1、食品工厂食品工厂CIP/COP/SIP工艺介绍工艺介绍及其影响因素及其影响因素yCIP:(原位清洗,定位清洗)clean in place/cleaning in place cop:(外部清洗)clean out place 设备外部泡沫清洗系统COPsip:(内部消毒)sterlize in placesop:(外部消毒)sterlize out placeAIC:(无菌中间清洗)aseptic inmiddle cleany主要内容yCIP/COP/SIP/SOP介绍介绍yCIP/COP/SIP/SOP系统组成、工作机制及影响因素系统组成、工作机制及影响因素ySidel CAF Line
2、清洗工艺介绍及分析清洗工艺介绍及分析4CIP与与COP介绍介绍CIP的定义yCIP：Clean In Place,原位清洗/就地清洗。yCIP是一种清洗方法，无需拆卸及打开设备，且几乎或完全不需要操作员参与，对工厂所有设备或管道进行清洁。y在一定流量/压力的条件下，将清洁剂溶液喷射或喷洒到设备表面或在设备中循环。y整个清洁过程通常由多个独立清洗步骤组成。yCOP：Clean Out of Place.把设备拆开来进行清洗的方法。一般指手工清洗、泡沫清洗等清洗方法。CIP的发展历史y20世纪40年代后期最先用于乳品行业yCIP没有发明前，乳品工厂的清洗程序n将所有的设备全部拆开n手工清洗：清水冲
3、洗、刷子刷洗、清水冲洗n组装设备n非常耗时及耗人力y直到20世纪60年代中期，乳品工厂才正式开始使用全自动的CIP清洗系统y艺康化工是最早发明CIP并应用的公司之一。COP的作用yCIP只能完成8090%的清洗任务，1020%的清洗任务要靠COP来完成。yCOP清洗泡沫清洗：小罐，罐外表面等。内部喷淋系统供应排空排空泡沫发生器被清洗设备COP的作用yCOP清洗零部件的清洗：取样阀、人孔、软管、过滤网、垫圈、呼吸阀、进料管、转换件等。泡泡沫沫主主站站卫卫星星站站PLC控制的泡沫主站控制的泡沫主站COP清洗yCOP清洗槽COP清洗y刷子清洗管道内部管道外部贮罐表面y刷子使用要求不易掉毛易自清洗颜色
4、区别SOP的作用ySOP：Sanitation Out of Place.ySOP槽：浸泡消毒槽零配件浸泡前必须清洗干净。必须全部浸泡在消毒液中。氯类消毒液不能长时间浸泡。12CIP的优点y安全标准高n人工流程减少n不需要员工进入缸或其它处理设备n不需要员工直接接触化学品溶液y卫生质量提高n结果重复性好n消除人为错误y成本控制更加合理n生产效率提高n人力开支减少n水、能源、清洁剂、消毒剂等辅助资源控制得到提高13CIP系统组成、工作机制系统组成、工作机制及影响因素及影响因素14在清洁过程中向污垢施加的能量污垢污垢热能热能（溶液温度）（溶液温度）机械能机械能（湍流）（湍流）化学能化学能(化学品，
5、化学品，%)污垢覆盖表面污垢覆盖表面15去污机制y除上述三种能量外，时间因素也非常重要y如三种能量有一种不足，可通过增强其它能量的形式加以弥补y但要注意的是，三种能量在清洁流程中的作用都非常重要 16CIP 组件 基本部分：yCIP 罐：配置冲洗水、清洗液及消毒液的罐y管道：连接CIP罐与待洗设备的管道y泵：供应泵与回流泵y阀y热交换器y液位控制y洗球(CIP罐及产品罐）附件：y化学品添加及监控设施yCIP 控制器不同的CIP系统y单用途y单用途+回收y多用途18单用途 CIP 系统yCIP缓冲罐提供足以维持循环的清洗溶液，通过设备后回到缓冲罐y清洁完成后，清洁溶液被排放清水供应清水供应CIP
6、回流泵回流泵分配板分配板DP19多用途CIP 系统清水清水消毒剂消毒剂清洁剂清洁剂预冲洗水预冲洗水待清洁对象待清洁对象CIP-回流回流 CIP-供给供给20单用途与多用途 CIP系统特点单用途y避免交叉污染风险y根据待清洁对象具体需要调节清洗液浓度/温度y设备数量多y结构紧凑多用途多用途y排放物更少排放物更少y清洁溶液随时可用（存储在罐中）清洁溶液随时可用（存储在罐中）y水和化学品可重复使用，更加经济水和化学品可重复使用，更加经济 （在很大程度上取决于实际情况、水和能（在很大程度上取决于实际情况、水和能源成本源成本）清洗剂清洗剂清清洗对象洗对象清洗剂1清洗剂2新鲜水RTDFlowFilter/
7、Chk v/vPress sensorOption!CIP系统供应端设置清清洗洗剂剂清清洗对象洗对象清洗剂1清洗剂2新鲜水温度探头流量感应开关电导率仪CIP系统回流端设置23CIP罐设计基本要求y自清洗功能n安装有洗球（多用途系统）n能完全排空y符合3A标准y体积为总循环量的1.5倍24预清洗罐yHLA=高液位警报yHL=高液位n到达此液位时，关闭回流阀，将液流转到排水管yLL=低液位n液面低于此液位时，切换到新鲜水罐供水给供应泵y回流管位于 LL 下以避免湍流（泡沫）y可彻底排空（锥形底）y溢流到排水管中（无溅射）y清洗用洗球LLHLAHL25CIP 清洁剂罐MLLLLLAHLA HLyHL
8、A=高液位警报yHL=高液位n到达此液位时，关闭回流阀，将液流转到回收水罐和排水管yLL=低液位n液面低于此液位时，补水到中液位（循环中）y回流管位于 LL 下以避免湍流（泡沫）yLLA=低液位警报，供应泵停止y可彻底排空（锥形底）y溢流到排水管中（无溅射）y清洗用洗球y外置热交换系统（4m3以上)26CIP 罐正确设计：锥形底，CIP 出口位置较高CIP 出口 CIP 供应管 锥形底 罐排水管27清水罐y无回流管y与喷球的连接采用分配板（安全功能）y离供应泵最远LLLLAHLAHL所有罐体所有罐体28CIP 加热系统y蒸汽喷射直接加热y间接加热 n罐内盘管加热n在线加热（经过供应泵）nCIP
9、罐外部循环加热（不经过供应泵）29蒸汽喷射直接加热y速度快，传热效率高y温度难以控制y冷凝水可能造成溶液稀释，无法控制y形成泡沫y设备可能受到机械冲击（蒸汽管道产生水锤效应）30使用罐内加热盘管进行间接加热y静态热量传输y罐内障碍(易结垢）y难以维护y无搅拌功能31在线加热y动态热交换（速度快，效果好）y易于维护y温度控制精确yCIP 在合适的温度启动y使罐内物质充分混合y可在加热回路中非常方便地安装清洗液浓度测量及添加仪表yCIP 罐作为热缓冲器32CIP 罐专用外置热交换器y动态热交换（速度快，效果好）y易于维护y温度控制精确yCIP 在合适的温度启动yCIP 罐作为热缓冲器y使罐内物质充
10、分混合y可在加热回路中非常方便地安装清洗液浓度测量及添加仪表y减轻供应泵运行负担（循环泵功率相对较小）33浓度检测与电导率仪安装y这样可能造成投料过多，因为它达到混匀所需时间较长，直到溶液浓度均匀后才能测得代表值y探头处浓度增大的速度高于罐内其它部分y电导率仪控制的投料泵会频繁关闭、启动。达到 正确浓度的时间较长y直接穿过罐壁安装，或安装在 CIP 罐液面下管道末端：TT探头探头探头探头34电导率仪的安装LC化学品化学品HLHHLHLRLLLHLHLAHLLLLLA添加系统添加系统添加控制添加控制电导率仪电导率仪0/4-20 mA35CIP 系统中的电导应用QIC1QIC2QIC3QIC 1/
11、2=监控浓度QIC 3=界面分离36食品行业用液体介质电导率范围示意图电导率 水 产品酸性清洁剂 碱性清洁剂37使用压缩空气排空管道y使用此方法时即假设残余产品可通过干净的压缩空气排出系统：压缩空气 液体y然而，在实际使用中，这种方法的效果并不佳。最后，液体未充满管道横截面时，大部分空气会从液面上方排掉，起不到任何作用：y此外，使用压缩空气的成本也相当可观。应特别注意，避免压缩机油通过压缩空气被带入管道系统y该技术未被普遍接受！38温度测量与监控CIP 系统温度测量设备要求yCIP 罐温度yCIP 供应、回流温度y精度y反应度y防震、可靠y耐化学品腐蚀y卫生级安装39y管道中的层流（v=流速）
12、不同液层经过管道流向中心时速度不同，各液层之间无明显交流y管道中的湍流流动液体中发生的充分交流CIP 流程中的机械能来源v1v2v3v4v3v2v140如何制造湍流流动模式部分取决于管道性质、直径及流速经验证明（假设管道为光滑的不锈钢管道，直径 1“-6”，水溶性清洗溶液）：产生湍流的最低流速为产生湍流的最低流速为 1.5 2 米米/秒秒学术上一般以 雷诺数对其进行描述：Re=液体密度液体密度 x 管道半径管道半径 x 流速流速液体粘度液体粘度密度密度 g/cm 半径半径 cm 流速流速 cm/sec 粘度粘度 cm2/sec理想情况下，光滑不锈钢管道的 雷诺数（改变层/湍流）应为 2300实
13、际应用中，一般在 3000-9000 范围内41管道及其它封闭回路CIP 清洁状况y只有在管道完全充满，并产生湍流时才能达到理想的清洁效果y必须避免产生气泡y这一要求同样适用于通过循环清洗液进行清洗的其它封闭回路y对于板式热交换器建议使用较低的流速，以避免板面遭到腐蚀。清洁此类设备时，流率应控制在 1.2-1.4 米/秒。可在板的表面产生湍流42管道横截面变化对流动特征产生的影响直径：80 mm65 mm容积流量：36 000 L/h36 000 L/h流速：2 m/sec3 m/sec压损：0.55 bar/100 m1.6 bar/100 m直径：80 mm100 mm容积流量：36 00
14、0 L/h流速：2 m/sec1.2 m/sec压损：0.55 bar/100 m合格合格不合格不合格43罐清洗中的机械清洗效果30 45 升升/分钟分钟 /每米罐周长每米罐周长y在罐清洁中，清洗液从罐壁留下，形成薄膜，达到机械清洁效果y膜的厚度通常为 0.4-0.6 mmy最重要的因素为容积流量y容积流量应在每米罐周长 30-45 L/分钟之间，视污垢数量和性质而定y使用回流泵将清洗液泵固CIP站y对于离心式回流泵使用排气阀将清洗液中的空气除去44洗球（清洗模式）y它通过泵，以 1.5-3 bar的压力将清洁剂溶液喷洒到罐壁上y洗球可根据具体需求，实现不同的喷洒范围y可根据具体要求调节大小和
15、流量45洗球的安装y洗球供应管长度：1/41/5罐直径(计算公式）y洗球与供应管连接处间隙：0.1mmy洗球与供应管之间为卫生连接y洗球的布置n不能产生喷洒阴影n人孔的清洗n呼吸孔的清洗46洗球的不当连接47旋转洗球（水压驱动）Rota-Jet 25 50 75直径直径 mm：24 34 54容积流量容积流量 m/h：2 4 4-7 7-14建议压力建议压力巴巴：2.5（最大（最大 6）清洁半径清洁半径 米米：1.0 1.4 2.5y卫生型设计卫生型设计y低价低价y更易处理更易处理y最最安全，精度最高安全，精度最高y减少水的用量减少水的用量48洗球的连接y卫生连接：插梢式n螺纹不能外露y绝对不
16、能堵塞49喷球与旋转喷嘴y通过冲洗而非喷射进行清洁y流量大（15-18 m3/h）y压力相对较低（1.5-2.5 bar）y成本低廉、简单、高效y无移动部件，所需维护少y不受高温影响y自清洁、自排放y连续接触污垢（如未使用间歇喷雾）y单孔堵塞时，产生的不利影响较小y喷射力强，机械效应更大y流量低(10-15 m3/h)，大型罐中所需设备更少y所需工作压力最低(4-8 bar)y价格更高，结构相对复杂y可靠性问题，某些型号维护较为复杂y不能保证可以高温下使用（这一点在使用热水消毒时非常重要）y并非总是能够实现自清洁、自排y间歇接触污垢（每个循环一次）y喷嘴堵塞时影响大，污垢颗粒可能导致无法准确转
17、动50CIP 阀y自动控制y快速响应，气动控制y“安全阀门”位置（故障时阀必须位于安全位置，如避免罐排放、液体混合等）y耐腐蚀性介质y高密封性能y密封垫、垫圈可耐100-120 y卫生型化学品添加y添加方法 时间控制：连续/脉冲 电导率控制：浓度控制y在线添加 循环回路旁通y无压添加-添加到清洗剂罐y适用于清洗剂,添加剂,消毒剂Sidel CAF Line清洗工艺介绍及分析清洗工艺介绍及分析卫生中心碱碱 罐罐酸酸 罐罐消毒剂消毒剂 罐罐ABF 泵泵碱碱 泵泵酸泵酸泵消毒剂泵消毒剂泵1消毒剂泵消毒剂泵2消毒剂泵消毒剂泵3碱罐y药剂美普CIPy三个分路碱罐至消毒剂配置罐泵建议360小时对消毒剂罐进
18、行清洗碱罐至灌装机CIP管路虹吸碱罐至灌装机COP管路虹吸 酸罐y药剂浩丽FLy两个分路酸罐至无菌水系统泵 根据使用情况对系统进行清洗碱罐至灌装机CIP管路虹吸消毒剂罐y药剂OA150y三个分路消毒剂罐至灌装机内部消毒泵1消毒剂罐至灌装机内部COP泵2在线添加，出口具齿轮流量计消毒剂罐至灌装机液封系统泵3 在线添加，出口具齿轮流量计CIP清洗对象碱洗酸洗冲洗水温度浓度%流量t/h温度浓度%流量t/hpH电导us/cm感官标准801.5-2.0601.0-1.55.4-7.0正常灌装机82.71.681.86.0228.21正常大无菌罐80.2261.31.55.9730.12正常UHT85.3
19、1.522961.51.5296.0129.21正常清洗周期：每次生产结束后COPy区域灌装区压盖区无菌水冲洗区PAA喷冲区y步骤PAA水冲碱洗PAA水冲y不同之处碱洗替代传统的泡沫清洗用含PAA的水冲洗，为什么？软化水节约无菌水使用成本COP 喷嘴喷嘴COP 旋转洗球旋转洗球COPCOP参数参数温度温度()浓度浓度电导电导(mS/cm)时间时间(s)压力压力(bar)设定设定实际实际设定设定实际实际设定设定实际实际设定设定实际实际设定设定实际实际水洗水洗PAA4038.1500ppm412ppm-0.12720720-2.2碱洗碱洗6060.3-1.12%7559.314401440-2.2
20、水洗水洗PAA4039.8500ppm427ppm-0.12720720-2.2清洗周期：每次生产结束后SIPy大无菌罐yUHTy灌装机温度()时间(s)设定实际设定实际125130.118001800温度()时间(s)设定实际设定实际138138.218001800杀菌部位温度()时间（s）设定实际设定实际主管路134135.512001200氮气过滤器124132.912001200空气过滤器124132.812001200无菌阀124132.312001200无菌水蒸气障124132.112001200SOP y灌装机SOP设定值实测浓度设定温度实测温度循环时间1800ppm1862pp
21、m6060.51620s周期：每次生产结束后执行长SOP 短SOP每两个小时执行一次，每次600s，只对灌装区域进行短SOP瓶内外消毒y加多了很多喷嘴y对瓶口、瓶底、瓶壁等进行强化消毒瓶外强化消毒喷嘴瓶外强化消毒喷嘴盖子消毒yPAA 1800-2200ppmy星轮杀菌装置（盖外表面用下盖轨道）y结构较早期设备更加紧凑输送带消毒y药剂OA150y浓度400ppm管道与液封相通y不同之处取消了瓶缓冲区取样阀y无菌水、无菌空气等取样阀安装于灌装区内（下盖滑道旁）y采用在线膜过滤方法，比以前的取样方法更易操作，且结果更具代表性。全面的CIP（COP/SOP/SIP）控制 CIP标准程序(COP/SOP
22、/SIP)的确认CIP系统的确认（设备情况及参数设定）CIP效果的确认要确保CIP工艺的效果，应做好以下措施：CIP标准程序(COP/SOP/SIP)确认yCIP标准程序是CIP清洗的基础控制之一 y检测目的在于确认所有CIP相关工艺标准是否有工艺缺陷y浓度、温度、时间、流量及程序；是否符合清洗原理及行业通用准则；CIP参数确认 y电导率参数 y温度参数y流量参数y时间参数 y自动CIP程序的合理性实际生产时应保证以下参数的有效性 通常出现质量问题是由于以上参数在生产时并未达标 CIP（SOP）效果的确认 灌装机外部及其他配料设备评估方法：灌装机外部及其他配料设备评估方法：在充分照明下，表面不得有可见的污物存在无可察觉的异味用手指触摸表面时，不得有油腻及粗糙的感觉表面用全新的白色纸巾反复擦拭，不得有污点和变色当水从表面流过时，水的痕迹不得有太多断痕表面用波长340-380NM紫外线照射检查时，无可察觉萤光的存在；灌装机内部：灌装机内部：定期进行沉降菌、浮游菌、涂抹试验；挑战性试验；
