饮料行业表面消毒工艺CIP原位清洗和化学消毒剂
在食品工业中，除了生产尽可能多的加工食品单位外，它们还必须具有足够的质量。从这个意义上讲，它们必须是安全的，不会对食用它们的人产生任何毒性，并在其整个商业生命周期内保持所有批次的物理化学和感官特性。一个重要的方面是确保设施和设备有适当的卫生程序，这样就不会留下任何可能改变随后生产的产品的残留物。
基本上，食品行业有两种类型的表面消毒工艺：OPC（露天工厂清洁）和 CIP就地清洁工艺。OPC 流程包括清洁“外”表面，如传送带、工作台、填料外部、储罐外部等。这种类型的清洁通常通过使用加压水和泡沫形式的清洁和消毒产品来完成，以增加与待消毒表面的接触时间。另一方面，CIP 工艺用于对“内部”表面进行消毒，例如储罐、容器、管道、填料等的内部。
清洁
在饮料行业，这两种卫生工艺结合在一起，尽管 CIP 清洗工艺更为重要。CIP 是 Cleaning in Place（原位清洗）的缩写。这意味着在不拆除或改变运行状态的情况下清洁生产工厂，以确保一致性和可持续性。要完成有效的清洁，必须存在 Sinner 圈中包含的四个元素：
这些元素是：清洁产品、机械功率、热功率和时间。在清洁活动期间，所有四个元素都必须始终存在，每个元素都在相应的范围内。如果需要减少这些元素中的任何一个，则必须增加另一个或其他元素才能完成清洁和消毒。我们将分别分析它们中的每一个：
时间
溶解/分散污垢沉积物的所有物理化学过程都取决于时间因素。从洗涤剂化学效率的角度分析时，污垢是逐层去除的。即使有高浓度的清洁剂，在去除最后一层污垢之前也需要一定的接触时间。对于容器和水箱，时间还取决于清洁球的类型。
机械动力
在 CIP 过程中，机械功率指的是流速、速度和流动压力。清洗管道时，应考虑流量和流速。在清洗过程中，管道中的水流必须是湍流的。
层流和湍流
流速是每秒移动的距离 (m/s)。流体速度在回路内变化，在管道中心较高，靠近壁（由于摩擦）较低，这称为速度分布。管道表面速度为零的液体层称为“亚层流层”。当速度增加时，亚层流层变薄，管道表面的污垢可以“接收”机械作用。对于清洁，所需的最低速度为 1.5 m/s，要消除亚层流层，需要 >0.3 m/s，因此在清洁周期中推荐的流速必须至少为 1.8 m/s。
清洗储罐或容器时，必须考虑流量和压力。传统方法是在低压下使用大量液体。使用静力球，目的是保证清洗液流过整个内表面。清洁效果是通过使清洁溶液向下滑动穿过罐壁，即通过重力作用实现的。使用这种固定球，溶液消耗高（导致额外成本），而且需要更多的时间，因为机械功率很低，清洁效果将更多地依赖于时间、热量和化学产品. 另一方面，有一种更现代、更有效的方法，它涉及将更小体积的清洁液以更高的压力导向表面。这是使用产生擦洗作用（机械效应）的射流完成的。该方法使用旋转喷射头。多亏了这些喷头，才有可能在储罐的整个内表面使用射流。
正确选择一个或多个喷球的数量、类型和位置非常重要，以实现全面覆盖，因为应考虑到由于搅拌器、导流板、检修孔、管道等可能形成的“阴影”。
清洁用品
该元素是指化学能或清洁溶液的浓度。最合适的洗涤剂的选择将基于：
在水中迅速完全溶解。
快速水化和溶解污垢。
高螯合力。
良好的漂洗能力。
无泡沫。
与要清洁的设备兼容。
无腐蚀性
可生物降解。
热功率
它指的是热能。这种能量影响粘度和反应速度。清洁温度的选择将取决于加热溶液的可能性、污垢的类型、去除污垢的难度、清洁剂配方、待清洁设备的材料……一般来说，温度升高 10ºC 会使清洁剂的效能增加一倍化学反应能力。温度控制很重要，温度越高并不总是越好（因为蛋白质在特定温度下会变性）。在这种情况下，温度计的精确测量和定期校准非常重要。
必须或多或少地存在四种清洁元素。如果其中之一被完全消除，将无法实现充分的清洁。另一方面，除了这四个要素外，还必须包括另一个附加要素：覆盖率。如果清洁溶液不能充分接触所有待清洁表面，我们将无法实现彻底清洁。一个覆盖问题如下图：
核黄素染色：a) 漂洗前沉积物表面出现荧光染色，b) 漂洗后残留染色残留在搅拌器的“阴影”中。
在覆盖范围内，有：直接覆盖，即球或喷射的清洁溶液直接接触的表面；和间接覆盖，这是清洁溶液不直接从球或射流冲击但通过级联效应或从更高表面滑动进入的表面。如果在直接覆盖区域需要更多的清洁效果，可以通过增加压力来实现。但是，要在间接覆盖区域获得更好的清洁效果，必须增加流量，并在适当的情况下增加时间。
对于管道，重要的是要访问管道内表面的所有点。这就是为什么必须特别注意阀门（建议在卫生周期中短暂打开/关闭）、分叉点 (Ts) 和安装探头的点，例如温度、电导率、流量、压力……无论如何，它建议通过拆除一些元件并引入管道镜来检查管道内部。
消毒
关于清洁，必须考虑Sinner圈。对于消毒，需要考虑的因素包括覆盖范围、消毒剂产品的类型、剂量、温度和接触时间。也就是说，机械效应并不重要。
覆盖范围
重要的是要确保消毒剂溶液与整个表面接触。因此，必须确保事先消除任何类型的残留物，例如食品、矿物或有机镶嵌物、生物膜……。从这个意义上说，重要的是不要忽视可能的“黑点”，例如阀门（在消毒阶段打开和关闭）、分叉点 (Ts)、有探针的点、检修孔、偏转器、搅拌器……
消毒产品
消毒产品必须具有以下特点：
在低浓度下对多种微生物高度有效，即具有成本效益的使用剂量。
不得与消毒剂接触的腐蚀性或污渍材料。
尽可能针对要消灭的微生物。
是一种良好的表面张力降低剂，即具有良好的润湿性和渗透性，更容易接近和接触整个表面。
贮存稳定。
在实际使用条件下易于应用/剂量。
消毒剂产品主要有两大类：氧化剂和非氧化剂。
最常用的氧化剂消毒剂是那些基于氯和基于过氧化物-过氧乙酸的消毒剂。这两种消毒剂的优点是作用谱广、起效快，主要缺点是不稳定，有腐蚀性，需慎用。在这两种情况下，它们也会氧化存在的有机物，因此当有机物存在时，它们也会失活，至少部分失活；因此，必须进行出色的前期清洁。在含氯消毒剂中，次氯酸钠和二氧化氯脱颖而出。在基于过氧化物-过乙酸的消毒剂中，最常用的是过氧化氢以及过氧化氢和过乙酸的混合物。
另一方面，在非氧化性消毒剂中，以季铵类、阴离子酸类、双胍类和两性消毒剂为主。基于季铵盐的消毒剂传统上不用于 CIP 系统，因为它们起泡性很强。根据其配方中使用的表面活性剂，阴离子酸消毒剂可以是高度发泡的或具有可控泡沫的。只有在后一种情况下，它才适用于 CIP 系统。它们有助于在同一操作中执行酸和消毒剂阶段。基于双胍的消毒剂可用于 CIP 系统，它们具有类似于季铵的活性，但对革兰氏阴性菌除外，双胍对后者更有效。至于两性消毒剂，它们对不同类型的微生物具有足够的有效性，尽管由于泡沫的形成，它们在 CIP 系统中的应用通常存在问题。但是，有些配方可以控制泡沫。
温度
温度本身可以是一个消毒系统。尽管在这些情况下，有必要在所有表面上保持高温一段时间。这些系统的成本非常高，并且可能在中/长期内产生其他不利影响，例如矿物镶嵌（主要是钙质来源，因为水中存在钙盐）。
另一方面，一些配制的消毒剂在一定温度下提高了它们的杀菌活性，而在其他情况下，它们会产生腐蚀反应，主要是在氯化氧化产物的情况下。
由于这些原因，重要的是控制消毒剂溶液的应用温度并在整个作用期间保持（如有必要）该温度。在这种情况下，温度计的精确测量和定期校准非常重要。
接触时间
消毒是一个物理化学过程，因为消毒产品必须接触到要消毒的表面，然后消毒活性物质需要时间才能发挥作用。该时间取决于消毒活性物质、消毒剂制剂中包含的助剂和温度。消毒活性物质必须能够通过使膜不稳定或通过任何其他机制接触相关微生物并与其发生反应。
另一个需要考虑的方面是重复使用消毒剂溶液。这在一般情况下是不可取的，尽管可以通过控制消毒活性成分的剂量和验证使用次数来实现。
为了优化化学消毒剂的用量，一个好的选择是对被消毒的物体使用一定量的消毒液，然后扔掉。为此，必须对 CIP 进行编程，以便在消毒阶段，首先从 CIP 发送一定量的消毒剂溶液以接触待消毒物体的整个表面，然后再循环到对象而不返回 CIP。
高效的 CIP 系统的主要目标是：
最大限度地提高安全性，避免产品更换过程中的交叉污染。
尽量减少CIP清洗时间，减少清洗对生产的影响。
优化热效率，避免不必要的热量损失
尽量减少用水。优化水和清洁溶液的回收
许多食品加工厂的传统 CIP 工艺涉及多个循环，可能包括用回收水进行初始冲洗、碱阶段、酸阶段、消毒。在这两者之间，应进行中间漂洗并以最终漂洗结束。漂洗和洗涤阶段从五分钟到一小时不等。基于这个完整的循环，可以通过消除阶段（例如，酸阶段）或合并阶段（例如，酸和消毒）来完成其他循环。这样，一些元件可以每天用“短”周期清洗，只用碱相，每周清洗一次即可完成循环。然而，关于这些过程的任何建议都需要由专门从事此类清洁的技术人员进行详细研究。