Hướng dẫn hệ thống vệ sinh CIP cho dây chuyền chế biến thực phẩm

Hệ thống vệ sinh CIP sử dụng một đường đi của dung dịch đã được xác định để làm sạch các bề mặt bên trong thuộc phạm vi vệ sinh của thiết bị chế biến. Bồn, bơm, bộ gia nhiệt, thiết bị định lượng hóa chất, van và bộ điều khiển phối hợp tạo thành hệ thống. Theo dõi đường đi của dung dịch giúp người vận hành hiểu chức năng của thiết bị, đồng thời liên kết các điều kiện vận hành với hồ sơ và hạng mục kiểm tra cần thực hiện trước khi tiếp tục sản xuất thực phẩm.

Bởi Cherry, SHENGTU · Cập nhật tháng Mười năm 2026

Một hệ thống CIP hoàn chỉnh kết nối nguồn cấp dung dịch vệ sinh, mạch chế biến và điểm tiếp nhận dung dịch hồi. Cấu hình hệ thống quyết định cách dung dịch vệ sinh di chuyển, các chức năng người vận hành thực hiện và thông tin nhà máy có thể ghi lại về từng chu trình vệ sinh.

Điểm chính
  • Phân biệt tuần hoàn trong một lần rửa với thu hồi dung dịch để dùng cho lần rửa sau.
  • So sánh mức độ tự động hóa dựa trên các chức năng được thực hiện và hồ sơ được lưu giữ.
  • Tính lượng nước ngọt sử dụng trong cùng một phạm vi, bao gồm cả lượng nước bổ sung và xả bỏ.
  • Lập kế hoạch cho các điểm kết nối với thiết bị chế biến đồng thời với cụm thiết bị CIP.

Ngành thực phẩm và đồ uống sử dụng công nghệ CIP, tương tự ngành dược phẩm, dù yêu cầu nghiệm thu khác nhau. Tài liệu tham khảo này đề cập đến các hệ thống chế biến thực phẩm và đồ uống. Hướng dẫn đi kèm về phương pháp vệ sinh và kiểm tra lỗi CIP trình bày chi tiết hơn cách chọn phương pháp và chẩn đoán sự cố.

Cách hệ thống vệ sinh CIP kết nối thiết bị và bộ điều khiển

Phạm vi CIP gồm nguồn cấp, các bề mặt chế biến tiếp xúc với dung dịch và đường hồi; hướng dẫn của OSU và 3-A giúp xác định phạm vi này.

Hệ thống vệ sinh tại chỗ đưa dung dịch đã pha đến bề mặt được chỉ định trong một mạch vệ sinh, tạo ra tác động cần thiết rồi dẫn dung dịch đến điểm tiếp nhận tiếp theo. Mạch này bao gồm các kết nối giữa cụm thiết bị CIP và thiết bị chế biến. Có thể mô tả hệ thống phù hợp bằng cách xem xét đồng thời đường cấp, các bề mặt tiếp xúc và đường hồi.

Sau khi chọn bồn, bơm cấp đưa dung dịch đến bộ gia nhiệt và đường phân phối. Trong đường ống hoặc thiết bị dạng bồn của quy trình, dòng chảy, sự ngập dung dịch hoặc tia phun giúp loại bỏ cặn bẩn bám dính. Đường hồi đưa dung dịch trở lại hệ thống, đến bồn thu hồi hoặc xuống đường xả. Điểm tiếp nhận có thể thay đổi giữa các giai đoạn.

Bộ điều khiển khởi động quá trình vận chuyển dung dịch. Bộ điều khiển cần nhận thông tin từ thiết bị chế biến và các thiết bị đo của chính hệ thống. Bồn phù hợp phải sẵn sàng, đường đi đã chọn phải thông suốt và dung dịch hồi phải có điểm tiếp nhận. Cụm thiết bị CIP và dây chuyền sản xuất kết hợp thành một mạch tại các điểm kết nối này.

“Ghi lại các biến số vận hành CIP để xác minh hiệu quả vệ sinh và khử trùng.”

Timothy J. Bowser, Oklahoma State University Extension, FAPC-251

Thiết bị chế biến hợp vệ sinh cần có phạm vi vệ sinh được xác định rõ. Trong hướng dẫn của mình, 3-A mô tả các bộ phận mà người dùng tháo rời để vệ sinh thủ công hoặc vệ sinh ngoài thiết bị. Danh sách mạch CIP hoàn chỉnh xác định những bộ phận đó cùng các bề mặt được làm sạch khi lắp ráp thiết bị.

7 cấu phần của hệ thống CIP và chức năng

7 nhóm chức năng CIP gồm lưu trữ, vận chuyển, gia nhiệt, định lượng, phân tuyến dòng lưu chất, tiếp xúc và điều khiển; nội dung tổng hợp dựa trên OSU.

Chia cấu phần theo nhóm chức năng giúp quy cách CIP dễ theo dõi hơn. Các nhóm gồm lưu trữ, vận chuyển dung dịch, gia nhiệt, định lượng hóa chất, phân tuyến dòng lưu chất, thiết bị tạo tiếp xúc, thiết bị đo và bộ điều khiển. Cách chia nhóm này giúp sắp xếp nội dung mô tả. Trong hệ thống lắp đặt thực tế, một cụm thiết bị có thể đảm nhiệm nhiều chức năng. Điều quan trọng nhất là mỗi chức năng phục vụ mạch được chỉ định như thế nào và mạch đó cần đáp ứng những điều kiện vận hành nào.

Chức năng của các cấu phần trong mạch CIP chế biến thực phẩm
Chức năngThiết bị điển hìnhKết nối với quy trình
1. Lưu trữBồn CIP, bồn tích chứa, bồn thu hồiCung cấp lượng dung dịch có thể sử dụng và điểm tiếp nhận xác định cho các giai đoạn được thu hồi.
2. Vận chuyểnBơm cấp và phương án hồi phù hợpĐáp ứng tải nhiệt yêu cầu của mạch và loại bỏ dung dịch hồi với lưu lượng tương thích.
3. Gia nhiệtBộ trao đổi nhiệt, bộ gia nhiệt và bộ điều khiển hệ thống phụ trợĐưa dung dịch đến điều kiện yêu cầu, đồng thời tính đến tổn thất nhiệt của mạch.
4. Định lượngThiết bị cấp hóa chất và bộ điều khiển pha chếPha chế và điều chỉnh dung dịch vệ sinh theo quy cách.
5. Phân tuyếnVan, ống góp, bảng chuyển tuyến, đường ống và các mối nốiChọn đường cấp và đường hồi theo yêu cầu, đồng thời cô lập các chức năng không tương thích.
6. Tạo tiếp xúcThiết bị phun hoặc đường dẫn được làm ngập dung dịchTác động bằng dung dịch lên các bề mặt bên trong mà mạch được thiết kế để làm sạch.
7. Đo lường và điều khiểnThiết bị đo, bộ điều khiển, giao diện người vận hành và thiết bị ghi dữ liệuĐo các điều kiện, chạy trình tự, xử lý ngoại lệ và ghi lại quá trình vệ sinh.

Hệ thống CIP hoạt động như thế nào?

Hệ thống CIP có nhiệm vụ pha chế dung dịch vệ sinh, đưa dung dịch qua mạch thiết bị được chọn và quản lý đường hồi. Thiết bị đo phản hồi cung cấp thông tin, còn người vận hành hoặc bộ điều khiển tự động thực hiện các chức năng cần thiết trong từng giai đoạn của chương trình.

Ví dụ, vệ sinh các bề mặt bên trong của một thiết bị dạng bồn có thể cần tia phun bao phủ khu vực quanh cánh khuấy. Trong khi đó, thiết bị thanh trùng dạng tấm có các khe dẫn dòng kín được tích hợp bên trong thiết bị. Cả hai loại thiết bị đều có thể kết nối với thiết bị CIP, nhưng phương án lưu lượng và tiếp xúc cần thiết phụ thuộc vào thiết bị được vệ sinh.

Cần quan tâm đến đường hồi như đường cấp. Lưu lượng dung dịch CIP cấp vào vượt quá năng lực hồi hiện có có thể gây tích tụ ngoài ý muốn. Báo cáo thiết bị của Food Engineering nêu ví dụ về tích hợp quy trình cấp và hồi trong ngành đồ uống. Quy cách hữu ích hơn sẽ nêu rõ tải nhiệt yêu cầu thực tế của mạch thay vì dựa vào thông số trên nhãn bơm.

CIP dùng một lần và CIP thu hồi: theo dõi đường đi của dung dịch

Hệ thống dùng một lần có thể tuần hoàn dung dịch trong một lần rửa; hệ thống thu hồi giữ lại dung dịch để vệ sinh sau đó, theo giải thích của Bowser và OSU.

Hệ thống dùng một lần và hệ thống thu hồi xử lý dung dịch vệ sinh khác nhau. Với hệ thống dùng một lần, dung dịch vệ sinh được xả bỏ sau khi sử dụng; với hệ thống thu hồi, dung dịch được giữ lại để dùng sau (cho lần vệ sinh tiếp theo). Việc dung dịch có tuần hoàn trong một chu trình hay không là vấn đề khác. Dung dịch có thể tuần hoàn trong một lần rửa rồi được xả bỏ khi lần rửa đó kết thúc.

CIP dùng một lần khác CIP thu hồi như thế nào?

Mô tả rõ nhất về cách hệ thống vận hành cần nêu đường đi của dung dịch và mốc thời gian áp dụng. Dung dịch chảy qua một lần (hoặc không tuần hoàn) đi qua thiết bị rồi được đưa ra khỏi hệ thống. Dung dịch tuần hoàn đi qua cùng thiết bị, sau đó trở lại hệ thống để bắt đầu lại quá trình. Dung dịch thu hồi được giữ lại để sử dụng sau. Cách các nhà cung cấp dùng thuật ngữ để mô tả hệ thống có thể khác nhau, vì vậy ba mô tả này giúp làm rõ nhất phương án vận hành được đề xuất.

Trong bài viết kỹ thuật của Bowser, bồn tuần hoàn được xếp là cấu phần của hệ thống dùng một lần khi hệ thống phân biệt riêng dung dịch lưu trữ để dùng cho các chu trình vệ sinh sau. Thu hồi dung dịch cũng tạo thêm công việc quản lý: phân loại dung dịch hồi, chọn bồn, đánh giá tình trạng dung dịch hồi và hoàn nguyên dung dịch cho chu trình vệ sinh tiếp theo.

Xả bỏ sau lần sử dụng được chỉ định

Pha dung dịch mới giúp đơn giản hóa việc quản lý lượng dung dịch giữa các chu trình. Lượng nước, hóa chất và dung dịch xả bỏ vẫn phụ thuộc vào chương trình vệ sinh thực tế.

Giữ lại để vệ sinh lần sau

Việc lưu trữ có thể giữ lại dung dịch còn hữu ích, nhiệt dư và hóa chất. Việc chọn đường hồi, tình trạng dung dịch, lượng cần bổ sung và vệ sinh bồn cần được tính vào kế hoạch vận hành.

Phạm vi thu hồi cũng phụ thuộc vào sản phẩm và nguy cơ nhiễm bẩn của sản phẩm. Hướng dẫn của FDA về chất gây dị ứng trong thủy sản nêu rằng dung dịch vệ sinh tái sử dụng có thể làm nhiễm bẩn lại các bề mặt. Hướng dẫn này áp dụng cho tình huống chế biến cụ thể, nhưng câu hỏi cốt lõi hữu ích ở bất kỳ nơi nào có nhiều sản phẩm dùng chung hệ thống vệ sinh: dung dịch hồi nào phù hợp với chức năng được chỉ định tiếp theo?

Trong nghiên cứu năm 2022 về tái sử dụng chất tẩy rửa, Fan, Kim và Heldman ghi nhận sự thay đổi về lượng kiềm hoạt tính và hiệu quả vệ sinh trong các thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm và thử nghiệm thí điểm. Kết quả cũng cho thấy cần đánh giá dung dịch kiềm hồi. Giới hạn tái sử dụng còn phụ thuộc vào tổ hợp sản phẩm, hóa chất và quy trình đã được chứng minh.

Chu trình CIP: các bước thay đổi như thế nào

Các giai đoạn CIP minh họa có bước rửa axit nếu cần; chương trình lắp đặt sẽ quyết định giai đoạn kết thúc thực tế.

Quy trình vệ sinh CIP làm thay đổi nhiều hơn lượng dung dịch trong bồn cấp. Mỗi giai đoạn có mục đích, đường đi và điều kiện chuyển sang bước tiếp theo riêng. Tráng sơ bộ loại bỏ cặn rời, bước rửa bằng chất tẩy rửa xử lý cặn bẩn bám dính, còn các lần tráng tiếp theo cuốn trôi cặn đã bong ra và hóa chất vệ sinh. Nếu có bước khử trùng, bước này đảm nhiệm riêng chức năng kiểm soát vi sinh.

  1. Xác định đường đi. Xác định thiết bị, trạng thái sẵn sàng, chương trình vệ sinh được chọn và điểm tiếp nhận dung dịch hồi.
  2. Loại bỏ và rửa sạch cặn bẩn. Thực hiện các giai đoạn tráng và rửa phù hợp, gồm rửa bằng kiềm hoặc loại hóa chất khác được chọn theo yêu cầu vận hành.
  3. Hoàn tất theo yêu cầu được chỉ định. Thực hiện các bước tráng, khử trùng, xả hoặc sấy theo quy cách, sau đó đánh giá chu trình và các hạng mục kiểm tra liên quan.

Sơ đồ do các nguồn khác nhau công bố thường gộp hoặc tách các chức năng này theo nhiều cách. OSU đưa ra ví dụ về chu trình được thiết kế riêng, còn UF trình bày trình tự tráng – rửa – tráng – khử trùng đơn giản hơn. Số bước khác nhau phản ánh phạm vi hướng dẫn và chức năng của ứng dụng. Sơ đồ CIP điển hình giúp hiểu phương pháp và trình tự, còn chương trình lắp đặt xác định các bước chuyển thực tế.

Để tính thời gian cho từng bước vệ sinh, cần xác định điểm bắt đầu. Bowser mô tả thời gian tiếp xúc là khoảng thời gian các điều kiện yêu cầu được duy trì. Việc gia nhiệt trên đường cấp dài, làm đầy và đạt nồng độ yêu cầu có thể diễn ra trước thời gian tiếp xúc. Phân biệt thời gian chuẩn bị với thời gian vệ sinh trong điều kiện đạt yêu cầu sẽ hữu ích khi so sánh thời gian phục vụ sản xuất.

Quy trình vệ sinh tại chỗ (CIP) có 7 bước nào?

Một trình tự minh họa gồm 7 bước: chuẩn bị đường đi, tráng sơ bộ, rửa bằng chất tẩy rửa, tráng trung gian, rửa axit (nếu cần), tráng cuối và khử trùng. Các giai đoạn và thao tác sau đó được xác định theo thiết bị, loại cặn bẩn và hướng dẫn khử trùng trong chương trình lắp đặt.

Các chương trình khác nhau có thể dùng trình tự CIP điển hình, trong đó pha chế dung dịch được tách khỏi gia nhiệt. Một số chương trình có thêm bước tráng sau khử trùng và sấy, kết hợp các thao tác tráng hoặc có điểm khác biệt khác. Một công thức hữu ích nêu rõ mục đích, điểm tiếp nhận dung dịch và điều kiện hoàn tất của từng giai đoạn.

Hóa chất dùng trong CIP cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả. Ví dụ, dung dịch khử trùng chứa axit peracetic phải được sử dụng theo hướng dẫn trên nhãn áp dụng và chương trình vệ sinh của cơ sở. Chương trình đó cũng cần nêu phương án tráng cuối, thoát nước và điều kiện lưu giữ.

Điều khiển CIP thủ công, bán tự động và tự động

4 chức năng CIP giúp phân biệt thao tác được ra lệnh, điều kiện được đo và hồ sơ được lưu giữ; phương pháp đánh giá cho người mua dựa trên Food Engineering.

Mức độ tự động hóa xác định ai thực hiện các chức năng, thực hiện như thế nào và hệ thống phản ứng ra sao với các điều kiện. Trong vận hành hoàn toàn thủ công, người vận hành có thể sử dụng thiết bị đo và tài liệu. Vận hành bán tự động kết hợp thao tác của người vận hành với các giai đoạn được lập trình; trình tự hoàn toàn tự động có thể phối hợp việc định lượng, phân tuyến và ghi dữ liệu.

Điều gì thay đổi khi tự động hóa hệ thống CIP?

CIP tự động thay thế thao tác của người vận hành bằng chương trình, tín hiệu phản hồi và các sự kiện được ghi lại. Chương trình xác định cách hệ thống phản ứng với gián đoạn và chuyển giai đoạn. So sánh các chương trình giúp nhận biết chức năng mà một gói điều khiển cụ thể sẽ thực hiện trong quá trình vệ sinh tự động.

Các cuộc phỏng vấn năm 2023 của Food Engineering giải thích việc trao đổi thông tin giữa hệ thống vệ sinh và thiết bị chế biến, chẳng hạn như trạng thái sẵn sàng của thiết bị, hoạt động của van và cánh khuấy. Những chi tiết này rất quan trọng khi thiết bị do bên thứ ba cung cấp. Để chuyển sang giai đoạn tiếp theo, một bộ điều khiển phải truyền cho bộ điều khiển kia thông tin cần thiết.

Bảng bằng chứng điều khiển CIP 3 lớp
Chức năng vận hànhThao tác được ra lệnhĐiều kiện được đoHồ sơ được lưu giữ
Chọn mạchYêu cầu đường đi đã được chỉ định.Thiết bị sẵn sàng và phản hồi về đường đi áp dụng.Mã mạch, chương trình được chọn và xác nhận.
Chạy một giai đoạn rửaKhởi động các thao tác bơm, gia nhiệt và định lượng đã cấu hình.Các điều kiện vận hành yêu cầu tại những vị trí xác định.Diễn biến thực tế, khoảng thời gian trong điều kiện đạt yêu cầu và các sai lệch.
Điều hướng dung dịch hồiChọn tuần hoàn, thu hồi hoặc xả.Xác nhận đường đi áp dụng và phân loại dung dịch hồi.Thay đổi điểm tiếp nhận và thao tác can thiệp của người vận hành.
Xử lý gián đoạnTạm dừng, lặp lại hoặc kết thúc theo quy trình.Tình trạng lỗi và trạng thái sẵn sàng cho thao tác khôi phục được cho phép.Cảnh báo, gián đoạn, thao tác khôi phục và trạng thái cuối.

Bảng này là phương pháp so sánh dành cho người mua. Mỗi cột trả lời một câu hỏi khác nhau về quá trình thực hiện. Nhà máy liên kết lần chạy với các hạng mục kiểm tra hiệu quả vệ sinh và quyết định phê duyệt lô sản phẩm áp dụng.

Tự động hóa CIP giúp các thao tác có thể lặp lại và giảm mức độ tiếp xúc thường xuyên với hóa chất; người vận hành vẫn cần chương trình vệ sinh phù hợp. Đề xuất tự động hóa hữu ích hơn khi nêu rõ những thao tác người vận hành vẫn phải làm và cách hệ thống ứng phó sau khi mất điện hoặc mất tín hiệu.

Vì sao mạch CIP cho sữa, đồ uống và nước sốt cần công thức khác nhau

Hóa chất CIP được lựa chọn theo cặn bẩn, bề mặt, chất lượng nước và tính tương thích, dựa trên hướng dẫn vệ sinh thiết bị của UF.

Chất vệ sinh và điều kiện vận hành phụ thuộc vào cặn bẩn, bề mặt và thiết bị cần làm sạch. Đường, chất béo, protein và cặn khoáng phản ứng khác nhau với nước và hóa chất tẩy rửa. Gia nhiệt hoặc sấy trong quá trình sản xuất có thể khiến cặn bám trên bề mặt khó loại bỏ hơn. Một cụm thiết bị CIP dùng chung có thể cần nhiều chương trình vệ sinh khác nhau.

Trong nhà máy sữa, cặn protein, chất béo và khoáng chất từ sản phẩm sữa có thể bám lại trong dây chuyền chế biến sữa. Cặn đã qua xử lý nhiệt có thể khác cặn mới. Dây chuyền chế biến sốt cà chua và ớt có thể còn lại nhiều loại cặn nhớt, dầu và hạt. Quá trình chế biến và nguyên liệu cho biết bản chất cặn bẩn rõ hơn cách phân loại theo ngành.

Hướng dẫn vệ sinh thiết bị của UF nêu rằng chất tẩy rửa có tính kiềm có thể làm sạch cặn protein và chất béo, còn chất tẩy rửa có tính axit có thể xử lý cặn khoáng. Natri hydroxit là chất tẩy rửa có tính kiềm; sản phẩm vệ sinh dùng trong chế biến thực phẩm có thể được pha chế thêm chất làm ướt, chất tạo phức hoặc enzyme phù hợp với loại cặn và chất lượng nước cụ thể.

Thông thường, cần đánh giá tính tương thích của vật liệu trên toàn bộ bề mặt tiếp xúc của bộ phận, gồm gioăng, lớp lót, vật liệu đàn hồi và các bộ phận phi kim loại khác. Quy cách hệ thống vệ sinh liên kết loại hóa chất cần dùng với vật liệu và hướng dẫn vận hành của nhà sản xuất thiết bị. Hóa chất kiềm mạnh hơn có thể tạo ra vấn đề tương thích khác mà không cải thiện mức độ sạch mong muốn.

Chất vệ sinh CIP là gì?

Chất vệ sinh CIP là một chế phẩm hóa học dùng để loại bỏ cặn bẩn khỏi thiết bị. Chế phẩm có thể chứa thành phần giúp làm ướt, hòa tan, nhũ hóa, phân tán hoặc loại bỏ cặn theo cách khác, hoặc kiểm soát khoáng chất trong nước. Việc chọn chất vệ sinh phụ thuộc vào loại cặn bẩn, vật liệu bề mặt cần làm sạch, chất lượng nước sử dụng và điều kiện vận hành của thiết bị.

Cơ chế làm sạch có thể khác nhau tùy loại cặn bám (protein hay khoáng chất) và công thức chất tẩy rửa (chất tẩy rửa thương mại có thể chứa nhiều thành phần hoạt tính cho từng công việc). Nhà cung cấp hóa chất và nhóm vận hành nhà máy có thể chọn chất vệ sinh phù hợp với mạch thực tế và mức độ sạch mong muốn.

Trong các quy trình chế biến thực phẩm và sữa, vệ sinh phụ thuộc cả vào việc làm sạch đúng cách lẫn chương trình kiểm soát vi sinh được chỉ định. Loại bỏ cặn bẩn giúp chuẩn bị bề mặt để sử dụng chất khử trùng được chỉ định; quy trình khử trùng cũng cần bảo đảm thời gian tiếp xúc và điều kiện phù hợp. Việc loại bỏ chất gây dị ứng cũng đặt ra yêu cầu kiểm soát cặn tồn dư. Vì vậy, chương trình vệ sinh hiệu quả cần bắt đầu từ sản phẩm và thiết bị thực tế.

Hồ sơ hữu ích cho chu trình CIP cần có những gì

Hồ sơ CIP liên kết danh tính, sự kiện vận hành và tình trạng thiết bị; việc hoàn tất quy trình và kiểm tra vệ sinh là hai nội dung riêng biệt.

Hồ sơ chu trình hữu ích giúp nhà máy xác định lại thiết bị nào đã được vệ sinh, chương trình nào đã chạy, điều kiện nào được đáp ứng và ngoại lệ được xử lý ra sao. Hồ sơ cũng liên kết chương trình với các hạng mục kiểm tra vệ sinh đã quy định và tình trạng cuối cùng của thiết bị. Định dạng hồ sơ phù hợp với kế hoạch an toàn thực phẩm, trách nhiệm và yêu cầu của nhà máy.

Hồ sơ hữu ích gồm 3 phần liên kết với nhau. Phần nhận dạng ghi tên mạch, thiết bị, sản phẩm, công thức, phiên bản và dấu thời gian. Phần vận hành ghi lại các điều kiện được đo và sự kiện mô tả từng giai đoạn. Phần xử lý kết quả liên kết kết quả kiểm tra vệ sinh, việc xem xét và quyết định về lần sử dụng thiết bị tiếp theo.

Food Engineering mô tả một trường hợp tại nhà máy súp trong đó người vận hành xác nhận đã hoàn tất đợt sản xuất trước khi CIP tự động bắt đầu. Cảnh báo chỉ ra các sai lệch và nhà máy lưu hồ sơ vệ sinh. Trường hợp này minh họa mối liên hệ giữa trạng thái quy trình, thao tác của người vận hành và hồ sơ theo dõi quá trình vệ sinh.

Cần tính đến cách diễn giải số liệu thiết bị đo khi thiết kế hồ sơ. Có thể theo dõi nồng độ bằng cảm biến độ dẫn điện và dùng phép đo này để phân biệt các loại dung dịch. Tài liệu kỹ thuật của Endress+Hauser mô tả mối quan hệ hiệu chuẩn riêng cho từng hóa chất và cơ chế bù nhiệt độ. Trong quá trình đo, độ dẫn điện của một dung dịch xác định thay đổi theo nhiệt độ. Để phân biệt dung dịch đã thay đổi với điều kiện đo đã thay đổi, hồ sơ cần lưu kết quả đo cùng thông tin hiệu chuẩn liên quan.

Hồ sơ lần chạy và hồ sơ kiểm tra vệ sinh phục vụ các mục đích khác nhau. Hồ sơ lần chạy mô tả việc hoàn tất một bước quy trình, còn kết quả kiểm tra hoặc phân tích giúp xác định kết quả của bước vệ sinh. Hai hồ sơ được liên kết bằng mã mạch và mã lần chạy chung để luôn gắn với nhau. Khi cần kiểm tra nước tráng, kết quả nước tráng cuối cũng được liên kết với cùng mã mạch và mã lần chạy. Yêu cầu về bằng chứng, tiêu chí nghiệm thu và người đánh giá phải được quy định.

Khi khởi động hệ thống, cần xác định người chịu trách nhiệm phê duyệt thay đổi công thức, bảo trì thiết bị đo, xem xét cảnh báo và quản lý quyền truy cập vào nơi lưu hồ sơ. Mỗi hồ sơ gián đoạn liên kết cảnh báo tương ứng, phản hồi của người vận hành và giai đoạn được chạy lại. Những hồ sơ này cung cấp trình tự sự kiện để xác định cách xử lý thiết bị trước đợt sản xuất tiếp theo.

So sánh phương án thu hồi trong cùng phạm vi tài nguyên

Ví dụ giả định chỉ dùng nước: tỷ lệ hồi lưu dung dịch rửa 70% giúp giảm 25% lượng nước sạch, với tải nhiệt yêu cầu không đổi và lượng dung dịch tồn được khôi phục.

Tỷ lệ thu hồi dung dịch rửa và tỷ lệ tiết kiệm nước sạch cung cấp hai loại thông tin khác nhau. Tỷ lệ thu hồi dung dịch rửa cho biết lượng dung dịch rửa được thu hồi vào bồn. Tỷ lệ tiết kiệm nước sạch dùng để so sánh lượng nước sạch tiêu thụ cho cùng một công việc trong một ranh giới vận hành xác định. Muốn so sánh công bằng, cần đảm bảo yêu cầu làm sạch và tiêu chí nghiệm thu như nhau, tính đến lượng dung dịch tồn, đồng thời bao gồm lượng nước cần thiết để khôi phục dung dịch đã thu hồi.

Hướng dẫn sử dụng nước của OSU khuyến nghị theo dõi lượng nước đầu vào và đầu ra. Hãy áp dụng nguyên tắc này cho cấu hình làm sạch dự kiến trước khi tính đến hệ thống phụ trợ của nhà máy hoặc các quy trình khác. Lượng dung dịch tồn trong bồn ở đầu và cuối quá trình rất quan trọng: việc rút bớt dung dịch dự trữ có thể tạm thời làm giảm lượng nước sạch cần mua và tạo cảm giác như đã tiết kiệm được nước.

Ví dụ giả định chỉ dùng nước: cả hai phương án đều hoàn thành cùng một yêu cầu làm sạch đạt tiêu chí nghiệm thu. Mỗi phương án sử dụng 500 L dung dịch rửa và 700 L nước tráng. Phương án thu hồi bắt đầu và kết thúc với 350 L dung dịch tồn phù hợp để tái sử dụng, có điều kiện hóa chất tương đương. Lượng xả bỏ bổ sung 50 L và lượng nước bù 50 L bao gồm toàn bộ lượng nước khôi phục được giả định trong ví dụ này. Mức tiêu thụ hóa chất, chi phí gia nhiệt và xử lý nằm ngoài phạm vi của ví dụ.

Sổ theo dõi CIP theo 2 ranh giới, dữ liệu đầu vào giả định
Hạng mục hạch toán nướcThải bỏ sau khi sử dụngThu hồi một phần dung dịch rửa
Lượng dung dịch tái sử dụng đầu kỳ0 L350 L
Lượng dung dịch rửa500 L nước sạch350 L dung dịch tồn + 150 L nước sạch
Lượng nước tráng sạch đầu vào700 L700 L
Lượng xả bỏ / nước bù bổ sung0 L / 0 L50 L / 50 L
Lượng dung dịch tái sử dụng cuối kỳ0 L350 L
Tổng lượng nước sạch đầu vào1.200 L900 L
Tổng lượng xả thải1.200 L900 L
Lượng dung dịch rửa được giữ lại trước khi xả bỏ bổ sung0 L350 L
Tỷ lệ hồi lưu dung dịch rửa0%350 / 500 = 70%
Mức giảm lượng nước sạch so với phương án cơ sở thải bỏPhương án cơ sở(1,200 − 900) / 1,200 = 25%

Với phương án thu hồi, 350 L trong tổng số 500 L dung dịch rửa được đưa trở lại lượng dung dịch tồn trước khi xả bỏ bổ sung. Tỷ lệ hồi lưu dung dịch rửa là 350 ÷ 500 = 70%. Lượng nước sạch đầu vào là 150 + 700 + 50 = 900 L, so với 1.200 L ở phương án thải bỏ sau khi sử dụng. Mức giảm lượng nước sạch là (1.200 − 900) ÷ 1.200 = 25%.

Lượng nước trong hệ thống cũng cân bằng: 350 L dung dịch tồn đầu kỳ + 900 L nước sạch đầu vào = 350 L dung dịch tồn cuối kỳ + 900 L nước xả thải. Lượng xả thải ở phương án thu hồi gồm 150 L dung dịch rửa, 700 L nước tráng và 50 L xả bỏ bổ sung.

Luôn thể hiện rõ mẫu số

Trong ví dụ này, tỷ lệ hồi lưu dung dịch rửa 70% giúp giảm 25% lượng nước sạch. Khi thay các số liệu giả định bằng thể tích đo được tại nhà máy và điều kiện dung dịch đã được chứng minh, sổ theo dõi tương tự sẽ trở thành công cụ so sánh hữu ích.

Sau đó, bộ phận tài chính có thể tính thêm hóa chất bổ sung, năng lượng cho hệ thống phụ trợ, chi phí xử lý nước thải và bảo trì dựa trên số liệu đo riêng cho từng khoản. Bộ phận sản xuất cũng cần tính toàn bộ thời gian để đưa thiết bị trở lại hoạt động. Thời gian đó có thể thay đổi do gia nhiệt lâu hơn, đường hồi lưu bị hạn chế hoặc khâu xem xét bị trì hoãn, ngay cả khi khoảng thời gian rửa được lập trình vẫn giữ nguyên.

Từ hướng dẫn đến dự án CIP

Bàn giao hệ thống CIP kết nối yêu cầu làm sạch của mạch, hệ thống phụ trợ, điều khiển, hồ sơ và trách nhiệm nghiệm thu; hướng dẫn tích hợp dựa trên nguồn tham khảo.

Dự án CIP trở thành kế hoạch thực tế khi nhà máy và nhà cung cấp thống nhất về yêu cầu làm sạch và các điểm kết nối. Đầu vào ban đầu của dự án gồm sản phẩm, cặn bẩn bám dính, mạch thiết bị, lịch làm sạch, hệ thống phụ trợ hiện có, các hạn chế về thu hồi và hồ sơ vận hành cần lưu. Những yếu tố này xác định cấu hình hệ thống và phạm vi thực tế của dây chuyền.

Theo trình tự, hãy xác định điểm nghẽn có khả năng cao nhất: mức độ sẵn sàng của thiết bị, khả năng cấp và hồi lưu, năng lực gia nhiệt trong lịch vận hành dùng chung, điều kiện chuyển pha và khâu xem xét trước khi phê duyệt lô sản phẩm để đưa vào sản xuất. Các cuộc phỏng vấn chuyên gia của Food Engineering đưa ra những ví dụ tích hợp hữu ích, như năng lực lò hơi và khả năng liên lạc giữa các thiết bị được kết nối. Nhịp độ của quy trình phụ thuộc vào việc toàn bộ tuyến hoạt động có sẵn hay không.

Đối với các điểm kết nối với hệ thống UHT và chiết rót vô trùng, hãy xác định riêng yêu cầu làm sạch và tiệt trùng trong thiết kế quy trình, đồng thời làm rõ bố trí thiết bị và hồ sơ chứng minh cho lần sử dụng tiếp theo trong phạm vi trách nhiệm của từng nhà cung cấp.

Khi bàn giao, bộ hồ sơ hữu ích gồm sơ đồ mạch, danh sách công thức và tuyến vận hành, vị trí thiết bị đo lường và điều khiển quá trình, cách xử lý khi bị gián đoạn, hồ sơ được lưu giữ và các bước kiểm tra nghiệm thu. Bộ phận kỹ thuật chịu trách nhiệm về điểm kết nối đã lắp đặt, bộ phận vận hành cần có quy trình để thực hiện, còn bộ phận chất lượng xác định các bước kiểm tra và trách nhiệm phê duyệt lô sản phẩm. Bộ phận tài chính có thể so sánh mức tiêu thụ tài nguyên khi các bộ phận khác phối hợp tích hợp hệ thống.

Các cấu hình hệ thống làm sạch CIP của SHENGTU là cơ sở ban đầu để xây dựng giải pháp. Hãy chia sẻ yêu cầu về sản xuất và mạch thiết bị với đội ngũ dự án SHENGTU để thống nhất phạm vi cung cấp và tích hợp.

Trao đổi về mạch CIP của Quý khách

Câu hỏi thường gặp

Bước tráng khử trùng có phải luôn là bước cuối cùng trong mỗi chu trình CIP không?

Chương trình làm sạch và hướng dẫn khử trùng sẽ xác định các bước cuối cùng.

Một số chương trình có thêm bước tráng sau đó; những chương trình khác áp dụng phương pháp khử trùng không cần tráng được cho phép. Cách bố trí phụ thuộc vào hóa chất được chỉ định, chất lượng nước và điều kiện lưu giữ thiết bị. Việc thoát nước và bảo vệ thiết bị trước khi sản xuất cũng là một phần của bước kết thúc. Hãy tuân thủ quy trình đã được phê duyệt và nhãn hóa chất cho mục đích sử dụng dự kiến, sau đó hoàn tất các bước kiểm tra làm sạch được quy định cho mạch đó. Sơ đồ trình tự chung chỉ giải thích quy trình, không thay thế hướng dẫn vận hành tại nhà máy.

CIP và SIP là gì?

CIP là làm sạch tại chỗ; SIP thường có nghĩa là tiệt trùng tại chỗ.

CIP loại bỏ cặn bẩn khỏi các bề mặt quá trình nằm trong phạm vi hệ thống bằng phương pháp làm sạch được chỉ định. Tiệt trùng có mục tiêu kiểm soát vi sinh vật khác và cần cấu hình thiết bị cùng quy trình đã được chứng minh là phù hợp với mục tiêu đó. Khử trùng cũng khác với tiệt trùng. Trong dự án vô trùng, hãy xác định riêng yêu cầu làm sạch và tiệt trùng, bao gồm các bề mặt, thiết bị đo lường, trình tự và hồ sơ nghiệm thu liên quan. Phân định rõ trách nhiệm giúp nhà cung cấp thiết bị quá trình và nhà cung cấp hệ thống làm sạch thực hiện đúng chức năng tương ứng.

Hệ thống làm sạch CIP nào phù hợp nhất?

Hệ thống phù hợp nhất là hệ thống đáp ứng yêu cầu làm sạch đã xác định trong điều kiện thực tế của nhà máy.

Trước khi chọn số lượng bồn hoặc chức năng điều khiển, hãy so sánh cặn bẩn của sản phẩm, các mạch thiết bị, tần suất làm sạch, hệ thống phụ trợ và hạn chế về thu hồi. Hãy tính đến các công việc và hồ sơ mà đội ngũ vận hành cần. Cấu hình gọn, dùng một lần có thể phù hợp với yêu cầu này, trong khi cấu hình thu hồi có thể phù hợp với yêu cầu khác. Việc so sánh cũng cần bao gồm các điểm kết nối với thiết bị quá trình hiện có, cách xử lý chu trình bị gián đoạn và hồ sơ cần thiết cho mẻ sản xuất tiếp theo.

Khi nào nên dùng các bước CIP tùy chọn như rửa axit hoặc thổi khí?

Các bước tùy chọn giải quyết nhu cầu cụ thể về loại bỏ cặn bẩn hoặc chất lỏng.

Giai đoạn xử lý bằng axit có thể loại bỏ cặn khoáng. Việc thổi khí hoặc sấy phụ thuộc vào yêu cầu của thiết bị và quy trình. Cách sử dụng các bước này phụ thuộc vào tính tương thích, chương trình làm sạch và hướng dẫn áp dụng.

Có thể nâng cấp hệ thống CIP hiện có mà không cần thay toàn bộ cụm thiết bị trượt không?

Có thể nâng cấp nếu thiết bị hiện có đáp ứng được yêu cầu vận hành đã thay đổi.

Hãy bắt đầu bằng cách xác định chức năng còn thiếu: đo lường, điều khiển tuyến vận hành, quản lý công thức, xử lý ngoại lệ hay lưu giữ hồ sơ. Bổ sung thiết bị ghi dữ liệu là một dự án khác với việc tăng năng lực làm sạch đồng thời. Tăng năng lực có thể làm thay đổi yêu cầu của bơm, nhu cầu gia nhiệt, khả năng hồi lưu, bảo quản dung dịch và thoát nước. Hãy kiểm tra tình trạng lắp đặt, vị trí thiết bị đo lường, các đầu vào và đầu ra điều khiển dự phòng, khả năng liên lạc và quyền truy cập phần mềm. Dự án cũng cần chứng minh chức năng đã thay đổi, phương án dự phòng và khả năng tiếp cận để bảo trì. Sau đó, đội ngũ phụ trách của nhà máy xem xét quy trình làm sạch bị ảnh hưởng và hồ sơ nghiệm thu trước khi đưa cấu hình sửa đổi vào vận hành.

Tài liệu tham khảo và nguồn

CÔNG BỐ THÔNG TIN NỘI DUNG KỸ THUẬT
Vì sao Shengtu xuất bản hướng dẫn kỹ thuật

Các hướng dẫn này chuyển những câu hỏi thường gặp về dây chuyền sản xuất thành quy trình ra quyết định rõ ràng hơn cho các nhà sản xuất thực phẩm, kỹ sư dự án và bộ phận thu mua.

Chúng tôi tập trung vào những yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn thiết bị: đặc tính sản phẩm, dạng bao bì, năng suất mục tiêu, các công đoạn quy trình, hệ thống phụ trợ, giới hạn của nhà máy và yêu cầu tại thị trường đích.

01Xác định ứng dụngBắt đầu từ sản phẩm, bao bì và mục tiêu vận hành.
02Lập sơ đồ quy trìnhKết nối các công đoạn, điểm kết nối và nhu cầu về hệ thống phụ trợ.
03Nêu rõ các đánh đổiGiải thích những lựa chọn ảnh hưởng đến phạm vi dây chuyền.
04Chuẩn bị câu hỏi phù hợp hơnChuyển nội dung đã đọc thành đề bài dự án có thể xem xét.
HỒ SƠ NHÀ SẢN XUẤT SHENGTU
Lĩnh vực
Thiết bị chế biến thực phẩm và giải pháp dây chuyền trọn gói
Cơ sở
Zhucheng, Sơn Đông, Trung Quốc
Quy trình dự án
Yêu cầu → bố trí mặt bằng → phạm vi thiết bị → điều phối bàn giao
PHẠM VI GIẢI PHÁP
Tiệt trùng và chiết rót vô trùngCấp đông và sấyThịt và gia cầmĐồ ăn nhẹRau củ và trái câySữa và nước sốtVệ sinh và CIP
PHẠM VI THẨM ĐỊNH Cấu hình thiết bị cuối cùng cần được xác nhận dựa trên sản phẩm, bao bì, năng suất xử lý, hệ thống phụ trợ, giới hạn của nhà máy và yêu cầu tại thị trường đích.