ها و رسوبات در درجه حرارت های پایین می باشد. برخلاف اسید نیتریک، باقی مانده آن خوراکی بوده و نیازی به شستشوی نهایی ندارد. فوداسیب منجر به کاهش 20 تا 30 درصدی هزینه ها در هر نوبت عملیات سیستم CIP می شود.

⇐بروزرسانی شده در بهمن 1404