Bài tiểu luận: Những nguyên tắc của CIP

Mục lục 1. Những nguyên tắc của CIP ........................................................................................................................ 2

1.1.

CIP là gì? ........................................................................................................................................ 2

1.2.

Hệ thống CIP: ................................................................................................................................. 4

1.3.

Các nguyên tắc lắp đặt hệ thống CIP: ............................................................................................ 6

2. Tính chất hóa học của nước và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tẩy rửa ..................................................... 7

2.1 Cặn bã cần được loại bỏ ...................................................................................................................... 7

2.2 Tính chất hóa học của nước ................................................................................................................ 8

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tẩy rửa ...................................................................................... 8

3. Thiết kế thiết bị để có thể tẩy rửa dễ dàng ............................................................................................... 9

4. Tẩy rửa bồn chứa .................................................................................................................................... 10

4.1 Tầm quan trọng: ................................................................................................................................ 10

4.2 Làm sạch bồn chứa ở nhiều khía cạnh: ............................................................................................. 10

4.3 Phương pháp vệ sinh bồn chứa: ....................................................................................................... 10

5. Thiết kế và điều khiển hệ thống CIP ........................................................................................................ 17

5.1 Giới thiệu ........................................................................................................................................... 17

5.1.1 Hệ thống hoàn lưu hoàn toàn: CIP ba bồn ................................................................................. 17

5.1.2 Bao nhiêu CIP ............................................................................................................................. 18

5.1.3 Kích thước của thiết bị CIP ......................................................................................................... 18

5.1.4 Dung dịch tẩy rửa là lạnh hay nóng ............................................................................................ 18

5.1.5 Lựa chọn bơm ............................................................................................................................ 19

5.1.6 Chọn đầu phun ........................................................................................................................... 19

5.1.7 Siêu thị ........................................................................................................................................ 20

5.2 Những nguyên tắc của tẩy rửa hóa học ............................................................................................ 20

5.2.1 Loại bỏ cặn bã ............................................................................................................................. 20

5.2.2 Các thông số trong quá trình loại bỏ cặn bã. ............................................................................. 20

5.2.3 Tẩy rửa hóa học các cặn bã và chất chống nhiễm vi sinh vật .................................................... 20

5.3 Áp dụng CIP ....................................................................................................................................... 22

5.3.1 Rửa đường ống........................................................................................................................... 22

5.3.2 Tẩy rửa bồn chứa ....................................................................................................................... 22

5.4 Xác minh ............................................................................................................................................ 23

5.5 Hệ thống điều khiển .......................................................................................................................... 24

5.5.1 Giải thích sơ đồ........................................................................................................................... 24

5.6 Thiết Bị Đo Lường .............................................................................................................................. 25

5.7 Thông tin thiết kế .............................................................................................................................. 26

5.7.1 Năng suất của đường ống .......................................................................................................... 26

5.7.2 Sức chứa bể chất tẩy rửa ........................................................................................................... 26

5.7.3 Vận tốc làm sạch ........................................................................................................................ 27

5.7.4 Độ giảm áp suất .......................................................................................................................... 27

6. Quản lý hoạt động CIP ............................................................................................................................. 30

6.1 Kiến thức nền tảng về CIP ................................................................................................................. 30

6.2 Một số vấn đề cơ bản của quá trình hoạt động CIP .......................................................................... 30

6.2.1 Thông số CIP ............................................................................................................................... 30

6.2.2 Nhân sự của CIP .......................................................................................................................... 31

6.2.3 Các giai đoạn chín trong hệ thống xử lý CIP ............................................................................... 31

6.2.4 Một chuỗi CIP điển hình ............................................................................................................. 32

6.2.5 Làm sạch hệ thống CIP ............................................................................................................... 33

6.3 Hóa chất và nhà cung cấp hóa chất ................................................................................................... 34

6.4 Giải đáp thắc mắc CIP ........................................................................................................................ 34

6.4.1 Các yếu tố tích cực ......................................................................................................................... 35

6.4.2 yếu tố tiêu cực ............................................................................................................................ 35

6.5 CIP và mục tiêu hoạt động ............................................................................................................ 36

6.6 CIP quản lý và chất lượng CIP ............................................................................................................ 36

6.6.1 Chất lượng các vấn đề hệ thống quản lý .................................................................................... 36

6.6.2 CIP và thẩm định ........................................................................................................................ 37

6.6.3 CIP và phân tích mối nguy và kiểm soát điểm tới hạn (HACCP) ................................................. 38

6.6.4 Một số khía cạnh của thực tiễn tốt ............................................................................................ 39

6.7 quản lý và an toàn CIP ....................................................................................................................... 40

6.7.1 Y tế và các vấn đề an toàn với CIP .............................................................................................. 40

6.7.2 an toàn CIP ................................................................................................................................. 44

6.8 quản lý CIP và năng suất .................................................................................................................... 44

6.8.1 chi phí đầu vào CIP ..................................................................................................................... 44

6.8.2 Phục hồi sản phẩm ..................................................................................................................... 46

6.9 Quản lý xem xét và cải thiện CIP ....................................................................................................... 47

6.9.1 Xem xét lại CIP ............................................................................................................................ 47

6.9.2 Cải thiện CIP ............................................................................................................................... 49

6.10 Kết luận ........................................................................................................................................... 50

1. Những nguyên tắc của CIP

1.1. CIP là gì?

CIP là chữ viết tắt của từ Cleaning In Place, là quá trình vệ sinh, tẩy rửa, sát trùng tại chỗ mà thiết bị không cần phải tháo lắp. Quá trình này bao gồm việc xịt hoặc phun lên bề mặt thiết bị hoặc cho dung dịch chất tẩy rửa lưu thông trong thiết bị trong điều kiện mà sự chảy rối và tốc độ dòng chảy tăng lên.

Mục đích của quá trình CIP là làm sạch thiết bị nhà xưởng, loại bỏ vi sinh vật tạp nhiễm, bảo đảm chất lượng sản phẩm và an toàn vệ sinh thực phẩm.

Ưu điểm của CIP:

Không phải tháo lắp thiết bị

Có thể tẩy rửa ở những vị trí khó rửa

Giảm nguy cơ lay nhiễm hóa học

Tính tự động hóa cao

Thời gian thực hiện ngắn

Cải thiện chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm

Hiện nay CIP là một quá trình phổ biến ở hầu hết các nhà máy chế biến sữa, nước giải khát và các nhà máy chế biến thực phẩm khác.

Trong khoảng 10 đến 15 năm gần đây CIP đã có một sự thay đổi lớn trong ngành công nghệ chế biến thực phẩm. CIP được sử dụng rộng rãi và phù hợp đối với các ngành công nghiệp chế biến sữa và đồ uống. Nhu cầu của khách hàng về CIP, những cải tiến trong vệ sinh nhà máy, hoàn thiện chất lượng sản phẩm và kéo dài thời gian bảo quản ngày càng gia tăng.

Các tiêu chuẩn cao nhất về vệ sinh là điều kiện tiên quyết cần thiết cho việc sản xuất bất kì các sản phẩm chất lượng cao nào để cung cấp cho người tiêu dùng. Làm sạch và tiệt trùng bất cứ quá trình nào của nhà máy chế biến phải được chú ý đặc biệt tối đa sao cho chất lượng sản phẩm cuối cùng là tốt nhất. trước đây làm sạch là một quá trình với quy mô hoạt động nhỏ, đặc biệt là trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, đó là sự kết hợp chung giữa quá trình làm sạch thủ công và xây dựng lại hệ thống.việc làm sạch thủ công vẫn được sử dụng do nó thể hiện sự kiểm tra tỉ mỉ đến từng chi tiết. Để đảm bảo điều kiện làm việc an toàn cho sức khỏe chỉ có giải pháp duy nhất là sử dụng hóa chất nhẹ và nhiệt độ tương đối lạnh ngoài ra các chất tẩy rửa và khử trùng cũng có thể được sử dụng và phải tuân thủ theo quy trình vệ sinh

nghiêm ngặt. Ở quy mô lớn, máy và thiết bị phức tạp hơn thì người ta đã tiếp cận và sử dụng hệ thống thông dụng nhất hiện nay là CIP.

Các quá trình làm sạch:

Các quá trình làm sạch thủ công hoặc tự động ở hầu hết các nhà máy chế biến đều xu hướng theo các nguyên tắc trên và thường bao gồm một loạt các giai đoạn rời rạc hoạt có tính chu kì, bao gồm:

Thu hồi sản phẩm

Tiền tẩy rửa

Tuần hoàn chất tẩy rửa

Tẩy rửa trung gian

Tuần hoàn chất tẩy rửa lần 2 ( tùy chọn)

Rửa trung gian

Khử trùng

Kết thúc quá trình tẩy rửa

Thu hồi sản phẩm:

Trước khi làm sạch phải loại các sản phẩm còn lại trong thiết bị ra ngoài trước khi đưa nước sạch vào để rửa. Quá trình này có thể được áp dụng dựa trên tác dụng của trọng lực, hoặc có thể sử dụng khí nén hay nước. Giai đoạn này thường được kết hợp với giai đoạn trước khi rửa bằng việc bổ sung thêm các hệ thống van chuyển hướng để tạo điều kiện phục hồi sản phẩm. Để kiểm soát quá trình này người ta sử dụng hệ thống van tự động và bộ đếm thời gian hoặc có thể sử dụng các phương pháp phức tạp hơn như dựa vào độ đục hoặc lắp đặt các hệ thống cảm biến.

Giai đoạn tiền tẩy rửa:

Giai đoạn này thường tận dụng lại nước ở giai đoạn rửa trung gian. Điều này giúp làm giảm tổng lượng nước tiêu thụ và nước thải, đồng thời có thể tận dụng năng lượng nhiệt và các chất tẩy rửa còn sót lại để đưa vào các bể rửa phục hồi trong giai đoạn rửa phục hồi. Giai đoạn này khá quan trọng vì nó làm sạch sơ bộ thiết bị tránh làm loãng dung dịch tẩy rửa khi đưa vào thiết bị. Giai đoạn này thường được điều khiển thông qua bộ đếm thời gian và thường được thiết lập ở chế độ sao cho có thể tháo bỏ sản phẩm ở mức tối đa. Tuy nhiên việc này có thể không hiệu quả khi chi phí sử dụng nước và xử lý nước thải cao.

Tuần hoàn chất tẩy rửa:

Quá trình này phải được đánh giá bằng thực nghiệm, thời gian thường thay đổi từ 15 phút đến một giờ. Thời gian có thể được rút ngắn bằng cách tăng nhiệt độ hoặc nồng độ chất tẩy rửa. Tùy thuộc vào công thức của chất tẩy rửa mà khả năng tạo bọt có thể xảy ra dẫn đến tình trạng làm ô nhiễm sản phẩm, hiện tượng tạo bọt có thể do một số nguyên nhân khác như việc cuốn theo không khí bị rò rỉ thông qua sự hoạt động không hiệu quả của bơm. Sự kết hợp giữa chất tẩy rửa và chất khử trùng hóa học có thể được sử dụng trong quá trình này tuy nhiên phương pháp này còn có nhiều hạn chế ví dụ như có thể xảy ra hiện tượng mất cân bằng tỷ lệ giữa các chất.

Giai đoạn tẩy rửa trung gian:

Mục đích của giai đoạn này là loại bỏ các chất tẩy rửa còn lại trong thiết bị đồng thời có thể thu hồi các chất tẩy rửa, ngoài ra nó còn có tác dụng làm mát thiết bị để chuẩn bị cho quá trình khử trùng tiếp theo. Quá trình này thường sử dụng nước sạch và ở nhiệt độ lạnh. Nước ở giai đoạn này có thể được tái sử dụng cho giai đoạn trước khi rửa như đã nói ở trên .

Tuần hoàn chất tẩy rửa lần hai:

Một số chương trình CIP có thể tuần hoàn chất tẩy rửa hai lần, tùy thuộc vào sản phẩm mà chất tẩy rửa ở giai đoạn đầu và giai đoạn này có thể là acid hay base.

Giai đoạn rửa trung gian lần hai:

Giai đoạn này thương sử dụng nước, chất lượng của nước ở giai đoạn này là rất quan trọng, quyết định đến giai đoạn khử trùng.

Giai đoạn khử trùng:

Quá trình khử trùng thường được thực hiện ở nhiệt độ lạnh, và thường sử dụng một chất diệt khuẩn oxy hóa, chẳng hạn như sodium hypoclorite hoặc dung dịch acid peracetic (hỗn hợp cân bằng của acid acetic và hydrogen peroxide). Một số chất diệt sinh vật không oxy hóa cũng có sẵn, nhưng phải tạo bọt thấp và nhanh chóng thực hiện trong nước lạnh để có hiệu quả CIP cao. Cũng có thể sử dụng nước nóng ở giai đoạn khử trùng, điều này cũng rất hiệu quả, nhưng đòi hỏi phải có một đầu vào năng lượng nhiệt cao, tốn kém.

Giai đoạn kết thúc:

Giai đoạn xả cuối cùng sẽ được thực hiện bằng nước. Một lần nữa, chất lượng của nước này là rất quan trọng, vì nó có thể dẫn đến ô nhiễm sau khử trùng và hư hỏng sản phẩm.

1.2. Hệ thống CIP:

Có 3 loại hệ thống CIP

Loại đơn giản nhất là HT CIP với một bình và một bơm

Loại HT CIP dung dịch được tuần hoàn và xối trong đường ống tại cuối chu kì rửa

Hệ thống dung dịch hồi lưu, dung dịch tẩy rửa được hồi lưu và sử dụng lại

Các phần cơ bản cho hầu hết các chế độ:

Rửa trước bằng nước để loại bỏ sản phẩm dư

Rửa bằng kiềm để loại bỏ chất bẩn

Rửa bằng acid để loại bỏ khoáng và nước cứng, ức chế vi sinh vật đồng thời trung hòa lượng

- kiềm còn lại ở giai đoạn trước

Rửa lại bằng nước.

Một hệ thống CIP gồm có một trạm trung tâm và các thiết bị vận chuyển. Một trạm trung tâm gồm có các thùng chứa chất tẩy rửa, chất sát trùng ( acid, kiềm…) và thùng chứa nước vô trùng. Các thiết bị vận chuyển gồm có bơm đẩy , bơm thu hồi, các đường ống dẫn và các vòi phun. Các van điều chỉnh. Các hệ thống CIP có thể khác nhau về độ phức tạp và mức độ tự động hóa và do đó cũng khác nhau về hiệu quả hoạt động và chi phí đầu tư. Ví dụ như một hệ thống CIP đơn giản, chi phí cho các chất tẩy rửa, nước và năng lượng rất cao nhưng hiệu quả vệ sinh cao và giảm đáng kể nguy cơ ô nhiễm chéo. Hệ thống phục hồi đầy đủ với các bể chứa chất tẩy rửa lớn thường đa chức năng và có tính kinh tế cao nhưng cần phải được giám sát chặt chẽ để ngăn chặn sự gia tăng các tạp chất trong chất tẩy rửa. Hiệu quả thu hồi cũng phụ thuộc vào việc cài đặt hệ thống trước khi thực hiện quá trình tẩy rửa.do đó việc làm mới các dung dịch thường xuyên là rất quan trọng.

Các loại đầu phun trong hệ thống CIP :

Đầu CIP làm sạch có 3 kiểu chính: Loại quả cầu phun cố định (fix spray ball-FSB); loại đầu phun quay (rotary spray head-RSH); loại đầu tia quay (rorary jet head-RJH).

Cầu phun cố định (fix spray ball- FSB): FSB có 2 loại. Thứ nhất là loại quả cầu mỏng thông thường.

- Loại này lắp đặt không tốn kém, dễ dàng vận hành, nhưng tốn nhiều nước. Dạng khác của quả cầu phun cố định có thành dày hơn khoảng 1.326mm. Quả cầu dày từ 3 - 4mm phụ thuộc vào đường kính của nó và yêu cầu về số lượng tia ít hay nhiều. Ưu điểm quan trọng nhất là nó làm sạch được những vùng khó vệ sinh (cánh khuấy, cửa tiếp liệu) và làm tăng hiệu quả sử dụng của chất lỏng FSB-Fixed Spray Ball.

- Đầu phun quay (rotary spray head-RSH): RSH cải tiến góc quét bên trong bồn chứa của quả cầu, bằng việc sử dụng tốc độ đầu quay lớn, tạo ra chùm tia hình quạt tác động tới toàn bộ diện tích bề mặt bên trong bồn chứa. Khi sử dụng đầu phun quay thay cho quả cầu cố định, có thể làm giảm 30 – 40% tốc độ dòng CIP mà vẫn đạt hiệu quả tốt hơn. Ưu điểm của RSH là tốc độ dòng chảy yêu cầu không cao, chu

kỳ vệ sinh lặp lại nhanh, đảm bảo toàn bộ bề mặt được làm sạch ở mức độ tốt nhất. RSH mang lại lợi ích lớn cho những cơ sở sản xuất có liên quan đến dung dịch dẻo và rắn. Một lợi ích nữa của hệ thống CIP sử dụng cầu quay RSH là hiệu quả tráng rửa sơ bộ, bởi vì những đầu làm sạch có thể tác động đến 98% lượng chất cần loại bỏ trong bồn chứa và dung dịch chất tẩy rửa có thể tái sử dụng được nhiều lần.

Đầu tia quay (rorary jet head-RJH): RJH có ưu điểm là làm sạch những thiết bị có đường kính lớn.

- Đầu phun được thiết kế có thể thay đổi khả năng phun nước, đảm bảo mức độ lam sạch cao nhất ở những nơi tập trung nhiều cặn bẩn. Hãng Breconcherry đã phát triển những đầu tia quay bao gồm những phần chính sắp xếp theo hàng giảm tới mức tối đa diên tích dư thừa. Một đặc điểm nữa của đầu RJH làm sac h là khả năng tự lam sach một cách hiệu quả khi được nhúng trong dung dịch chất tẩy rửa .

1.3. Các nguyên tắc lắp đặt hệ thống CIP:

Hiệu quả, năng suất của hệ thống CIP gắn liền quá trình thiết kế dây chuyền. Nên hạn chế những vị trí uốn, gấp khúc trong hệ thống đường ống. Để giảm thiểu tối đa thể tích bồn chứa chứa của hệ CIP, hệ thống đường ống được thiết kế một cách đơn giản nhưng vẫn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.

Độ bóng bề mặt làm việc của thiết bị là yếu tố ảnh hưởng đến chế độ làm việc của hệ thống CIP. Độ nhám bề mặt (Ra) là giá trị chiều cao trung bình của các đỉnh không đều nhau trên bề mặt và được tính bằng m. Chỉ số Ra đạt tiêu chuẩn là 1m. Những bề mặt có chỉ số Ra thấp sẽ rút ngắn được thời gian làm sạch. Nếu bề mặt có chỉ số Ra thay đổi từ 0.65m xuống 0.42m, thời gian làm sạch giảm được 30%.

Các thiết bị trong dây chuyền sản xuất cần được lắp đặt sao cho quá trình vệ sinh được thuận tiện nhất. Mặt khác, cần lưu ý đến những khe hở, vết nứt của hệ thống máy móc do sự tác động của nhiệt độ trong quá trình cấp nhiệt. Trong máy chiết chai, việc nâng nhiệt sẽ làm tăng sự mài mòn và làm giảm tuổi thọ của các đầu chiết. Để nâng cao hiệu quả quá trình vệ sinh, hệ thống CIP cần được thiết kế bao gồm quá trình cấp khí và thoát khí cùng với quy trình xử lý chất lỏng.

Thiết bị sử dụng được thiết kế một cách thuận lợi cho việc loại bỏ chất kết tủa ra khỏi bồn chứa và đường ống. Độ bóng của bề mặt đáy bồn chứa cũng như góc côn là hai yếu tố cần được thiết kế phù hợp cho quá trình kết lắng nấm men và cặn protein.

Lắp đặt dây chuyền sản xuất cần giảm thiểu sự nhiễm bẩn của dung dịch tẩy rửa. Các thiết bị trống cần tiến hành vệ sinh CIP ngay sau mỗi chu kỳ sản xuất.

Hệ thống thu hồi chất tẩy rửa cần lắp đặt tập trung nhằm giảm thiểu số lượng Bồn chứa. Các vị trí có nguy cơ nhiễm bẩn phải được kiểm soát nghiêm ngặt, đồng thời đảm bảo sự vận hành tối ưu cho hệ thống CIP cũng như quá trình tái sử dụng. Dung dịch chất tẩy rửa cần được bơm qua quả cầu phun để đảm bảo loại bỏ lớp cặn nấm men bám trên bề mặt thành bồn chứa.

Đối với hệ đa ống dẫn, cần những bồn chứa có kích thước thích hợp để cho dòng CIP có thể hoạt động ở cùng một thời điểm. Việc sử dụng thiết bị đo lưu lượng, áp suất, tốc độ là cần thiết để giám sát quá trình hoạt động, nhằm ngăn ngừa những sự cố có thể xảy ra. Ngoài ra, cần sử dụng bộ điều khiển bổ sung nồng độ hóa chất chính xác và ổn định.

2. Tính chất hóa học của nước và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tẩy rửa

2.1 Cặn bã cần được loại bỏ

Cặn bã là các chất còn lại trong công nghiệp thực phẩm, chúng thường là cặn bã thực phẩm hay nước. Bản chất của cặn bã thực phẩm sẽ xác định quá trình cần thiết để tẩy rửa nó. Cặn bã có thể được chia

làm 2 loại cơ bản: loại tan trong nước và loại không tan trong nước. Cặn bã tan trong nước như đường và muối có thể dễ dàng xử lý và không có nhiều khó khan trong quá trình loại bỏ chúng. Cặn bã không tan gây khó khăn hơn khi loại bỏ chúng, chúng được chia thành cặn bã hữu cơ và cặn bã vô cơ. Cặn bã hữu cơ có nguồn gốc từ động vật, thực vật, bao gồm dầu, chất béo, protein, tinh bột, carbohydrate. Nếu những loại cặn bã này đã bị đun nóng lâu, ví dụ như trong lò, thì chúng bị hóa than nên khó làm sạch hơn.

2.2 Tính chất hóa học của nước

Những thuộc tính quan trọng của nước ảnh hưởng đến việc làm sạch các thiết bị trong sản xuất đồ uống và sữa:

• Nước được sử dụng trong vệ sinh của nhà máy sản xuất sữa phải sách và phù hợp chất lương vệ sinh theo yêu cầu

• Tiêu chuẩn vi sinh (đơn vị cfu): ví dụ trong 100 ml, tổng số vi khuẩn < 100, không có coliforms, Escherichia coli

• Không lẫn khí CO2 dẫn đến việc phải thêm kiềm vào để trung hòa acid yếu

• pH nên ở khoảng 6.5 đến 7.5, vì nếu dưới 6.5 sẽ xảy ra ăn mòn thiết bị, giá trị pH tối đa cho phép là 10

• Sulfua / sunphát. mức cho phép là 250 mg SO L.

• Clorua không vượt quá 250.10-3 mg/mL nước

• Ngoài ra còn có các chỉ tiêu về hàm lượng Fe, Mn, ….

• Độ cứng toàn phần

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tẩy rửa • Thời gian: nếu 1 chất tẩy không có đủ thời gian để hoàn thành các khâu cần thiết thì hiệu quả sẽ kém.

• Tác động cơ học: chất tẩy rửa nhìn chung sẽ không loại được hoàn toàn các cặn bã trừ phi có thêm sự tham gia của một hay nhiều thiết bị cơ học khác, có thể lau, cọ xát, phun quay phản lực,….

• Nồng độ chất tẩy rửa: Bất kì một sản phẩm nào khi ở một nồng độ nhất định nó sẽ hoạt động tốt nhất.

• Nhiệt độ: Trong hầu hết các trường hợp, nhiệt độ tăng thì hiệu quả tẩy rửa sẽ tang.

• Một yếu tố thường bị bỏ qua nữa là tỉ lệ chất tẩy rửa với tỉ lệ cặn bã.

3. Thiết kế thiết bị để có thể tẩy rửa dễ dàng

THIẾT KẾ CƠ KHÍ

Vật liệu Thiết kế thiết bị Hình dạng thiết bị Những chi tiết cố định của thiết bị

SẢN PHẨM VÀ QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ Thành phần của cặn Số lượng cặn Thời gian cặn ở trong thiết bị

QUÁ TRÌNH VỆ SINH Thời gian Nhiệt độ Nồng độ chất tẩy rửa Tốc độ dòng chảy Độ cứng của nước

THIẾT KẾ TRANG THIẾT BỊ VÀ LẮP ĐẶT:

- Nên tuân theo quy chuẩn của Châu Âu( EU và EHEDG)

- Nguyên tắc thiết kế vệ sinh:  Vật liệu cấu trúc thiết bị không có tác dụng xấu với thực phẩm, phải phù hợp theo

các điều kiện sử dung. Ví dụ: Không gây độc cho beer; thích hợp với café mịn, không xốp, không nứt;….  Cấu trúc và hình dạng thiết bị: phải có chỗ thoát nước, được thiết kế để sản phẩm không bị nhiễm ra bên ngoài.  Thiết bị dễ tháo gỡ và dễ dàng nhìn thấy để làm sạch, nếu dung CIP thì khỏi phải tháo gỡ mà làm sạch tại chỗ

Yêu cầu thiết kế vệ sinh liên quan đến các vấn đề: chất liệu, các khớp, bề mặt, ốc vít, hệ thống thoát nước, các góc không gian chết, thiết bị đo đạc, cửa vào và nắp, ….

4. Tẩy rửa bồn chứa 4.1 Tầm quan trọng:

Các ngành công nghiệp sữa phải đối phó với nhu cầu ngày càng nghiêm ngặt về vệ sinh sản phẩm. Không ngừng cải tiến chất lượng và hiệu quả cũng được yêu cầu để duy trì lợi nhuận. Trong hầu như tất cả các loại quy trình công nghệ, khả năng duy trì ổn định về vệ sinh là rất quan trọng đối với chất lượng sản phẩm. Tốc độ và hiệu quả mà quá trình làm sạch có thể được thực hiện là rất quan trọng đối với cả chi phí vận hành và thời gian dừng sản xuất, và do đó có tác động đáng kể đến lợi nhuận của công ty. Ngoài ra, vấn đề môi trường đang được đưa ra ngày càng quan tâm, tập trung vào tái chế nước, giảm sử dụng hóa chất, và hạn chế chất thải. Việc làm sạch bồn chứa và thiết bị chế biến sữa khác đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định mức độ hiệu quả kinh tế, và tối ưu hóa CIP là một phần quan trọng của điều này.

4.2 Làm sạch bồn chứa ở nhiều khía cạnh:

Mỗi nhà máy có một lý do cụ thể để tập trung vào làm sạch tốt hơn, vệ sinh, và việc tập trung này thường bao gồm nhiều thành phần khác nhau. Một số vấn đề điển hình trong CIP: • kiểm soát môi trường vi sinh • đảm bảo vô trùng để xử lý tiếp các quá trình khác • công tác phòng chống lây nhiễm chéo • loại cặn bã trong bồn chứa • truyền nhiệt hiệu quả

4.3 Phương pháp vệ sinh bồn chứa:

Thiết bị trong chế biến sản phẩm từ sữa có thể được làm sạch bằng nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào mức độ phức tạp của thiết bị và mức độ tự động hóa. Hai phương pháp tiếp cận chính để giải quyết vấn đề vệ sinh bể chứa là làm sạch nơi khác (COP) và làm sạch tại chỗ (CIP). Vệ sinh tại chỗ (CIP) CIP là một phương pháp mà thiết bị nhà máy được làm sạch tự động mà không phải tháo rời thiết bị ra khỏi vị trí trong quy trình sản xuất. Với phương pháp này, người ta ít hoặc không phải làm sạch bằng những cách thủ công. Trong ngành công nghiệp sữa hiện đại, chỉ tiêu sạch như là một yêu cầu ưu tiên nhất và thường được tự động hóa càng nhiều càng tốt, để loại bỏ các sai sót của việc thủ công của con người.

Có ba loại thiết bị CIP tự động thường được sử dụng để phun làm sạch bên trong của bồn chứa, bao gồm cả mạch đường ống được sử dụng trong sản xuất sữa. Một số thiết bị CIP:  Bóng phun tĩnh: được sử dụng khi người dùng quan tâm nhiều đến giá cả ban đầu,

Bóng phun tĩnh

khi yêu cầu về vệ sinh không cao, hoặc khi có sự thiếu nhận thức về tầm quan trọng của những hạn chế trong các quy trình công nghệ.

Những tia nước được phun ra khi bóng phun tĩnh hoạt động

 Đầu phun quay: thường sử dụng cho bồn chứa, dễ dàng làm sạch, vệ sinh tốt và giá cả hợp lý.

Đầu phun quay

Đầu phun quay khi làm việc

 Đầu quay phản lực: dung cho các bể lớn tương đối khó khăn để làm sạch, với các tiêu chuẩn cao về vệ sinh.

Đầu quay phản lực

Đầu quay phản lực khi hoạt động

Bóng phun tĩnh là giải pháp CIP truyền thống, nhưng ngày càng được thay thế bởi các thiết bị hiện đại hơn, hiệu quả kinh tế cao hơn và lắp đặt dễ dàng hơn. Hơn nữa, đầu phun quay và đầu quay phản lực quan trọng để tránh việc sử dụng khối lượng lớn hóa chất và các chất lỏng làm sạch, và do đó cắt giảm chi phí hoạt động và thời gian làm sạch.

5. Thiết kế và điều khiển hệ thống CIP

5.1 Giới thiệu Việc thiết kế và điều khiển hệ thống CIP thì nên dựa vào một qui trình thiết kế lô-gic. Trong thực tế thường thì nó dựa vào nguồn quỹ còn bao nhiêu, hơn là lien quan đến các thiết bị đắt tiền. Có thể áp dụng những nguyên tắc sao:

5.1.1 Hệ thống hoàn lưu hoàn toàn: CIP ba bồn

Hệ thống này có bồn chất tẩy rửa nóng và lạnh và dùng để tẩy rửa nhiều chất khác nhau như sữa, kem, bia, rượu, thực phẩm nói chung.

5.1.2 Bao nhiêu CIP

Điều này liên quan đến số lượng thiết bị cần được làm sạch và thời gian có. Ví dụ, nếu có 10 giờ để thực hiện CIP, thì có 10 thiết bị cần được tẩy rửa, và mỗi dây chuyền tẩy rửa cần 30 phút, vậy thì thời gian tẩy rửa là 5 giờ cộng 20% thời gian dự phòng. Vì vậy thời gian 10 giờ là tơhích hợp cho một hệ CIP. Nếu thời gian tẩy rửa là 1.5 giờ, với cùng thời gian dự phòng, tổng thời gian tẩy rửa là 18 giờ. Nhưng thời gian được cho là chỉ 10 giở, vì vậy 2 hệ thống CIP là cần thiết cho quá trình tẩy rửa.

5.1.3 Kích thước của thiết bị CIP

Thùng chứa dung dịch tẩy rửa nên chứa đủ thể tích lớn nhất trong dòng cộng thêm 20%, và những dự phòng cho các yêu cầu trong tương lai. Bồn chứa các chất trước khi rửa nên đủ lớn để chứa thể tích tổng lượng nước cần dùng, và cho dòng có lượng chất lớn nhất.

5.1.4 Dung dịch tẩy rửa là lạnh hay nóng

Nếu sản phẩm nhẹ và chảy tự do như sữa, thì dung dịch tẩy rửa lạnh là thích hợp; nếu sản phẩm dày và béo như kem, sữa chua hoặc các sản phẩm sữa khác, thì dung dịch tẩy rửa ở 40C là đủ để làm tan chảy chất béo và hiệu quả của chất tẩy rửa sẽ cao hơn, sẽ làm giảm lượng chất tẩy rửa cần dùng và thời gian CIP

Trong một hệ CIP được làm nóng, việc dùng dung dịch tẩy rửa có nhiệt độ ấm cho sữa không có hại gì mà chỉ làm tăng tốc độ, giảm tiêu thụ chất tẩy rửa.

5.1.5 Lựa chọn bơm

Bơm phải có khả năng tự điều chỉnh và có thể bơm vào không khí. Một loại điển hình và hiệu quả nhất đó là bơm. Bơm thích hợp nhất là bơm lỏng vòng (liquid ring pump), dù nó đắt tiền nhưng làm việc rất tốt. Mỗi loại bơm áp suất thấp, vừa và cao đều có ưu nhược điểm riêng của nó

5.1.6 Chọn đầu phun

Có nhiều loại đầu phun khác nhau. Khi lắp đặt mới thì dùng đầu áp u suất ca có thể giảm được kích thước ống và dung lượng bơm.

Tuy nhiên, rất khó hoặc không thể chuyển thành bơm phun và từ những thông số của bơm thường.

Bảng 5.1: Ưu điểm và nhược điểm của loại đầu phun áp lực đối với hiệu quả của CIP Loại Áp suất thấp

Nhược điểm lưu lượng cao Tốn nhiều nước Không ảnh hưởng cơ học Phụ thuộc hoàn toàn vào chất làm sạch Hạn chế đường kính phun Cần nhiều đầu phun Cần đường ống lớn

Ưu điểm chi phí thấp Nhiều loại có sẵn Vào nhiệt nhanh Không có bộ phận chuyển động bảo trì thấp Ứng phó tốt với chướng ngại vật bên trong Lưu lượng tương thích tốt với làm sạch dòng Dễ dàng để xác nhận vận hành tốt

Áp lực trung bình

Cần nhiều đầu phun bộ phận chuyển động Bảo trì cao hơn và có thể ùn tắc Vật cản bên trong có thể phá vỡ vòi phun

Áp lực cao

chi phí trung bình Nhiều loại có sẵn Vào nhiệt vừa phải lưu lượng trung bình Giảm lượng nước thải Đường kính đường ống thấp Phạm vi đường kính phun tốt Tác dụng làm sạch cơ học Lưu lượng thấp Tốn ít nước nhất Loại bỏ được các vật cảnbởi vòi phun áp suất cao Đường kính đường ống thấp Hiệu quả làm sạch cao Không cần nhiều đầu phun

Chi phí cao Tốc độ vào nhiệt độ thấp hơn bộ phận chuyển động bảo trì cao hơn Có thể tắc nghẽn Vật cản bên trong có thểphá vỡ vòi phun Trình tự làm sạch dài hơn

5.1.7 Siêu thị Nhiều siêu thị lớn đặt ra những điều kiện CIP nghiêm ngặt cho các sản phẩm từ sữa.

5.2 Những nguyên tắc của tẩy rửa hóa học

5.2.1 Loại bỏ cặn bã

Cặn bã là những gì mà không nên có mặt trên bề mặt của thiết bị chế biến. Tuy nhiên, cặn bã thấy được như phần dư của sản phẩm – đặc biệt trong bồn lên men – có thể thấy và ngửi được. Những gì không nhìn thấy được bao gồm vi sinh vật, bào tử , nấm men. Mùi hôi thối cũng có thể là một vấn đề.

5.2.2 Các thông số trong quá trình loại bỏ cặn bã.

Những thông số chính của quá trình loại bỏ cặn bã là thời gian, nhiệt độ, và nồng độ chất tẩy rửa cùng với ảnh hưởng cơ học từ đầu phun, và những thông số này có thể thay đổi theo tỷ lệ để thay đổ chế độ tẩy rửa. Các thông số có thể được tối ưu hóa để chi phí là thấp nhất và hiệu quả tẩy rửa là cao nhất

5.2.3 Tẩy rửa hóa học các cặn bã và chất chống nhiễm vi sinh vật

Chất tẩy rửa CIP được dùng để hòa tan cặn bã, và loại bỏ chúng khỏi thiết bị được tẩy rửa. Cặn bã được tẩy rửa cần được giữ ở trạng thái lơ lửng và trở về hệ thống CIP. Phần lớn các chất tẩy rửa hoạt động

hiệu quả ở nhiệt độ trên 50C và bằng cách lựa chọn đúng chất tẩy rửa và nồng độ, sự tẩy rửa trên 70C có rất ít cải thiện.

Sodium hydroxide là một trong những hóa chất tốt nhất để loại bỏ cặn bã. Nó phản ứng với chất béo trong cặn bã, làm mềm nó, và loại bỏ nó một cách nhanh chóng. Nó loại bỏ vết bẩn và cặn không được tốt lắm. Điển hình sodium hydroxide được dùng ở nồng độ 0.5-2g/100mL cho phần lớn các quá trình và 4g/100mL cho loại cặn bã rất cứng. Mặc dù sodium hydroxide và những chất tẩy rửa khác loại bỏ cặn bã rất tốt, nhưng không phải chúng luôn giữ được cặn bã ở trạng thái keo. Để cải thiện điều này, những hóa chất khác được thêm vào để khắc phục hạn chế

Chất tẩy có tính acid, như acid phosphoric và acid nitric. Chúng có thể loại bỏ cặn bã nhẹ, và thường được sử dụng đối với sữa thô. Acid có khả năng loại bỏ các vết dơ bẩn tốt, và để lại một nhà máy sang bóng sau khi thực hiện CIP. Acid nồng độ cao có thể tấn công chỗ nối hoặc van vì vậy cần được lưu ý.

Chất chống nhiễm vi sinh vật là các chất đảm bảo chất lượng của nước rửa và để giết vi sinh vật nhiễm trong thiết bị trước khi sử dụng thiết bị. Hai chất chính được sử dụng trong CIP là NaClO và acid peracetic (PAA). Chúng nên được dùng sau khi các thiết bị đã được loại bỏ cặn bã do cặn bã có thể trung hòa hoạt tính của chúng.

Mô tả

Tất cả các hóa chất có khả năng gây nguy hiểm cho con người, sản phẩm và môi trường làm việc. Khi tiếp xúc với hóa chất phải mang đồ - đặc biệt là kính bảo hộ hóa học và găng ta. Ngoài ra, khi được sử dụng trong các hệ thống CIP, các hóa chất thườngrất nóng, thêm một phần rủi ro nếu như bất cẩn. Bảng 5.2 Các trình tự hoạt động của toàn bộ hệ thống thu hồi CIP. Chú giải Giai đoạn 1

Thường chỉ được thực hiện trên các sản phẩm có giá trị Kiểm tra dòng chảy với đầu đo 2

Làm sạch sản phẩm với không khí hoặc nước Thiết lập một dòng chảy hoàn lưu bằng cách sử dụng nước lạnh Làm sạch sơ bộ để thoát nước 3

Làm sạch với nước tẩy rửa pha loãng 4

pha loãng chất tẩy rửa cho bể và tái tuần hoàn trong một thời gian thiết lập Giám sát nhiệt độ và độ dẫn của chất tẩy rửa Thu hồi chất tẩy rửa 7

Trung gian cho làm sạch sơ bộ bể thu hồi hiệu quả làm sạch sơ bộ là chìa khóa để các hệ thống CIP thành công Xác định hoạt tính chất tẩy rửa bằng đầu đo Ít nhất 10 phút ở nhiệt độ và độ dẫn thiết lập Giữ trình tự trên nếu chúng giảm xuống dưới điểm thiết lập Trên thời gian hoặc mức độ cao của bể 8

bơm axit Lưu thông các dung dịch axit Làm sạch sơ bộ bơm chất tẩy trùng 9 10 11 12

tái tuần hoàn lại chất tẩy trùng Xả hết chất tẩy trùng 13 14 Kiểm soát bằng đầu dò Thườngdùng peracetic axit, được điều chỉnh bởi một lưu lượng kế nhỏ Nếu dùngsodium hypochlorite để tẩy trùng thì cần làm sạch ống dẫn

5.3 Áp dụng CIP

5.3.1 Rửa đường ống Hiệu quả rửa đường ống bị ảnh hưởng bởi vận tốc của của dòng chảy

Dòng chảy thẳng không thể tẩy rửa hiệu quả (tốc độ <1.4m/s) trong khi dòng chảy hỗn loạn (tốc độ 1.5- 2.1m/s) có thể tẩy rửa hiệu quả. Nếu tốc độ vượt quá 2.1m/s thì quá trình tẩy rửa không còn hiệu quả nữa.

5.3.2 Tẩy rửa bồn chứa Áp dụng CIP

CIP dùng để tẩy rửa bồn chứa có thể được áp dụng ở áp suất cao hoặc áp suất thấp. Ở áp suất cao thì đầu tẩy rửa loại bỏ cặn bã bằng tác động cơ học (lực của tia nước) và bề mặt của bồn chứa tiếp xúc với một loạt cú quét khi các tia nước quay. Ở áp suất cao, hiệu quả của hệ thống tẩy rửa phụ thuộc hoàn toàn vào phản ứng hóa học để loại bỏ cặn bã, và có rất ít hoặc không có ảnh hưởng cơ học từ tia nước.

Dòng CIP quay về

Sự thoát ra chậm của dung dịch tẩy rửa trong bồn có thể gây ra nhiều vấn đề CIP. Dung dịch tẩy rửa nên được nhanh chóng bơm ra khỏi để các bề mặt bồn chứa có thể tiếp xúc trực tiếp với tia nước CIP, và không bị một lớp dung dịch che phủ. Việc lựa chọn bơm thích hợp và thiết kế dòng ra đúng đắn cho CIP là rất quan trọng đến hiệu quả tẩy rửa.

Sự chọn lựa đầu phun đúng đắn, và cân đối nó với yêu cầu về dòng chảy của đường ống và thiết bị đi ra cũng rất quan trọng trong thiết kế CIP

5.4 Xác minh Xác minh CIP là một yêu cầu của luật thị trường, trong mọi trường hợp, nó cung cấp thông tin có giá trị về việc thực hiện CIP cũng như xác định bất kỳ vấn đề gì Thông thường, lưu lượng , nhiệt độ và hệ thống ống dẫnchất tẩy rửa sẽ được kiểm tra lạivà trình tự CIP cũng được tự động theo dõi

5.5 Hệ thống điều khiển

5.5.1 Giải thích sơ đồ

Truyền thông

Các tính năng khác nhau của hệ thống điều khiển được tóm tắt trong bảng 5.3 Bảng 5.3 Tóm tắt các tính năng của hệ thống điều khiển CIP. Tiêu chuẩn Mô tả Thường dùng Thép không gỉ Bao máy Các nút ấn và các chỉ số hoặc màn hình LCD màn hình hiển thị điều hành màu RS232 C, RS422, Profibus, kiểm soát mạng, thiết bị mạng và các giao thức khác ethernet Máy tính thông qua Ethernet Một số hệ thống có thể được lập trình để gửi dữ liệu tự động thông qua e-mail. Kết nối thông qua Internet với một số hệ thống khác Điều này đạt được thông qua các modem đặc

liên kết máy tính Khả năng lien kết

Trực tiếp quay số vào

Tích trữ

biệt trong các kệ PLC PLC không tốt để lưu trữ Tốt nhất là thực hiện bằng máy tính riêng biệt, hoặc một số lưu trữ có thể được trong HMI khả năng xử lý

5.6 Thiết Bị Đo Lường Kiểm soát chi tiết sẽ khác nhau, tùy thuộc vào tiêu chuẩn và ngân sách. Tất cả các công cụ cần thiết bao gồm cả chức năng của chúng trong một hệ thống CIP được liệt kê trong Bảng 7.4 Bảng 5.4 : Dụng cụ cần thiết trong một hệ thống CIP Miêu tả Cung cấp lưu lượng

số lượng yêu cầu 1

Hoàn lưu lưu lượng 1

1 Thiết bị đo lưu lượng nước

1 Hệ thống truyền dẫn chất tẩy rửa Hệ thống truyền dẫn dòng hoàn lưu

Gia nhiệt chất tẩy rửa 1

Gia nhiệt dòng hoàn lưu các đầu dò 6

Hệ thống van 28 Chức năng Màn hình CIP hiển thị lưu lượng cho các dây chuyền khác nhau cảnh báo khi tắc nghẽn hoặc quá lưu lượng Màn hình CIP hiển thị lưu lượng hoàn lưu cho các dây chuyền khác nhau cảnh báo khi lưu lượng thấp Đo lường tổng lượng nước trên mỗi chu trình làm việc Đây là thông tin rất quan trọng khi tối ưu hóa hiệu suất và đánh giá tác động môi trường của hệ thống. Kiểm soát sức mạnh của chất tẩy rửa trong bể Được sử dụng để hoàn lưu chất tẩy rửa vào bể. Dừng bộ đếm thời gian CIP nếu độ dẫn giảm Được sử dụng để theo dõi axit và chất khử trùng được bơm (nếu có) Kiểm soát nhiệt độ của các chất tẩy rửa trong bể Dừng bộ đếm thời gian CIP nếu nhiệt độ giảm xuống Được sử dụng để kiểm soát việc bơm và tháo chất tẩy rửa vào các bể CIP Được sử dụng để xác nhận theo vị trí từng van, tức là mở hoặc đón

1 Xác nhận chính xác nguồn cung cấp áp lực

Áp kế

5.7 Thông tin thiết kế

Tất cả các dữ liệu trong phần này được dành để tham khảo phác thảo nhanh chóng, và chỉ cho thông tin. Tuy nhiên, nó được khuyến khích rằng các tính toán chi tiết được thực hiện cho các ứng dụng cụ thể.

5.7.1 Năng suất của đường ống

Bất kỳ hệ thống CIP có thể có đường ống có độ dài và đường kính khác nhau Bảng 5.5 : Năng suất đường ống dẫn

5.7.2 Sức chứa bể chất tẩy rửa

Bảng 5.6 Danh sách dung tích chất tẩy rửa để làm sạch dường ống khác nhau

Khi tính toán công suất của bể chứa chất tẩy rửa, phải cộng thêm ít nhất 25%

5.7.3 Vận tốc làm sạch

Bảng 5.7: Hiệu quả làm sạch đường ống ứng vận tốc làm sạch khác nhau

Để làm sạch tối ưu đường ống, khuyến khích vận tốc dòng chảy từ 1,5 đến 2,1 ms-1. Bảng trên đã chỉ ra các dòng chảy lớn hơn 2,1 ms- không thấy rõ được làm hiệu quả sạch, và dưới 1,5 m s-1 dòng chảy sẽ thành lớp. Vận tốc dòng chảy thấp hơn sử dụng ít năng lượng hơn, và chỉ được sử dụng cho các loại chất lỏng sạch, như bia tươi và rượu táo tươi. Tuy nhiên, vận tốc dòng chảy trung bình được sử dụng để làm sạch sữa, bia và chế biến cây ăn trái nước trái cây, vận tốc dòng chảy cao được sử dụng cho kem làm sạch, sữa chua, súp, và các loại thực phẩm có độ nhớt .

5.7.4 Độ giảm áp suất

Bảng 5.8 : Độ giảm áp suất trong đường ống

Bảng trên cung cấp một cách tổng quát về độ giảm áp lực trong đường ống dẫn ở MPa 100 m-1 của đường ống. Hình: Kích thước bể

Bảng 5.9 Kích thước ước tính (cm) của bể CIP thể hiện trong hình 7.9.

6. Quản lý hoạt động CIP

6.1 Kiến thức nền tảng về CIP

CIP được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp sữa và sản xuất bia. Phương pháp làm sạch tương tự được sử dụng rộng hơn trong các ngành công nghiệp chế biến hóa chất.

Bối cảnh là ngành công nghiệp mà trọng tâm là xử lý chất lỏng, và một số quá trình hoạt động có hệ thống kết nối đường ống. Việc ngắt kế nối và tháo rời thiết bị để làm sạch trong quá trình xử lý là không thực tế ,từ đó ta có khái niệm CIP .Khác với làm sạch bằng tay ,CIP mang lại một số ưu nhược điểm cần phải được xem xét trong hoạt động của hệ thống CIP.

Những ưu điểm có thể được tóm tắt như sau:

Bởi vì mức độ mạnh hơn và cao hơn của các loại hóa chất và nhiệt độ có thể được sử dụng nên làm sạch được thực hiện với một tiêu chuẩn tốt hơn.

Sử dụng hóa chất và nước ít hơn so với các hệ thống bằng tay

Trong một số hệ thống CIP, các hóa chất và nước có thể được thu hồi sử dụng lại .

Hệ thống CIP có tính tự động hóa cao, và do đó hiệu quả hơn và đảm bảo hơn làm sạch bằng tay.

Những nhược điểm liên quan đến hệ thống CIP như sau :

Do không thể tháo rời thiết bị nên không thể nhìn thấy là thiết bị có sạch hay không

Khi làm sạch hoá chất sẽ theo con đường của dòng sản phẩm nên sẽ có thể gây ô nhiễm sản phẩm

Vì nước và hoá chất được sử dụng lại nên gia tăng việc ô nhiễm chéo

Việc sử dụng với nồng độ mạnh các hoá chất và nhiệt độ sẽ làm phát sinh rủi ro về sức khoẻ và an toàn của người

CIP có chi phí vốn đầu tư ban đầu khá cao

6.2 Một số vấn đề cơ bản của quá trình hoạt động CIP

6.2.1 Thông số CIP

Các thông số của CIP là không khác với làm sạch bằng tay là cùng ba nguồn năng lượng và cùng một lượng thời gian:

• Hóa chất

• Vật lý / cơ khí

• Năng lượng nhiệt

• Thời gian

Trong việc thiết lập một chương trình CIP, điều quan trọng là hiểu được nguồn năng lượng nào có hiệu quả nhất trong việc đạt tới làm sạch mong muốn, và sự cân bằng tốt nhất là gì của năng lượng đầu vào với thời gian .

6.2.2 Nhân sự của CIP

Hoạt động của hệ thống CIP liên quan đến nhiều nhóm người khác nhau từ các ngành khác nhau: • kỹ sư thiết kế

• Nhà sản xuất thiết bị

• Nhà cung cấp tự động hóa / kiểm soát

• Nhà cung cấp chất tẩy rửa

• quản lý hoạt động

• quản lý kỹ thuật

• nhân viên kiểm soát kỹ thuật và đảm bảo chất lượng

• các nhà quản lý môi trường, an toàn và sức khỏe

Mỗi nhóm người sẽ có những điểm ưu tiên khác nhau cho các hoạt động CIP, và điều quan trọng là ban điều hành cấp cao thực hiện phán đoán thích hợp để đảm bảo sự cân bằng chính xác giữa việc đạt được các tiêu chuẩn chất lượng, tiêu chuẩn sản xuất và chi phí vận hành, sức khỏe và an toàn.

6.2.3 Các giai đoạn chín trong hệ thống xử lý CIP

Như với bất kỳ quá trình sản xuất khác, có một loạt các bước liên quan đến việc dẫn đến hoạt động hiệu quả của một hệ thống CIP:

• Thiết kế

• Xây dựng

• Lắp đặt

• Hoạt động

Chương trước đã đề cập đến sự quan trọng của các vấn đề về thiết kế và xây dựng, nhưng đều quang trọng cần phải nhớ lắp đặt CIP được định nghĩa là nhiều bởi phần cứng thiết bị như các phần mềm máy tính kiểm soát nó.

Bước cài đặt bao gồm các giai đoạn quan trọng của vận hành, nơi có nhà máy và hệ thống điều khiển của nó được kiểm tra để đảm bảo rằng tất cả các bộ phận cấu thành đang làm việc có hiệu quả, và sự kết hợp của các thành phần với hệ thống quản lý được kết nối cho đúng.

Với sự phức tạp ngày càng tăng của hệ thống CIP lớn hơn, nó là đặc biệt quan trọng quá trình vận hành bao gồm một thách thức đối với hệ thống điều khiển máy tính. Hệ thống điều khiển máy tính bao gồm nhiều ngành, nghề lập trình phần mềm, và điều này làm có nguy cơ lớn cho các lỗi. Phần mềm điều khiển CIP do đó cần được thử thách trong một loạt các bài tập mô phỏng, nơi nó được chịu hướng dẫn điều hành có khả năng không chính xác để kiểm tra tính toàn vẹn của nó.

6.2.4 Một chuỗi CIP điển hình

Một chuỗi CIP điển hình sẽ bao gồm các chu trình sau đây:

• tráng sơ bộ • lưu thông chất tẩy rửa

•khâu tẩy rửa trung gian

• lưu thông chất tẩy rửa khác (tùy chọn)

• thêm trung gian rửa (tùy chọn)

• chất khử trùng rửa sạch (không bắt buộc)

• thoát

Giai đoạn tráng sơ bộ là loại bỏ các cặn bã bám không chặt vào thiết bị: các chất này có thể được loại bỏ bằng rửa sạch ,ít nhu cầu cần hóa chất, cơ khí và năng lượng nhiệt cần thiết sau này. Hiệu quả rửa có thể được cải thiện thông qua ‘rửa mảnh vỡ’ của bồn chứa, và bằng cách đảm bảo rằng bề mặt thoát nước đang ở trên một độ dốc. Lưu thông chất tẩy rửa thường là giai đoạn quan trọng

trong việc loại bỏ cặn bã còn lại. Thời gian lưu thông thường là 10-30 phút, nhưng sự lựa chọn của chất tẩy rửa phụ thuộc rất nhiều vào tình hình vệ sinh riêng. Ví dụ về các chất tẩy rửa / nhiệt độ các giải pháp được thể hiện trong 9.1 . khâu rửa sạch trung gian được đòi hỏi sau đó nếu chất tẩy rửa tuần hoàn sẽ được tiếp tục được sử dụng. đặc biệt là trường hợp nếu xử lý axit là cần thiết, thường là đòi hỏi loại bỏ lớp cặn.

Bảng 6.1 Một số ví dụ về các chất tẩy rửa / nhiệt độ các giải pháp trong một hệ thống CIP.

Loại chất tẩy rửa Nitric acid natri hydroxit Nhiệt độ(°C) 60 50–80

70–90 90–130 Hoạt động CIP Bồn chứas, pipelines Bồn chứaers, bồn chứas, filling machines Pasteurisers UHT

Khâu rửa sạch cuối được đòi hỏi sau đó phải loại bỏ dư lượng chất tẩy rửa, và áp dụng một chất khử trùng nếu cần thiết. Một ví dụ về các hợp chất như axit peracetic, và cuối cùng rửa sạch có thể được phục hồi và sử dụng cho giai đoạn tráng sơ bộ trong các chu kỳ tiếp theo. Tùy thuộc vào các chất hóa học được sử dụng, hoặc tính chất của các hoạt động, ví dụ như sản xuất sản phẩm hữu cơ, tiếp tục rửa lại bằng nước sạch nếu được yêu cầu. Vào cuối của chuỗi CIP, thiết bị sau đó cần phải được để ráo nước.

6.2.5 Làm sạch hệ thống CIP

Một yếu tố quan trọng trong việc quản lý hoạt động CIP mà thường bị bỏ qua là làm sạch của hệ thống CIP của chính nó. Điều này là cần thiết để tránh tích tụ các cặn bẩn trên tường bể, có thể dẫn đến ô nhiễm vi sinh vật của các đối tượng được làm sạch. Với một hệ thống hoàn toàn tự động, một chu kỳ làm sạch CIP nên là một phần của chương trình tiện ích đầy đủ, và trong quy định này chu kỳ làm sạch nên được thực hiện để:

• thoát 50% của dung dịch chất tẩy rửa để loại bỏ bất kỳ trầm tích từ các bể;

• thoát tất cả các bể khác trong hệ thống CIP;

• tái tuần hoàn các chất tẩy rửa thông qua các thiết bị trong xây dựng phun theo thứ tự thông qua các chất tẩy rửa bể, bể chứa nước phục hồi và bể rửa cuối cùng;

• rửa sạch tất cả các bể liên tục với nước sạch và

• làm cho tất cả các bể với khối lượng chính xác / nồng độ và nhiệt độ.

Trường hợp một hệ thống hoàn toàn tự động không được cài đặt, lối vào an toàn phải được cung cấp để cho phép các bể được thoát nước và, ít nhất, ống ra. Tần số hoạt động này có phần phụ thuộc vào lượng cặn bã trong các chất tẩy rửa, và độ cứng của nước được sử dụng trong hệ thống, nhưng, ngay cả khi ô nhiễm chất tẩy rửa với dư lượng sản phẩm là thấp, tần số tối thiểu cho các thiết lập để làm sạch nên mỗi hai tháng.

6.3 Hóa chất và nhà cung cấp hóa chất

Lựa chọn các chất tẩy rửa và khử trùng trên cơ sở làm sạch và tác dụng diệt khuẩn đã được đề cập trong Chương 4. Điều quan trọng là, trong bối cảnh quản lý hoạt động CIP, mà vai trò của các nhà cung cấp chất tẩy rửa được hiểu như là một động lực chính của sự thành công. Thói quen viếc tìm kiếm hỗn hợp chất tẩy rửa trên trang web là không được khuyến khích, bởi vì như vậy là đảm bảo không cao cho việc giám định có sẵn trên trang web để đạt được hiệu quả làm sạch một cách an toàn

Máy sữa hoạt động hệ thống CIP do cần phải xác định một nhà cung cấp đáng tin cậy hoặc các nhà cung cấp hóa chất CIP. Vấn đề quan trọng trong bất kỳ nhà cung cấp là quan hệ khách hàng, có một số câu hỏi cụ thể mà nên được yêu cầu:

•Có đầy đủ về hỗ trợ kỹ thuật có sẵn trên trong 24 giờ trên 7 ngày không?

• Liệu các nhà cung cấp thực hiện một cuộc điều tra đầy đủ các trang web và hệ thống CIP trước khi đề xuất các hóa chất được sử dụng không ?

• Liệu các nhà cung cấp cung cấp sử dụng, xử lý và huấn luyện an toàn cho tất cả các sản phẩm của mình không ?

6.4 Giải đáp thắc mắc CIP

Mỗi hoạt động CIP phải được thiết kế và hoạt động trên cơ sở các đặc điểm riêng của nó. Tuy nhiên, có một số yếu tố chung chung mà có thể tác động tích cực hay tiêu cực về hiệu quả CIP. Khi xử lý sự cố một hoạt động CIP có vấn đề, đó là thực hành tốt để kiểm tra sự hiện diện của các yếu tố tích cực góp phần vào thành công CIP, và sự hiện diện của các yếu tố tiêu cực sẽ làm tăng hiệu suất kém.

6.4.1 Các yếu tố tích cực

Kết quả CIP nói chung sẽ được hài lòng khi sau đây:

• Tiêu chuẩn chất lượng nước chính xác (độ nhớt, chất lượng vệ sinh);

• nhiệt độ chính xác;

• chính xác lưu lượng và điều kiện bất ổn;

• nồng độ chính xác của các chất tẩy rửa và khử trùng;

• đúng thời gian lưu thông chất tẩy rửa;

• Bình chất tẩy rửa làm trống và làm sạch thường xuyên để giảm thiểu dư lượng sản phẩm, và

• kế hoạch bảo trì van bao gồm tất cả các van CIP cũng như van chính của quá trình.

6.4.2 yếu tố tiêu cực

Trong khi rõ ràng là hiệu quả CIP có thể bị ảnh hưởng bởi thời gian tiếp xúc không đầy đủ, cũng có những cách khác nhau tiềm năng trong đó các ứng dụng của ba năng lượng đầu vào khác nhau có thể được áp dụng sai:

• hóa học

- Không đủ rửa chất lỏng thải ra còn lại

- Nồng độ chất tẩy rửa quá thấp

- Nồng độ chất tẩy rửa quá cao

- Không đủ rửa dư lượng chất tẩy rửa

- Sự lựa chọn sai lầm của chất tẩy rửa / khử trùng

- Dùng thuốc không phù hợp và kiểm soát tập trung

- Không đủ làm sạch chất tẩy rửa tái sử dụng

- Không đủ làm sạch của bộ CIP

- Độ cứng của nước không chính xác / xử lý

• Cơ

- Thiết bị phun bị chặn lên hoặc hoạt động với một áp lực cung cấp không chính xác

- Thoát nước làm sạch kém

- ‘Khoảng chết' (nơi dòng CIP không thể tới được)

- làm sạch kém

- Lưu lượng / áp suất thấp

• nhiệt

- Nhiệt độ quá thấp (tác dụng làm sạch không đủ)

- Nhiệt độ quá cao (cặn bã thừa bị hóa than, hư hỏng chỗ nối thiết bị)

6.5 CIP và mục tiêu hoạt động

Những yếu tố được liệt kê ở trên sẽ giúp cung cấp cho một nền tảng rộng lớn với một số các yếu tố liên quan trong hệ thống CIP và giải quyết vấn đề. Phần còn lại của chương này là tập trung vào làm thế nào CIP phù hợp với mục tiêu hoạt động quản lý và chất lượng, an toàn, năng suất, và xem xét và cải thiện

6.6 CIP quản lý và chất lượng CIP

6.6.1 Chất lượng các vấn đề hệ thống quản lý

Hoạt động CIP là một phần của hoạt động sản xuất lớn hơn, trong đó có mục tiêu

cung cấp sản phẩm cho khách hàng. Do đó hoạt động CIP cần phải được bao gồm trong phạm vi của một hệ thống quản lý chất lượng trang web, sẽ được dự kiến sẽ bao gồm các loại sau:

• Các thủ tục và hướng dẫn công việc

• Đào tạo

• bảo trì thiết bị và hệ thống kiểm soát

• hiệu chỉnh các cảm biến và các công cụ

• quá trình giám sát và kiểm soát

• tài liệu và hồ sơ

Cụ thể hơn, đó là khuyến cáo rằng một hướng dẫn sử CIP được lắp ráp vào tài liệu sau đây:

• các đặc điểm kỹ thuật ban đầu cho bộ CIP

• kỷ lục vận hành thử nghiệm / kiểm tra

• hướng dòng chảy CIP

• làm sạch các trình tự và chu kì

• bản vẽ kỹ thuật

• Bảo trì và hiệu chuẩn lịch trình

• kiểm tra chất lượng và biên bản ghi lại chất lượng

• một hồ sơ của tất cả các thay đổi tiếp theo

• Hồ sơ của CIP đánh giá và xác minh

6.6.2 CIP và thẩm định

Từ góc độ pháp lý, việc sắp xếp trên là có thể cung cấp một cơ sở tốt cho một phòng thẩm định chất lượng tốt thuộc luật An toàn thực phẩm năm 1990 (Anonymous, 1990). Tuy nhiên, do tầm quan trọng của bốn thông số quan trọng CIP (nhiệt độ, lưu lượng, lưu trữ hóa chất và thời gian), một phương pháp thẩm định thành công do phải bao gồm hồ sơ của tất cả các khía cạnh. Một hệ thống CIP mới do đó cần cung cấp để ghi tự động của bốn thông số quan trọng.

Một phương pháp thẩm định cũng có thể được dự kiến bao gồm một loạt các kiểm tra hoạt động CIP một cách thường xuyên. Chương trình kiểm tra này bao gồm:

• hàng ngày

- Chất tẩy rửa và khử trùng tập trung

- Nhiệt độ (trên một máy ghi biểu đồ)

- Độ cứng của nước

- Kiểm tra bằng mắt xem có rò rỉ

- Xác nhận rằng tất cả các chuỗi CIP đã hoàn thành đầy đủ và thời gian

- Xác nhận của hồ sơ lưu giữ

- Theo dõi xu hướng của tình trạng vệ sinh các bề mặt và các sản phẩm

• hàng tuần

- Khả năng bảo trì của lọc trong dòng / rây

- Khả năng bảo trì của bể chứa chất tẩy rửa và nước

- Khả năng bảo trì của nước rửa

- Hiệu quả làm sạch (thị giác, phế phẩm, sản phẩm)

Kiểm tra không thường xuyên là một phần của CIP đánh giá và xác minh được mô tả trong mục 6.9.1.

6.6.3 CIP và phân tích mối nguy và kiểm soát điểm tới hạn (HACCP)

Hệ thống HACCP bao gồm bảy nguyên tắc đó, khi áp dụng trong thực tế và đầy đủ, cung cấp cho bảo đảm an toàn thực phẩm (Pierson & Corlett, 1992; Corlett, 1992; WHO, 1993; FAO, 1995; Anonymous, 1997; Mortimore và Wallace năm 1998; Mayes & Mortimore, 2001). Bảy nguyên tắc của HACCP như sau:

• tiến hành phân tích mối nguy

• xác định điểm kiểm soát tới hạn (CCPs)

• thiết lập giới hạn quan trọng cho CCPs

• thiết lập một hệ thống giám sát CCPs

• thiết lập biện pháp khắc phục

• Thiết lập các thủ tục để xác minh hệ thống làm việc

• xây dựng tài liệu hướng dẫn.

Một chương trình CIP là một quy trình giống như cách sản xuất sản phẩm là một quy trình. Cách tiếp cận HACCP do đó nên được áp dụng cho mỗi chu kỳ của chuỗi CIP được liệt kê mục 9.2.4.

Kết quả quan trọng nhất của phân tích này là việc xác định các CCPs đâu là giới hạn quan trọng được thành lập, và các hành động khắc phục phù hợp xác định. Hằng ngày mức giới hạn quan trọng quan trọng nhất cho CIP rất có thể có liên quan đến bốn thông số quan trọng CIP, tức là lưu lượng, nhiệt độ, độ bền hóa chất và thời gian. Tuy nhiên, quá trình giám sát cũng cần phải bao gồm sự chú ý đến đường truyền của nước và chất làm sạch, và hiệu quả của bảo trì van. Một phân tích HACCP đầy đủ là đôi khi được xem như là một nhiệm vụ nă ̣ng, nhưng mỗi CIP thiết lập là khác nhau và đảm bảo một quan điểm riêng.

6.6.4 Một số khía cạnh của thực tiễn tốt

Như đã đề cập ở những nơi khác, tính đặc thù của hoạt động CIP có thể làm phát sinh những thách thức, nhưng điều quan trọng là nhận ra là có thực tiễn tốt nhất có thể áp dụng để giảm thiểu tác động tiêu cực của những thách thức này. Điều quan trọng nhất trong số này là:

• chia hoàn toàn các hệ thống CIP ra tùy theo là thiết bị xử lý thô hay thiết bị xử lý sau khi xử lý nhiệt

• nhận dạng bằng mắt của tất cả đường ống, để xác định bản chất và dòng chảy của sản phẩm nguyên liệu, sản phẩm xử lý nhiệt, và chất tẩy rửa;

• loại bỏ các mặt phân cắt trực tiếp giữa các dòng sản phẩm và CIP, trường hợp không thể tránh khỏi, tách biệt giữa lưu chất CIP và sản phẩm phải được thực hiện bằng một trong các cách sau:

- Van chân kép,

- Ngăn chặn và tháo nước van thiết bị,

- Phanh vật lý, chẳng hạn như các tấm dòng chảy hoặc phần quan trọng, hoặc

- Cung cấp ít nhất hai chân van giữa sản phẩm và CIP;

• sử dụng báo động và khoá tự động với phần mềm điều khiển để:

- Khóa vật phẩm đã không được làm sạch trong khoảng thời gian thỏa thuận,

- Đảm bảo một chương trình CIP không thể được bắt đầu nếu sản phẩm có mặt, hoặc các dây truyền là không đầy đủ,

- Khóa các dây truyền nếu chương trình CIP đã không được hoàn thành.

Thiệt hại của bất kỳ khoá tự động nào trong làm sạch nên dừng lại làm sạch và báo động một trong hai hoặc tắt các bộ CIP.

6.7 quản lý và an toàn CIP

CIP hoạt động có khả năng gây nguy hiểm vì nồng độ hóa chất và nhiệt độ cao sử dụng so với làm sạch bằng tay. Ngoài ra, có những rủi ro phát sinh từ việc vận chuyển và chuyển giao vật liệu làm sạch trong nhà máy.

6.7.1 Y tế và các vấn đề an toàn với CIP

Sức khỏe và An toàn của sáu ưu tiên cho sức khỏe và an toàn trong ngành công nghiệp sữa (HSE, 2002) đều có liên quan đến hoạt động CIP, và cần chú trọng đặc biệt khi họ chiếm hơn 80% của tất cả chấn thương. Những ưu tiên này là:

• tiếp xúc với hóa chất làm sạch

• Sơ suất và sai sót

• té ngã

• máy móc

• xử lý

• giao thông

Các ưu tiên, tiếp xúc với hóa chất làm sạch là một vấn đề an toàn lớn đòi hỏi phải có hành động và biện pháp phòng ngừa thích hợp được thực hiện để đảm bảo rằng việc tiếp xúc của người lao động với các hóa chất sử dụng được kiểm soát đầy đủ.

Tiếp xúc với các hóa chất làm sạch

Tuy hóa chất, và đặc biệt là chất khử trùng, được sử dụng trong ngành công nghiệp bia được đặc biệt lựa chọn để dư lượng tiềm tàng còn lại trên bề mặt không làm hỏng sản phẩm hoặc có hại cho người tiêu dùng, nhiều ảnh hưởng đến da, mắt hoặc hệ thống hô hấp, và có thể gây hại nếu ăn phải với số lượng đủ. Bởi vì điều này, một kiểm soát các chất độc hại để đánh giá sức khỏe (COSHH, 2005) cần được thực hiện để xác định mục đích của hóa chất (hơi nước, nếu được sử dụng, nên được bao gồm, vì nó có thể rất nguy hiểm), và loại bỏ việc sử dụng chúng ở đâu thích hợp, ví dụ như nơi làm sạch một mình là đủ hoặc nhiệt có thể được sử dụng một cách an toàn. Một đánh giá COSHH (COSHH, 2005) bao gồm:

• một danh sách của tất cả hóa chất / chất độc hại được sử dụng;

• hại nguy hiểm;

• cung cấp các biện pháp kiểm soát tiếp xúc với nhà điều hành, bao gồm lưu trữ an toàn, khả năng tương thích hóa chất, nồng độ làm việc và quy trình pha loãng an toàn, quy trình ứng dụng và thiết bị, bất kỳ giám sát không khí hoặc yêu cầu giám sát y tế, thông tin và yêu cầu đào tạo, cung cấp thiết bị rửa, và một hành động khẩn cấp kế hoạch (ví dụ như bị đổ).

Các biện pháp sau đây cần được xem xét khi thiết lập thực hành xử lý hóa chất an toàn.

Xử lý tập trung và quy trình pha loãng

Đầy đủ sức mạnh tập trung ít khi được sử dụng cho mục đích làm sạch. Nồng độ làm việc không được vượt quá thông số kỹ thuật của nhà sản xuất, như dùng thuốc quá liều làm tăng nguy cơ đối với thợ máy, ngoài việc lãng phí, và có thể làm hỏng máy móc thiết bị. Nơi mà chi phí cho phép, mua thuốc khử trùng ở dạng pha loãng hoặc với số lượng tiền gói để pha trực tiếp là những tùy chọn an toàn hơn. Nơi đây là không có, hoặc phải chịu chi phí cấm, pha loãng tập trung bằng cách tự động định lượng hoặc chuyển tích cực sử dụng máy bơm trống được coi là an toàn hơn so với nguồn cấp dữ liệu tỷ trọng từ vòi. Sau này có thể ùn tắc hoặc phải di dời, dẫn đến rò rỉ không kiểm soát được vào phòng làm việc. Pha loãng chất được co đặc bằng thùng hình ống hoặc Bình lớn là thực tế đặc biệt khó khăn, nó chắc chắn sẽ gây ra nguy cơ tràn, và không nên được thực hiện. Sự thấm vào hóa chất và ô nhiễm của thiết bị bảo hộ lao động (PPE) ,điều quan trọng là để đảm bảo rằng quần áo, găng tay và giày ống lựa chọn có khả năng chống lại sự thâm nhập của các chất hóa học có liên quan. Các nhà sản xuất và nhà cung cấp phải có trách nhiệm cung cấp thông tin này. Tuy nhiên, mặc dù một số loại PPE cung cấp mức độ rất cao của bảo vệ, bước đột phá cuối cùng sẽ xảy ra, vì vậy không cung cấp bảo vệ 100% .Ngoài ra, tiếp xúc với da có thể xảy ra khi loại bỏ sử dụng PPE. Găng tay dùng một lần phù hợp cung cấp một hệ thống quản lý dễ dàng để loại bỏ tiếp xúc với tay từ găng tay mà trở thành bị ô nhiễm bên trong. Tư vấn và thông tin cho các nhà khai thác là cần thiết để đảm bảo rằng các PPE cung cấp sự bảo vệ cần thiết.

Bảo trì

Thiết bị sử dụng hóa chất nên được bảo dưỡng thường xuyên. Thiết bị kiểm soát tiếp xúc nên được giữ để làm việc hiệu quả và sửa chữa tốt. PPE / RPE (thiết bị bảo vệ hô hấp) nên được kiểm tra và khi thích hợp, kiểm tra trong thời phù hợp. Găng tay nên được kiểm tra bằng mắt mỗi khi chúng được sử dụng. Găng tay dùng một lần nên được sử dụng chỉ một lần nếu hóa chất được xử lý.

Thông tin và đào tạo

Người điều khiển phải được thông báo về những nguy hại của các chất hóa học làm việc với họ, và những rủi ro tạo ra do tiếp xúc với các hóa chất này. Họ cần được hướng dẫn trong các biện pháp phòng ngừa để có và làm thế nào để sử dụng các biện pháp kiểm soát được cung cấp, và cũng cần được thông báo về kết quả của bất kỳ giám sát không khí và giám sát sức khỏe.

Thiết bị rửa

Trong nhiều trường hợp, da là cơ quan chính có thể sẽ được tiếp xúc với hóa chất, vì vậy sẵn sàng tiếp cận cơ sở rửa là điều cần thiết. Sử dụng lao động phải đảm bảo rằng thiết bị phù hợp được cung cấp để cho phép thợ máy để làm sạch bản thân sau khi sử dụng hóa chất, và trước khi ăn uống. PPE phải được làm sạch sau khi sử dụng và lưu giữ riêng mặc công việc hàng ngày. Nơi tắm hoặc mắt phun được cung cấp, họ sẽ thường xuyên được rửa sạch thông qua, và chú ý cần quan tâm đến một nguy cơ tiềm ẩn từ Legionella spp., với biện pháp phòng ngừa thích hợp nên được thực hiện.

Phương pháp khẩn cấp

Phương pháp khẩn cấp nên được tại chỗ, đặc biệt là khi số lượng lớn sản phẩm tập trung đang được xử lý. Các cơ sở rửa khẩn cấp (ví dụ như tắm vòi sen, trạm thuốc rửa mắt ) nên có sẵn, bao gồm cả các biện pháp để phun cho mắt trong trường hợp bắn nước. Các bảng dữ liệu an toàn vật liệu nên được tư vấn để có được phương pháp thích hợp để xử lý tràn dầu: điều này có thể bao gồm, ví dụ, tràn khay hoặc hạt thấm nước . Vấn đề môi trường cần được xem xét trong trường hợp rò rỉ, đặc biệt là để ngăn chặn tràn dầu từ chảy vào mạnh hoặc bề mặt lổ xả nước.

Sơ suất và sai sót

Các biện pháp phòng ngừa được thực hiện để tránh sơ suất và sai sót nguy hiểm do điều kiện ẩm ướt và những trở ngại, ví dụ như sau.

• Có biện pháp để tránh rò rỉ và rò rỉ lên tầng, cầu thang và lối đi.

• Đảm bảo rằng có một hệ thống làm sạch tràn dầu được đặt ra, và theo sau.

• Tìm cách lên lịch làm sạch sàn khi công việc không được tiến hành, hoặc đã hoàn tất trong ngày.

• Sau khi làm sạch, sàn nhà càng khô càng tốt.

• Hủy bỏ các chướng ngại vật trong đường đi bộ thường xuyên.

• Duy trì sàn nhà và cầu thang trong tình trạng tốt.

Té ngã

Một số ví dụ điển hình của té ngã là từ thang và cầu thang. Do đó: (a) loại bỏ nhu cầu làm việc ở độ cao, và nếu không có thể, luôn luôn cung cấp một phương tiện an toàn tiếp cận, một khu vực làm việc an toàn, và các thiết bị chính xác cho công việc, và (b) kiểm tra các điều kiện của cầu thang thường xuyên.

Máy móc

Trong thời gian bảo trì và làm sạch, máy móc như thiết bị băng tải phải được thực hiện an toàn. Các biện pháp ví dụ như sau.

• Đảm bảo nhân viên được giữ tại chỗ, thường xuyên kiểm tra và bảo trì đúng cách, và khuyến khích báo cáo lỗi.

• Nhân viên bộ truyền động, và cung cấp cho họ thông tin về các mối nguy hiểm của máy móc họ đang làm việc hoặc sẽ được làm sạch.

• Đảm bảo các bộ phận có liên quan của nhà máy và thiết bị đang bị cô lập một cách thích hợp từ các vật liệu nóng hoặc nguy hiểm nơi mà được yêu cầu tiếp cận.

Xử lý

Cân nhắc chuyển hướng dẫn sử dụng an toàn, pha loãng hóa chất nặng hoặc bất tiện để xử lý. Các biện pháp được xem xét như sau.

• Loại bỏ xử lý bằng tay không cần thiết bằng cách đánh giá từng công việc, và cung cấp một máy thay thế bất cứ nơi nào có thể.

• Tránh nguy hiểm hoặc nặng nâng.

• Cung cấp đào tạo người lao động trong các kỹ thuật nâng đúng để sử dụng.

Vận chuyển

Di chuyển xe tải và xe nâng trong một nhà máy sản xuất phải được thực hiện an toàn và, khi xem xét chuyển động tàu chở dầu, an ninh và truy cập trong quá trình làm sạch, các biện pháp an toàn bao gồm những điều sau đây.

• Đảm bảo truy cập an toàn khi lắp đặt / kết nối banh phun.

• Đảm bảo các bể được làm mát thích hợp để ngăn chặn sự nổ.

• Cách ly người đi bộ và xe cộ lưu thông, bất cứ nơi nào có thể.

• Loại bỏ nhu cầu đảo ngược xe, và nơi này là không thể thiết lập một hệ thống an toàn cho việc đảo chiều.

6.7.2 an toàn CIP

An toàn CIP đòi hỏi một hệ thống quản lý tốt để giúp xác định các vấn đề khu vực, quyết định làm gì, hành động trên quyết định, và kiểm tra các bước có hiệu quả. Một hệ thống tốt nên bao gồm:

• lập kế hoạch để đảm bảo chế độ làm sạch chọn đúng, bởi ai, khi nào cần sử dụng, những chất gây ô nhiễm sẽ có mặt, và làm thế nào tràn dầu sẽ được làm sạch;

• công việc tổ chức và tham khảo ý kiến nhân viên để đảm bảo giai đoạn lập kế hoạch được thực hiện;

• kiểm soát để đảm bảo phương thức hoạt động và quy trình được thực hiện một cách chính xác;

• theo dõi và xem xét để xác định những cải tiến có thể được thực hiện cho hệ thống;

• truyền thông hiệu quả ở tất cả các cấp;

• đào tạo hiệu quả và giám sát để phù hợp với cá nhân, môi trường và các

thiết bị.

6.8 quản lý CIP và năng suất

Các hoạt động kinh tế của hệ thống CIP là không thể tỷ lệ đáng kể chi phí hoạt động tổng thể, và do đó nó phải được phân tích và theo dõi thường xuyên để duy trì chi phí - hiệu quả. Tuy nhiên, năng suất CIP được xác định chủ yếu thông qua kiểm soát chặt chẽ của CIP chi phí đầu vào, thông qua việc sử dụng tốt nhất các lựa chọn thu hồi sản phẩm, thông qua việc tái sử dụng tốt nhất của hóa chất nước và chất tẩy rửa, và thông qua giải phóng thời gian cho năng lực sản xuất tăng lên. Hai khía cạnh sau đã được đề cập trong Chương 8, vì vậy các cuộc thảo luận ở đây sẽ tập trung vào đầu vào chi phí CIP và thu hồi sản phẩm.

6.8.1 chi phí đầu vào CIP

Đầu vào chi phí cho hoạt động của CIP đã được ước tính như sau (Sharp, 1985):

• nhân công và giám sát 41%

• chất tẩy rửa 8%

• năng lượng 12%

• Nước và nước thải 21%

• Bảo trì 7%

• Chi phí khác 11%

Tầm quan trọng tương đối của các chi phí khác nhau rõ ràng là sẽ thay đổi theo thời gian, và với bản chất và độ phức tạp của các hoạt động cụ thể. Tuy nhiên, nó là rõ ràng từ sự cố này mà lợi thế không thể có ý nghĩa nhất có thể được thực hiện trong các lĩnh vực tự động hóa và nước / nước thải giảm. Chính vì lý do này mà hoạt động CIP hiện đại gần như hoàn toàn tự động, với nhu cầu tối thiểu cho sự chú ý của con người. Đồng thời, những nơi này phụ thuộc nhiều hơn vào tính hiệu quả của các van và phần mềm điều khiển, và đó là lý do tại sao các biện pháp thực hành tốt liệt kê tại mục 9.6.4 là rất quan trọng. Quản lý chi phí làm sạch CIP là động lực chính để quản lý năng suất CIP, và trong khi các sự cố trên là một hướng dẫn hữu ích cho một điểm khởi đầu, điều quan trọng là thiết lập một chi phí cụ thể cho từng thiết bị sạch cho mỗi hoạt động CIP cụ thể. Danh sách các chi phí được tính vào chi phí làm sạch thiết bị thực sự là hơi rộng hơn so với những liệt kê ở trên, như trong những điều sau đây:

• chất tẩy rửa

• lãng phí sản phẩm

• Nước

• xử lý nước thải

• hơi

• điện

• nhân công

• Bảo trì

• mất năng lực sản xuất

• chi phí đầu tư của nhà máy và thiết bị

Giám sát thường xuyên của các chi phí cung cấp cơ sở cho việc kiểm soát liên tục của chi phí của hoạt động CIP.

6.8.2 Phục hồi sản phẩm

Bản chất của hoạt động CIP là như vậy mà một số lượng sản phẩm sẽ bị mất khi lớp lắng đọng trên bề mặt trao đổi nhiệt và như cặn. Yếu tố này của hao hụt sản phẩm là không thể tránh khỏi, nhưng có một số trường hợp mà sản phẩm vẫn còn nguyên vẹn trong đường ống và thiết bị ở đầu của một trình sản xuất và trước khi bắt đầu một chương trình CIP. Phục hồi hiệu quả của sản phẩm còn lại này có thể tạo sự khác biệt giữa việc đạt được một sản phẩm trang web mức độ hao hụt của một số thực tiễn tốt là 0,7%, và một thực tiễn kém lên đến 4% (Pankakoski, 1990).

Sản phẩm thu hồi

Hầm chứa và thùng chứa

Thời gian thực hiện cho sữa, và đặc biệt hơn các sản phẩm nhớt như kem và sữa chua, để thoát nước từ bề mặt đứng có thể là khá quan trọng, vì vậy điều quan trọng là để cho phép đủ thời gian thoát sau khi thùng đã làm trống. Hầm chứa và thùng chứa do đó cần được thiết lập để thoát riêng lẻ, thường là bằng cách sử dụng một máy dò mức độ thấp như thiết bị nhả và sau đó cho phép một khoảng thời gian để cho hệ thống thoát nước bên dưới đầu dò, từ thành bể, và từ liên kết đầu ra hệ thống đường ống. Chuyển đổi giữa các thùng có thể dẫn đến tổn thất sản phẩm nếu van không đóng lại trong dãy bên phải, cho phép sản phẩm để lắp vào từ một bồn chứa tiếp theo. Tần số làm sạch bể cũng nên được giảm thiểu để giảm tổn thất sản phẩm, phù hợp với việc đạt được các tiêu chuẩn vệ sinh cần thiết.

Đường ống dẫn

Thu hồi các sản phẩm từ các đường ống thường là khó khăn hơn vì chúng thường liên kết với nhau, và không phải tất cả sẵn có để thu hồi cùng một lúc. Tuy nhiên, thu hồi sản phẩm từ dây chuyền là dễ dàng hơn khi có các đường được thiết kế có độ dốc và để tự thoát nước.

Bể thu hồi

Nếu sản phẩm là được thu hồi để tái sử dụng, thì chế độ vệ sinh và hoạt động thu hồi của hệ thống đường ống và thùng chứa là rất cần thiết. Nó cũng quan trọng để đảm bảo đủ khoảng trống có sẵn còn lại trong bể thu hồi, nếu không sẽ rắc rối cho quá trình thu hồi khi bể thu hồi đầy.

Tẩy sản phẩm

Ngay cả khi người ta đã bố trí thiết bị thích hợp cho việc thu hồi sản phẩm, thì vẫn có sản phẩm dư còn lại trong thiết bị và đường ống. Cách phổ biến nhất của việc tẩy sản phẩm có thể là tẩy bằng nước. Tuy nhiên, trong một số ít trường hợp tẩy bằng không khí đã chứng minh được là lựa chọn với đường ống có đường kính nhỏ, trong đường kính lớn hơn không khí có khuynh hướng đi xuyên qua các sản phẩm và đơn giản là xuyên qua chính giữa. Tẩy bằng vật độn cũng đã thành công với nhiều sản phẩm nhớt như kem và sữa chua. Trong trường hợp này, một mảnh rắn (được gọi là vật độn) được đẩy qua các đường ống để đẩy sản phẩm còn lại ra ngoài. Phương pháp này ít được dùng vì các hạn chế của các thiết bị trong nhà máy như các van và các chỗ uốn, và việc lắp đặt thiết bị để thực hiện phương pháp này đã dẫn đến vấn đề về vệ sinh.

Tối đa hóa thu hồi sản phẩm trong quá trình thanh lọc nước đòi hỏi phải đạt được một bề mặt chuyển tiếp rõ ràng giữa các sản phẩm đang được thanh lọc và nước, để các sản phẩm bị thu hồi là không quá loãng (Pankakoski, 1990). Theo truyền thống, điều này đã được thực hiện bằng sử dụng cảm biến, chẳng hạn như độ dẫn điện và máy đo độ đục , để phát hiện các bề mặt chuyển tiếp và bắt đầu thay đổi van thích hợp. Tuy nhiên, đây không phải là giải pháp chung, vì độ dẫn điện không phải là rất nhạy cảm với các sản phẩm có chứa một lượng đáng kể chất béo sữa.Cảm biến máy đo độ đục có xu hướng bị lỗi và cho sai chỉ số. Tuy nhiên, phương pháp tiếp cận tốt để tẩy nước là máy đo nước được sử dụng cho việc thanh lọc. Bằng cách này, chính xác lượng nước cần thiết để cung cấp cho các bề mặt chuyển tiếp mạnh nhất có thể được cung cấp tất cả các thời gian.

Lập kế hoạch sản phẩm

Không nghi ngờ gì việc thu hồi sản phẩm có thể được cải thiện bằng cách tối ưu hóa thứ tự mà các sản phẩm được chế biến. Điều này có thể đạt được bằng cách giảm thiểu việc chuyển đổi mẫu sản phẩm, và bằng cách giảm thiểu việc chuyển đổi giữa các sản phẩm. Ví dụ, chuyển từ tách kem qua bán tách kem từ sữa có thể đạt được nhanh hơn so với trình tự đảo ngược.

6.9 Quản lý xem xét và cải thiện CIP

6.9.1 Xem xét lại CIP

Bản chất của các tuyến đường CIP là chúng chắc chắn sẽ thay đổi khá thường xuyên như các sản phẩm mới và / hoặc các quá trình hoặc khả năng được thêm vào khả năng của hệ thống. Ngoài những thay đổi gia tăng, sẽ có thay đổi khi một quá trình hoàn toàn mới và liên kết CIP được thêm vào một hệ thống hiện có. Thay đổi như vậy đòi hỏi phải xem xét lại hoạt động CIP ở hai cấp độ như sau.

Xem xét lại CIP

Mức độ xem lại là thích hợp khi một sự thay đổi theo đã được thực hiện cho các hệ thống CIP. Quá trình xác minh điều này nên xem lại như sau:

• bản chất của sự thay đổi và lý do của nó;

• bất kỳ thay đổi khoảng thời gian làm sạch;

• mọi thay đổi cho lưu lượng thông qua hệ thống;

• Làm rõ nước ở cuối trước khi tráng sơ bộ;

• thay đổi chất tẩy rửa;

• mọi thay đổi cho nhiệt độ của chất tẩy rửa;

• mọi sự thay đổi nồng độ các chất tẩy rửa;

• kiểm tra thị giác, nếu có thể;

• Đánh giá ATP các hạng mục và nước rửa cuối cùng;

• đánh giá vệ sinh của sản phẩm.

Kiểm tra CIP

Mức độ xem lại là thích hợp khi một sự thay đổi đáng kể đã được thực hiện cho các hệ thống CIP, và toàn bộ cơ sở hiệu quả của hệ thống CIP là vấn đề dưới. Đánh giá này cũng cần được thực hiện trên hệ thống hiện có trên cơ sở xấp xỉ hàng năm. Tuy nhiên, mức độ kiểm tra là toàn diện hơn so với đặt ra để xem xét thay đổi CIP, và bao gồm ba bộ kiểm tra: trước khi CIP đang chạy, trong khi CIP tự hoạt động, và sau khi CIP đã hoàn tất.

Kiểm tra trước khi hoạt động CIP là:

• đi trên dây chuyền để đảm bảo toàn dây chuyền có thể được giám sát;

• kiểm tra các dây chuyền thiết kế kém,

• đảm bảo rằng tất cả các mặt tiếp xúc giữa sản phẩm và CIP được ngăn cách;

• kiểm tra xem tất cả các van được xác định và được đánh dấu;

• kiểm tra tất cả các thiết bị phun và sàng

• kiểm tra các phần của các bể CIP có dấu hiệu ô nhiễm sản phẩm;

• kiểm tra xem các đầu dò và các công cụ đã được đánh dấu và trên lịch hiệu chỉnh trang web;

• kiểm tra sơ đồ dòng để đảm bảo rằng các chi tiết của bể và các dây chuyền theo đúng lịch;

• kiểm tra xem tất cả các thông số làm sạch đều được ghi lại, và

• kiểm tra các hóa chất sử dụng và xác minh rằng chúng là phù hợp và thông qua.

Kiểm tra trong hoạt động CIP là:

• tráng sơ bộ (tức là kiểm tra các dây chuyền rò rỉ, ghi và kiểm tra các lưu lượng, và kiểm tra xem nước rửa của sản phẩm đã thoát đi hết );

• lưu thông chất tẩy rửa (ví dụ như thời gian ghi nhiệt độ ở trên và nồng độ giá trị đã cho, ghi chép nhiệt độ của đầu dò trong dòng trở lại, và ghi lưu lượng);

• bài tiết ra chất tẩy rửa (lấy mẫu ở cuối của rửa từ lượt về và kiểm tra để đảm bảo không có dư chất tẩy rửa trong sản phẩm, xét nghiệm rửa với tình trạng hợp vệ sinh);

• chất khử trùng rửa (ví dụ như lấy mẫu ở giữa của hồi lưu và phân tích, thời gian khử trùng hồi lưu và kiểm tra, nếu khử trùng bằng nhiệt, lúc đó kiểm tra nhiệt độ tối là thiểu trên các giá trị đã cho).

Kiểm tra sau khi hoạt động CIP là:

• ghi độ dài của làm sạch;

• ghi số và nguyên nhân của bất kỳ cảnh báo của CIP - nghiên cứu và khắc phục;

• kiểm tra trực quan các mục làm sạch - trong bể, lau bề mặt làm sạch;

• xem xét các bản ghi của các phần mềm sạch.

6.9.2 Cải thiện CIP

Có một số khu vực hoạt động CIP có thể cải thiện hiệu suất hơn hiệu suất hiện tại, được tóm tắt như sau:

• tái sử dụng nước và hóa chất;

• tối ưu hóa chương trình CIP để đảm bảo rằng các tiêu chuẩn vệ sinh cần được thực hiện với nguyên liệu đầu vào tối thiểu;

• Hiệu suất của các thiết bị phun;

• Hiệu quả của việc loại bỏ sản phẩm / phục hồi trước CIP;

• hiệu quả quản lý giao diện.

Điều quan trọng là các nhà khai thác sữa tiếp tục nhận thức được của sự phát triển trong các lĩnh vực này, để đảm bảo hiệu suất CIP cải thiện phù hợp với công nghệ.

Cải thiện trong CIP hoạt động cũng có thể xảy ra thông qua việc áp dụng các bộ mới của kỹ thuật quản lý. Phương pháp cải thiện không liên quan cụ thể đển CIP , nhưng có thể dẫn đến hài lòng khách hàng với tốc độ và chất lượng, cải tiến quy trình, đảm bảo các quyết định dựa trên dữ liệu và thực tế, và làm việc đạt tối đa.

6.10 Kết luận

Chương này đã đặt ra một số thách thức thực tế liên quan đến hoạt động của quá trình CIP.

Như trong hầu hết các lĩnh vực hoạt động, lập kế hoạch và chuẩn bị cho CIP hoạt động là chìa khóa trong việc cung cấp một kết quả thành công. Tương tự như vậy, hoạt động CIP hiệu quả đòi hỏi đầu vào của nhiều lĩnh vực khác nhau trong thiết kế, thực hiện và hoạt động. Quản lý thành công CIP hoạt động là rất lớn phụ thuộc vào trách nhiệm thích hợp và trách nhiệm được phân công giữa các nhân viên kỹ thuật, vận hành

Sau khi thiết lập, hoạt động CIP phải được quản lý phù hợp với quan trọng mục tiêu tổ chức để đạt được chất lượng, an toàn và năng suất. Bởi vì nó là không thể tránh khỏi những thay đổi sẽ được thực hiện để xử lý đường ống, van, hệ thống điều khiển, vv, điều quan trọng là xem xét thay đổi CIP được thực hiện một cách thường xuyên để đảm bảo rằng các hoạt động CIP vẫn cung cấp so với mục tiêu ban đầu của nó.

Trường hợp biến đổi lớn khi thực hiện hoạt động CIP, thì xem xét lại cơ bản là cần thiết hơn là đảm bảo hiệu quả liên tục. Điều này đạt được thông qua quá trình xác minh CIP, mà cũng có thể được sử dụng làm cơ sở để kiểm soát hoạt động CIP từ góc độ của bên thứ ba.

Cuối cùng, luôn có những cơ hội để nâng cao chất lượng, an toàn và năng suất hoạt động CIP