How to Optimize Clean-in-Place ‎(CIP) ‏Processes in Food and Beverage Operationsشروط يجب ان تتوفر في مواد الغسل والتعقيم ‏

How to Optimize Clean-in-Place (CIP) Processes in Food and Beverage Operations

شروط يجب ان تتوفر في مواد الغسل والتعقيم :-

1 – قوة الترطيب : وهي مقدرة الوصول الى السطع المطلوب تنظيفه.
2 – قوة الاستحلاب : وهي المقدرة على تكوين مستحلب مع الهون وازالته من السطح.
3 – قوة الاذابة : وهي المقدرة على أذابة المواد الصلبة من السطح.
4 – قوة التفكيك: وهي المقدرة على تفتيت الاواساخ المتراكمة .
5 – قوة ابادة البكتريا : وهي المقدرة على ابادة كافة البكتريا.
6 – قوة التنافذ : وهي المقدرة على تنافذ مادة الغسيل خلال طبقة المادة الغذائية الموجودة على اسطح الاجهزة.
7 – قوة الحبس والربط : وهي مقدرة ربط الايونات المعدنية بطريقة تمنعها من الترسب .
8 – ان لايكون للمستحضر تاثير ضار على اسطح المعادن التي يستعمل غسيلها وتنظيفها.
9 – ان يكون سعره مناسباً واستعماله اقتصاديا.
10 – ان لايكون تاثيره شديد على الايدي عند استعماله في غسيل الادوات.
ان المواد التي تستعمل في مصانع المواد الغذائية يمكن تصنفيها الى : -
أولاً / المنظفات القاعدية alkali cleaners
لقد استخدمت المنظفات القاعدية في عمليات تنظيف الادوات والاجهزة مصانع الاغذية وتحظى الان باهتمام كبير .

أشكال المنظفات
---------------

اولاً / لمنظفات القاعدية او القلوية الشائعة
----------------------------------------
1 – الصودا الكاوية caustic soda ( sodium hydroxide NAOH )
لهذه المادة تفاعل قلوي شديد ولا يمكن استعمالها عندما يكون التنظيف يدوياً ولا في تنظيف الادوات المصنوعة من بعض المعادن مثل tinned iron ويجب ان لا يقل تركيزه عن 1 % ورقمه الهيدروجيني (pH) حوالي (12.2).
2 – كاربونات الصوديوم soda ash(sodium carbonate Na2CO3
تكون قلوية هذا الملح متوسطة ويستعمل في الاجهزة الت تنظف بواسطة اليد وكذلك في تنظيف الاجهزة والادوات المصنوعة من من بعض انواع المعادن التي تتاكل عند تنظيفها بمادة الصودا الكاوية مثل tinned copper و tinned iron ويجب ان لا يقل تركيزه عن 1 % ورقمه الهيدروجيني (pH) حوالي (10.9). الشروط الوحيد عند استعمال هذه المادة هو ان يكون الماء يسرا ( RO ) وليس عسراً كي تكون العملية .
3 – Sesquicarbonate
وهو عبارة عن خليط من كاربونات الصوديوم ( soda ash ) وبايكاربونات الصوديوم وهو مركب ذو قلوية متوسطة ويجب ان لا يقل تركيزه عن 1 % ورقمه الهيدروجيني (pH) حوالي (9.8).
ويستعمل هذا الخليط في تنظيف الاجزاء المطاطية وتنظيف الادوات بالايدي وغسل الاجزاء البلاستكية للنواقل.
4 – فوسفات الصوديوم الثلاثية (TSP Na2PO4.12H2O)
لهذا الملح اهمية خاصة لقدرته العالية على الاستحلاب والتفكيك ويستعمل على نطاق واسع في مستحضرات الغسيل متحداً مع بعض المواد المنظفة الاخرى.
5 – ميتاسليكات الصوديوم (Metso,Na2 SiO35H2O)تقل قلوية هذا المركب عن قلوية TSP وهو شائع الاستعمال في غسل العدد الصغيرة والعمليات التنظيفة الاخرى التي تتطلب محاليل ضعيفة القلوية يشابه TSP من حيث القابلية على الاستحلاب وتفكيك.

ثانياً / المنظفات الحامضية acid cleaner
-----------------------------------------
تستخدم محاليل كل من الحوامض العضوية الفسفوريك phosphoric والتارتريك tartaric والستريك citric والكلوكونك guconic وهايدروكسي الخليك hydroxyacetic .
ولا ينصح باستعمال الحوامض اللاعضوية القوية مثل حامض الهيدروكلوريك والنتريك والكبريتك .

ثالثاً / المواد الكيمياوية المطهرة chemical sanitization
-----------------------------------------------------------
تتأثر فعالية المطهر الكيمياوي بكثير من العوامل منها التركيز ودرجة الحموضة (pH) ودرجة الحرارة ودرجة نظافة الاجهزة :
ومن المطهرات الكيمياوية مايلي:-
1 – مطهرات الكلورين chlorine sanitizers
تعتبر مركبات الكلورين من اكثر المطهرات المستعملة في معامل الصناعات الغذائية ان ابسط الظروف للحصول على فعالية مادة hypochlorites وباقل كمية من المركبات القلوية تكون بمدة لا تقل عن دقيقة واحدة من بدء معاملة الاجهزة بهذه المادة وبتركيز 50 جزء بالمليون من الكلورين المتوفر على الاقل وبدرجة حرارة مقدارها 24 درجة مئوية ان درجة الحرارة مهمة جداً لاضهار فعالية المادة حيث يسبب انخفاضها بمقدار 10 درجة مئوية مضاعفة الوقت اللازم لمعاملة الاجهزة بمحلول الكلورين كما ان زيادة في التركيز يمكن ان تعوض عن انخفاض درجة الحرارة.
ان حساب تركيز الكلورين بمقدار 50 جزء بالمليون يتم من تعرض جميع الاسطح الداخلية للأجهزة ولمدة معينة من الوقت ان معاملة الاجهزة الملوثة كثيراً بمحلول الكلورين يسبب انخفاضاً في فعاليتهنتيجة لارتباط الكلور مع الاوساخ .
ان تركيز الكلور المستعمل بكثرة يترواح مابين 100 – 200 جزء بالمليون عندما يكون التطهير بطرق التغطيس اما اذا كان التطهير بطريقة الرذاذ فان التركيز يجب ان تضاعف وبالنظر لما تسببه محاليل الكلور من تآكل وائتلاف للاسطح المصنوعة من الفولاذ الغير قابل للصدألذا اصبح من الضروري الحد من استعمالها التراكيز العالية من 500 – 1000 جزء بالمليون كما ويجب ان يكون الوقت اللازم للتدوير بمحلول الكلور بمدة بين ( 2 – 3 ) دقائق وبتركيز مسموح باستعمالها وينصح مصنعي أجهزة معامل الاغذية عادة ان لا تزيد درجة الحرارة عن 38 درجة مئوية وان تجري عملية التطهير قبل عملية التصنيع مباشراً .
يعتبر الكلور من المواد الفعالة في القضاء على الجراثيم تحت بعض الظروف ويستعمل في مصانع تصنيع الاغذية للسيطرة على البكتريا في الاواني والاجهزة حيث لا يتعتبر الكلور مادة سامة اذ ما استعمل بكميات وبتركيز واطئة.
يمكن أستعمال محاليل الكلور الساخنة في تطهير أجهزة المصانع الغذائية ولقد تم تسخين محاليل الكلورين الى درجات ( 27 , 49 , 60 , 71 درجة مئوية ) ولفترات معينة ولغاية 2.5 ساعة ولقد لوحظ هذه المحاليل قد حافظت على تراكيزها الاولية في جميع الحالات عند عدم وجود مواد عضوية ملوثة ان تسخين محلول هايبوكلوريد الصوديوم يحتوي على 150 جزءفي المليونالى درجة الغليان في اناء مفتوح لمدة 30 دقيقة قد سبب انخفاض تركيز الكلور الى 142 جزء في المليون بينما نخفاض محتوى الكلور بنسبة 17 % عند غليان المحلول الهيبوكلورايد مع الكالسيوم او chloramines-T ويبدو ان فقدان في الكلور المتوفر في المحاليل الساخنة لا يكون كبيراً جداً حيث يؤثر على فعالية في تطهير الاجهزة في مصانع الاغذية ومن المتوقع الفقد في تركيز الكلورين اقل في الاجهزة المغلقة مثل جهاز البسترة السريعة ( صفائح التبادل الحراري ) هذا ومن المفضل استعمال درجة حرارة 38 درجة مئوية مع تحديد الوقت اللازم لتعريض محلول الكلورين للاسطح المصنوعة من الفولاذ الغير القابل للصدا.

تصنف مستحضرات الكلورين التطهيرية الى مايلي : -

أ – غاز الكلور chlorine gas
يباع غاز الكلور بحالة مضغوطة في اسطونات حديدية ويمكن ان يمزج هذا الغاز مع الماء وستعمل كمحلول معقم كما ويمكن مزجه مع محلول هيدروكسيد الصوديوم لانتاج هايبوكلوريد الصوديوم.
ب – هايبوكلوريد الكالسيوم calcium hypochlorite
يعرف هذا المركب كمسحوق قاصر bleaching powder او chloride of lime وهو متوفر بنوعين فحيتوي على الكلورين بالنسبة 32 % تقريباً ام الاخر يذوب جيداً في الماء يحيث يكون الكلور محلول حامضي يعرف بـacid hypochlorous وبعد ترسيب الجير lime يؤخذ المحلول الرائق الحامضي ويستعمبل في عملية التعقيم .
ان المحلول يفقد فعاليته بسرعة وقد يستعمل المحلول كحامض الهايبوكلوريك او قد يجري تحويله الى هايبوكلوريد الصوديوم وذلك باضافة كاربونات الكالسيوم ويعتبر هايبوكلوريد الكالسيوم اكثر قلوية وبالتالي اقل تآكلاً وضرراً للمعادن .
ج – هايبوكلوريد الصوديوم sodium hypochlorite
ان معظم مستحضرات الكلورين السائلة المتوفرة في الاسواق لغرض التطهير هي من نوع هايبوكلوريد الصوديوم وتختلف قوة هذا النوع تبعاً للتركيز والثابتية .
لقد تم تحضير هذه المادة على هيئة مسحوق وذلك باتحاد الكلورين مع الماء التبلور لمادة فوسفات الصوديوم الثلاثية وتقاس قابلية هذا المركب للتعقيم بمية الكلور الجاهز وهي مقاربة بقوتها الى مادة هايبوكلوريد الصوديوم السائلة .
د – مركبات كلورمين تي chloramines-T compounds
يتوفر كلورمين تي على شكل بلورات ناعمة جداً وتحت اسماء تجارية مختلفة ومهومنتوج ثابت وتفاعله بطيء اذ ما قرون بتفاعل مادة هايبو كلوريد الصوديوم لان تحرر الكلور منه يكون بطيئاً كما يتوفر هذا المركب على هيئة مسحوق وهو قليل الذوبان في الماء ولزيادة ذوبانه يجب اضافة بعض المواد القلوية وعند استعماله لغرض التعقيم وجعله اكثر فعالية يجب مزجه مع مساحيق الغسيل القلوية.
ه – مركبات الكلورين الاخرى other chlorine compounds
بالاضافة الى كلورمين تي هنالك العديد من مركبات الكلورين العضوية ومن هذه المركبات Chlorinated isocyanurates و chlorinated و chloramelamines hydantions ومركبات اخرى.ان مركبات الكلورين العضوية وبضمنها كلورمين تي تتاثر كثيرا بالـ pHحيث لوحظ ان اعلى درجة حموضة يمكن تحملها واعطاء نتيجة مقنعة عند مايكون الكلور الجاهز بتركيز 200 , 100 , 50 جزء بالمليون وعلى pH7.2 او 6.8 او 6.4 على التوالي.
و – هايبوبرومايد هايبوكلوريد جرمايد hypobromide,hypoechlorite germicide
لقد وجد ان محلول مكون من هايبوبرومايد وهايبوكلوريد يكون فعالاً في حالة استعماله كرذاذ او كمحلول مطهر لغرض تدويره في الاجهزة اضافة الى كونه قاتلاً الاحياء المجهرية.

نظام التنظيف المركزي CIP cleaning procedure
====================================
تعتمد كفاءة التنظيف بنظام التنظيف المركزي على دقة السيطرة على وقت المعاملة , الحرارة , نوع المنظفات وتركيزاها والفعل الفيزياوي للملول الجاري ( السرعة ونوعية الجريان ) ان فعالية الجريان تعتمد على تصميم نظام التنظيف المركزي وكذلك على اختيار المضخات .
يمكن تغير نظام التنظيف المركزي بشكل التنظيم المتسلسل المبرمج حيث يتم تنظيم الوقت بالسيطرة على عمل الصمامات الهوائية , عمليات الشطف , تغذية المنظفات الى داخل الاجهزة المختلفة , عمليات التنظيف , واحتياجات درجات الحرارة المختلفة.

ان خطوات عمليات التنظيف بطريقة الـ CIP تعتمد على تصميم النظام وبصورة عامة تتضمن الخطوات التالية:-
1 – شطف الانابيب جيداً وبأسرع وقت ممكن وبعد الانتهاء عملية التصنيع.
2 – غسل نهايات زوايا الانابيب المرتبطة وكذلك الحلقات المطاطية بصورة جيدة قبل وضعها في اماكنها بطريقة التنظيف المركزي.
3 – نصب مضخات وأنابيب التوصيل ومضخات الرجوع ومفاصل الدورة.
4 – اجراء عملية التنظيف والتطهير لكل دورة من CIP حسب توصيات منتجي الاجهزة ومواد التنظيف.
تتضمن عملية التنظيف معاملة جميع الاسطح التي تكون في تماس مع المنتوج بعد انتهاء عملية التصنيع وازلة جميع المواد الصلبة المرئية وكذلك معاملة هذه الاسطح بمواد قاتلة للبكتريا وذلك لتطهير جميع الاسطح.اما الاسطح التي لا تكون في تماس مع المنتوج فيشملها التنظيف ايضاً . ان معظم الاجهزة الموجودة تنظف عادة باستعمال الطريقة المركزية للتنظيف.

تقدر فعالية عملية التنظيف المركزي باربع متغيرات هي : -

1 – الوقت :
بالرغم من ضرورة الحفاظ على الماء وعدم التبذير فيه الا ان الاجهزة والانابيبل يجب ان تشطف جيدا لوقت كافي وذلك لتامين ازالة اكبركمية من الاوساخ . يتعبر وقت الغسيل ( وذلك بتدوير محلول التنظيف ) عاملاً مهما نظراً لان الوقت اللازم لتعريض الاسطح المراد تنظيفها بالمحلول المنظف تاثير جوهري على كفاءة التنظيف وان الوقت الحقيقي اللازم يعتمد على نوع الجهاز المراد تنظيفه وعلى بعض المتغيرات في عملية التنظيف.

2 – الحرارة :
ان هذا العامل مهم جداً في عملية التنظيف اذ تسبب زيادة درجة الحرارة 6 – 7 عن مدى اكثر من درجة حرارة االمستخدمة في عملية الانتاج . ويجب تجنب استخدام الماء الساخن جدا لتجنب ترسب المواد الصلبة على الاسطح المراد تنظيفها. وعلى العموم يجب ان تكون درجة الحرارة محلول التنظيف واطئة قدر الامكان بحيث تسمح بقيام بعملية التنظيف بكفاءة عالية دون الحاجة الى استعمال مواد التنظيف بكميات كبيرة . كما ان درجة حرارة الماء لغرض الشطف النهائي يجب ان تكون وطئة بحيث لا تسمح بحصول الترسبات من الماء العسر . كما يمكن تجنب حصول الترسب من الماء العسر وذلك بواسطة تحميض الماء المستعمل في عملية الشطف النهائي.

3 – تركيب وتركيز محلول التنظيف :
يعتبر تركيب وتركيز محلول التنظيف عاملا مهما في عملية تنظيف الاجهزة . نظراً لان كفاءة عملية التنظيف تعتمد كثيراً على فعالية الكيمياوية لمواد المنظفة.

4 – الفعل الفيزيائي او القوى المستعملة في عملية التنظيف :
يعتبر هذا العامل من المتغيرات ذات التاثير على كفاءة عملية التنظيف ويمكن السيطرة او تنظيم هذا العامل بواسطة تصميمم الجهاز او النظام في عملية التنظيف.
ولغرض الحصول على الكفائة عالية لتنظيف الاجهزة يفضل وجود نظام ذو تدفق عال جدا خلال سير المحلول المنظف . ويمكن تأمين فعل فيزيائي مناسب بواسطة اختيار واستغلال المضخات الملائمة لتجهيز او توليد تدفق مناسب لمحلول التنظيف داخل وخلال الانابيب والاجهزة للحصول على اعلى كفاءة لعملية التنظيف.

أشكال نظام التنظيف المركزي CIP cleaning procedure
-----------------------------------------------------------------
ان اساس عملية التنظيف بهذه الطريقة يعتبر كيمياويا ففي كل من اجهزة التصنيع واجهزة التنظيف تصمم العملية لجعل محلول التنظيف في تماس مباشر مع الاسطح التي يمكن ان تكون فيه الاوساخ وكذلك امكان الملاأ والدوران المستمر من خلال الاجهزة . نظراً لضرورة استعمال كميات كبيرة نسبياً من المحلول ولمدة وجيزة من الزمن تقدر بحوالي 5 دقائق الى مدة طويلة قد تصل الى حوالي ساعة او اكثر لتدوير محلول التنظيف يكون ضرورياً المحافظة على جعل العملية اقتصادية.
الشكل الاول فهو استعمال خزان واحد واستعمال محلول التنظيف مرة واحدة فيتم بعمل محلول تنظيف بالكمية المناسبة والبتركيز المناسب تدويره في النظام مرة واحدة ثم تصريفه في المجاري نهاية الدورة.
ونظراً للاهتمام الحاصل في تلوث البيئة فان ذلك ادى الى استغلال ماء الشطف النهائي واستعماله في تحضير محلول التنظيف الدورة التنظيفة التالية وكذلك لغرض التمييز وفصل ماء الشطف الاول عند النهائي وبذلك تقل كمية النفايات الخارجة من المعمل .
تتوفر أجهزة التنظيف المركزية بعديد من الاشكال منها مايسمى malti-tanlere-reuse recirculation والتي تقوم باستخدام خزانات عديدة وتدوير المحلول واعادة استعماله للعديد من الاجهزة والوحدات التشغيلية خلال اليوم كما تتم اضافة كميات جديدة من محلول التنظيف او مسحوق التنظيف لزيادة او رفع تركيز المحلول والمحافظة على قوته التنظيفية
وعند مقارنة الشكلين المستعملين من حيث برنامج السيطرة والتنظيم للاجهزة فان الاول يتطلب مكان اكبر ويحتاج الى اجزاء اكثر من حيث الخزانات صمامات تنظيم مستوى المحلول وكذلك منظمات الحرارة كما يتطلب عناية ومراقبة اكثر خلال عملية التشغيل لفحص تركيز المحلول لتصريف او الخزانات .
اما النظام الثاني وهو باستعمال خزان واحد فيكون اصغر حجما وذو تصميم بسيط وكلفته الاولية قليلة وكذلك يكون مرة واحدة من حيث الاستعمال. تغذي كل المواد الكيمياوية اوتوماتيكيا والبكميات المناسبة من خزانات تجهيزها الخاصة.
ومن الاجزاء المهمة في عملية التنظيف الالات الرذاذ لتنظيف الخزانات حيث يعتمد نجاح طريقة الرذاذ لتنظيف الخزانات على التصميم الجيد للخزانات وملائمة الالات اللازمة لضخ الرذاذ لهذه الخزانات. وتفضل الالات الكروية الشكل المثبة لغرض اعطاء الرذاذا على الالات الرذاذ المتحركة .
تتوفر الات الرذاذ الكروية المثبة fixed ball sprays بمواصفات مختلفة من حيث سرعة الجريان ضغط الرذاذ الخارج وكذلك كيفية وهيئة المساحة المراد تغطيتها بالرذاذ لقد اشارت التجارب الى اعطاء نتائج ملائمة في استعمال هذه الالات لتنظيف الخزانات الاسطونية والمستطيلة الشكل.وهناك حاجة لوجود هيئات واشكال مختلفة من هذه الالات لكي يصل الرذاذ الى كل اجزاء الخزان .

التعقيم النموذجي في نظام التنظيف المركزي
----------------------------------------------
يستخدم طريقة الثلاثة خزانات حيث يستخدم

الخزان الاول للمحلول القلوي ( كوستك صودا ) او اي مادة قلوية اخرى وتكون بتركيز مابين ( 0.5 – 1.5 % ) ويكون الرقم الهيدروجيني pH للمحلول المحضر مابين(12- 12.5) ويسخن الى درجة حرارة تصل الى اعلى من درجات الحرارة المستخدمة في التصنيع في الايام الاعتيادية بستة درجات الى سبعة درجات يعني يجب ان تكون بين ( 75– 80 م) وفترة تدوير المحلول في الخطوط والخزانات ( 30 – 45 دقيقة ) ثم يتبع ذلك الشطف بالماء الحار واعادته الى الخزان الماء لحين انتهاء المحلول القلوية في الخطوط والخزانات ويتم الفحص بواسط دليل الفينونفثالين بعد ذلك

الخزان الثاني للمحلول الحامضي ( حامض نتريك او حامض الستريك ) ويكون الرقم الهيدروجيني pH للمحلول المحضر مابين(2- 2.5) ويسخن الى درجة حرارة تصل الى اعلى من درجات الحرارة المستخدمة في التصنيع في الايام الاعتيادية بستة درجات الى سبعة درجات يعني يجب ان تكون بين ( 75 – 80 م ) وفترة تدوير المحلول في الخطوط والخزانات ( 25 – 30 دقيقة ) ثم يتبع ذلك الشطف بالماء الحار واعادته الى الخزان الماء لحين انتهاء المحلول الحامضي في الخطوط والخزانات ويتم الفحص بواسط ورق عباد الشمس او ورق الرقم الهيدروجيني او جهاز الرقم الهيدروجيني pHmeter يحث يجب ان تصل الى (6-6.5) نتاكد بان المادة الحامضية تم التخلص منه بصورة صحيحة ويستخدم

الخزان الثالث للماء ويسخن الى درجة حرارة بين ( 75 – 80 م) ويستخدم في عمليات الشطف بعد المحلول القلوي والمحلول الحامضي ولا يتم التخلص من هذا الماء بل يتم اضافته الى المحلول القلوي والحامضي كتعويض عن النقص في كميتها في كل مرة ويتم فحص التراكيز المحلول بعد ان يكمل الكمية من ماء الشطف في نهاية يوم التعقيم لتأكد من التركيز وتعديل التركيز . للحالات الطارئة وعند ظهور تلوث في الخزانات يمكن اضافة مرحلة التعقيم بكلور لمدة عشرة دقائق بعد المراحل اعلاه وبتركيز 50ppm ويصرف الماء في المجاري وبعد ذلك يتم الشطف بماء ويتم فحص ماء الشطف لتاكد من انتهاء وخلوه من الكلور .

https://download.schneider-electric.com ... 9-13AR0_EN

منقول من
https://m.facebook.com/groups/150077178 ... 5701044678