Optimalisasi teknologi pembersihan CIP pada lini produksi susu dan analisis efek penghematan energi
Kontaminasi mikroba adalah faktor utama yang memengaruhi kualitas produk dalam produksi dan pengolahan produk susu. Jika residu pada permukaan peralatan dan dinding pipa tidak dibersihkan secara menyeluruh, kontaminasi mikroba pasti akan terjadi dan menyebabkan penurunan kualitas produk. Cleaning in Place (CIP) adalah program yang sangat penting dalam proses produksi produk susu. CIP, juga dikenal sebagai pembersihan posisi atau pembersihan in-situ, adalah teknologi yang membersihkan seluruh peralatan atau pipa di pabrik secara menyeluruh tanpa perlu membongkar peralatan, pipa, dan katup. Teknologi ini banyak digunakan pada lini produksi makanan dan minuman dengan mekanisasi tinggi, seperti minuman, produk susu, jus, selai, dan alkohol. Prinsipnya adalah menggunakan bahan pembersih alkali majemuk dan bahan pembersih asam majemuk untuk menghilangkan kotoran di permukaan benda, serta menggunakan bahan kimia pembersih untuk mengubah secara kimia, melarutkan, dan mengelupaskan polutan guna mencapai tujuan penghilangan lemak, penghilangan karat, dan pembersihan kotoran. Prosedur pembersihan CIP konvensional adalah pembilasan air → pencucian alkali → pembilasan air → pencucian asam → pembilasan air, yang memerlukan waktu pembersihan lama, efisiensi proses produksi rendah, serta tekanan konsumsi energi dan pembuangan polutan yang tinggi.
Langkah-langkah berikut dapat diambil untuk meningkatkan sistem pembersihan CIP konvensional pada produksi susu dengan teknologi desinfeksi dingin bebas asam.
(1) Menggunakan pembersihan bebas asam sebagai pengganti pembersihan CIP konvensional, prosedur pembersihan yang ditingkatkan adalah pembilasan air → pencucian alkali → pembilasan air. Berdasarkan skala produksi dan penggunaan larutan pembersih, dipilih sistem CIP sekali pakai, sistem CIP yang dapat digunakan kembali, dan sistem CIP penggunaan berulang untuk mengurangi biaya produksi dan menekan tekanan pengolahan air limbah.
(2) Gunakan desinfeksi dingin sebagai pengganti desinfeksi panas selama proses pembersihan. Desinfeksi dingin adalah metode sterilisasi yang aman dan efisien yang tidak menaikkan atau membatasi suhu makanan selama proses sterilisasi.
Metode ini tidak hanya membantu mempertahankan aktivitas fisiologis komponen fungsional pangan, tetapi juga membantu menjaga warna, aroma, rasa, dan komponen gizi. Desinfeksi dingin efektif terhadap semua mikroorganisme, dan setelah diencerkan umumnya tidak beracun serta tidak terpengaruh oleh kesadahan air. Metode ini membentuk lapisan tipis pada permukaan peralatan, sehingga konsentrasinya mudah diukur dan dipantau, dengan demikian mencapai efek hemat energi dan peningkatan efisiensi.
1.1 Pembersihan bebas asam dan pembersihan ditingkatkan
Jalankan program pembersihan bebas asam, pertama lakukan program pembersihan bebas asam selama 7 hari pada semua peralatan kecuali sterilizer dan tangki steril. Untuk mencapai tujuan pembersihan, pembersihan asam dan alkali dapat dilakukan pada hari ke-8, yang setara dengan pembersihan yang diperkuat. Kemudian lakukan daur ulang dan gunakan pembersihan alkali tunggal. Setelah setiap pembersihan, efektivitasnya diverifikasi, dilakukan uji aplikasi mikroba, dan pH dinding pipa diukur.
Konsentrasi disinfektan yang digunakan adalah 0,13%–0,26%. Semua peralatan yang akan didesinfeksi harus secara ketat menjalani desinfeksi dingin selama satu minggu penuh, kemudian diikuti dengan desinfeksi panas lainnya. Setelah setiap pelaksanaan, harus diverifikasi melalui pengujian aplikasi ATP, dan residu mikroba harus memenuhi persyaratan sebelum melanjutkan ke proses produksi berikutnya. Standar pembersihan harus mengikuti dua poin berikut. (1) Bau. Segar dan tidak berbau, dengan sedikit bau diperbolehkan selama proses atau tahap khusus tanpa memengaruhi keamanan dan kualitas produk akhir. (2) Visual. Permukaan bersih dan mengilap, tanpa genangan air, lapisan film, kotoran, atau kotoran lainnya.
Setelah perlakuan CIP, kapasitas produksi dan pengolahan peralatan telah berubah secara signifikan, dan indikator higienis serta indikator mikrobiologis telah memenuhi persyaratan terkait, yang tidak dapat menyebabkan peningkatan indikator higienis produk lainnya.
2.1 Penentuan sisa alkali akibat pembilasan air yang tidak sempurna
Teteskan beberapa tetes indikator (indikator fenolftalein) pada permukaan peralatan. Jika larutan berubah menjadi merah muda, itu menunjukkan bahwa masih ada sisa alkali pada peralatan, dan peralatan belum dibilas secara tuntas setelah pencucian alkali.
Teteskan beberapa tetes larutan asam fosfat pada kotoran di peralatan. Jika muncul gelembung, itu menunjukkan bahwa kotoran tersebut adalah air karbonat dengan kesadahan tinggi; setelah 2–3 menit, bilas dengan air. Jika kotoran terangkat, itu menunjukkan bahwa kotoran tersebut bersifat alkali. Peralatan perlu dibersihkan dan dinetralkan dengan produk asam.
2.3 Penentuan lapisan protein
Teteskan beberapa tetes zat pewarna pada kotoran di permukaan peralatan, diamkan selama 1–2 menit, bilas secara menyeluruh dengan larutan pencuci (campuran asam asetat dan etanol 1:1), lalu bilas perlahan dengan air minum. Jika terdapat lapisan biru, itu menunjukkan bahwa kotoran tersebut berbasis protein. Bersihkan dengan bahan pembersih klorin-alkali.
Analisis residu setelah pembersihan CIP
3.1 Penentuan kotoran asamTeteskan beberapa tetes NaOH 30% pada kotoran di permukaan peralatan, lalu bilas dengan air setelah 2–3 menit. Jika kotoran dapat terangkat, itu menunjukkan bahwa kotoran tersebut bersifat asam, dan peralatan dapat dibersihkan dengan produk alkali.
Letakkan 2–3 butir reagen besi pada permukaan yang sudah dibasahi terlebih dahulu, basahi butiran dengan air, lalu diamkan selama 1–2 menit. Jika permukaan mengandung besi dan/atau magnesium, butiran akan berubah menjadi oranye dan harus dihilangkan saat mencuci lapisan kotoran.
Jika pada permukaan terasa putih dan licin seperti berminyak serta terdapat tetesan air yang menggantung di permukaan, lapisan kotoran kemungkinan adalah kerak lemak. Gunakan kain bersih yang mengandung bahan pembasah untuk menggosok area permukaan, lalu bilas dengan air. Jika rasa berminyak dan tetesan air yang menggantung di permukaan berkurang, itu menunjukkan bahwa lapisan kotoran tersebut adalah kerak lemak.
Berdasarkan sifat kotoran dan verifikasi aplikasi ATP, jika total jumlah koloni bakteri ≥ 150 CFU · mL-1, maka dianggap tidak memenuhi syarat dan perlu dibersihkan kembali.
Susu mentah dengan kandungan protein dan lemak yang tinggi menghasilkan susu steril suhu sangat tinggi. Sisa kerak susu pada permukaan tabung bagian dalam seksi UHT keras. Analisis unsur menunjukkan bahwa kerak susu merupakan struktur komposit yang terutama tersusun atas zat anorganik, dan alkali dalam proses pembersihan tradisional tidak dapat berperan secara tepat sasaran. Optimalkan proses pembersihan dengan menyesuaikan frekuensi pembersihan asam pada seksi pra-perlakuan UHT serta konsentrasi pembersihan, waktu pembersihan, dan suhu pembersihan pada seksi UHT untuk mengubah keadaan fisik kotoran, mempercepat laju reaksi kimia, dan meningkatkan kelarutan kotoran, sehingga memudahkan pelepasan larutan pengotor selama pembersihan, dengan demikian meningkatkan efektivitas pembersihan dan memperpendek waktu pembersihan.
Dengan mengoptimalkan proses pembersihan dan menstandarkan operasi pembersihan CIP pada setiap bagian lini produksi di pabrik, pembersihan dilakukan sesuai persyaratan, prosedur, dan kualitas tertentu untuk mencapai tujuan yang telah ditetapkan. Semua alat, pipa, dan peralatan yang bersentuhan dengan bahan dibersihkan secara menyeluruh, tanpa sudut mati maupun sumber pencemaran. Selain itu, hal ini juga mengurangi pembuangan zat kimia dan cairan limbah dari bahan pembersih, memperpendek waktu pembersihan, meningkatkan tingkat pemanfaatan peralatan pabrik, serta mencapai tujuan penghematan air, penghematan energi, dan pengurangan emisi.
