CIP-menetelmä (Cleaning in Place) kattaa mekaanisia ja kemiallisia prosesseja, joita käytetään ennen kaikkea lääketeollisuudessa, kosmetiikkateollisuudessa ja elintarviketeollisuudessa. Säiliöt, putkistot ja venttiilit puhdistetaan tuotantoajojen välillä kaikilta tuotekosketuspinnoilta – ilman edeltävää purkamista.
Käytännön kokemukset ja kokeet osoittavat: mekaaninen puhdistusvaikutus riippuu puhdistusnesteen virtausnopeudesta ja turbulenssista. Lisäksi puhdistusliuoksen lämpötila ja pitoisuus vaikuttavat puhdistuksen nopeuteen. Siksi nämä tekijät tulisi määrittää jo puhdistusjärjestelmää mitoitettaessa.
Tuoteturvallisuus, hygienia ja tehokkuus
CIP-prosessilla on keskeinen rooli tuoteturvallisuuden ja hygienian kannalta. Samalla laitoksen tulee toimia mahdollisimman tehokkaasti ja seisoa vain lyhyen aikaa. Erityisen tärkeitä ovat veden ja energian nousevat kustannukset sekä kulloisiinkin tuotteisiin sovitettu kemikaalien kulutus.
Puhdistusprosesseja kehittävän on siksi tunnettava apu- ja vaikuttavien aineiden ominaisuudet ja valittava sopiva puhdistusaine. Sopimaton puhdistusaine voi pidentää puhdistusaikoja huomattavasti tai jopa estää täydellisen puhdistuksen.
Puhdistuksen perusteellisuus riippuu monista tekijöistä. Lian laadun lisäksi niihin kuuluvat väliaineen kanssa kosketuksissa olevien pintojen ja niiden asennusten ominaisuudet. Yhtä ratkaisevia ovat nurkat, reunat, tiivisteiden sijoittelu ja heikon virtauksen alueet – esimerkiksi T-kappaleissa, lätäköissä tai kuvuissa – sekä käyttöolosuhteet.
Mistä puhdistuksen tehokkuus riippuu
- rakenteelliset ratkaisut puhdistettavilla laitteiston alueilla (GMP – Good Manufacturing Practice)
- sopiva materiaalivalinta ja materiaalin laatu
- sopivat puhdistusaineet
- oikeat puhdistusolosuhteet
CIP-puhdistuksen keskeiset ominaisuudet
- virtausnopeus putkistoissa ja venttiileissä (poikkileikkauksesta riippuen 1–4 m/s)
- huuhtelun kesto
- suihkutuspaine pesupäissä
- puhdistusliuosten lämpötila
- emäksiset pesuliuokset lisäaineineen, jotka pitävät likahiukkaset suspensiossa (mieluiten vaahtoamattomat)
- happamat huuhtelut kerrostumia, kuten kalkkisaostumia, vastaan emäksisen puhdistuksen jälkeen
- desinfiointi (SIP tai kemiallinen)
- puhdistusaineiden vaikutusaika ja lämpötila
- laitoksen koko
- toistettava prosessi täysautomaattisen kulun ansiosta
- puhdistuksen dokumentointi
CIP/SIP-puhdistuksen tehtävä
- tuotejäämien täydellinen poistaminen
- biofilmien poistaminen
- ei puhdistusainejäämiä
- laitteiston osien ja putkistojen steriiliys
CIP-puhdistuksen kulku lääketeollisuudessa
- 1PainekoeEnsin tarkastetaan laitoksen tiiviys.
- 2Tyhjiöinti ja sulatusRasvapitoisten tuotteiden kohdalla laitos tyhjiöidään, tuotejäämät sulatetaan puhtaalla höyryllä ja lasketaan pois väkevänä.
- 3Kuuma esihuuhteluKuuma esihuuhtelu poistaa karkean lian.
- 4Emäksinen puhdistusPuhdistus emäksisellä aineella, tarvittaessa lisäaineilla, jotka pitävät likahiukkaset paremmin suspensiossa.
- 5Kuuma jälkihuuhteluTyhjennyksen yhteydessä puhdistusaine ja tuotejäämät huuhdellaan pois.
- 6Huuhtelu Purified Water -vedelläTämän jälkeen huuhdellaan puhdistetulla vedellä tyhjennyksen yhteydessä.
- 7Hapan puhdistusHapan aine poistaa kalkkisaostumat ja lipeäkiven.
- 8Uusi huuhtelu Purified Water -vedelläSen jälkeen laitos huuhdellaan vielä kerran puhdistetulla vedellä.
- 9SIP – Sterilization in PlaceLaitteiston alue tyhjiöidään, höyrynpaine säädetään ylipainealueelle ja lauhde johdetaan pois.
- 10KuivausLopuksi laitos kuivataan tyhjiön avulla, esim. kuumalla steriilillä tuloilmalla.
Vaiheiden kulkua ja kestoa voidaan muokata. Myös puhdistusaineen pitoisuus on muunneltavissa. Lisäksi puhdistusainekonsentraatit voidaan yhdistää tuoreessa liuoksessa optimaalisesti vaikuttavaksi puhdistusliuokseksi (varastosäiliöpesu).
Sterilization in Place (SIP)
Sterilization in Place tarkoittaa prosessilaitosten sterilointia paikallaan puhtaalla höyryllä. Myöskään tässä purkamista ei tarvita. Kaikki tuotteen kanssa kosketuksiin tulevat komponentit steriloidaan.
SIP-prosessissa käytetään yleensä kylläistä puhdasta höyryä. 121 °C:n sterilointilämpötila edellyttää noin 1 baarin ylipainetta. Vaatimuksista riippuen lämpötilaa säädetään ja dokumentoidaan höyrynpaineen ja vaikutusajan funktiona.
Steriloitavat laitteiston osat tulisi tyhjiöidä ennen höyrysterilointia. Näin ilmataskuja ei synny, ja lämpötila jakautuu nopeasti ja tasaisesti.
Prosessilaitoksiin integroidut CIP-järjestelmät
Kaikki prosessilaitoksen sisäpinnat puhdistetaan ensisijaisesti Cleaning in Place -prosessissa. CIP-liuoksen siirtoyksikkönä toimii homogenisaattori. Muita varusteita ovat esimerkiksi:
- nesteiden imuletku
- jauheiden imulanssi
- faasisäiliö
Sekoituslaitos tulisi suunnitella niin, että mahdollisimman suuri osa tuotteesta päätyy kohdesäiliöihin. Tähän kuuluu myös täyttökoneen syöttö. Näin tuotejäämiä jää vähän ja jäteveteen päätyy vain vähäinen määrä.
Siksi säiliön pohja, seinäkaapimet ja pinta sekä homogenisaattorin jälkeisen tyhjennyslinjan pituus ja kaato tulisi toteuttaa niin, ettei jäämiä juuri jää. Lisäksi kaikki prosessilaitoksen sisäiset putkistot kuuluvat CIP-prosessiin.
CIP-prosessin lisävarusteet eivät saa olla fysikaalisen, kemiallisen tai mikrobiologisen kontaminaation lähde. Lisäksi ilmavälit kaikkien jätevesiliitäntöjen edessä estävät takaisinkontaminaation.
Puhdistusprosessi kosmetiikkalaitoksissa
Kosmetiikkalaitosten CIP-prosessi koostuu yleensä seuraavista vaiheista:
- 1Kuuma läpihuuhteluLaitteiston osat ja putkistot huuhdellaan läpivirtauksena kuumalla vedellä. Näin tuotejäämät päätyvät suoraan jäteveteen likaamatta CIP-varusteita.
- 2Emäksinen puhdistusNoin 70 °C:n lipeäliuosta kierrätetään, ja se poistaa kaikki näkyvät tuotejäämät. Tämän jälkeen jälkihuuhdellaan säiliön tyhjennyksen yhteydessä.
- 3Hapan puhdistus ja desinfiointiHapan aine liuottaa kalkkisaostumat. Sen jälkeen kuumaa vettä kierrätetään, kunnes varusteet ovat olleet 80–90 °C:n lämpötilassa määritellyn ajan (terminen desinfiointi).
- 4Kylmä jälkihuuhteluLopuksi huuhdellaan kylmällä ionivaihdetulla vedellä kiertona pesupäiden kautta ja jälkihuuhdellaan tyhjennyksen yhteydessä.
Nämä vaiheet voivat seurata toisiaan, toistua tai jäädä pois – kukin lisäpuhdistusaineiden kanssa tai ilman niitä.
Valinnaisesti johtokykyanturi valvoo puhdistuksen laatua (loppuhuuhteluvesi < 50 µS/cm 20 °C:ssa).
Yrityksemme SEEFRIED Verfahrenstechnik GmbH tukee teitä CIP- ja SIP-laitteistojen mitoituksessa, CIP-vaiheiden suunnittelussa sekä niihin liittyvien prosessilaitteiden hankinnassa.
Usein kysyttyä CIP- ja SIP-järjestelmistä
Mikä on CIP:n ja SIP:n ero?
CIP (Cleaning in Place) puhdistaa säiliöt, putkistot ja venttiilit ilman purkamista. SIP (Sterilization in Place) steriloi sen jälkeen tuotteen kanssa kosketuksissa olevat laitteiston osat – niin ikään ilman purkamista – puhtaalla höyryllä, tyypillisesti 121 °C:ssa.
Mitkä tekijät ratkaisevat puhdistuksen onnistumisen?
Ratkaisevia ovat virtausnopeus (putkistoissa noin 1–4 m/s), puhdistusliuoksen lämpötila, pitoisuus ja vaikutusaika, pesupäiden suihkutuspaine, sopiva puhdistusaine sekä hygieeninen rakenne ilman heikon virtauksen alueita.
Miten tyypillinen CIP-puhdistus etenee?
Tavallisesti kuuma esihuuhtelu, puhdistus emäksisellä aineella, välihuuhtelu, puhdistus happamalla aineella kalkkisaostumia vastaan ja jälkihuuhtelu puhdistetulla vedellä – vaatimuksista riippuen tämän jälkeen SIP ja kuivaus. Vaiheiden järjestystä ja kestoa voidaan muokata.
Miten puhdistuksen onnistuminen tarkastetaan?
Esimerkiksi loppuhuuhteluveteen sijoitetulla johtokykyanturilla (ohjearvo < 50 µS/cm 20 °C:ssa). Täysautomaattiset, dokumentoidut vaiheet takaavat toistettavat tulokset.