Hệ Thống Làm Sạch Tại Chỗ (CIP) Cứ Bật Lên là Sạch? 

20

 

Hệ thống Làm sạch Tại chỗ (Clean-in-Place – CIP) có khả năng làm sạch tự động, cho các thiết bị công nghệ mà không cần tháo dỡ. Tuy nhiên, quan niệm sai lầm rằng: Hệ Thống Làm Sạch Tại Chỗ (CIP) Cứ Bật Lên là Sạch”?  Bài viết này sẽ phân tích một cách hệ thống để bác bỏ quan niệm sai lầm về “nút bấm”. Chứng minh rằng một kết quả CIP thành công không phải là trạng thái mặc định. Mà là một quá trình đã được thẩm định và được quản lý tỉ mỉ.

Nền Tảng Khoa Học Bị Lãng Quên: Vòng Tròn Sinner

Bất kỳ quy trình làm sạch hiệu quả nào cũng phải tuân thủ các nguyên tắc khoa học cơ bản. Hiệu quả làm sạch được chi phối bởi bốn yếu tố phụ thuộc lẫn nhau. Được định nghĩa lần đầu bởi Tiến sĩ Herbert Sinner vào những năm 1950. Đây không phải là các biến số độc lập; sự thay đổi ở một yếu tố đòi hỏi sự thay đổi bù trừ ở các yếu tố khác để duy trì hiệu quả tổng thể.

  • Thời gian (Time): Là khoảng thời gian dung dịch tẩy rửa tiếp xúc với bề mặt thiết bị. Thời gian này được xác định bằng thực nghiệm dựa trên loại cặn bẩn và hình dạng bề mặt.
  • Tác động cơ học (Action): Là lực vật lý được áp dụng để loại bỏ cặn bẩn. Trong hệ thống CIP, điều này chủ yếu được tạo ra bởi dòng chảy rối trong đường ống. Vận tốc thường phải >1.5 m/s) và lực va đập của các tia phun trong bồn chứa.
  • Hóa chất (Chemistry): Là việc lựa chọn và sử dụng đúng nồng độ chất tẩy rửa (kiềm, axit) để phá vỡ các cặn bẩn cụ thể như chất béo, protein và khoáng chất.
  • Nhiệt độ (Temperature): Là năng lượng nhiệt giúp tăng tốc độ phản ứng hóa học và tăng khả năng hòa tan của cặn bẩn. Nhiệt độ quá cao có thể “nướng chín” một số loại cặn protein, khiến chúng khó loại bỏ hơn.

Sự cân bằng động:

  • Bốn yếu tố này cho phép các nhà máy đưa ra quyết định chiến lược.
  • Để tiết kiệm chi phí năng lượng, nhà máy có thể thẩm định một chu trình làm sạch dài hơn. Tăng Thời gian và giảm Nhiệt độ.
  • Vấn đề nguy hiểm nhất của quan niệm “nút bấm” nằm ở yếu tố Tác động cơ học. Trong khi Thời gian, Hóa chất và Nhiệt độ có thể được điều chỉnh bằng phần mềm. Tác động cơ học lại bị cố định phần lớn bởi thiết kế vật lý: kích thước bơm, đường kính ống và thiết kế đầu phun.
  • Nếu một máy bơm có công suất quá nhỏ, hệ thống có thể không bao giờ đạt được dòng chảy rối cần thiết. Không có thời gian hay hóa chất nào có thể bù đắp hoàn toàn cho sự thiếu hụt cơ bản về lực cơ học này.

Một Hệ Thống Phải Được Thiết Kế Để Có Thể Làm Sạch

Một nguyên tắc cốt lõi là hệ thống CIP không thể làm sạch hiệu quả một thiết bị vốn không được thiết kế để làm sạch ngay từ đầu. Tự động hóa không thể khắc phục được một thiết kế kém. Thiết kế vệ sinh là yếu tố quyết định cuối cùng đến khả năng làm sạch. Các nguyên tắc chính bao gồm:

Khả năng tự thoát nước và loại bỏ “góc chết” (Dead Legs)

  • Tất cả thiết bị và đường ống phải được lắp đặt với độ dốc liên tục để đảm bảo chất lỏng có thể thoát hết bằng trọng lực. Chất lỏng đọng lại là môi trường lý tưởng cho vi khuẩn phát triển.
  • “Góc chết” là những đoạn ống không có hoặc có lưu lượng rất thấp. Nơi dung dịch tẩy rửa không thể tiếp cận hiệu quả và phải được loại bỏ hoặc giảm thiểu theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt (ví dụ: tỷ lệ L/D < 3)

Chất lượng bề mặt và vật liệu

  • Các bề mặt tiếp xúc với sản phẩm phải nhẵn (thường có độ nhám Ra ≤ 0.8μm) để ngăn vi sinh vật bám vào.
  • Mối hàn phải nhẵn và không có lỗ rỗ hay kẽ hở. Hàn quỹ đạo (orbital welding) thường được ưu tiênư.
  • Vật liệu phải chống ăn mòn và trơ về mặt hóa học (ví dụ: thép không gỉ 316L).

Thiết kế linh kiện

  • Van, bơm và gioăng thiết kế vệ sinh, không tạo ra các kẽ hở hay không gian chết bên trong. Đồng thời đảm bảo khả năng tự thoát nước hoàn toàn.
  • Việc bỏ qua các khoản đầu tư ban đầu vào thiết kế vệ sinh đúng đắn sẽ trực tiếp dẫn đến tổng chi phí sở hữu (TCO) cao hơn do phải sử dụng các thông số làm sạch khắc nghiệt hơn (tốn hóa chất, năng lượng), chi phí bảo trì cao hơn và nguy cơ thu hồi sản phẩm lớn hơn.

Cần tư vấn về an toàn thực phẩm, HACCP, FSSC 22000, ISO 22000 mời gọi 0919 099 777

Hóa Học Của Sự Sạch Sẽ

Quan niệm “một loại làm sạch cho tất cả” là hoàn toàn sai lầm. Các loại cặn bẩn khác nhau đòi hỏi các tác động hóa học khác nhau.

  • Chất tẩy rửa Kiềm (ví dụ: NaOH): Dùng để xử lý cặn hữu cơ. Chúng hoạt động bằng cách xà phòng hóa chất béo. Biến chất béo không hòa tan thành xà phòng hòa tan và thủy phân protein.
  • Chất tẩy rửa Axit (ví dụ: Axit Nitric): Dùng để xử lý cặn vô cơ (cặn khoáng). Axit phản ứng với các muối khoáng như canxi cacbonat để tạo thành các muối hòa tan có thể được rửa trôi.

Trình tự là yếu tố then chốt.

Khi xử lý cặn sữa, việc sử dụng axit trước kiềm sẽ làm cho protein bị kết tủa và bám chặt hơn vào bề mặt. Khiến cho bước rửa kiềm sau đó trở nên khó khăn hơn rất nhiều. Một người vận hành chọn sai chu trình có thể vô tình làm cho hệ thống còn bẩn hơn.

Yếu Tố Con Người và Gánh Nặng Chứng Minh

Tự động hóa không loại bỏ con người, mà chỉ chuyển họ sang giám sát, vận hành và bảo trì.

  • Vai trò của Người vận hành: Hệ thống chỉ thực hiện chương trình được giao. Một sai sót của con người trong việc chọn sai công thức, nhập sai thông số. Hoặc kết thúc chu trình sớm có thể dẫn đến thất bại hoàn toàn trong việc làm sạch.
  • Bảo trì Hệ thống: Một chương trình bảo trì phòng ngừa mạnh mẽ là điều bắt buộc. Các điểm hỏng hóc phổ biến do bảo trì kém bao gồm đầu phun bị tắc, van và gioăng bị rò rỉ, cảm biến bị lỗi và sự cố máy bơm.
  • Yêu cầu Thẩm định (Validation) và Xác minh (Verification): Các cơ quan quản lý không chấp nhận “sạch” như một giả định; họ yêu cầu bằng chứng khoa học, được ghi lại bằng văn bản.
    • Thẩm định làm sạch: Là một chương trình chính thức chứng minh rằng một quy trình làm sạch cụ thể nhất quán và có thể lặp lại để đạt được mức độ sạch mong muốn.
    • Xác minh làm sạch: Là việc giám sát định kỳ để xác nhận rằng quy trình đã được thẩm định đã thành công trong một trường hợp cụ thể.

 

Mối Đe Dọa Vô Hình: Biofilm và Hậu Quả

Khi một quy trình CIP không hiệu quả là sự hình thành màng sinh học (biofilm).

  • Biofilm là gì? Đây là các cộng đồng vi sinh vật bám vào một bề mặt và bao bọc chúng trong một ma trận bảo vệ. Ma trận này làm cho chúng có khả năng chống lại các chất khử trùng và tẩy rửa cao hơn tới 1,000 lần. Chúng thường hình thành ở những khu vực có kẽ hở, góc chết hoặc mối hàn gồ ghề.
  • Hậu quả cuối cùng: Một hệ thống CIP không hiệu quả sẽ biến tài sản của bạn thành một nguồn lây nhiễm tiềm tàng.
    • Nhiễm chéo Vi sinh vật: Biofilm là ổ chứa vi khuẩn  gây hỏng hoặc mầm bệnh (ví dụ: Listeria, Salmonella).
    • Nhiễm chéo Dị ứng: Dư lượng protein gây dị ứng không được làm sạch có thể lây nhiễm chéo sang các lô sản phẩm tiếp theo.
    • Thu hồi Sản phẩm và Thiệt hại Thương hiệu: Đây là hậu quả cuối cùng. Gây ra thiệt hại nặng nề về tài chính và làm xói mòn niềm tin của người tiêu dung.

Kết Luận và Khuyến Nghị

Việc coi hệ thống CIP như một giải pháp “Chỉ cần Bật lên là Sạch” là một quan niệm sai lầm nguy hiểm và tốn kém. Sự sạch sẽ không phải là một đặc tính vốn có của thiết bị. Mà là kết quả của một hệ thống toàn diện, được tích hợp đúng đắn. “Nút bấm” không tạo ra sự sạch sẽ; nó chỉ khởi động một quy trình mà sự thành công đã được định trước bởi sự siêng năng, chuyên môn và đầu tư vào thiết kế, quản lý và thẩm định của nó.

Khuyến nghị chiến lược trong CIP

  1. Áp dụng Cách tiếp cận Khoa học: Dựa tất cả các quy trình làm sạch trên Vòng tròn Sinner. Đảm bảo mọi công thức là một sự cân bằng đã được thẩm định.
  2. Ưu tiên Thiết kế Vệ sinh: Sử dụng các hướng dẫn của EHEDG và 3-A làm tiêu chí không thể thương lượng khi mua sắm hoặc kiểm tra thiết bị.
  3. Đầu tư vào Con người: để nhân viên hiểu rõ “lý do” đằng sau mỗi quy trình CIP.
  4. Thực hiện Chương trình Thẩm định và Xác minh Mạnh: Tuân thủ một lịch trình xác minh định kỳ dựa trên rủi ro.
  5. Chủ động Quản lý Rủi ro Biofilm: Tích hợp các quy trình loại bỏ biofilm định kỳ vào lịch trình bảo trì và sử dụng thiết kế vệ sinh để ngăn chặn sự hình thành của chúng

Cần tư vấn về an toàn thực phẩm, HACCP, FSSC 22000, ISO 22000 mời gọi 0919 099 777

BÀI VIẾT LIÊN QUANXEM THÊM