Khái quát về CIP:
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, đảm bảo chất lượng sản phẩm và an
toàn vệ sinh thực phẩm.
Ưu điểm của CIP:
+
Thích hợp làm sạch nhiều thiết bị (làm sạch bồn
chứa, đường ống, vavle, thiết bị trao đổi nhiệt, thiết bị phân chia, đồng hóa,
…)
+
Nâng cao mức độ vệ sinh
+ Giảm thiểu mức độ tháo lắp và hư hỏng thiết bị
+
Có thể tẩy rửa ở những vị trí khó rửa
+
Giảm nguy cơ lây nhiễm hóa học
+
Tính tự động hóa cao
+ Dễ dàng lưu trữ, ghi lại các hoạt động làm sạch
nhờ vào tính tự động của hệ thống
+
Giảm thiểu thời gian chờ sản xuất
+ Cải thiện chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản
sản phẩm
+
Ít ảnh hưởng đến môi trường
+ Tiết kiệm chi phí đáng kể (nước, hóa chất, chất
diệt trùng, năng lượng, nhân công,..)
+
Vận hành an toàn
Nhược diểm:
+
Chi phí đầu tư cao
+
Không thích hợp để loại bỏ các cặn bẩn không hòa
tan mạnh
+
Tính cứng, không linh động
Loại chất bẩn cần làm sạch
Chất bẩn là các chất còn lại trong thiết bị sản
xuất thực phẩm, chúng thường là cặn bã thực phẩm. 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 khăn 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. Trong các quá trình sinh học cặn bẩn còn có sinh khối vi sinh vật. Bảng 1.1 giới thiệu một số chất bẩn trong sữa.
Chất bẩn vô
cơ bao gồm:
• Gỉ.
• Vụn kim loại
• Vụn thủy tinh
• Bụi bặm.
• Cặn nước
• Cặn Bia.
• Đất (phần vô cơ).
Chất bẩn hữu
cơ bao gồm:
• Bã bia.
• Nhựa hublông.
• Cặn (phần hữu cơ) làm sạch và khử trùng chất
• Các sợi
• Vi khuẩn.
• Nấm bia.
• Mốc.
Chất bẩn
|
Độ tan
|
Khả năng dễ rửa trôi
|
Thay đổi dưới tác dụng của
nhiệt
|
Đường
|
Tan trong nước
|
Dễ
|
Caramel hóa, khó rủa hơn
|
Béo
|
Khó tan trong nước, tan trong kiềm
|
Khó
|
Polymer hóa, khó rửa hơn
|
Đạm
|
Không tan trong nước, tan trong kiềm, tan một phần trong acid
|
Rất khó
|
Bị biến tính, rất khó rửa
|
Khoáng
|
Tan trong nước, hầu hết tan tốt trong acid
|
Từ dễ đến khó
|
Không đáng kể
|
Chất dùng để tẩy rửa
• Khả năng hòa tan chất
hữu cơ - để hòa tan các protein và chất béo;
• Khả năng phân tán và
tạo huyền phù - để đưa chất bẩn không
hòa tan vào hệ thống huyền phù và ngăn chặn tái kết tụ của chúng trên các bề mặt
làm sạch;
• Khả năng tạo nhũ - để
giữ các loại dầu và chất béo phân tán trong các dung dịch làm sạch;
• Khả năng cô lập - khả
năng kết hợp với các muối canxi và magiê, ví dụ, trong nước cứng, để tạo thành
các hợp chất hòa tan trong nước và để hỗ trợ tẩy rửa và dễ rửa;
• Khả năng thấm ướt -
để làm giảm sức căng bề mặt, và do đó hỗ trợ thâm nhập vào bẩn
• Khả năng rửa - khả
năng rửa sạch rõ ràng và hoàn toàn không để lại bất kỳ dấu vết của chất bẩn hoặc
các hóa chất tẩy rửa trên bề mặt làm sạch.
Các chất tẩy rửa dạng Kiềm (Alkaline detergent)
Sodium
Hydroxide (NaOH)
Ưu điểm:
+
Là một trong những hóa chất tốt nhất để loại bỏ
cặn bã.
+
Phản ứng với chất béo trong cặn bã, làm mềm và
loại bỏ nó một cách nhanh chóng.
+
Tiêu diệt được một số vi khuẩn có hại.
Nhược điểm:
+
Khó trắng rửa
+
Khả năng làm ướt bề mặt thấp
+
Ăn da mạnh
+
Đặc biệt ăn mòn nhôm.
+
Tạo tủa không tan với các khoáng chất trong nước
(cần phải rửa bằng acid)
Ngoài ra còn có một số chất kiềm khác được sử
dụng như:
Silicate: ít ăn mòn; giảm tác dụng ăn mòn của xút; dễ tráng rửa và dễ tủa với nước cứng.
Cacbonate: là chất kiềm yếu; hiệu quả thấp; ít độc hại.
Phosphate: làm mềm nước; chống ăn mòn; làm chất tạo nhủ, tạo chất rắn lơ lửng
nhưng hiệu quả thấp.
Acid
Chất tẩy có tính acid thường được sử dụng, như
acid phosphoric (H3PO4) và acid nitric (HNO3). Chúng
có thể loại bỏ cặn bã nhẹ, thường được sử dụng đối với sữa nguyên liệu; hòa tan các
chất cặn của nước cứng, chất khoáng và trung hòa dư lượng xút còn sót lại.
Acid có khả năng loại bỏ các vết dơ bẩn tốt,
và làm cho thiết bị sáng sau khi thực hiện CIP. Các
acid ở nhiệt độ cao gây hậu quả ăn mòn thiết bị, không những đối với inox mà
còn đối với cao su. Các vòng đệm cao su sẽ trở nên giòn, giảm độ đàn hồi, giảm
tính đệm.
Acid phosphoric là hiệu quả, nhưng khi thường xuyên sử dụng sẽ
gia tăng đáng kể tải lượng nước thải chứa phospho. Nhiều quốc gia yêu cầu nộp
thuế trên một đơn vị 1 phospho thải ra môi trường, vì xảy ra hiện tượng phì dưỡng
(eutrophication). Vài công ty chế biến thực phẩm có một bước loại bỏ P trong
nhà máy xử lý nước thải, các axit hữu cơ nên được sử dụng thay vì Acid
photphoric
Các acid cũng hòa tan protein. Thêm vào đó các acid còn làm kết tủa các protein, do dó dễ hình thành các cặn bám cứng hơn, nên thông thường sẽ rửa
bằng xút trước.
Stoichiometric sequestrant: như axit
ethylenediaminetetraacetic(EDTA), acid nitrilotriacetic (NTA) và gluconate: hoạt
động như chất tẩy rửa có tính kiềm, trong tỷ lệ hợp thức, như phức chất thực thụ,
chặn của tác động tiêu cực của độ cứng nước và cải thiện việc loại bỏ các bẩn
vô cơ.
Chất hoạt động bề mặt: các thực hiện nhiều chức năng như thấm ướt,
xâm nhập vào cặn bẩn, tạo huyền phù bẩn, phân tán và nhũ tương hóa. Hơn nữa,chúng
trợ giúp trong việc rửa bề mặt thiết bị bằng cách giảm sức căng bề mặt. Chất hoạt
động bề mặt không ion hóa được sử dụng thường xuyên nhất trong công thức chất tẩy rửa, vì chất hoạt động
anionic tạo bọt rất nhanh chóng. Chất hoạt động bề mặt cation có năng tẩy rửa
khá thấp nhưng tính chất diệt vi sinh cao. Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính đôi
khi được sử dụng như là bổ sung hoạt động bề mặt không ion cho tác dụng diệt vi
sinh vật của chúng.[2]
Các chất khử trùng hoặc chất khử trùng hóa học được tất
cả các thuật ngữ mô tả các hóa chất sử dụng để đảm bảo chất lượng nước rửa, và
tiêu diệt vi sinh vật nhiễm còn lại trước khi sử dụng thiết bị. Có rất nhiều sản
phẩmvà hóa chất khác nhau, nhưng chỉ có hai hợp chất này được sử dụng phổ biến
trong CIP: đó là natri hypochlorite và acid peracetic (PAA). Tất cả các chất khử
trùng rất yếu kém trong loại bỏ chất bẩn. Cặn nhỏ nhanh chóng sẽ vô hiệu hóa các
thành phần hoạt động của chúng và làm cho chúng vô dụng. Do đó, các thiết bị phải
sạch đến một tiêu chuẩn cao trước khi sử dụng chất khử trùng.
Sodium hypochlorite là một hóa chất rất phổ biến vì nó là giá rẻ
và cực kỳ hiệu quả. Các thành phần hoạt chất là clo, mà rất tốt trong việc tiêu
diệt vi sinh vật. Đây là một chất tẩy trắng, và có mùi clo đặc trưng. Nó có nhược
điểm: nó có thể rất ăn mòn trên tất cả các các bề mặt thép với nồng độ cao, và
nó có thể giải phóng clo, kết hợp với hơi nước trong không khí để tạo thành
acid hypochlorous. Đây acid tấn công và làm rò rỉ tất cả các loại thép
thép không rỉ.
Acid peracetic đã trở nên phổ biến trong hơn 15 năm qua bởi vì,
đối với hầu hết các sản phẩm, một số điểm được biết đến lại sản phẩm này trong
nhà máy không có tác dụng bất lợi rõ ràng, và nó cũng không cần phải được rửa sạch
sau đó. Các PAA bị phân hủy thành các thành phần vô hại. Nó gần như là tốt tương đương với hypochlorite cho nhiệm vụ tiêu diệt vi sinh vật, và tốt hơn trên nấm men và bào
tử. Nó là khá đắt, có mùi rất rõ nét, mùi dấm, mà là cực kỳ khó chịu khi dạng đậm
đặc. PAA là không ổn định, và nếu giữ trong một thời gian dài ở dạng đậm đặc có
thể phân hủy và giải phóng oxy. Trong một không gian giới hạn nó có thể tạo ra
một bầu không khí giàu oxy, đó là một nguy cơ hỏa hoạn - đặc biệt là nếu việc hàn đang diễn ra gần đó.
Thành phần
|
Tên chất
|
Ghi chú
|
Dùng trong
|
Kiềm
|
NaOH
|
Loại bỏ chất hữu
cơ, hình thành carbonate thông qua CO2
|
Làm sạch CIP,
chai, keg, bọt,…
|
Acid
|
phosphoric acid
|
Acid vô cơ, loại
bỏ các chất hữu cơ và vô cơ, giải phóng Phosphat vào môi trường
|
Làm sạch CIP,
keg, bọt
|
Nitric acid
|
axit vô cơ; loại
bỏ ô nhiễm vô cơ (cặn bia); thụ động hóa chống gỉ; tạo nitrat trong nước thải
|
Làm sạch CIP, keg
|
|
sulfuric acid
|
axit vô cơ; loại
bỏ ô nhiễm vô cơ (cặn bia); giảm độ pH; tập trung phá hủy thép không gỉ
|
Làm sạch CIP,
chai
|
|
hydrochloric acid
|
axit vô cơ; loại
bỏ ô nhiễm vô cơ (khoáng cứng); khả năng ăn mòn cao
|
lấy sỏi của hệ thống;
trung hòa nước thải
|
|
citric acid
|
axit hữu cơ; loại
bỏ các bẩn vô cơ
|
CIP cleaning;
foam cleaning
|
|
Chất tăng cường
làm sạch oxy hóa
|
hydrogen
peroxide; chlorine
|
cho tách lớp
cáu hữu cơ bướng bỉnh; sản phẩm phân hủy trong quá trình làm sạch
|
CIP; làm sạch đặc
biệt trong quá trình tuần hoàn
|
Chất phân tán, cô
lập
|
polycarboxylates;
phosphonates
|
nâng cao khả năng
loại bỏ cặn của dung dịch làm sạch; cải thiện làm sạch thành công
|
Làm sạch chai,
làm sạch CIP
|
Chất hoạt động bề
mặt, phá bọt
|
Các chất hoạt động
bề mặt phi ion
|
Giảm sức căng bề
mặt, ngăn chặn sự hình thành bọt
|
CIP cleaning
|
Chất tạo phức
|
NTA; EDTA;
gluconate;
phosphate
|
Tạo phức với nước
cứng, ion kim loại trong dung dịch, chặn cặn và kết tủa
|
Làm sạch chai,
làm sạch CIP, alkaline foam cleaning
|
Chất hòa tan
|
alcohols; glycols
|
ổn định thành phần
của chât làm sạch
|
Chuẩn bị chất làm
sạch
|
Chất lượng nước
Trong tẩy rửa, vệ sinh, chất lượng nước rất quan trọng và ảnh hưởng đến
việc lựa chọn chất tẩy rửa, chất lượng nước cần đạt như sau:
- Theo Tetrapak: Nước
phải là nước mềm hoặc được xử lí thành nước mềm, phải sạch để ngăn ngừa sự tạo
thành cặn trên thiết bị. Nước không được chứa sắt hoặc mangan. Các cáu cặn do
chất lượng nước tạo thành ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động của quá trình sản xuất
Áp suất cấp ít nhất
là 4bar, không đổi
+
Độ cứng tổng
nhỏ hơn 180mg/l CaCO3
+
Hàm lượng clo nhỏ hơn 0.2ppm
+
Hàm lượng clorua: nhỏ hơn 30 ppm
+
Giá trị pH: Lớn hơn 7
- Theo IDF (Hiệp hội sữa quốc tế) khuyến
cáo (xem Bảng 3)
1.1.5. 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 tác động 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 tăng.
• Một yếu tố thường bị bỏ qua nữa là tỉ lệ chất
tẩy rửa với tỉ lệ cặn bã.
Các thông số làm sạch
Posts
