01CIP清洗系统的设备构成

CIP清洗系统是根据清洗点的数量确定，CIP清洗系统主要由酸罐、碱罐、水罐、浓酸浓碱桶、加热系统、隔膜泵、高低液位、在线酸碱浓度检测仪及PLC触摸屏控制系统组成。其中酸罐、碱罐、水罐为保温罐，此外酸碱罐还设有搅拌系统。

CIP清洗系统的核心是CIP清洗站，清洗站通常有两罐式、三罐式、四罐式和五罐式，目前四罐式（酸罐、碱罐、水罐和回收罐）和五罐（碱罐、酸罐、热水罐、回收水罐（中和罐）、清水罐）式居多。各个清洗罐贮存的溶液各不相同，会根据清洗需要，设计不同的清洗流程，使用不同洗涤剂。

02CIP清洗的工艺流程

清洗工艺的通常原则：

· 一般工艺都是采用3步法清洗（水冲洗-碱洗-终淋）

· 无菌配液工艺采用5步法清洗（水冲洗-碱洗-水冲洗-酸洗-终淋）

· 水冲洗常采用饮用水或回收回来的终淋水，水温根据不同残留物可调节，一般控制水的温度在60~80℃

· 碱洗常采用1.0~2.5%NAOH溶液，在不存在交叉污染的前提下碱洗回收液可循环利用

· 酸洗常采用1.0~2.0%硝酸

· 终淋采用纯化水，无菌配液采用注射水

CIP清洗五步法示例

03CIP清洗常用洗涤剂

对于清洗剂的要求有以下几点：

· 湿润功能

· 溶解并清除污垢

· 防止水垢的形成

· 易溶于水

· 易冲洗

· 对设备表面不腐蚀

· 无毒

· 有效

· 生物可降解

常用的洗涤剂有酸、碱洗涤剂和灭菌洗涤剂。其优缺点如下：

· 酸、碱洗涤剂的优点：酸洗能通过化学反应去除钙盐和矿物油等残留；碱洗能通过皂化反应去除脂肪和蛋白等残留。

· 酸、碱洗涤剂的缺点：对皮肤有较强的刺激性；水洗性差。

· 灭菌剂的优点：杀菌效果迅速，对所有微生物有效；稀释后一般无毒；不受水硬度影响；在设备表面形成薄膜；浓度易测定；易计量；可去除恶臭。

· 灭菌剂的缺点：有特殊味道；需要一定的储存条件；不同浓度杀菌效果区别大；气温低时易冻结；用法不当会产生副作用；混入污物杀菌效果明显下降；洒落时易沾污环境并留有痕迹。

04CIP清洗的影响因素

对于CIP清洗的影响因素，我们可以从清洗理论模型-TACT模型，也即清洗效果四要素模型来进行考虑。

C_R=T_i+A+C+T_c

C_R：清洗效果，%；

T_i：时间，%，主要是与被清洗表面接触、作用的时间；

A：机械作用，%，一般占到50%以上，主要是压力、流速等；

C：化学作用，%，主要是清洗剂类型与浓度等；

T_c：温度作用，%；主要是清洗剂的温度，跟污物的类型与粘度有关。

时间T_i

一般来说，清洗的时间越长，效果则越好。但在工业化生产中必须保证生产的速率，通常清洗时间为2～3倍的完全覆盖时间。整个在位清洗流程的每一步，都以清洗时间为运行时间。需要注意的是，碱液的清洗时间一般大于酸液，但最长一般也不超过一小时。

机械作用A

机械作用占据整个清洗效果的50%以上，故需要重点对待，常关注流速、流量、压力这几个因素，从而保证清洗清洗效果。

对于设备罐体需要采用喷淋球，管道阀门等需要保证流体处于湍流状态。

一般保证清洗流速可达到1.5m/s，不要超过3m/s。1.5m/s基本上属于流体的经济流速，优先采用。

化学作用C

对于化学作用，主要关注清洗剂的选择和浓度两个方面。可根据洗涤剂的去污能力以及其残余漂洗的难易程度选择合适的洗涤剂。

洗涤剂的七个基本选择原则

（1）高效清洗，具有广谱性；

（2）不提倡使用家用洗涤剂，因其成分、质量、微生物等不明确；

（3）选择组分简单、成分含量确定的洗涤剂；

（4）容易检查；

（5）稳定性好、毒性低，使用安全；

（6）与设备或环境材料的相容性；

（7）费用较低。

酸性洗涤会采用温和的、低浓度的酸溶液，如HNO3、H3PO4和柠檬酸，不采用HCl（对不锈钢腐蚀严重）；碱液，一般采用NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Na3PO4、Na2SiO3,需要注意的是Na2SiO3清洗不干净易导致产品加热时产生Ca3(PO4)2的白色沉淀。

酸的浓度一般定为1.0~2.0%，碱的浓度一般定为1.0~2.5%。

温度Tc

这里以常见的HNO3和NaOH为例，建立了HNO3和NaOH随着清洗温度变化，其腐蚀能力和清洗效果的趋势图。

由图可知，硝酸随温度的升高，腐蚀能力加大，而清洗效果趋于平缓，可见硝酸的清洗温度不宜过高，60-105℃即可；氢氧化钠则随着温度的升高，腐蚀能力趋于平缓，而清洗效果加大，可见NaOH的清洗温度在一定条件下是越高越好。

对于大多数清洗剂来说，我们可以以在一定温度范围内温度每升高10℃，化学反应速度提高1.5-2倍来判断，需注意的是，虽然温度提高，清洗速度、溶解速度都会随着提高，但温度过高，残留的蛋白质成分可能发生变性，导致设备更难清洗。所以并不是温度越高越好。一般情况下：当温度达到80℃后，温度再升高，清洗时间基本无变化，所以清洗液温度一般控制在60~80℃。

其他因素

除了上面说的四点外，水的质量和管路的设计也对CIP清洗有一定的影响。