Подробно о СИП-мойке

СИП-мойка

СИП-мойка (CIP-мойка, Cleaning In Place, очистка на месте) - это метод санитарной обработки, который применяется для интенсивной очистки оборудования и оснастки предприятий пищевой и фармацевтической промышленности без разборки или демонтажа с целью удаления различных загрязнений с поверхности контакта с пищевыми продуктами и обеспечения необходимой санитарии производственного оборудования в целом. Этот метод очистки широко используется в производственных условиях с высокими санитарными требованиями, например, такими как производство пищевых и фармацевтических продуктов и напитков: молочные продукты, напитки, фруктовые соки, жидкие лекарственные препараты и т.д. Оборудование для проведения процесса СИП-мойки очень часто называют станцией СИП-мойки.

Историю безразборной мойки можно проследить с 1950-х годов, когда она использовалась исключительно в молочной промышленности. С развитием технологий в 1995 году система CIP была объединена с технологией автоматического управления, что позволило применять ее в других областях пищевой промышленности.

Структура процесса CIP-мойки выглядит следующим образом:

  • предварительное полоскание горячей водой;
  • ‌шелочная мойка;
  • промывание чистой холодной водой;
  • кислотная мойка;
  • ‌промывание чистой холодной водой‌


Важность СИП-мойки, и когда проводить?

CIP является важным компонентом в обеспечении безопасности пищевых продуктов на предприятиях по их переработке. Успешная очистка между производственными циклами позволяет избежать потенциального загрязнения продуктов и возникновений несоответствий готовых продуктов стандартам качества. Правильное проведение CIP (от проектирования до контроля работы) обеспечивает надежные барьеры между потоками пищевых продуктов и потоками чистящих химикатов.

СИП-мойка (CIP) проводится в следующих случаях:

  • перед запуском производства в работу для подготовки основного технологического оборудования к обработке пищевых продуктов;
  • после цикла обработки пищевых продуктов в основном технологическом оборудовании, который привел к его нормальному загрязнению;
  • при переключении технологической линии с одного рецепта на другой.


Виды загрязнений при CIP-мойке

Загрязнения можно изначально разделить на два основных типа:

  • растворимые в воде;
  • не растворимые в воде.

Водорастворимые загрязнения, такие как сахара и некоторые минералы, легко удаляются и редко связаны с проблемами очистки.

Водонерастворимые загрязнения удалить сложнее. Их можно разделить на 2 типа:

  • органические, которые включают жиры, масла, жир, белок, крахмал и другие углеводы. Если эти компоненты нагревались во время обработки, тепло могло вызвать реакции в структуре, которые затрудняют их удаление. Белки могут денатурировать и вызывать дальнейшие реакции сшивания с другими белками, например в ультрапастеризаторе молока, или также могут реагировать с углеводами и вызывать реакции Майяра (карамелизацию). Органические загрязнения чаще всего растворяются щелочными моющими средствами.
  • неорганические, которые включают минеральные и солевые отложения. Наиболее распространенное неорганическое загрязнение — это известковый налет, образующийся из-за высокой жесткости воды. Молочный камень также является распространенным неорганическим загрязнением. Неорганические загрязнения чаще всего растворяются кислотой.

Щелочные моющие средства удаляют органические загрязнения, такие как белки и жиры. Кислотные моющие средства удаляют неорганические загрязнения, такие как минеральные отложения.

 

Молочные загрязнения

На молочном заводе существует четкое различие между загрязнениями, образующимися на холодных поверхностях, т. е. при температуре ниже 60 °C, и загрязнениями, образующимися на горячих поверхностях, температура которых превышает 60 °C. Примерами холодных поверхностей являются резервуары, насосы и трубы. Нагретые поверхности — это все поверхности, которые подвергались воздействию температур выше 60 °C, например, пастеризаторы и оборудование для пастеризации молока. На нагретой поверхности происходят реакции между компонентами молока, такими как белок, жир и минералы. Происходит денатурация и агрегация белка, а минералы (в частности, фосфат кальция) выпадают в осадок. Также может происходить ряд других реакций. Из компонентов молока образуется сложные загрязнения, но их тоже можно удалить во время СИП-мойки. Горячую воду и пар для СИП-мойки удобно получать от промышленного электрического парогенератора.

Температура на горячих поверхностях влияет на то, как компоненты молока будут формировать

загрязнения при обработке молочных продуктов. При разных температурах происходят разные реакции. В диапазоне температур от 75 °C до 115 °C загрязнение или грязь от теплообменника, который нагревает молоко, будет состоять в среднем из 50-60% белка, 30-35% минералов и 4-8% жира. Оно мягкое и губчатое по своей текстуре и часто называется белковым загрязнением.

В диапазоне температур от 115 °C и выше загрязнение или осадок становится более твердым и хрупким. Содержание белка уменьшается до всего лишь 15-20%, жир более или менее сохраняется на уровне 4-8%, а минеральная часть увеличивается до 70-80%. Такое загрязнение часто называют минеральным.

Не существует четкой температуры, при которой загрязнение переходит из одного типа в другой. По мере повышения температуры происходит постепенное изменение в сторону все большего и большего количества минеральных загрязнений, и, наконец, при самой высокой температуре присутствуют только минеральные загрязнения. Этот тип загрязнения наблюдается при непрямом нагреве молока. Когда дело доходит до прямого нагрева молока с помощью паровой инъекции или инфузии, загрязнение становится другим, с большим содержанием белка в самых высоких температурных диапазонах и меньшим количеством минералов по сравнению с непрямым нагревом.


Состав станции CIP-мойки

Станции CIP-мойки обычно состоят из следующих частей:

  • резервуар для щелочного раствора;
  • резервуар для кислотного раствора;
  • резервуар для горячей воды;
  • резервуар для чистой холодной воды;
  • насосы;
  • пластинчатые теплообменники;
  • автоматические клапаны и другая запорно-регулирующая арматура;
  • система определения концентрации моющих растворов;
  • шкаф управления, средства автоматизации, электрические компоненты и т.д.‌


Во время работы система автоматически регулирует параметры очистки, такие как время очистки, температура, давление и т. д., с помощью предустановленных программ очистки и мониторинга, чтобы обеспечить наилучший эффект безразборной мойки на месте. 

СИП-мойка на производстве

Рисунок 1 - СИП-мойка


Подходы при СИП-мойке

Существует два основных подхода в выполнения CIP:

  • без регенерации моющих растворов. При такой мойке моющие растворы сразу после использования сливаются в канализацию. Мойка без регенерации часто используется, когда объект очистки очень грязный, например, в установках ультрапастеризации молока;
  • с регенерацией моющих растворов. Другой альтернативой является очистка менее грязных объектов, таких как емкости или трубы с холодными поверхностями. Чистящий раствор не такой грязный после одного цикла очистки, и его можно использовать повторно после грубой фильтрации от твердых взвешенных частиц. 

Оба подхода имеют свои преимущества и недостатки. При первом варианте мойки использованный чистящий раствор всегда свежий, когда начинается очистка. С другой стороны, этот способ проведения CIP имеет высокие эксплуатационные расходы и высокую нагрузку на окружающую среду, поскольку чистящие растворы всегда сливаются и утилизируются.

Во втором варианте мойки при восстановлении чистящих растворов будет потребляться меньше моющего средства, а также меньше воды и энергии. Однако оборудование, необходимое для регенерации чистящих растворов, стоит дороже, чем оборудование, необходимое для СИП-мойки без регенерации.

 

Основные параметры СИП-мойки

Главным фактором эффективности СИП-мойки является качественное оборудование для безразборной мойки, которое поддерживает следующие основные параметры мойки:

  • кинетическая энергия (скорость и объем потока моющего раствора);
  • тепловая энергия (температура и объем потока моющего раствора);
  • химические реакции чистящего раствора с загрязнениями (тип и концентрации химических чистящих средств);
  • время СИП-мойки.

Механическая и тепловая энергии требуются в процессе очистки для удаления грязи и после растворения для удержания ее в растворе и уноса. Все виды требуемых энергий — это кинетическая, химическая и тепловая энергия. Эти три фактора вместе со временем контакта определяют эффективность очистки. Указанные четыре параметра мойки взаимосв