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CIP與SIP的深度解讀

上海奧法美嘉生物科技有限公司 2020-03-16 | 閱讀：6485

在飲料加工企業(yè)生產(chǎn)線上經(jīng)常遇到CIP,、SIP這兩個(gè)英文縮寫,，體現(xiàn)在很多設(shè)備上,、文件報(bào)表上,、工作溝通中,。很多時(shí)候把CIP稱為清洗,，把SIP稱為消毒或者滅菌。

很多設(shè)備上會(huì)有清洗這個(gè)詞,，往往指的是CIP,，同樣設(shè)備上會(huì)有消毒或者滅菌這個(gè)詞，通常指的是SIP,。清洗,、消毒或者滅菌是個(gè)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(jiǎn)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(shí)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(shí)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(shí)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：

①去除為微生物提供營(yíng)養(yǎng)的食物或食品殘?jiān)?/span>

②去除各種微生物（CIP的沖洗可以帶走很多微生物）,；

③去除各種異物、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(shuō)CIP分為2種形式,。實(shí)際上有的人說(shuō)分為3種形式或者更多種形式，在這里我會(huì)解釋一下,。先說(shuō)說(shuō)常見(jiàn)的三步CIP,、五步CIP這兩種形式。

三步CIP流程：

①預(yù)先水沖洗

②堿洗

③最終水沖洗

五步CIP流程：

①預(yù)先水沖洗

②堿洗

③中間水沖洗

④酸洗

⑤最終水沖洗

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

②堿洗

③中間水沖洗

④酸洗

⑤中間水沖洗

⑥消毒劑

⑦最終水沖洗

這個(gè)歸類和叫法不合適，第六步開始應(yīng)該歸為SIP才對(duì),。但實(shí)際生產(chǎn)中有的設(shè)備廠商在做CIP系統(tǒng)時(shí)就把第六步和第七步劃到CIP流程里,。

此外，對(duì)于三步CIP和五部CIP中的堿洗和酸洗,，如果有意識(shí),、有必要提高堿濃度和酸濃度做的這個(gè)清洗，可以稱為加強(qiáng)洗,，有人把這種歸為一種CIP形式,。

簡(jiǎn)單的CIP是什么呢，其實(shí)就是單獨(dú)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(jiǎn)單的一種CIP。

CIP的優(yōu)點(diǎn)

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(shí)間，提高效率,；

自動(dòng)化程度高,，節(jié)約操作勞動(dòng)力；

節(jié)約能源,；

操作安全性高,。

CIP的影響因素

①濃度

濃度越高，清洗效果越好,。一般來(lái)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(huì)越多,，清洗效果越好。但是要考慮成本,、時(shí)間,、設(shè)備等問(wèn)題，不能無(wú)限提高濃度,。濃度大了成本自然高,，對(duì)設(shè)備也有一定損害,，還有大濃度的清洗劑導(dǎo)致水沖時(shí)間變長(zhǎng),，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(méi)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(yùn)動(dòng)越快,，與污垢接觸機(jī)會(huì)越多，作用也越快,，清洗效果也越好,。同樣溫度也不能過(guò)高，過(guò)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(shí)間

時(shí)間越長(zhǎng),，清洗效果越好,。清洗時(shí)間越長(zhǎng)，化學(xué)分子與污垢接觸機(jī)會(huì)越多,，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng),，清洗效果越好。同樣時(shí)間也不能過(guò)長(zhǎng),，清洗液與污垢充分反應(yīng)即可,，過(guò)多的時(shí)間沒(méi)有必要，另外還要考慮生產(chǎn)效率的問(wèn)題,。

④機(jī)械力

沖洗力越大,，自然效果越好，但是機(jī)械力過(guò)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(jì)與構(gòu)造有關(guān),。

⑤清洗介質(zhì)

常用的清洗劑是氫氧化鈉和硝酸,。實(shí)際生產(chǎn)中更多的使用復(fù)合清洗劑，就是在堿洗時(shí)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(guò)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(jiǎn)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(lái)做清洗,，但是如果當(dāng)?shù)厮|(zhì)較差,，比方說(shuō)堿度偏高，就會(huì)采用RO水來(lái)做CIP,。

不要小看清洗時(shí)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(diǎn)用都沒(méi)有,。

注意，即便是生產(chǎn)中常用的濃度,，對(duì)連接密封管道的食品密封圈都會(huì)有一定腐蝕作用,，使用一定時(shí)間后要定期檢查更換，尤其是對(duì)無(wú)菌設(shè)備,，在其做完SIP達(dá)到無(wú)菌狀態(tài)后一直到完成生產(chǎn),，這段時(shí)間不能有任何滲漏，否則帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)及提高控制成本,。

⑥生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)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(lái)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(shí)際上可以可根據(jù)需要來(lái)做,。國(guó)家對(duì)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(gè)1999版的已經(jīng)作廢,，2017版的2017年7月1日實(shí)施,，網(wǎng)上暫時(shí)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(wú)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

清洗球。清洗球的作用是將清洗液噴射到設(shè)備各個(gè)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,。

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(duì)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(duì)飲料,、乳制品、啤酒等等行業(yè)的CIP還沒(méi)有一個(gè)完整的,、科學(xué)的,、系統(tǒng)的、規(guī)范的清洗工藝,。清洗的對(duì)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?yàn)樯婕暗角逑葱Ч颓逑闯杀镜膯?wèn)題,。在生產(chǎn)實(shí)踐中,，清洗的濃度、溫度,、時(shí)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(shí)際上經(jīng)常這樣做，首先,，根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn),，已經(jīng)使用且效果良好，可以作為參考使用,，其二,，咨詢?cè)O(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(yàn)證

①驗(yàn)證清洗劑殘留

做CIP常用的清洗劑是食品級(jí)堿和食品級(jí)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的最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(gè)道理,，因?yàn)闅埩舻那逑磩┗蛘呦礉嵕珜?duì)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(lái)的水在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)一致,，就可以判定無(wú)清洗劑殘留，因?yàn)檫M(jìn)入設(shè)備的水是沒(méi)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(cè)水的PH來(lái)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(lái)的水在檢測(cè)PH時(shí)結(jié)果表現(xiàn)一致就判定無(wú)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,。

②驗(yàn)證感官

氣味,。最終清洗水的氣味，要求清新,、無(wú)異味,，不能影響最終產(chǎn)品的品質(zhì)。

視覺(jué),。被清洗的設(shè)備內(nèi)表面干凈,，無(wú)各種不應(yīng)該有的殘留污垢，例如清洗劑殘留,，料液殘留,，無(wú)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(wú)污點(diǎn)和變色。

微生物,。檢測(cè)最終沖洗水的微生物,，通常檢測(cè)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(duì)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(shí)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(duì)于無(wú)菌設(shè)備一定是使用熱水和蒸汽做SIP,。非無(wú)菌設(shè)備大多數(shù)時(shí)候用熱水和蒸汽,，有的時(shí)候可能會(huì)用消毒劑。

做SIP使用的熱水和蒸汽必須是用RO水制備。因?yàn)镽O水是非常純凈的水,，沒(méi)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：

①升溫,。升溫到要求的溫度,；

②保溫。達(dá)到要求的溫度后保持一定時(shí)間,；

③降溫,。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(shí)間,。如果是無(wú)菌設(shè)備，必須≥121℃,，時(shí)間≥20min,。有的可以達(dá)到135℃、30min,。如果不是無(wú)菌設(shè)備,，做SIP時(shí)溫度無(wú)需在100℃以上，一般要求80℃以上,。實(shí)際運(yùn)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(yàn)證

既然SIP的目的是盡可能多的殺滅微生物，其效果驗(yàn)證就是在做完SIP的設(shè)備內(nèi)表面的微生物殘留情況,。對(duì)于無(wú)菌設(shè)備,，SIP后必須達(dá)到無(wú)菌狀態(tài)，這里的無(wú)菌指的是商業(yè)無(wú)菌,，不是絕對(duì)無(wú)菌,，通常簡(jiǎn)稱為無(wú)菌。設(shè)備供應(yīng)商設(shè)計(jì)制造無(wú)菌設(shè)備時(shí)會(huì)留有無(wú)菌取樣閥,，通過(guò)無(wú)菌采樣器對(duì)接無(wú)菌取樣閥可以取得SIP后設(shè)備內(nèi)的殘留水用來(lái)檢測(cè)微生物,，但有的設(shè)備本就沒(méi)有這用設(shè)計(jì)，無(wú)法取得SIP后的殘留水,，就不能通過(guò)檢測(cè)微生物來(lái)驗(yàn)證,。

所以在任何情況下，保證SIP的溫度和時(shí)間對(duì)于SIP的效果是非常重要的,。此外對(duì)于無(wú)菌設(shè)備做完SIP后不能再有滲漏,，否則無(wú)菌環(huán)境會(huì)被破壞,，這個(gè)時(shí)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(duì)于非無(wú)菌設(shè)備,，經(jīng)過(guò)SIP后都可以通過(guò)普通取樣閥取得殘留水檢測(cè)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?yàn)橐呀?jīng)做過(guò)CIP后中間閑置一段時(shí)間，這個(gè)時(shí)候直接使用SIP,，而無(wú)需以再使用CIP,、接著使用SIP的這種方式來(lái)做。

為什么必須是先CIP再做SIP呢,？這個(gè)好理解,，比方說(shuō)，公共場(chǎng)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(gè)詳細(xì)講解,。

CIP在SIP之前做的目的：

①任何的殘余污垢都會(huì)影響消毒劑在化學(xué)及物理學(xué)上的效能，也會(huì)影響熱水和蒸汽的殺滅微生物的效果,；

②微生物可能會(huì)隱藏于污垢中, 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清洗不徹底可能會(huì)產(chǎn)生微生物的抗藥性問(wèn)題,；

④清洗不徹底,，殘留的污垢殘?jiān)谧鯯IP時(shí),，消毒劑,、熱水或者蒸汽會(huì)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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