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在飲料加工企業(yè)生產(chǎn)線上經(jīng)常遇到CIP、SIP這兩個英文縮寫，體現(xiàn)在很多設(shè)備上、文件報表上、工作溝通中。很多時候把CIP稱為清洗，把SIP稱為消毒或者滅菌。
來源： 食品研發(fā)與生產(chǎn)
很多設(shè)備上會有清洗這個詞，往往指的是CIP，同樣設(shè)備上會有消毒或者滅菌這個詞，通常指的是SIP。清洗、消毒或者滅菌是個很廣泛的概念，可以這樣理解，CIP是清洗的一種形式，同樣SIP消毒或者滅菌的一種形式。
CIP (cleaning in place)，可以翻譯成就地清洗、原地清洗、定位清洗等等，通常簡稱為清洗。CIP系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各種飲料(乳飲料、果蔬汁飲料、果粒飲料、茶飲料)、液奶、酸奶、酒類等機(jī)械化程度較高的食品企業(yè)中。實際上是生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)部的清洗，例如管道內(nèi)部、缸體內(nèi)部。
SIP(sanitizing in place)，可以翻譯成就地消毒(滅菌)、原地消毒(滅菌)、定位消毒(滅菌)，其實SIP的英文表示也可以這樣sterilizing in place。SIP系統(tǒng)也廣泛應(yīng)用于飲料、液奶、酸奶等機(jī)械化程度較高的食品企業(yè)中。實際上是設(shè)備內(nèi)部的消毒或滅菌，例如管道內(nèi)部、缸體內(nèi)部。
CIP的目的
進(jìn)行CIP清洗的目的如下：
?、偃コ秊槲⑸锾峁I養(yǎng)的食物或食品殘渣；
?、谌コ鞣N微生物(CIP的沖洗可以帶走很多微生物)；
?、廴コ鞣N異物、顆粒、溶液殘留。
CIP的流程
業(yè)內(nèi)人士通常講三步CIP、五步CIP，所以可以說CIP分為2種形式。實際上有的人說分為3種形式或者更多種形式，在這里我會解釋一下。先說說常見的三步CIP、五步CIP這兩種形式。
三步CIP流程：
①預(yù)先水沖洗
?、趬A洗
③終水沖洗
五步CIP流程：
?、兕A(yù)先水沖洗
?、趬A洗
?、壑虚g水沖洗
?、芩嵯?br />
?、萁K水沖洗
有人講有這一種清洗流程，七步CIP，流程如下：
①預(yù)先水沖洗
?、趬A洗
③中間水沖洗
?、芩嵯?br />
?、葜虚g水沖洗
?、尴緞?br />
⑦終水沖洗
這個歸類和叫法不合適，第六步開始應(yīng)該歸為SIP才對。但實際生產(chǎn)中有的設(shè)備廠商在做CIP系統(tǒng)時就把第六步和第七步劃到CIP流程里。
此外，對于三步CIP和五部CIP中的堿洗和酸洗，如果有意識、有必要提高堿濃度和酸濃度做的這個清洗，可以稱為加強(qiáng)洗，有人把這種歸為一種CIP形式。
簡單的CIP是什么呢，其實就是單獨的一步水沖洗。在有的情況下不需要堿和酸這樣清洗劑，只用水就可以了，這就是簡單的一種CIP。
CIP的優(yōu)點
CIP系統(tǒng)能：
保證一定的清洗效果，提高產(chǎn)品安全性；
節(jié)約時間，提高效率；
自動化程度高，節(jié)約操作勞動力；
節(jié)約能源；
操作安全性高。
CIP的影響因素
?、贊舛?br />
濃度越高，清洗效果越好。一般來講，濃度越高，單位體積內(nèi)清洗液分子數(shù)越多，與污垢的反應(yīng)機(jī)會越多，清洗效果越好。但是要考慮成本、時間、設(shè)備等問題，不能無限提高濃度。濃度大了成本自然高，對設(shè)備也有一定損害，還有大濃度的清洗劑導(dǎo)致水沖時間變長，清洗劑在使用后顯然不能在設(shè)備內(nèi)殘留，必須水洗沖干凈沒有清洗劑殘留。
②溫度
溫度越高，清洗效果越好。溫度越高，分子運動越快，與污垢接觸機(jī)會越多，作用也越快，清洗效果也越好。同樣溫度也不能過高，過高的溫度能耗大，成本高，且太高溫度導(dǎo)致清洗劑性質(zhì)不穩(wěn)定，降低清洗效果。
③時間
時間越長，清洗效果越好。清洗時間越長，化學(xué)分子與污垢接觸機(jī)會越多，反應(yīng)時間越長，清洗效果越好。同樣時間也不能過長，清洗液與污垢充分反應(yīng)即可，過多的時間沒有必要，另外還要考慮生產(chǎn)效率的問題。
④機(jī)械力
沖洗力越大，自然效果越好，但是機(jī)械力過大影響生產(chǎn)線機(jī)械作用的穩(wěn)定性，還可能形成泡沫。所以一般管徑≤80mm，流速≥1.5m/s，管徑≥80mm，流速≥2.5m/s。流速還與生產(chǎn)線的設(shè)計與構(gòu)造有關(guān)。
?、萸逑唇橘|(zhì)
常用的清洗劑是氫氧化鈉和硝酸。實際生產(chǎn)中更多的使用復(fù)合清洗劑，就是在堿洗時除了有氫氧化鈉外還加入了其他清洗劑，酸洗也是這樣。例如，加入表面活性劑、螯合劑、分散劑、懸浮劑、消泡劑等等，這樣的復(fù)合清洗劑比單單使用氫氧化鈉或硝酸效果好很多。表面活性劑減少水的表面張力可以使清洗液滲入更細(xì)小區(qū)域，螯合劑可以去除金屬離子，螯合劑和分散劑防止形成水垢沉積，懸浮劑給不可溶污垢提供懸浮能力，以利于沖洗，消泡劑防止泡沫形成，提高清洗效能。
堿洗能通過皂化反應(yīng)去除脂肪，溶解蛋白質(zhì)，溶解大部分碳水化物污垢，反應(yīng)產(chǎn)生可溶性鹽，酸洗可以去除鈣鹽等礦物質(zhì)、碳水化合物，水垢、腐蝕產(chǎn)物、乳石/啤酒石等。
做CIP常用的水有軟水或者RO水。RO是反滲透英文的簡稱。軟化水生產(chǎn)成本比RO水的成本低，企業(yè)通常采用軟水來做清洗，但是如果當(dāng)?shù)厮|(zhì)較差，比方說堿度偏高，就會采用RO水來做CIP。
不要小看清洗時水的作用，它可以溶解絕大部分污垢、碳水化合物、蛋白質(zhì)(蛋白質(zhì)作為有機(jī)大分子分子化合物，在水中以分散態(tài)(膠體態(tài))存在)，雖然溶解油脂性的效果差，但并不是一點用都沒有。
注意，即便是生產(chǎn)中常用的濃度，對連接密封管道的食品密封圈都會有一定腐蝕作用，使用一定時間后要定期檢查更換，尤其是對無菌設(shè)備，在其做完SIP達(dá)到無菌狀態(tài)后一直到完成生產(chǎn)，這段時間不能有任何滲漏，否則帶來風(fēng)險及提高控制成本。
⑥生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計與構(gòu)造
設(shè)備內(nèi)表面。內(nèi)表面越粗糙越難以清洗，所以設(shè)備內(nèi)壁必須經(jīng)拋光處理，以Ra表面粗糙度來衡量，此值越小越光滑，有的設(shè)備內(nèi)表面粗糙度Ra可以達(dá)到0.4µm，一般內(nèi)表面Ra≤1.0μm;外表面Ra≤2.5μm，實際上可以可根據(jù)需要來做。國家對這方面有要求，可以參考，例如，《QB/T 2467-1999食品工業(yè)用不銹鋼管》(這個1999版的已經(jīng)作廢，2017版的2017年7月1日實施，網(wǎng)上暫時搜索不到文本)要求精加工表面Ra≤1.0µm，管道和缸體內(nèi)壁是精加工，《GB/T 24571-2009 PET無菌冷灌裝生產(chǎn)線》要求容器、閥門表面粗糙度Ra≤1.6µm。
管道連接。避免出現(xiàn)死角。死角很難清洗到位。以下管道死角示意圖：
上圖多出來的一段成為死角，一般認(rèn)為這段距離比上管道直徑小于1.5即可接受?？慈缦率疽鈭D：a/b≤1.5接受，虛線為料夜方向，也是CIP清洗液方向。
清洗球。清洗球的作用是將清洗液噴射到設(shè)備各個角落，噴射出的清洗液與下落的清洗液浸濕全部表面，起到清洗的作用。清洗球應(yīng)該安裝在罐體合理的位置。如下圖：
第三是清洗的順序，先洗什么，后洗什么，哪些一次性洗，哪些定期洗。這些就是制定清洗工藝的依據(jù)，也是選擇配置的依據(jù)。CIP系統(tǒng)中關(guān)鍵的是其清洗工藝。設(shè)備是硬件，工藝是軟件。不同的清洗對象(啤酒、飲料、果汁、乳制品、藥液、礦泉水、食品、化妝品等等)，本質(zhì)上應(yīng)有不同的清洗工藝。研究CIP，應(yīng)該是研究清洗工藝。
到目前為止針對飲料、乳制品、啤酒等等行業(yè)的CIP還沒有一個完整的、科學(xué)的、系統(tǒng)的、規(guī)范的清洗工藝。清洗的對象不同(啤酒、飲料、果汁、乳制品、藥液、礦泉水、食品、化妝品等等)，本質(zhì)上應(yīng)有不同的工藝，因為涉及到清洗效果和清洗成本的問題。在生產(chǎn)實踐中，清洗的濃度、溫度、時間、清洗劑、清洗順序如何選擇使用，這就是關(guān)鍵的清洗工藝參數(shù)和流程。實際上經(jīng)常這樣做，首先，根據(jù)歷史經(jīng)驗，已經(jīng)使用且效果良好，可以作為參考使用，其二，咨詢設(shè)備提供商，其三、咨詢清洗劑提供商。只有設(shè)備廠商、清洗劑供貨商和使用客戶緊密聯(lián)系，共同分析、研究才能制做出較為理想的、滿足客戶要求的CIP工藝和設(shè)備。
CIP的清洗效果驗證
?、衮炞C清洗劑殘留
做CIP常用的清洗劑是食品級堿和食品級酸，這種堿的成分主要是氫氧化鈉，這種酸的成分主要是硝酸。做CIP的終水沖洗一定要把清洗劑沖洗掉，不能有殘留。這就好比用洗潔精清洗餐具后用水把洗潔精沖洗掉一個道理，因為殘留的清洗劑或者洗潔精對人體有害。
如何判定清洗劑殘留呢？既然是水沖洗設(shè)備，進(jìn)入設(shè)備的水和從設(shè)備出來的水在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)一致，就可以判定無清洗劑殘留，因為進(jìn)入設(shè)備的水是沒有清洗劑的，含有清洗劑的水其化學(xué)性質(zhì)肯定是有變化的。通常采用檢測水的PH來判定是否有清洗劑殘留。準(zhǔn)備進(jìn)入設(shè)備清洗的水和從設(shè)備出來的水在檢測PH時結(jié)果表現(xiàn)一致就判定無殘留，例如，有的企業(yè)要求PH變化在0.2范圍內(nèi)，有的是0.3。
?、隍炞C感官
氣味。終清洗水的氣味，要求清新、無異味，不能影響終產(chǎn)品的品質(zhì)。
視覺。被清洗的設(shè)備內(nèi)表面干凈，無各種不應(yīng)該有的殘留污垢，例如清洗劑殘留，料液殘留，無各種異物、雜質(zhì)。
衛(wèi)生。用手指或者拭子(醫(yī)用棉簽)擦拭設(shè)備內(nèi)表面無污點和變色。
微生物。檢測終沖洗水的微生物，通常檢測菌落、霉菌和酵母菌。
SIP的目的
盡可能多的殺滅微生物，注意SIP針對的是微生物。
SIP的介質(zhì)
SIP的介質(zhì)可以熱水、蒸汽、消毒劑等。飲料企業(yè)在使用SIP時很多是熱水和蒸汽介質(zhì)，管道內(nèi)使用熱水，缸體使用蒸汽或者熱水。尤其對于無菌設(shè)備一定是使用熱水和蒸汽做SIP。非無菌設(shè)備大多數(shù)時候用熱水和蒸汽，有的時候可能會用消毒劑。
做SIP使用的熱水和蒸汽必須是用RO水制備。因為RO水是非常純凈的水，沒有雜質(zhì)、異物，鹽分非常少，很適合做SIP。
SIP的流程
飲料企業(yè)做SIP通常使用熱水和蒸汽，步驟如下：
?、偕郎?。升溫到要求的溫度；
?、诒?。達(dá)到要求的溫度后保持一定時間；
?、劢禍?。冷卻降溫。
SIP效果的影響因素
SIP要做的事是盡可能多的殺滅微生物，所以影響SIP效果的因素是溫度和時間。如果是無菌設(shè)備，必須≥121℃，時間≥20min。有的可以達(dá)到135℃、30min。如果不是無菌設(shè)備，做SIP時溫度無需在100℃以上，一般要求80℃以上。實際運用的話企業(yè)根據(jù)自身需要設(shè)定參數(shù)要求。
SIP的效果驗證
既然SIP的目的是盡可能多的殺滅微生物，其效果驗證就是在做完SIP的設(shè)備內(nèi)表面的微生物殘留情況。對于無菌設(shè)備，SIP后必須達(dá)到無菌狀態(tài)，這里的無菌指的是商業(yè)無菌，不是無菌，通常簡稱為無菌。設(shè)備供應(yīng)商設(shè)計制造無菌設(shè)備時會留有無菌取樣閥，通過無菌采樣器對接無菌取樣閥可以取得SIP后設(shè)備內(nèi)的殘留水用來檢測微生物，但有的設(shè)備本就沒有這用設(shè)計，無法取得SIP后的殘留水，就不能通過檢測微生物來驗證。
所以在任何情況下，保證SIP的溫度和時間對于SIP的效果是非常重要的。此外對于無菌設(shè)備做完SIP后不能再有滲漏，否則無菌環(huán)境會被破壞，這個時候需要檢修設(shè)備以確保密封效果良好后重新做SIP。另外對于非無菌設(shè)備，經(jīng)過SIP后都可以通過普通取樣閥取得殘留水檢測微生物。
為什么先CIP后SIP？
通常CIP和SIP結(jié)合使用，而且如果結(jié)合使用，必須是先CIP后SIP。有的情況下直接使用SIP，這是因為已經(jīng)做過CIP后中間閑置一段時間，這個時候直接使用SIP，而無需以再使用CIP、接著使用SIP的這種方式來做。
為什么必須是先CIP再做SIP呢？這個好理解，比方說，公共場所的餐飲酒店里餐具都是先清洗再放進(jìn)消毒柜的。下面從專業(yè)角度做個詳細(xì)講解。
CIP在SIP之前做的目的：
?、偃魏蔚臍堄辔酃付紩绊懴緞┰诨瘜W(xué)及物理學(xué)上的效能，也會影響熱水和蒸汽的殺滅微生物的效果；
?、谖⑸锟赡軙[藏于污垢中, 使消毒劑不能直接發(fā)揮效能，使熱水和蒸汽殺滅微生物的效果打折扣；
③清洗不*可能會產(chǎn)生微生物的抗藥性問題；
?、芮逑床?，殘留的污垢殘渣，在做SIP時，消毒劑、熱水或者蒸汽會使殘留變成顆粒、雜質(zhì)、黏在設(shè)備內(nèi)表面，很可能引入食品當(dāng)中成為異物。
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