การปนเปื้อนของจุลินทรีย์เป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อคุณภาพผลิตภัณฑ์ในการผลิตและแปรรูปผลิตภัณฑ์นม หากไม่ทำความสะอาดคราบตกค้างบนพื้นผิวอุปกรณ์และผนังท่ออย่างทั่วถึง ย่อมก่อให้เกิดการปนเปื้อนของจุลินทรีย์และทำให้ผลิตภัณฑ์เสื่อมคุณภาพได้อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ระบบทำความสะอาดในที่ (CIP) เป็นกระบวนการที่ขาดไม่ได้ในการผลิตผลิตภัณฑ์นม CIP หรือที่เรียกว่า cleaning positioning หรือการทำความสะอาดแบบอยู่กับที่ เป็นเทคโนโลยีที่สามารถทำความสะอาดอุปกรณ์หรือท่อทั้งหมดในโรงงานได้อย่างหมดจดโดยไม่ต้องถอดอุปกรณ์ ท่อ และวาล์วออก ใช้กันอย่างแพร่หลายในสายการผลิตอาหารและเครื่องดื่มที่มีระบบอัตโนมัติสูง เช่น เครื่องดื่ม ผลิตภัณฑ์นม น้ำผลไม้ แยม และแอลกอฮอล์ หลักการคือใช้สารทำความสะอาดด่างผสมและสารทำความสะอาดกรดผสมเพื่อขจัดสิ่งสกปรกบนพื้นผิวของวัตถุ และใช้สารเคมีทำความสะอาดเพื่อเปลี่ยนแปลง ละลาย และลอกเอาสารปนเปื้อนออกทางเคมี เพื่อให้เกิดผลในการขจัดไขมัน ขจัดสนิม และกำจัดสิ่งสกปรก ขั้นตอนการทำความสะอาด CIP แบบดั้งเดิมคือ ล้างน้ำ → ล้างด่าง → ล้างน้ำ → ล้างกรด → ล้างน้ำ ซึ่งใช้เวลาทำความสะอาดนาน ประสิทธิภาพเทคโนโลยีการผลิตต่ำ และใช้พลังงานสูงพร้อมทั้งมีแรงกดดันด้านการปล่อยของเสียสูง

สามารถใช้มาตรการต่อไปนี้เพื่อปรับปรุงระบบทำความสะอาด CIP แบบดั้งเดิมสำหรับการผลิตนม โดยใช้เทคโนโลยีฆ่าเชื้อแบบเย็นปราศจากกรด

(1) ใช้การทำความสะอาดแบบไม่ใช้กรดแทนการทำความสะอาด CIP แบบดั้งเดิม โดยขั้นตอนการทำความสะอาดที่ปรับปรุงแล้วคือ ล้างน้ำ → ล้างด่าง → ล้างน้ำ โดยพิจารณาตามขนาดการผลิตและการใช้สารทำความสะอาด จึงเลือกใช้ระบบ CIP แบบใช้ครั้งเดียว ระบบ CIP แบบใช้ซ้ำได้ และระบบ CIP แบบใช้หลายครั้ง เพื่อลดต้นทุนการผลิตและลดแรงกดดันในการบำบัดน้ำเสีย

(2) ใช้การฆ่าเชื้อแบบเย็นแทนการฆ่าเชื้อแบบร้อนในกระบวนการทำความสะอาด การฆ่าเชื้อแบบเย็นเป็นวิธีการฆ่าเชื้อที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ซึ่งไม่เพิ่มหรือลดอุณหภูมิของอาหารในระหว่างกระบวนการฆ่าเชื้อ

ไม่เพียงช่วยคงกิจกรรมทางสรีรวิทยาขององค์ประกอบเชิงหน้าที่ในอาหาร แต่ยังช่วยคงสี กลิ่น รส และองค์ประกอบทางโภชนาการไว้ การฆ่าเชื้อแบบเย็นมีผลต่อจุลินทรีย์ทุกชนิด และหลังการเจือจางโดยทั่วไปจะไม่เป็นพิษและไม่ได้รับผลกระทบจากความกระด้างของน้ำ มันจะสร้างฟิล์มบาง ๆ บนพื้นผิวอุปกรณ์ ทำให้การวัดความเข้มข้นทำได้ง่ายและแม่นยำ จึงช่วยประหยัดพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพ

1. โปรแกรม CIP สำหรับการทำความสะอาดแบบไม่ใช้กรดและการฆ่าเชื้อแบบเย็น
1.1 การทำความสะอาดแบบไม่ใช้กรดและการทำความสะอาดเชิงเสริม

เริ่มโปรแกรมทำความสะอาดแบบไม่ใช้กรด โดยเริ่มจากทำความสะอาดแบบไม่ใช้กรดกับอุปกรณ์ทั้งหมด ยกเว้นเครื่องฆ่าเชื้อและถังปลอดเชื้อ เป็นเวลา 7 วัน เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการทำความสะอาด ในวันที่ 8 สามารถทำความสะอาดด้วยกรดและด่างเพื่อให้เทียบเท่ากับการทำความสะอาดแบบเข้มข้น จากนั้นจึงนำด่างมาใช้ซ้ำในการทำความสะอาดแบบด่างเดี่ยว หลังการทำความสะอาดแต่ละครั้งจะมีการตรวจสอบผล ทดสอบการใช้งานทางจุลชีววิทยา และวัดค่า pH ของผนังท่อ

1.2 การฆ่าเชื้อแบบเย็น

ความเข้มข้นของสารฆ่าเชื้อที่ใช้คือ 0.13%~0.26% อุปกรณ์ทั้งหมดที่ต้องฆ่าเชื้อควรปฏิบัติตามการฆ่าเชื้อแบบเย็นอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ แล้วจึงตามด้วยการฆ่าเชื้อแบบร้อนอีกครั้ง หลังการดำเนินการแต่ละครั้ง ต้องตรวจยืนยันด้วยการทดสอบ ATP และต้องมีเศษตกค้างของจุลินทรีย์ผ่านตามข้อกำหนดก่อนจึงจะดำเนินการขั้นตอนการผลิตถัดไปได้ มาตรฐานการทำความสะอาดควรยึดตาม 2 ข้อต่อไปนี้ (1) กลิ่น สดใหม่และไม่มีกลิ่น อนุญาตให้มีกลิ่นเล็กน้อยในระหว่างกระบวนการหรือขั้นตอนพิเศษ โดยไม่กระทบต่อความปลอดภัยและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย (2) ลักษณะภายนอก พื้นผิวต้องสะอาด เป็นมันเงา และไม่มีน้ำขัง ฟิล์ม คราบสกปรก หรือสิ่งเจือปนอื่น ๆ

หลังการบำบัดด้วย CIP ความสามารถในการผลิตและการแปรรูปของอุปกรณ์มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ และตัวชี้วัดด้านสุขอนามัยและตัวชี้วัดทางจุลชีววิทยาเป็นไปตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง ซึ่งไม่อาจนำไปสู่การปรับปรุงตัวชี้วัดด้านสุขอนามัยอื่น ๆ ของผลิตภัณฑ์ได้

2. การตรวจสอบประสิทธิผลการทำความสะอาดหลังการทำความสะอาดแบบไม่ใช้กรด
2.1 การตรวจหาคราบด่างจากการล้างน้ำไม่ทั่วถึง

หยดสารชี้วัด (ฟีนอล์ฟทาลีนอินดิเคเตอร์) ลงบนพื้นผิวอุปกรณ์สองสามหยด หากสารละลายเปลี่ยนเป็นสีชมพู แสดงว่ายังมีด่างตกค้างอยู่บนอุปกรณ์ และอุปกรณ์ยังล้างน้ำไม่สะอาดหลังการล้างด่าง

2.2 การตรวจหาคราบด่าง
หยดสารละลายกรดฟอสฟอริกสองสามหยดลงบนคราบสกปรกบนอุปกรณ์ หากเกิดฟองขึ้น แสดงว่าคราบนั้นเป็นคราบคาร์บอเนตจากน้ำที่มีความกระด้างสูง หลังจาก 2–3 นาที ให้ล้างด้วยน้ำ หากคราบถูกชะล้างออก แสดงว่าคราบนั้นเป็นคราบด่าง จำเป็นต้องทำความสะอาดอุปกรณ์และปรับสภาพให้เป็นกลางด้วยผลิตภัณฑ์ที่เป็นกรด
2.3 การตรวจหาฟิล์มโปรตีน

หยดสารย้อมสีสองสามหยดลงบนคราบสกปรกบนพื้นผิวอุปกรณ์ ปล่อยทิ้งไว้ 1–2 นาที แล้วล้างให้สะอาดด้วยน้ำยาล้าง (ส่วนผสมกรดอะซิติกและเอทานอลอัตราส่วน 1:1) จากนั้นล้างเบา ๆ ด้วยน้ำดื่ม หากมีชั้นสีน้ำเงินปรากฏอยู่ แสดงว่าคราบนั้นมีโปรตีนเป็นองค์ประกอบ ทำความสะอาดด้วยสารทำความสะอาดชนิดด่างคลอรีน

การวิเคราะห์สารตกค้างหลังการทำความสะอาด CIP

3.1 การตรวจหาคราบกรด

หยดสาร NaOH 30% สองสามหยดลงบนคราบสกปรกบนพื้นผิวอุปกรณ์ แล้วล้างด้วยน้ำหลังจาก 2–3 นาที หากคราบสามารถล้างออกได้ แสดงว่าคราบนั้นเป็นคราบกรด และสามารถทำความสะอาดอุปกรณ์ด้วยผลิตภัณฑ์ที่เป็นด่างได้

3.2 การตรวจหาคราบตะกรันแมกนีเซียม/เหล็ก

วางสารรีเอเจนต์สำหรับเหล็ก 2–3 เม็ดบนพื้นผิวที่ทำให้เปียกล่วงหน้า จากนั้นทำให้เม็ดรีเอเจนต์เปียกด้วยน้ำและปล่อยทิ้งไว้ 1–2 นาที หากพื้นผิวมีเหล็กและ/หรือแมกนีเซียม เม็ดรีเอเจนต์จะเปลี่ยนเป็นสีส้ม และควรถูกกำจัดออกเมื่อล้างชั้นคราบสกปรก

3.3 การตรวจหาคราบไขมัน

หากพื้นผิวมีลักษณะขาวและลื่นมัน และมีหยดน้ำเกาะอยู่บนพื้นผิว ชั้นคราบสกปรกนั้นน่าจะเป็นคราบไขมัน ใช้ผ้าสะอาดที่มีสารทำให้เปียกเช็ดถูบริเวณพื้นผิว แล้วล้างด้วยน้ำ หากความลื่นมันและการเกาะของหยดน้ำบนพื้นผิวลดลง แสดงว่าชั้นคราบนั้นเป็นคราบไขมัน

4. การตรวจสอบประสิทธิผลการทำความสะอาด

จากลักษณะของคราบสกปรกและการตรวจยืนยันด้วย ATP หากจำนวนโคโลนีแบคทีเรียรวม ≥ 150 CFU·mL-1 ให้ถือว่าไม่ผ่านเกณฑ์ และต้องทำความสะอาดใหม่อีกครั้ง

5. การปรับปรุงและพัฒนากระบวนการ

นมดิบที่มีปริมาณโปรตีนและไขมันสูงจะทำให้เกิดนมฆ่าเชื้ออุณหภูมิสูงพิเศษ คราบนมที่ตกค้างบนผิวท่อด้านในของส่วน UHT มีความแข็ง การวิเคราะห์องค์ประกอบพบว่าคราบนมมีโครงสร้างเชิงซ้อนที่ประกอบด้วยสารอนินทรีย์เป็นหลัก และด่างในกระบวนการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมไม่สามารถออกฤทธิ์ได้อย่างตรงจุด จึงควรเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการทำความสะอาดด้วยการปรับความถี่ในการล้างกรดของส่วนเตรียมล่วงหน้า UHT และปรับความเข้มข้น เวลาในการล้าง และอุณหภูมิในการล้างของส่วน UHT เพื่อเปลี่ยนสภาพทางกายภาพของคราบสกปรก เร่งอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี และเพิ่มความสามารถในการละลายของคราบสกปรก เอื้อต่อการหลุดลอกของสารเจือปนระหว่างการทำความสะอาด จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการล้างและลดเวลาในการทำความสะอาด

6 บทสรุป
ด้วยการปรับปรุงกระบวนการทำความสะอาดและทำให้การปฏิบัติงาน CIP ของแต่ละส่วนในสายการผลิตของโรงงานเป็นมาตรฐาน จึงดำเนินการทำความสะอาดตามข้อกำหนด ขั้นตอน และคุณภาพที่กำหนดไว้เพื่อให้บรรลุเป้าหมายที่วางไว้ เครื่องมือ ท่อ และอุปกรณ์ทั้งหมดที่สัมผัสกับวัตถุดิบได้รับการทำความสะอาดอย่างทั่วถึง โดยไม่มีจุดอับหรือแหล่งปนเปื้อนใดๆ อีกทั้งยังช่วยลดการปล่อยสารเคมีและน้ำเสียจากน้ำยาทำความสะอาด ลดเวลาการทำความสะอาด เพิ่มอัตราการใช้งานของอุปกรณ์ในโรงงาน และบรรลุเป้าหมายด้านการประหยัดน้ำ การประหยัดพลังงาน และการลดการปล่อยมลพิษ