التنظيف في مكانه

التنظيف في الموقع ( CIP ) هو أسلوب آلي لتنظيف الأسطح الداخلية للأنابيب والخزانات والمعدات والمرشحات والوصلات المرتبطة بها، دون الحاجة إلى تفكيك كبير. يُستخدم التنظيف في الموقع عادةً لمعدات مثل الأنابيب والخزانات والمرشحات. يعتمد التنظيف في الموقع على التدفق المضطرب عبر الأنابيب، و/أو كرات الرش للخزانات أو الأوعية. في بعض الحالات، يمكن أيضًا تنفيذ التنظيف في الموقع عن طريق التعبئة والنقع والتحريك. ^{[ 1 ]}

حتى خمسينيات القرن العشرين، كانت الأنظمة المغلقة تُفكك وتُنظف يدويًا. ^{[ 2 ] : 487} شكّل ظهور نظام التنظيف في المكان (CIP) نعمةً للصناعات التي تتطلب تنظيفًا داخليًا متكررًا لعملياتها. وتشمل هذه الصناعات، التي تعتمد بشكل كبير على نظام CIP، تلك التي تتطلب مستويات عالية من النظافة، مثل: منتجات الألبان ، والمشروبات ، وصناعة الجعة ، والأغذية المصنعة ، والأدوية ، ومستحضرات التجميل . ^{[ 2 ]} ويتطلب تحقيق النتائج المرجوة من نظام CIP تصميمًا جيدًا.

تتمثل فائدة استخدام نظام التنظيف في المكان (CIP) للصناعات في سرعة عملية التنظيف، وقلة الحاجة إلى العمالة، وزيادة إمكانية تكرارها، وتقليل مخاطر التعرض للمواد الكيميائية. بدأ نظام التنظيف في المكان كعملية يدوية تعتمد على خزان موازنة ومضخة طرد مركزي وتوصيلها بالنظام المراد تنظيفه. ومنذ خمسينيات القرن الماضي، تطور هذا النظام ليشمل أنظمة مؤتمتة بالكامل مزودة بوحدات تحكم منطقية قابلة للبرمجة ، وخزانات موازنة متعددة، وأجهزة استشعار ، وصمامات ، ومبادلات حرارية ، وأنظمة جمع بيانات ، وأنظمة فوهات رش مصممة خصيصًا. ولا تزال بعض أنظمة التنظيف في المكان البسيطة التي تعمل يدويًا مستخدمة حتى اليوم. ومع ذلك، يزداد الطلب على أنظمة التنظيف في المكان المؤتمتة بالكامل لتجنب الأخطاء البشرية، وضمان نتائج متسقة، وتقليل الموارد اللازمة.

بناءً على حمولة التربة وهندسة العملية، فإن مبادئ تصميم نظام الحقن في الموقع (CIP) هي كما يلي:

• يُستخدم محلول عالي التدفق وعالي الاضطراب لتحقيق تنظيف كافٍ (ينطبق على دوائر الأنابيب وبعض المعدات المملوءة). يمكن حساب معدل التدفق المطلوب بافتراض سرعة سائل لا تقل عن 1.5  متر/ثانية.
• يتم توصيل المحلول على شكل رذاذ منخفض الطاقة لترطيب السطح بالكامل (ينطبق على الأوعية المتسخة قليلاً حيث يمكن استخدام كرة رش ثابتة).
• توفير رذاذ عالي الطاقة (ينطبق على الأوعية شديدة الاتساخ أو ذات القطر الكبير حيث يمكن استخدام جهاز رش ديناميكي). ^{[ 2 ]}

درجة حرارة محلول التنظيف . يؤدي رفع درجة حرارة محلول التنظيف إلى زيادة فعاليته في إزالة الأوساخ. فالجزيئات ذات الطاقة الحركية العالية تُزيل الأوساخ أسرع من الجزيئات بطيئة الحركة في المحلول البارد.

تركيز عامل التنظيف . يعمل محلول التنظيف المركز على تنظيف الأسطح المتسخة بشكل أفضل بكثير من المحلول المخفف نظرًا لزيادة قدرة الالتصاق بالسطح.

مدة ملامسة محلول التنظيف للسطح . كلما طالت مدة ملامسة المنظف للسطح، زادت فعاليته في التنظيف. بعد فترة، يذيب المنظف البقع الصعبة والأوساخ من السطح المتسخ.

الضغط الناتج عن محلول التنظيف (أو الاضطراب) . يُولّد الاضطراب قوة كاشطة تُزيل الأوساخ العنيدة من السطح المتسخ. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

تم تطوير تقنية التنظيف في الموقع (CIP) في الأصل لتنظيف الأنظمة المغلقة كما هو موضح أعلاه، وقد تم تطبيقها مؤخرًا على آبار المياه الجوفية المستخدمة في الاستخدامات النهائية العالية مثل المياه المعدنية/الينابيع الطبيعية وإنتاج الأغذية والمشروبات الغازية.

تتعرض الآبار المفتوحة للهواء الجوي لعدد من المشاكل الكيميائية والميكروبيولوجية، لذا غالبًا ما تُغلق مصادر المياه ذات الاستخدام النهائي العالي عند السطح ( محطات الضخ ). يُركّب مرشح هواء في محطة الضخ للسماح للبئر بالتنفس عند ارتفاع وانخفاض مستوى الماء بسرعة (عادةً بسبب تشغيل وإيقاف المضخة) دون سحب جزيئات أو ملوثات محمولة جوًا (مثل الجراثيم والعفن والفطريات والبكتيريا وغيرها).

بالإضافة إلى ذلك، يمكن دمج أنظمة التنظيف في الموقع (CIP) في مدخل البئر للسماح بحقن محاليل التنظيف (مثل هيبوكلوريت الصوديوم أو غيرها من المطهرات ) وإعادة تدوير مزيج هذه المواد الكيميائية مع المياه الجوفية. تعمل هذه العملية على تنظيف البئر ومعداته دون الحاجة إلى أي صيانة تدخلية.

تُستخدم تقنية التنظيف في المكان (CIP) بشكل شائع لتنظيف المفاعلات الحيوية، وأجهزة التخمير، وأوعية الخلط، وغيرها من المعدات المستخدمة في تصنيع التقنيات الحيوية، والصناعات الدوائية، والأغذية والمشروبات. تُجرى هذه التقنية لإزالة أو القضاء على مكونات دفعات مزارع الخلايا الثديية السابقة . كما تُستخدم لإزالة المخلفات أثناء عملية التصنيع، والتحكم في الحمل الحيوي ، وخفض مستويات السموم الداخلية في معدات وأنظمة المعالجة. وتتم إزالة المخلفات خلال عملية التنظيف في المكان باستخدام مزيج من الحرارة، والتفاعل الكيميائي، والتدفق المضطرب . ^{[ 2 ] [ 4 ] [ 5 ]}

أصدرت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية لائحةً بشأن إجراءات التنظيف والتعقيم في عام 1978، وهي لائحة تنطبق على صناعة الأدوية. وتنص اللائحة على أنه "يجب تنظيف المعدات والأدوات وصيانتها وتعقيمها على فترات مناسبة لمنع حدوث أعطال أو تلوث من شأنه أن يغير سلامة المنتج الدوائي أو هويته أو فعاليته أو جودته أو نقائه بما يتجاوز المتطلبات الرسمية أو غيرها من المتطلبات المعمول بها". ^{[ 6 ]}

يُعدّ التنظيف المتكرر والموثوق والفعّال ذا أهمية قصوى في أي منشأة تصنيع. وتُجرى عمليات التحقق من صحة إجراءات التنظيف لإثبات فعاليتها وقابليتها للتكرار وإمكانية التحكم بها. ولتنظيف معدات المعالجة بشكل كافٍ، يجب تصميم هذه المعدات بأسطح ناعمة من الفولاذ المقاوم للصدأ وأنابيب توصيل ذات وصلات قابلة للتنظيف. ^{[ 7 ]} كما يجب أن تتفاعل الخصائص الكيميائية لمواد التنظيف بشكل صحيح مع الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمخلفات المراد إزالتها. ^{[ 5 ]}

تتكون دورة التنظيف في الموقع (CIP) النموذجية من عدة خطوات تتضمن عادةً (بالترتيب):

• يُجرى شطف مسبق باستخدام ماء الحقن (WFI) أو الماء النقي (PW ) لترطيب السطح الداخلي للخزان وإزالة الرواسب. كما يوفر هذا الإجراء اختبار ضغط غير كيميائي لمسار تدفق نظام التنظيف في المكان (CIP).
• يتم شطف الوعاء بمحلول كاوٍ مرة واحدة حتى يتم تصريفه. يُعد المحلول الكاوي هو محلول التنظيف الرئيسي.
• إعادة تدوير المحلول الكاوي عبر الوعاء.
• شطف متوسط ​​بالماء للحقن أو الماء النقي
• غسل بمحلول حمضي - يستخدم لإزالة الرواسب المعدنية وبقايا البروتين.
• الشطف النهائي باستخدام الماء المقطر أو الماء النقي - شطف لإزالة بقايا مواد التنظيف.
• غسل بمحلول مطهر أو تدوير الماء الساخن لقتل جميع الميكروبات.
• نفخة الهواء النهائية - تُستخدم لإزالة الرطوبة المتبقية بعد دورة التنظيف في المكان (CIP). ^{[ 5 ]}

يجب استيفاء المعايير الأساسية والبقاء ضمن المواصفات طوال مدة الدورة. في حال عدم استيفاء هذه المعايير أو عدم الحفاظ عليها، لن يكون التنظيف مضمونًا وسيتعين تكراره. تشمل المعايير الأساسية درجة الحرارة، ومعدل التدفق/ضغط الإمداد، وتركيز المواد الكيميائية، ومدة ملامسة المواد الكيميائية، وموصلية الشطف النهائي (التي تدل على إزالة جميع مواد التنظيف الكيميائية).

يُعد اختبار الريبوفلافين طريقة شائعة الاستخدام في التحقق من فعالية إجراءات التنظيف في الموقع (CIP) في الخزانات والأنابيب ومعدات العمليات. يتضمن الاختبار وضع محلول الريبوفلافين على الأسطح قبل بدء دورة التنظيف. ونظرًا لأن الريبوفلافين يتميز بتألقه العالي تحت الأشعة فوق البنفسجية، يمكن استخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية بعد عملية التنظيف للكشف عن أي آثار متبقية، مما يشير إلى المناطق التي لم يتم تنظيفها بشكل كافٍ.

تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في صناعات مثل:

• صناعة الأدوية
• إنتاج الأغذية والمشروبات
• التكنولوجيا الحيوية والمعالجة المعقمة

يُعتبر اختبار الريبوفلافين ذا قيمة عالية لفعاليته من حيث التكلفة وسهولة استخدامه وحساسيته، مما يجعله أداة عملية لضمان الامتثال لمعايير التنظيف الصناعية.

• إرشادات تصريف المياه العادمة (لوائح مياه الصرف الصحي الأمريكية)
• الحد من النفايات السائلة
• ممارسات التصنيع الجيدة
• تجميد البيض
• الريبوفلافين
• غسل
• مياه الصرف الصحي