Mr.Muhendis
17.10.2009, 15:53
Süt işletmelerinde spesifik hijyen sorunlarının çözümünde CIP temizleme yöntemi büyük bir öneme sahi0tir. Uzun yıllardan başarı beri ile uygulanmaktadır. Süt işletmelerinin otomatik olarak temizlenmesini ve sanitasyonunu sağlayan CIP sistemlerinin yaygın olarak kullanımı, personelin tehlikeli kimyasal maddelerle direkt temasını azaltması açısından son derece öneme sahiptir.
CIP sisteminin avantajlı ve dezavantajlı yönleri aşağıda görüldüğü şekilde özetlenebilir.
1.1.1. CIP Sisteminin Avantajları
1. Sudan, deterjandan ve ısıdan en verimli şekilde yararlanarak giderlerden tasarruf sağlar.
2. İşletme daha verimli çalışır. Zaman kaybı minimum düzeyde olur.
3. İşçilikten büyük tasarruf sağlanır. Çünkü alet ve cihazların sökülüp takılmasına gerek yoktur.
4. Çalışanlar için büyük bir rahatlık ve emniyet sağlar. Tank içerisine girmeye, deterjanla ve dezenfektan maddelerle temas etmeye gerek kalmaz.
5. Daha hijyenik çalışma olanağı yaratır. Temizleme programı tam olarak ve etkili bir şekilde sürdürülebilir. Yeniden kontamine olma riski yoktur.
1.1.2. CIP Sisteminin Dezavantajları
1. Her üniteye uygulamak mümkün değildir. Çok yoğun kirlerin CIP sistemiyle temizlenmesi mümkün değildir.
2. İlk yatırım maliyeti yüksektir.
3. Çok karmaşık ekipmanlar içerdiği için, daha fazla bakıma gereksinim gösterir.
1.2. CIP Yönteminin Dayandığı Prensipler
CIP temizleme sistemiyle işletme içerisinde yüksek bir sanitasyon standardı yakalanabilmektedir. Ancak CIP sisteminin kullanılacağı süt işletmelerinin buna uygun şekilde dizayn edilmeleri zorunludur. İşletmelerin hijyenik planlanmasının, boru hatlarının, bağlantı elemanlarının ve ekipmanlarının hijyenik seçilmesinin CIP yönteminin başarı ile uygulanmasında büyük önemi vardır.
Boru hatlarının temizlenmesinde en önemli faktör akış hızıdır. Boru boyutları ne olursa olsun, iyi bir temizleme için akış hızının en az 1,5 metre/saniye olması gerekmektedir.
Boru hatlarındaki en önemli sorunlardan birisi ölü noktaların veya ölü boşlukların bulunmasıdır. Genellikle yeni bazı aletlerin veya boşaltma vanalarının montajı için boru hatlarına konulan T_parçalarının bir çıkışı çoğu kez kullanılmaz ve bu bölümün temizlenmesi son derece zordur. Bu nedenle ölü bölüm olarak adlandırılan bu çıkış Şekil: 1‘de görüldüğü gibi mümkün olduğunca kısa tutularak temizleme çözeltisinin ölü noktalara ulaşması sağlanmalıdır.
Boruların dikişsiz paslanmaz çelik olması ve gereken yerlerde argon kaynağı kullanılması hijyenik açıdan zorunludur. Boruların iç kısmı polisaj yapıldığı takdirde, daha kısa sürede temizlik sağlanmakta ve mikroorganizmalar etkisiz hale getirilebilmektedir. Pürüzlü yüzeylerin temizlenmesi ve sanitasyonu bir hayli zordur. Gelişmiş kaynak teknikleri kullanıldığı takdirde, boru kalınlığı ile kaynak kalınlığı arasında bir fark meydana gelmekte ve böyle kaynakların taşlanmasına ve polisajına gerek kalmamaktadır. Borular rakorla birleştirildikleri takdirde, bu amaçla yapılmış IDF (Uluslar arası Sütçülük Federasyonu) veya ISO (Uluslar arası Standartlar Teşkilatı) tarafından onaylanmış rakorların kullanılması tavsiye edilir. sökülmeden yerinde temizlenebilen bu rakorlar, CIP temizleme yöntemine uygundur. Normal rakorların bağlantı yerlerindeki yarıklara süt artıkları gireceğinden, bunların sökülmeden temizlenmeleri mümkün değildir.
Büyük hacimli tankların CIP yöntemiyle temizlenebilmesi için, bu yöntemin prensiplerine uygun şekilde imal edilmiş olması gerekir. Tankların iç yüzeyleri mutlaka pürüzsüz ve cilalı olmalıdır. Düzgün ve cilalı olmayan pürüzlü yüzeylerde süt artıklarının fazla oranda kalması ve bunların püskürtme yoluyla giderilmeleri oldukça zordur.
Tankların CIP sistemine dahil edilebilmesi için mutlaka püskürtme başlıkları ile donatılmış olmaları gerekir. Tank büyüklüğüne ve şekline bağlı olarak bir veya birden fazla püskürtme başlığı kullanılır.
Eğer tank içerisinde, karıştırıcı veya sonda gaz ekipmanların kapandığı bölümler varsa, ek bir püskürtme başlığına gereksinim duyulur. Değişik tipte püskürtme başlıkları bulunmaktadır. Genel olarak bunlar sabit ve döner olmak üzere iki grupta toplanır. Örneğin; püskürtme topu sabit olan püskürtme başlıkları da kullanışlı ve en ucuz oladır. Fazla kirli olmayan su ve deterjanın etkisiyle temizlenecek kirler püskürtme topu ile temizlenebilir. Ancak yapışkan kirlerin uzaklaştırılması için mekanik temizleme gücüne sahip olan döner jet püskürtme başlıkları tercih edilmelidir. Değişik tipteki püskürtme başlıkları Şekil: 2’de görülmektedir.
Püskürtme toplarının ve döner jet temizleme başlıklarının bazı özellikleri aşağıda sıralanmıştır:
Püskürtme Topları :
� Statik, püskürterek dağıtan başlıklardır.
� Ucuz, basit ve etkilidir.
� Hareket eden parçası yoktur, fazla bakım istemiz.
� AISI 316 paslanmaz çelikten yapılmıştır.
� Sıcaktan etkilenmez ve kendi kendini temizleyebilir.
� Tek deliğin tıkanmasının temizleme üzerine önemli bir etkisi olmaz.
� Akış hızları yüksek, basınçları oldukça düşüktür.
Döner Jet Temizleme Başlıkları :
³ Uzun mesafelere püskürtme yapabilirler.
³ Akış hızları oldukça yüksektir.
³ Düşük deterjan konsantrasyonu ile daha iyi temizleme sağlanır.
Daha yüksek çarpıcı güce sahiptir.
³ Ağız kısmının tıkanması sorun yaratabilir.
³ Bazı tiplerin bakımı ve temizlenmesi karmaşıktır.
³ Püskürtme toplarına oranla daha pahalıdır.
³ Bazıları yüksek sıcaklığa karşı fazla dayanıklı değildir.
CIP yönteminin başarılı olması için diğer önemli bir faktör, deterjanların ve konsantrasyonlarının doğru tayin edilmesidir. Bu konuda deterjanlar bölümünde geniş bilgi verilmiştir.
CIP sistemi için işletme yerleşim planı çok önemlidir. Eğer başlangıçta iyi bir yerleştirme yapılırsa, CIP sistemi ile temizlik yapılırken üretim hattının sökülmesine gereksinim duyulmaz. Böylece uzun zaman alan ve zahmetli olan boru sökme işinden büyük ölçüde zaman ve işçilik açısından tasarruf edilmiş olur. Tankların da kapalı şekilde dizayn edilmiş olmaları ve tank yüzeylerinin püskürtme yoluyla temizlenecek derecede düzgün olması, püskürtme başlıklarının 3600 hareket edecek ve her noktaya ulaşacak şekilde dizayn edilmiş olması gerekir. Zaten bu sistemin en pratik tarafı da, ekipmanlar sökülmeden temizliğin etkin bir şekilde yapılabilmesidir.
CIP sisteminin planlanmasında göz önünde tutulması gereken konular şöyle özetlenebilir:
1. Etkili bir sirkülasyon için tüm yüzeyler, sirkülasyon hattına bağlanabilmeli ve dolaşım hattının parçaları aynı anda temizlenecek durumda olmalıdır.
2. Bütün yüzeyler deterjanla temas edecek durumda olmalı ve kolay temizlenebilmelidir. Ürünlerin kontaminasyonuna neden olacak herhangi bir birikim ve sediment oluşumuna olanak verilmemelidir.
3. Aletlerin yapımında kullanılan materyal aynı cins olmalı, kullanılan deterjan ve dezenfektan maddelerden etkilenmemeli, uygulanan sıcaklık derecesine dayanabilmelidir.
4. Aynı deterjan veya dezenfektanın kullanılabilmesi için üretim sonucu oluşan kalıntıların da aynı cins olması gereklidir.
CIP sistemlerinde temizleme sıcaklığı, konsantrasyon, akış hızı ve süre arasında bir ilişki bulunmaktadır. Bu unsurlardan birinin eksikliği, diğerlerinden bir veya ikisinin artması ile dengelenebilir. Örneğin; temizleme işlemlerinde sıcaklık sınırlandırılır. Kimyasal madde konsantrasyonları artırılırsa, sıcaklık düşüşü ile olabilecek değişiklikler dengelenebilir.
Boru çapı ve sıcaklık derecesine bağlı olarak akış hızı laminerden türbülansa doğru değiştikçe temizliğin etkinliği artar. ayrıca temizleme çözeltisinin sıcaklığındaki artış; kalıntının fiziksel durumunu değiştirir, kimyasal reaksiyonları hızlandırır. Genel olarak temizleme çözeltisinin sıcaklığı 100C artırılarak kimyasal reaksiyonların hızı 1,5 – 2 kat yükseltilebilir.
1.3. CIP Yönteminin Aşamaları
Tipik bir CIP yöntemi basit olarak 5 aşamadan oluşmaktadır.
1. nci AŞAMA – Ön Yıkama : Kaba kirler uzaklaştırılır.
2. nci AŞAMA – Deterjanla Yıkama : Süt artıkları uzaklaştırılır.
3. ncü AŞAMA – Ara Çalkalama : Deterjan kalıntıları uzaklaştırılır.
4. ncü AŞAMA – Dezenfeksiyon veya Sterilizasyon : Geride kalan mikro organizmalar öldürülür.
5. nci AŞAMA – Son Yıkama : CIP çözeltileri tamamen uzaklaştırılır.
1.4. CIP Yöntemleri
CIP sistemi değişik yöntemlere sahiptir. Önceleri her büyüklükteki süt işletmelerinde kullanılan, son zamanlarda ise sadece küçük işletmelerde veya belirli üretim hatlarında kullanılan ve deterjan çözeltisinin sadece bir kere kullanılıp ve sonra atıldığı “Bir defa kullanımlı CIP yöntemi” veya “Tek kullanımlı CIP yöntemi” bunlar içerisinde en basit olanıdır. Süt işletmelerinin giderek büyümesi, daha kompleks olmaları ve temizlenecek ünitelerin artması sonucu, deterjanın yeniden kullanılmasına olanak veren “Tekrar kullanımlı CIP yöntemi” geliştirilmiştir. Daha sonra, bu iki yöntemin birlikte kullanıldığı “Merkezi çok kullanımlı CIP yöntemi” veya “Karışık CIP yöntemi” daha iyi sonuç vermiş, ancak bu yöntemin sakıncalarını elimine etmek üzere “Tek merkezden yönlendirilmeyen CIP yöntemi” kullanılmaya başlanmıştır.
Her ünite için tavsiye edilebilecek, optimum sonuç verebilir standart bir CIP yöntemi yoktur. Çünkü işletmenin ve üretim hattının duruma göre bazı değişikliklerin yapılması gerekebilir.
1.4.1. Tek Kullanımlı (Bir Defa Kullanımlı) CIP Yöntemi
CIP sistemleri içerisinde en basit olanıdır. Bir deterjan tank, pompa ve çeşitli vanalardan oluşur. Bu sistemde deterjan bir defa kullanılır, sonra drenaj kanalına dökülür. Bu tür sistemlerde kullanılan deterjan çözeltileri kısa süre için etkilidir. Birkaç kez kullanılmaya veya uzun süre muhafaza edilmeye uygun değildir. Her kullanımdan önce taze olarak ve ihtiyaç duyulan miktarda hazırlanmak zorundadır. Bu sistem sadece küçük işletmelerde kullanılmaktadır. İşletme içerisinde birden fazla CIP sistemi yapılabilir. Bu nedenle genellikle CIP ekipmanları proses makinalarına çok yakındır ve kullanılan deterjan ve su miktarı azdır.
Bazı üretim birimlerinde aşırı derecede kirlenme meydana gelir. Bu gibi ünitelerde “Tek kullanımlı yöntem” oldukça başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Çünkü, deterjan çözeltisi çabucak kirlenir. Zaten çok kirlenen deterjan çözeltisinin yeniden kullanılması da uygun değildir. Örneğin; fazla miktarda süt kiri kalması ısıl işlemin yapıldığı ekipmanların, aşırı şekilde kirlenmiş ve deterjan çözeltisi ile tamamen doldurulabilen yayık gibi ekipmanların temizlenmesinde, deterjan çözeltisi bir kere kullanıldıktan sonra atılmak zorundadır.
Tek kullanımlı CIP ünitelerinin yatırım masrafları az, derli toplu ve montajları kolay, fakat işletme masrafları yüksektir. Bu temizleme ünitesi elle veya otomatik olarak çalıştırılabilir. Zamanla süt işletmesinin kapasitesi büyütüldüğünde, mevcut tek kullanımlı CIP ünitesi herhangi bir sorun yaratmaz.
Bazı tek kullanımlı CIP sistemlerine deterjan püskürtme kolu buhar püskürtme ünitesi ve en önemlisi bir toplama tankı da ilave edilerek, sistem genişletilebilir. Bu durumda, kullanılan deterjan çözeltisi ve çalkalama suyu bir sonraki temizlik işleminde bir kez daha kullanılmak üzere toplama tankına alınır ve iyileştirilir. Bir sonraki temizleme işleminde, çoğu zaman ön temizleme amacıyla kullanılabilir. Ancak bu kullanımdan sonra mutlaka atılmalıdır.
Şekil: 3’te tek kullanımlı CIP sistemi görülmektedir. Şekilde sistemde bir deterjan tankı, su ve buhar ilave etmek amacıyla pnömatik kontrollü vanalar, çözeltinin sirkülasyonu veya dışarı atılmasını sağlayacak santrifüj pompa, sıcaklık ve basınç göstergeleri gibi tamamlayıcı donanımlar bulunmaktadır. Ayrıca kostik, asit ve temizlik yardımcı maddelerini ayarlayan bir dozaj pompası seti de sistem bünyesinde görülmektedir.
Tek kullanımlı CIP sistemine, iyileştirme tankı (toplama tankı) ilave edilmiş durumu görülmektedir. Bu ilave tank sayesinde de deterjan çözeltisinin ve çalkalama suyunun bir sonraki temizlik işleminde, bir kere olmak koşuluyla ön temizlemede kullanılması, işleminin daha ekonomik olması açısından önem taşımaktadır.
Tek kullanımlı CIP sisteminde büyük hacimli bir süt tankının temizlenmesi için 20 dakikalık bir program hazırlanabilir. Bu programın aşamaları şöyledir:
1. AŞAMA - Ön Yıkama : 40 saniye aralarla, 3 defa 20 saniye süreyle ön yıkama yapılarak kaba kirler uzaklaştırılır. Kirlenen su bir pompa yardımıyla kanalizasyona gönderilir. Eğer bu sudan yeniden yararlanılması düşünülüyorsa iyileştirme tankına alınır.
2. AŞAMA - Deterjanla Yıkama : Temizleme maddeleri hesaplanarak hazırlanan çözelti, buhar enjeksiyonu ile istenilen sıcaklığa getirilir. Bu çözelti 10-12 dakika süreyle sirküle edilir. kullanılan çözelti dışarı atılır veya bir sonraki ön yıkamada kullanılacaksa iyileştirme tankına alınır.
3. AŞAMA – Ara Çalkalama : 40 saniye aralarla 2 defa 20 saniye süreyle soğuk su ile ara yıkama yapılarak, deterjan kalıntıları uzaklaştırılır. Kullanılan su dışarı atılır veya bir sonraki ön yıkamada kullanılacaksa, iyileştirme tankına alınır.
4. AŞAMA – Asitle Yıkama : Gerekirse pH 4,5 – 5 civarındaki oda sıcaklığında asit çözeltisiyle 3 dakika süren yeni bir temizleme yapılır. kullanılan çözelti dışarı atılır.
5. AŞAMA – Dezenfeksiyon ve Son Yıkama : Dezenfeksiyon çözeltisi 2 – 3 dakika süreyle püskürtülür. Daha sonra soğuk su yaklaşık 3 dakika süreyle püskürtülerek CIP çözeltileri tamamen uzaklaştırılır.
Bu temizleme programında kullanılan temizleme çözeltileri genellikle aşağıdaki konsantrasyonlarda hazırlanır:
1. Alkali Temizleme Çözeltisi : Örneğin kostikten hazırlanmış %0,2 – 0,5’lik temizleme çözeltisi.
2. Yardımcı Madde Çözeltisi : Yüzey aktif maddesi, emülsifiye edici madde ve köpük önleyici gibi maddeleri içeren %0,08 konsantrasyonluk bir çözelti.
3. Dezenfektan Çözeltisi : 50 – 100 ppm’lik sıvı klor çözeltisi.
4. Asit Temizleme Çözeltisi : Gıda sanayiinde kullanımına izin verilmiş bir asitten hazırlanmış %0,08 – 0,1’lik pH değeri 4 – 6 arasında olan temizlik çözeltisi.
1.4.2. Tekrar Kullanımlı CIP Yöntemi
Tekrar veya yeniden kullanımlı CIP sistemi, işletme maliyetinin ucuzlatılması için, temizleme çözeltisinin geri kazanılarak iyileştirilmesi ve mümkün olduğunca yeniden kullanılması prensibine göre geliştirilmiştir. Belli konsantrasyonda tutulan deterjan çözeltisinin fazla kirlenmemesi ve olabildiğince daha çok kullanılması için, ön yıkamanın çok iyi yapılması ve başlangıçtaki kaba kirlerin çalkalama suyu ile giderilmesi gerekir. Deterjanın yeniden kullanılmaması ancak aşağıdaki durumlarda söz konusu olabilir.
1. Üretim birimleri elle çalıştırıldığında temizlikte süreklilik sağlanamaz, dolayısıyla çözelti yeniden kullanılmaz.
2. Otomatik temizleme düzeneğine sahip separatörlerin temizliğinde kullanılan çözeltiler, bir kere kullanıldıktan sonra atılmak durumundadır.
3. Çok kirli ekipmanların temizlenmesinde kullanılan ve aşırı derecede kontamine olmuş çözeltiler bir kere kullanılırlar.
Bu yöntemde işlemin programlanması son derece önemlidir. CIP programı, temizlenecek ekipmanın kirlilik derecesine ve kirin karakterine göre belirlenmek zorundadır. Isıl işlem gören yüzeylere, başta proteinler olmak üzere süt bileşenlerinin denatüre olarak ve sertleşerek yapışma durumları söz konusudur. Daha önce de belirtildiği gibi süt taşı olarak ifade edilen bu birikintilerin uzaklaştırılması için asidik temizleme çözeltilerinin kullanılmasına gereksinim vardır. Temizlik yapılacak ekipman ve kirlilik durumu çok değişik uygulamaları gerektirebilir.
Bu nedenle belli bir sıranın ve konsantrasyonun verilmesi mümkün değildir. Bazen alkali / asit, bazen asit / alkali şeklinde, bazen de alkali / dezenfektan şeklinde bir sıralama yapılabilir veya bazen sadece alkali temizleme çözeltisi kullanılabilir. Kirin derecesine göre çözelti konsantrasyonlarında da değişikler söz konusu olabilir. Farklı konsantrasyonlarda temizleme çözeltisi arzu ediliyorsa, her çözelti için ayrı bir deterjan tankı kullanılmalıdır. O halde temizlik programı, kirin yoğunluğu ve kirin karakteri dikkate alınmak suretiyle hazırlanmalıdır.
Deterjanların bulunduğu tanklar, genellikle sürekli olarak ısıtılarak çözeltilerin belirli sıcaklıkta olmaları sağlanır. Bu durum temizlemenin daha etkin bir şekilde yapılmasını sağlar. Temizleme zamanını kısaltır ve deterjanların belirli sıcaklıklara yükseltilmesinde daha az buhar sarf edilmesine yardımcı olur.
Temizleme işlemi sırasında herhangi bir nedenle deterjan çözeltisinde kayıp meydana gelebilir. Ancak bu sistemde, deterjan sürekli olarak sirküle edildiği için, eksilen kısım stok tankındaki çözelti ile otomatik olarak takviye edilir.
Deterjan çözeltilerinin konsantrasyonu önemlidir. Bu nedenle tanklardaki çözelti konsantrasyonları sürekli kontrol edilip, konsantrasyonda düşme meydana geldiğinde deterjan ilave edilerek düzeltilmelidir. Bu sistemde her çözelti için mutlaka ayrı bir tankın bulunması zorunludur. Eğer sıcak su ile çalkalama öngörülmüş ise, ayrı bir sıcak su tankının bulundurulması zaman ve enerji tasarrufu bakımından yararlı olur. Bu tür sistemler genellikle otomatik çalışır ve tek bir merkezden idare edilirler. Bu nedenle de iletim boruları çok uzundur. Fazla miktarda su ve deterjan çözeltisi kullanılmasına neden olur. Böyle bir sistemde ısıtmanın serpantinlerle veya plakalı ısı değiştirici ile yapılması uygun olur.
CIP temizleme ünitesinde alkali ve asit tankları, su tankı, gerekli görüldüğü durumlarda su iyileştirme tankı, ısıtma sistemi, CIP besleme ve geri dönüş pompaları bulunmaktadır. CIP ünitesi, iyi havalandırılabilen özel odalarda bulundurulur. Bu yöntemde boru hattının sökülmesine gereksinim duyulmaz. Boru hattı sökülmeden yerinde temizlenebilir ve tüm sistem uzaktan kontrol edilebilir. Bu yöntemde; temizleme çözeltisi, işletme içerisinde belirli boru hatları aracılığıyla temizlenmesi arzu edilen tüm alet ve ekipmanlara taşınır.
CIP sisteminin avantajlı ve dezavantajlı yönleri aşağıda görüldüğü şekilde özetlenebilir.
1.1.1. CIP Sisteminin Avantajları
1. Sudan, deterjandan ve ısıdan en verimli şekilde yararlanarak giderlerden tasarruf sağlar.
2. İşletme daha verimli çalışır. Zaman kaybı minimum düzeyde olur.
3. İşçilikten büyük tasarruf sağlanır. Çünkü alet ve cihazların sökülüp takılmasına gerek yoktur.
4. Çalışanlar için büyük bir rahatlık ve emniyet sağlar. Tank içerisine girmeye, deterjanla ve dezenfektan maddelerle temas etmeye gerek kalmaz.
5. Daha hijyenik çalışma olanağı yaratır. Temizleme programı tam olarak ve etkili bir şekilde sürdürülebilir. Yeniden kontamine olma riski yoktur.
1.1.2. CIP Sisteminin Dezavantajları
1. Her üniteye uygulamak mümkün değildir. Çok yoğun kirlerin CIP sistemiyle temizlenmesi mümkün değildir.
2. İlk yatırım maliyeti yüksektir.
3. Çok karmaşık ekipmanlar içerdiği için, daha fazla bakıma gereksinim gösterir.
1.2. CIP Yönteminin Dayandığı Prensipler
CIP temizleme sistemiyle işletme içerisinde yüksek bir sanitasyon standardı yakalanabilmektedir. Ancak CIP sisteminin kullanılacağı süt işletmelerinin buna uygun şekilde dizayn edilmeleri zorunludur. İşletmelerin hijyenik planlanmasının, boru hatlarının, bağlantı elemanlarının ve ekipmanlarının hijyenik seçilmesinin CIP yönteminin başarı ile uygulanmasında büyük önemi vardır.
Boru hatlarının temizlenmesinde en önemli faktör akış hızıdır. Boru boyutları ne olursa olsun, iyi bir temizleme için akış hızının en az 1,5 metre/saniye olması gerekmektedir.
Boru hatlarındaki en önemli sorunlardan birisi ölü noktaların veya ölü boşlukların bulunmasıdır. Genellikle yeni bazı aletlerin veya boşaltma vanalarının montajı için boru hatlarına konulan T_parçalarının bir çıkışı çoğu kez kullanılmaz ve bu bölümün temizlenmesi son derece zordur. Bu nedenle ölü bölüm olarak adlandırılan bu çıkış Şekil: 1‘de görüldüğü gibi mümkün olduğunca kısa tutularak temizleme çözeltisinin ölü noktalara ulaşması sağlanmalıdır.
Boruların dikişsiz paslanmaz çelik olması ve gereken yerlerde argon kaynağı kullanılması hijyenik açıdan zorunludur. Boruların iç kısmı polisaj yapıldığı takdirde, daha kısa sürede temizlik sağlanmakta ve mikroorganizmalar etkisiz hale getirilebilmektedir. Pürüzlü yüzeylerin temizlenmesi ve sanitasyonu bir hayli zordur. Gelişmiş kaynak teknikleri kullanıldığı takdirde, boru kalınlığı ile kaynak kalınlığı arasında bir fark meydana gelmekte ve böyle kaynakların taşlanmasına ve polisajına gerek kalmamaktadır. Borular rakorla birleştirildikleri takdirde, bu amaçla yapılmış IDF (Uluslar arası Sütçülük Federasyonu) veya ISO (Uluslar arası Standartlar Teşkilatı) tarafından onaylanmış rakorların kullanılması tavsiye edilir. sökülmeden yerinde temizlenebilen bu rakorlar, CIP temizleme yöntemine uygundur. Normal rakorların bağlantı yerlerindeki yarıklara süt artıkları gireceğinden, bunların sökülmeden temizlenmeleri mümkün değildir.
Büyük hacimli tankların CIP yöntemiyle temizlenebilmesi için, bu yöntemin prensiplerine uygun şekilde imal edilmiş olması gerekir. Tankların iç yüzeyleri mutlaka pürüzsüz ve cilalı olmalıdır. Düzgün ve cilalı olmayan pürüzlü yüzeylerde süt artıklarının fazla oranda kalması ve bunların püskürtme yoluyla giderilmeleri oldukça zordur.
Tankların CIP sistemine dahil edilebilmesi için mutlaka püskürtme başlıkları ile donatılmış olmaları gerekir. Tank büyüklüğüne ve şekline bağlı olarak bir veya birden fazla püskürtme başlığı kullanılır.
Eğer tank içerisinde, karıştırıcı veya sonda gaz ekipmanların kapandığı bölümler varsa, ek bir püskürtme başlığına gereksinim duyulur. Değişik tipte püskürtme başlıkları bulunmaktadır. Genel olarak bunlar sabit ve döner olmak üzere iki grupta toplanır. Örneğin; püskürtme topu sabit olan püskürtme başlıkları da kullanışlı ve en ucuz oladır. Fazla kirli olmayan su ve deterjanın etkisiyle temizlenecek kirler püskürtme topu ile temizlenebilir. Ancak yapışkan kirlerin uzaklaştırılması için mekanik temizleme gücüne sahip olan döner jet püskürtme başlıkları tercih edilmelidir. Değişik tipteki püskürtme başlıkları Şekil: 2’de görülmektedir.
Püskürtme toplarının ve döner jet temizleme başlıklarının bazı özellikleri aşağıda sıralanmıştır:
Püskürtme Topları :
� Statik, püskürterek dağıtan başlıklardır.
� Ucuz, basit ve etkilidir.
� Hareket eden parçası yoktur, fazla bakım istemiz.
� AISI 316 paslanmaz çelikten yapılmıştır.
� Sıcaktan etkilenmez ve kendi kendini temizleyebilir.
� Tek deliğin tıkanmasının temizleme üzerine önemli bir etkisi olmaz.
� Akış hızları yüksek, basınçları oldukça düşüktür.
Döner Jet Temizleme Başlıkları :
³ Uzun mesafelere püskürtme yapabilirler.
³ Akış hızları oldukça yüksektir.
³ Düşük deterjan konsantrasyonu ile daha iyi temizleme sağlanır.
Daha yüksek çarpıcı güce sahiptir.
³ Ağız kısmının tıkanması sorun yaratabilir.
³ Bazı tiplerin bakımı ve temizlenmesi karmaşıktır.
³ Püskürtme toplarına oranla daha pahalıdır.
³ Bazıları yüksek sıcaklığa karşı fazla dayanıklı değildir.
CIP yönteminin başarılı olması için diğer önemli bir faktör, deterjanların ve konsantrasyonlarının doğru tayin edilmesidir. Bu konuda deterjanlar bölümünde geniş bilgi verilmiştir.
CIP sistemi için işletme yerleşim planı çok önemlidir. Eğer başlangıçta iyi bir yerleştirme yapılırsa, CIP sistemi ile temizlik yapılırken üretim hattının sökülmesine gereksinim duyulmaz. Böylece uzun zaman alan ve zahmetli olan boru sökme işinden büyük ölçüde zaman ve işçilik açısından tasarruf edilmiş olur. Tankların da kapalı şekilde dizayn edilmiş olmaları ve tank yüzeylerinin püskürtme yoluyla temizlenecek derecede düzgün olması, püskürtme başlıklarının 3600 hareket edecek ve her noktaya ulaşacak şekilde dizayn edilmiş olması gerekir. Zaten bu sistemin en pratik tarafı da, ekipmanlar sökülmeden temizliğin etkin bir şekilde yapılabilmesidir.
CIP sisteminin planlanmasında göz önünde tutulması gereken konular şöyle özetlenebilir:
1. Etkili bir sirkülasyon için tüm yüzeyler, sirkülasyon hattına bağlanabilmeli ve dolaşım hattının parçaları aynı anda temizlenecek durumda olmalıdır.
2. Bütün yüzeyler deterjanla temas edecek durumda olmalı ve kolay temizlenebilmelidir. Ürünlerin kontaminasyonuna neden olacak herhangi bir birikim ve sediment oluşumuna olanak verilmemelidir.
3. Aletlerin yapımında kullanılan materyal aynı cins olmalı, kullanılan deterjan ve dezenfektan maddelerden etkilenmemeli, uygulanan sıcaklık derecesine dayanabilmelidir.
4. Aynı deterjan veya dezenfektanın kullanılabilmesi için üretim sonucu oluşan kalıntıların da aynı cins olması gereklidir.
CIP sistemlerinde temizleme sıcaklığı, konsantrasyon, akış hızı ve süre arasında bir ilişki bulunmaktadır. Bu unsurlardan birinin eksikliği, diğerlerinden bir veya ikisinin artması ile dengelenebilir. Örneğin; temizleme işlemlerinde sıcaklık sınırlandırılır. Kimyasal madde konsantrasyonları artırılırsa, sıcaklık düşüşü ile olabilecek değişiklikler dengelenebilir.
Boru çapı ve sıcaklık derecesine bağlı olarak akış hızı laminerden türbülansa doğru değiştikçe temizliğin etkinliği artar. ayrıca temizleme çözeltisinin sıcaklığındaki artış; kalıntının fiziksel durumunu değiştirir, kimyasal reaksiyonları hızlandırır. Genel olarak temizleme çözeltisinin sıcaklığı 100C artırılarak kimyasal reaksiyonların hızı 1,5 – 2 kat yükseltilebilir.
1.3. CIP Yönteminin Aşamaları
Tipik bir CIP yöntemi basit olarak 5 aşamadan oluşmaktadır.
1. nci AŞAMA – Ön Yıkama : Kaba kirler uzaklaştırılır.
2. nci AŞAMA – Deterjanla Yıkama : Süt artıkları uzaklaştırılır.
3. ncü AŞAMA – Ara Çalkalama : Deterjan kalıntıları uzaklaştırılır.
4. ncü AŞAMA – Dezenfeksiyon veya Sterilizasyon : Geride kalan mikro organizmalar öldürülür.
5. nci AŞAMA – Son Yıkama : CIP çözeltileri tamamen uzaklaştırılır.
1.4. CIP Yöntemleri
CIP sistemi değişik yöntemlere sahiptir. Önceleri her büyüklükteki süt işletmelerinde kullanılan, son zamanlarda ise sadece küçük işletmelerde veya belirli üretim hatlarında kullanılan ve deterjan çözeltisinin sadece bir kere kullanılıp ve sonra atıldığı “Bir defa kullanımlı CIP yöntemi” veya “Tek kullanımlı CIP yöntemi” bunlar içerisinde en basit olanıdır. Süt işletmelerinin giderek büyümesi, daha kompleks olmaları ve temizlenecek ünitelerin artması sonucu, deterjanın yeniden kullanılmasına olanak veren “Tekrar kullanımlı CIP yöntemi” geliştirilmiştir. Daha sonra, bu iki yöntemin birlikte kullanıldığı “Merkezi çok kullanımlı CIP yöntemi” veya “Karışık CIP yöntemi” daha iyi sonuç vermiş, ancak bu yöntemin sakıncalarını elimine etmek üzere “Tek merkezden yönlendirilmeyen CIP yöntemi” kullanılmaya başlanmıştır.
Her ünite için tavsiye edilebilecek, optimum sonuç verebilir standart bir CIP yöntemi yoktur. Çünkü işletmenin ve üretim hattının duruma göre bazı değişikliklerin yapılması gerekebilir.
1.4.1. Tek Kullanımlı (Bir Defa Kullanımlı) CIP Yöntemi
CIP sistemleri içerisinde en basit olanıdır. Bir deterjan tank, pompa ve çeşitli vanalardan oluşur. Bu sistemde deterjan bir defa kullanılır, sonra drenaj kanalına dökülür. Bu tür sistemlerde kullanılan deterjan çözeltileri kısa süre için etkilidir. Birkaç kez kullanılmaya veya uzun süre muhafaza edilmeye uygun değildir. Her kullanımdan önce taze olarak ve ihtiyaç duyulan miktarda hazırlanmak zorundadır. Bu sistem sadece küçük işletmelerde kullanılmaktadır. İşletme içerisinde birden fazla CIP sistemi yapılabilir. Bu nedenle genellikle CIP ekipmanları proses makinalarına çok yakındır ve kullanılan deterjan ve su miktarı azdır.
Bazı üretim birimlerinde aşırı derecede kirlenme meydana gelir. Bu gibi ünitelerde “Tek kullanımlı yöntem” oldukça başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Çünkü, deterjan çözeltisi çabucak kirlenir. Zaten çok kirlenen deterjan çözeltisinin yeniden kullanılması da uygun değildir. Örneğin; fazla miktarda süt kiri kalması ısıl işlemin yapıldığı ekipmanların, aşırı şekilde kirlenmiş ve deterjan çözeltisi ile tamamen doldurulabilen yayık gibi ekipmanların temizlenmesinde, deterjan çözeltisi bir kere kullanıldıktan sonra atılmak zorundadır.
Tek kullanımlı CIP ünitelerinin yatırım masrafları az, derli toplu ve montajları kolay, fakat işletme masrafları yüksektir. Bu temizleme ünitesi elle veya otomatik olarak çalıştırılabilir. Zamanla süt işletmesinin kapasitesi büyütüldüğünde, mevcut tek kullanımlı CIP ünitesi herhangi bir sorun yaratmaz.
Bazı tek kullanımlı CIP sistemlerine deterjan püskürtme kolu buhar püskürtme ünitesi ve en önemlisi bir toplama tankı da ilave edilerek, sistem genişletilebilir. Bu durumda, kullanılan deterjan çözeltisi ve çalkalama suyu bir sonraki temizlik işleminde bir kez daha kullanılmak üzere toplama tankına alınır ve iyileştirilir. Bir sonraki temizleme işleminde, çoğu zaman ön temizleme amacıyla kullanılabilir. Ancak bu kullanımdan sonra mutlaka atılmalıdır.
Şekil: 3’te tek kullanımlı CIP sistemi görülmektedir. Şekilde sistemde bir deterjan tankı, su ve buhar ilave etmek amacıyla pnömatik kontrollü vanalar, çözeltinin sirkülasyonu veya dışarı atılmasını sağlayacak santrifüj pompa, sıcaklık ve basınç göstergeleri gibi tamamlayıcı donanımlar bulunmaktadır. Ayrıca kostik, asit ve temizlik yardımcı maddelerini ayarlayan bir dozaj pompası seti de sistem bünyesinde görülmektedir.
Tek kullanımlı CIP sistemine, iyileştirme tankı (toplama tankı) ilave edilmiş durumu görülmektedir. Bu ilave tank sayesinde de deterjan çözeltisinin ve çalkalama suyunun bir sonraki temizlik işleminde, bir kere olmak koşuluyla ön temizlemede kullanılması, işleminin daha ekonomik olması açısından önem taşımaktadır.
Tek kullanımlı CIP sisteminde büyük hacimli bir süt tankının temizlenmesi için 20 dakikalık bir program hazırlanabilir. Bu programın aşamaları şöyledir:
1. AŞAMA - Ön Yıkama : 40 saniye aralarla, 3 defa 20 saniye süreyle ön yıkama yapılarak kaba kirler uzaklaştırılır. Kirlenen su bir pompa yardımıyla kanalizasyona gönderilir. Eğer bu sudan yeniden yararlanılması düşünülüyorsa iyileştirme tankına alınır.
2. AŞAMA - Deterjanla Yıkama : Temizleme maddeleri hesaplanarak hazırlanan çözelti, buhar enjeksiyonu ile istenilen sıcaklığa getirilir. Bu çözelti 10-12 dakika süreyle sirküle edilir. kullanılan çözelti dışarı atılır veya bir sonraki ön yıkamada kullanılacaksa iyileştirme tankına alınır.
3. AŞAMA – Ara Çalkalama : 40 saniye aralarla 2 defa 20 saniye süreyle soğuk su ile ara yıkama yapılarak, deterjan kalıntıları uzaklaştırılır. Kullanılan su dışarı atılır veya bir sonraki ön yıkamada kullanılacaksa, iyileştirme tankına alınır.
4. AŞAMA – Asitle Yıkama : Gerekirse pH 4,5 – 5 civarındaki oda sıcaklığında asit çözeltisiyle 3 dakika süren yeni bir temizleme yapılır. kullanılan çözelti dışarı atılır.
5. AŞAMA – Dezenfeksiyon ve Son Yıkama : Dezenfeksiyon çözeltisi 2 – 3 dakika süreyle püskürtülür. Daha sonra soğuk su yaklaşık 3 dakika süreyle püskürtülerek CIP çözeltileri tamamen uzaklaştırılır.
Bu temizleme programında kullanılan temizleme çözeltileri genellikle aşağıdaki konsantrasyonlarda hazırlanır:
1. Alkali Temizleme Çözeltisi : Örneğin kostikten hazırlanmış %0,2 – 0,5’lik temizleme çözeltisi.
2. Yardımcı Madde Çözeltisi : Yüzey aktif maddesi, emülsifiye edici madde ve köpük önleyici gibi maddeleri içeren %0,08 konsantrasyonluk bir çözelti.
3. Dezenfektan Çözeltisi : 50 – 100 ppm’lik sıvı klor çözeltisi.
4. Asit Temizleme Çözeltisi : Gıda sanayiinde kullanımına izin verilmiş bir asitten hazırlanmış %0,08 – 0,1’lik pH değeri 4 – 6 arasında olan temizlik çözeltisi.
1.4.2. Tekrar Kullanımlı CIP Yöntemi
Tekrar veya yeniden kullanımlı CIP sistemi, işletme maliyetinin ucuzlatılması için, temizleme çözeltisinin geri kazanılarak iyileştirilmesi ve mümkün olduğunca yeniden kullanılması prensibine göre geliştirilmiştir. Belli konsantrasyonda tutulan deterjan çözeltisinin fazla kirlenmemesi ve olabildiğince daha çok kullanılması için, ön yıkamanın çok iyi yapılması ve başlangıçtaki kaba kirlerin çalkalama suyu ile giderilmesi gerekir. Deterjanın yeniden kullanılmaması ancak aşağıdaki durumlarda söz konusu olabilir.
1. Üretim birimleri elle çalıştırıldığında temizlikte süreklilik sağlanamaz, dolayısıyla çözelti yeniden kullanılmaz.
2. Otomatik temizleme düzeneğine sahip separatörlerin temizliğinde kullanılan çözeltiler, bir kere kullanıldıktan sonra atılmak durumundadır.
3. Çok kirli ekipmanların temizlenmesinde kullanılan ve aşırı derecede kontamine olmuş çözeltiler bir kere kullanılırlar.
Bu yöntemde işlemin programlanması son derece önemlidir. CIP programı, temizlenecek ekipmanın kirlilik derecesine ve kirin karakterine göre belirlenmek zorundadır. Isıl işlem gören yüzeylere, başta proteinler olmak üzere süt bileşenlerinin denatüre olarak ve sertleşerek yapışma durumları söz konusudur. Daha önce de belirtildiği gibi süt taşı olarak ifade edilen bu birikintilerin uzaklaştırılması için asidik temizleme çözeltilerinin kullanılmasına gereksinim vardır. Temizlik yapılacak ekipman ve kirlilik durumu çok değişik uygulamaları gerektirebilir.
Bu nedenle belli bir sıranın ve konsantrasyonun verilmesi mümkün değildir. Bazen alkali / asit, bazen asit / alkali şeklinde, bazen de alkali / dezenfektan şeklinde bir sıralama yapılabilir veya bazen sadece alkali temizleme çözeltisi kullanılabilir. Kirin derecesine göre çözelti konsantrasyonlarında da değişikler söz konusu olabilir. Farklı konsantrasyonlarda temizleme çözeltisi arzu ediliyorsa, her çözelti için ayrı bir deterjan tankı kullanılmalıdır. O halde temizlik programı, kirin yoğunluğu ve kirin karakteri dikkate alınmak suretiyle hazırlanmalıdır.
Deterjanların bulunduğu tanklar, genellikle sürekli olarak ısıtılarak çözeltilerin belirli sıcaklıkta olmaları sağlanır. Bu durum temizlemenin daha etkin bir şekilde yapılmasını sağlar. Temizleme zamanını kısaltır ve deterjanların belirli sıcaklıklara yükseltilmesinde daha az buhar sarf edilmesine yardımcı olur.
Temizleme işlemi sırasında herhangi bir nedenle deterjan çözeltisinde kayıp meydana gelebilir. Ancak bu sistemde, deterjan sürekli olarak sirküle edildiği için, eksilen kısım stok tankındaki çözelti ile otomatik olarak takviye edilir.
Deterjan çözeltilerinin konsantrasyonu önemlidir. Bu nedenle tanklardaki çözelti konsantrasyonları sürekli kontrol edilip, konsantrasyonda düşme meydana geldiğinde deterjan ilave edilerek düzeltilmelidir. Bu sistemde her çözelti için mutlaka ayrı bir tankın bulunması zorunludur. Eğer sıcak su ile çalkalama öngörülmüş ise, ayrı bir sıcak su tankının bulundurulması zaman ve enerji tasarrufu bakımından yararlı olur. Bu tür sistemler genellikle otomatik çalışır ve tek bir merkezden idare edilirler. Bu nedenle de iletim boruları çok uzundur. Fazla miktarda su ve deterjan çözeltisi kullanılmasına neden olur. Böyle bir sistemde ısıtmanın serpantinlerle veya plakalı ısı değiştirici ile yapılması uygun olur.
CIP temizleme ünitesinde alkali ve asit tankları, su tankı, gerekli görüldüğü durumlarda su iyileştirme tankı, ısıtma sistemi, CIP besleme ve geri dönüş pompaları bulunmaktadır. CIP ünitesi, iyi havalandırılabilen özel odalarda bulundurulur. Bu yöntemde boru hattının sökülmesine gereksinim duyulmaz. Boru hattı sökülmeden yerinde temizlenebilir ve tüm sistem uzaktan kontrol edilebilir. Bu yöntemde; temizleme çözeltisi, işletme içerisinde belirli boru hatları aracılığıyla temizlenmesi arzu edilen tüm alet ve ekipmanlara taşınır.