Hiện nay, việc ứng dụng hệ thống CIP/SIP vệ sinh tự động đang dần được nhiều doanh nghiệp ưa chuộng, nhằm thay thế các quy trình vệ sinh thủ công phức tạp, tốn chi phí và tiềm ẩn rủi ro cao. Bài viết này, MT sẽ đi vào khái niệm, nguyên lý hoạt động, sự khác biệt và các yếu tố kỹ thuật để vận hành một hệ thống CIP/SIP.
Hệ thống CIP là gì?
CIP (Cleaning-In-Place) hay còn gọi là “Làm sạch tại chỗ”, là phương pháp làm sạch bề mặt bên trong của các đường ống, bồn chứa, thiết bị chế biến, bộ lọc và các phụ kiện đi kèm mà không cần tháo rời thiết bị.
Hệ thống CIP hoạt động dựa trên nguyên lý tuần hoàn, sử dụng dung dịch tẩy rửa được bơm liên tục qua các thiết bị nhằm loại bỏ cặn bẩn và vi sinh vật. Hiệu quả của CIP phụ thuộc vào 4 yếu tố chính (Vòng tròn TACT):
- Time (Thời gian): Thời gian tiếp xúc của hóa chất.
- Action (Tác động cơ học): Áp lực và tốc độ dòng chảy (thường yêu cầu dòng chảy rối – turbulent flow).
- Chemical (Hóa chất): Nồng độ và loại chất tẩy rửa.
- Temperature (Nhiệt độ): Nhiệt độ dung dịch để tăng hiệu quả phản ứng.
Hệ thống SIP là gì?
SIP (Sterilization-In-Place) hay “Tiệt trùng tại chỗ”, là quá trình tiêu diệt hoặc loại bỏ tất cả các vi sinh vật sống (bao gồm cả bào tử) khỏi thiết bị sau khi đã hoàn tất quy trình làm sạch (CIP). Đây là bước bắt buộc trong sản xuất dược phẩm vô trùng và các sản phẩm công nghệ sinh học.
SIP thường sử dụng hơi nước bão hòa ở nhiệt độ cao hoặc hóa chất tiệt trùng. Trong đa số các hệ thống công nghiệp, tiệt trùng bằng hơi nước là phổ biến nhất do tính hiệu quả và không để lại dư lượng độc hại.
So sánh hệ thống CIP và SIP
Nắm rõ sự khác biệt giữa hệ thống CIP và SIP là cơ sở để doanh nghiệp áp dụng đúng quy trình vệ sinh và tiệt trùng:
| Tiêu chí | CIP (Clean-In-Place) | SIP (Sterilization-In-Place) |
| Mục đích | Làm sạch, loại bỏ chất bẩn hữu cơ/vô cơ và vi khuẩn thông thường. | Tiệt trùng, tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật và bào tử nấm. |
| Thời điểm | Thực hiện ngay sau khi kết thúc mẻ sản xuất. | Thực hiện sau CIP và ngay trước khi bắt đầu mẻ sản xuất mới. |
| Tác nhân chính | Hóa chất (Kiềm, Axit), Nước, Tốc độ dòng chảy. | Nhiệt độ (Hơi nước bão hòa) hoặc hóa chất tiệt trùng chuyên dụng. |
| Yêu cầu nhiệt độ | Thường từ 60°C – 85°C. | Thường từ 121°C – 135°C. |
| Mục tiêu chính | Bề mặt sạch về mặt vật lý và hóa học. | Bề mặt vô trùng về mặt vi sinh. |
Loại thiết bị lắp trong hệ thống CIP/SIP
Một hệ thống CIP/SIP tiêu chuẩn bao gồm nhiều thành phần kỹ thuật được tích hợp chặt chẽ:
- Bồn chứa hóa chất và nước: Gồm bồn chứa nước sạch, bồn kiềm, bồn axit và bồn nước thu hồi.
- Hệ thống Bơm: Bơm cấp đẩy dung dịch đi qua hệ thống với áp lực cao. Bơm hồi hút dung dịch từ thiết bị về bồn chứa. Đây là loại bơm đặc biệt quan trọng để tránh đọng nước trong thiết bị.
- Thiết bị gia nhiệt: Thường là bộ trao đổi nhiệt dạng bản mỏng hoặc dạng ống để làm nóng dung dịch tẩy rửa hoặc tạo nước nóng.
- Hệ thống Van: Van bướm, van màng, và đặc biệt là van chống trộn lẫn để đảm bảo an toàn tuyệt đối, ngăn chặn hóa chất lẫn vào sản phẩm.
- Cảm biến: Cảm biến độ dẫn điện để phân biệt nước và hóa chất, giúp bộ điều khiển quyết định khi nào thu hồi hóa chất.
- Cầu phun: Thiết bị phun gắn trong bồn để tản dung dịch rửa đều khắp bề mặt thành bồn.
Ứng dụng của CIP/SIP
Hệ thống CIP/SIP là xương sống của nhiều ngành công nghiệp sản xuất:
- Ngành Thực phẩm & Đồ uống (F&B): Vệ sinh đường ống sữa, bồn chứa bia, máy ép nước trái cây để ngăn ngừa nấm mốc và vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm.
- Ngành Dược phẩm: Bắt buộc trong các dây chuyền sản xuất thuốc tiêm, thuốc nhỏ mắt, vaccine. Đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn GMP, FDA.
- Công nghệ sinh học (Biotech): Vệ sinh các hệ thống lên men và bồn phản ứng sinh học, nơi mà chỉ một vi khuẩn lạ cũng có thể phá hỏng cả mẻ cấy.
- Mỹ phẩm: Làm sạch bồn trộn kem, lotion chứa nhiều dầu và sáp.
Các loại bơm GEA trong hệ thống CIP/SIP do MT phân phối
Bơm là bộ phận cốt lõi trong hệ thống CIP/SIP, đảm nhiệm chức năng vận chuyển lưu chất trong toàn bộ quy trình. MT tự hào phân phối các dòng bơm GEA Hilge chuyên dụng, đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe nhất như EHEDG, 3-A và FDA. Các dòng bơm GEA thường dùng trong hệ thống CIP/SIP như:
- Bơm cấp CIP GEA Hilge HYGIA/TP: Đây là dòng bơm ly tâm đơn tầng cánh vệ sinh cao cấp, có vai trò đẩy dung dịch tẩy rửa từ trạm CIP đến các thiết bị cần làm sạch với lưu lượng lớn và áp lực ổn định. Bơm được làm từ thép không gỉ 316L cao cấp, bề mặt được xử lý tinh xảo để ngăn vi khuẩn bám dính, hiệu suất thủy lực cao, tiết kiệm năng lượng và dễ vệ sinh.
- Bơm hồi CIP GEA Hilge SIPLA/TPS: Đây là dòng bơm ly tâm tự mồi hoặc bơm kênh bên. Bơm giúp hút dung dịch tẩy rửa và nước từ đáy bồn hoặc đường ống về trạm CIP. Thiết bị này có thể bơm hỗn hợp lẫn khí, đảm bảo bồn chứa được hút sạch khô đáy, không còn tồn dư dung dịch và bọt khí. Đặc biệt, bơm còn có độ ồn thấp, vận hành bền bỉ, phù hợp cho các hệ thống SIP (chịu nhiệt độ cao).
Lý do nên chọn bơm GEA do MT cung cấp:
- Chất lượng Đức: Độ bền vượt trội, giảm thiểu thời gian dừng máy bảo trì.
- Tiêu chuẩn vệ sinh: Đầy đủ chứng nhận EHEDG, 3A, vật liệu đạt chuẩn FDA/USP Class VI cho gioăng phớt.
- Hỗ trợ kỹ thuật từ MT: Đội ngũ kỹ thuật của MT không chỉ cung cấp bơm mà còn tư vấn chọn bơm đúng điểm làm việc để tối ưu hóa hiệu suất cho toàn bộ hệ thống CIP/SIP của khách hàng.
Hệ thống CIP/SIP là một cấu phần quan trọng trong hệ thống quản lý chất lượng của các nhà máy hiện đại, không chỉ đảm nhiệm chức năng vệ sinh và tiệt trùng thiết bị mà còn góp phần đảm bảo tính ổn định của quy trình sản xuất. Việc nắm vững và triển khai đúng quy trình CIP/SIP giúp doanh nghiệp nâng cao hiệu quả vận hành, kiểm soát rủi ro về chất lượng sản phẩm, đồng thời đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của ngành.
