CIP清洗技术及配套用料研究

【摘要】随着人民生活水平的提高，食品卫生安全问题受到广大消费者的关注。其生产设备的清洗方式和清洗剂的改进也迫在眉睫。原位清洗（cleaning-in-place, CIP）技术普遍应用于乳品企业，其清洗时高效、便捷，无需拆卸乳品生产设备，解决了传统清洗方式的弊端。本文通过分析CIP的工作原理以及影响清洗效果的因素，探讨CIP在不同工艺中的用料及性能。

【关键词】原位清洗；清洗剂；污垢；特种表活；

食品卫生与安全问题一直是人们生活中关心的问题。饮品设备的清洁不当很可能导致直接或间接的影响人体健康，对成品的质量和安全有着直接影响。饮品生产设备和输送管道内表面的乳品残留会一定程度上导致污垢沉积和微生物及细菌的滋生，严重影响产品质量，并会导致严重的公共健康隐患。为此，自2013年以来，国家在饮品安全监管方面的力度不断加大。

1. CIP清洗系统

1.1 清洗的含义

清洗是通过物理和化学的作用去除被清洗表面上可见和不可见的杂质的过程。

清洗所要达到的清洗标准是指被清洗表面所要达到的清洁程度。

饮品厂清洗工作的要求：要经常达到标准化化学和微生物清洁度。

1.2 CIP原位清洗技术

CIP原位清洗系统是指设备（罐体、管道、泵、过滤器等）及整个生产线在无需人工拆卸或打开的前提下，在一个预定时间内，将一定温度的清洁液通过密闭的管道对设备内表面进行喷淋循环而达到清洗的目的，特称CIP原位清洗系统（Cleaning in place）。

1.3 清洗原理

工作原理：根据设置程序（程序可调）由CIP清洗系统自动配制清洗液，经气动控制阀与增压泵、回流泵来完成清洗液的输送及回流循环清洗、排放、回收整个清洗过程。通过电导率、温度控制仪、酸碱计量泵及PLC触摸屏组成的控制系统达到了自动在线清洗。可以对每一道清洗程序时间、流量、电导率进行检测与记录，同时能确保清洗液温度和浓度在相应清洗过程中自动恒定，CIP清洗系统结果由电导率仪自动检测显示，准确无误。

1.4 污物的形成及去除措施

在此，我们以乳品为例，首先要明确这些污垢是粘接在表面的沉淀物，其主要成分是乳中的成分，以及细菌附着其中利用这些沉淀物。

污垢的性质：乳制品厂的污垢主要由矿物质、脂类、糖类、蛋白质和水构成。其他污垢可能是灰尘、润滑剂、微生物、清洁剂、消毒剂等。附着在乳制品加工设备、管道表面的白色或灰色膜通常是乳垢和水垢。

乳制品生产加工中，当牛乳加热到60℃以上时，“乳石”开始形成。乳石主要成分为磷酸钙、磷酸酶、蛋白质、脂肪等等的沉积物。经过长时间的生产和运行后在加热阶段和热回收第一部分的板式热交换器的板片上，我们可以很容易观察到沉淀物紧紧地附着于设备内表面。若运行时间超过8小时，沉积物经过高温和不断沉积逐渐从白色变为褐色。受热表面污垢结构如图1

图1 表面污垢结构示意图

图2.系统管路中难以清洗的部位

1.4 污垢的防止和清除

污垢的类型决定了基本的清洗方式以及清洁剂的组成和活性浓度。利用酸性清洁剂溶解清洁矿物质碱性盐垢、乳垢表层。针对沉积产生的重度污垢需要采用高浓度强效清洁剂，反复清洁剥离污垢。常规表面污垢较易清洁采用简便式清洁剂即可。

2. 影响CIP清洗效率的表面活性剂因素

2.1 清洗类型

清洗类型主要分为物理清洗、化学清洗、微生物清洗、无菌清洗。

物理清洗：在CIP系统中主要可以利用超声波、高压水流、高温清洗等方式；

化学清洗：其主要是利用酸、碱针对类型的污垢灵活切换进行清洗，并配合具有高性能的表面活性剂来大量提升清洗效果。

微生物清洗：最主要是利用生物酶制剂进行清洗，安全性高，但一般用时较长。图3.CIP流程示意图

图3.CIP流程示意图

2.2 清洗剂

市场上的清洗消毒产品主要有酸性清洗剂、碱性清洗剂、消毒剂（主要成分为过氧乙酸、次氯酸钠）等，由于各自的产品特点（pH、有效成分等）及细分行业（设备、生产管理）的发展水平不同，导致乳品企业对供应商的差异性选择。饮料及食品加工厂为了保证产品质量，应该使用专业的清洗剂，即食品设备清洗剂。

表1 某清洗企业的清洗剂

2.2.1 表面活性剂性能测试

根据上述我们讨论的CIP及乳厂清洁的需求延伸至清洁剂性能的选择，我们就上述表1中的部分表面活性剂展开测试，具体测试结果如下，见表3

3.结果讨论

本文从原料选择和产品性能及适用性等角度分析并得出以下结论：

在CIP清洁工艺中我们会遇到高压、高温、高碱、高酸等多种复杂环境，结合上述原料Suractent173S封端聚醚、Suractent227SE可以应用于CIP清洗的多种对酸碱、高温有要求的清洁工艺中；Suractent229S、Suractent8096S在一些高压对泡沫要求较高的领域完全可以做到超低泡、无泡清洁。因此结合不同原料的特性我们可适当的将其应用于不同的CIP清洁工序的相关清洁剂中使用。