食品工廠 CIP 清洗篇:CIP 站、濃度、溫度、流速、食安基礎
CIP(Clean-In-Place,原位清洗)是食品工廠、飲料工廠、中央廚房中最重要的衛生工程系統之一。
CIP 的核心目的:
- 無需拆卸設備,即可自動完成內部清洗
- 避免人員接觸造成二次污染
- 清洗標準化 → 降低人為誤差
- 支援 HACCP 的前提方案(PRP)與 CCP
所有食品工廠只要有以下設備,就必須使用 CIP:
- 雙夾層調理鍋(大型)
- 攪拌機、混合罐
- 管線(Pipeline)
- 殺菌槽、均質機、熱交換器(Plate Heat Exchanger)
- 飲料、乳品、液態食品生產系統
- CIP 循環系統本體(CIP Station)
CIP 做不好 = 食安問題 × 交叉污染 × 產線停擺 × 政府稽查不合格。
一、為什麼食品工廠一定要做 CIP?(食安 × 工程 × 產能)
1. 清洗標準化(降低人為誤差)
人工清洗容易:
- 洗不到死角
- 清洗時間不一致
- 清潔劑濃度不穩
- 沖洗不完全 → 殘留健康風險
CIP 是可量化、可紀錄、可追溯的清洗方式。
2. 食安要求:支援 GMP × HACCP
在 HACCP 中,CIP 通常不是 CCP(關鍵管制點),但它是:
PRP(前提方案)與 CCP 的支撐工程。
若 CIP 清洗不足,後續的殺菌加熱、急速冷卻、包裝流程都有污染風險。
3. 避免交叉污染(Cross-contamination)
管內殘餘物、油脂、蛋白質若未清乾淨:
- 會滋生微生物
- 造成產品腐敗、變異、PH 變動
- 可能引起過敏原交叉污染
4. 降低人工成本(CIP = 自動化清洗)
CIP 只需 1–2 人操作,可同時清洗:
比人工拆洗節省大量時間與人力。
5. 產能穩定(Clean System = High Yield)
清洗完成後,設備立即可投入下一批生產,避免因手洗造成的延遲。
二、CIP 清洗的核心原理:T.A.C.T(4 要素)
世界食品工廠最常使用的清洗模型:
T = Temperature(溫度)
A = Action(流速 / 機械力)
C = Chemical(化學清潔劑濃度)
T = Time(清洗時間)
這四大要素缺一不可。
(1)溫度(Temperature)
一般食品工廠 CIP 溫度:
- 鹼洗(Alkali):60–80°C
- 酸洗(Acid):50–65°C
- 殺菌(Sanitizer):常溫或 60°C 以下
溫度越高 → 脂肪溶解越快 → 油脂類食品必須高溫 CIP。
(2)流速 / 物理力(Action)
CIP 流速越高 → 剪切力越大 → 清洗效果越好。
流速建議:1.5–3 m/s
若低於 1 m/s,油脂與殘渣容易停留在管壁。
(3)化學濃度(Chemical)
食品工廠常用清洗劑:
① 鹼液(NaOH / KOH)- 脂肪、蛋白質清洗
② 酸液(Nitric / Phosphoric)- 水垢、礦物質清洗
③ 消毒液(Peracetic Acid, Chlorine)
濃度不足 → 清洗無效 濃度過高 → 腐蝕設備 × 食安風險
(4)時間(Time)
食品工廠標準清洗時間(參考值):
- 預沖洗(Pre-rinse):3–5 分鐘
- 鹼洗:10–20 分鐘
- 酸洗:5–15 分鐘
- 消毒:5–10 分鐘
清洗時間太短 → 絕對清不乾淨。
三、CIP 適用設備與不適用設備
(1)適用於 CIP 的設備
- 調理鍋(大型)
- 混合罐、乳化機、均質機
- 配料管線
- 熱交換器(Plate Heat Exchanger)
- CIP 迴路本身
- 儲液槽、反應槽
特別適用於液態、半流動性食品:
- 奶類、飲料
- 液態蛋製品
- 調理醬料
- 粥品、濃湯
- 液態調理食品(OEM)
(2)不適用於 CIP 的設備
- 黏稠度太高,無法流動的食品罐(例如麻糬、糯米類)
- 固體食品設備(炒鍋、油炸機)
- 無法封閉的設備(開放式油炸鍋)
這些設備需採用 COP(Clean-Out-Of-Place)拆洗。
四、食品工廠 CIP 的基本流程(標準五道程序)
食品工廠專業 CIP 流程通常包含這五大步驟:
(1)Pre-rinse(預沖洗)
- 以 35〜50°C 清水沖洗管內殘留物
- 沖走大部分食物殘渣
(2)Alkali Wash(鹼洗)
目的:去除油脂、蛋白質、澱粉。
- 濃度:0.8–2%
- 溫度:60–80°C
- 時間:10–20 分鐘
此為食品工廠內部清洗最重要的一步。
(3)Intermediate Rinse(中間沖洗)
沖除鹼液殘留 → 避免酸洗時發生化學反應。
(4)Acid Wash(酸洗)
目的:去除鈣、鎂、水垢(Scale)。
- 濃度:0.5–1.2%
- 溫度:55–65°C
- 時間:5–15 分鐘
(5)Sanitizing(消毒)
使用殺菌劑,如:
- 過氧乙酸(Peracetic Acid)
- 氯系消毒劑(視設備兼容性)
目的:在生產線重啟前殺除微生物。
五、CIP 與食品安全(HACCP 支撐性措施)
(1)CIP 不是 CCP,但支援 CCP
例如:
- 產品加熱殺菌(CCP) → 管內清潔度必須穩定
- 急速冷卻(CCP) → 冷卻水迴路需 CIP 清洗
(2)CIP 錯誤 → 微生物爆量
常見污染來源:
- 油脂殘留 → 生菌 / 酵母上升
- 管壁 Biofilm(生物膜)
- 熱交換器污染
Biofilm 特別危險 → 必須透過鹼洗 + 高溫去除。
(3)CIP 是 GMP 官方要求
TFDA/衛福部明確要求食品工廠:
- 設備應可維持清潔狀態
- 清洗需可追溯
- 不得造成二次污染
(4)清洗紀錄(CIP Log)必須留存
政府稽查會看:
- 清洗溫度紀錄
- 清洗濃度紀錄
- 清洗時間紀錄
- 每次清洗的結果與簽名
沒有紀錄 = 視為沒清洗。
六、Part 2 預告:CIP 站 × 濃度 × 溫度 × 迴路工程
Part 2 將開始進入食品工廠最重要的工程段:
- CIP Station(集中式 vs 分散式)
- 迴路工程(Return Line、三通閥、隔離)
- 濃度偵測(Conductivity)
- 加熱方式(蒸氣加熱、熱交換器)
- CIP 與蒸氣系統整合
- 管路流速(Turbulence)
- CIP 泵浦選型
這將是食品工廠 CIP 工程的最核心內容。
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食品工廠 CIP 清洗篇:CIP 站、濃度控制、溫度、迴路工程
本章進入 CIP 最「工程核心」的領域:系統架構、濃度偵測、加熱模式、回流迴路、泵浦、流速等實務,直接影響清洗效果與食安。
七、CIP Station(CIP 站)設計:集中式 vs 分散式
食品工廠的 CIP 站(CIP Station)是整個 CIP 系統的心臟。
(1)集中式 CIP(Central CIP)
一個 CIP 站供應整個工廠所有 CIP 迴路。
優點:
- 管理容易(濃度、溫度集中控制)
- 成本較低(不需多組系統)
- 適合中大型工廠
缺點:
(2)分散式 CIP(Distributed CIP / Mini-CIP)
每個廠區、產線或樓層有獨立小型 CIP 站。
優點:
- 管線短、熱損小 → 更節能
- 反應快速(清洗隨時可啟動)
- 非常適合食品 OEM、中央廚房
缺點:
(3)混合式 CIP(Hybrid CIP)
大型工廠常會採用
- 主 CIP 站(熱水、鹼液、酸液)
- 各區小型加熱 / 迴流站
混合式是最常見的食品工廠配置。
八、CIP 迴路工程(Flow Path × Return Line × 三通閥)
CIP 迴路的工程設計直接決定清洗效果。
(1)Flow Path(供液管線)
CIP 清洗液從 CIP 站 → 設備 → 回流。
工程重點:
- 使用不鏽鋼 304 / 316 管路
- 焊道要「充氬焊」(避免死角)
- 所有彎頭使用長彎頭(避免流速下降)
- 不可有死角 > 1.5D
(死角會形成 Biofilm 生物膜,是食安最大危害之一)
(2)Return Line(回流管線)
CIP 成功與否,90% 取決於回流是否順暢。
回流失敗 → 整條 CIP 死亡。
工程要點:
- 回流管必須獨立,不可與食品製程共用
- 流速需保持 1.5–2.5 m/s
- 管徑不可過大(會變慢)
- 需具備氣液分離(避免空氣卡住)
(3)三通閥(Mixproof Valve / Single Seat Valve)
CIP 工程常使用三類閥件:
① Single Seat Valve(單座閥)
- 成本低 - 適合小型工廠
② Double Seat Valve(雙座閥)— 飲料 / 乳品標配
- 安全性最高 - 食品液與 CIP 液完全隔離 - 適合中大型系統
③ Mixproof Valve(混合防混閥)
- 防止交叉污染 - CIP 與產品液體不會接觸
食品工廠若希望做到 GMP A 級,必須使用 Mixproof。
九、CIP 加熱方式(蒸氣 × 熱交換 × 電熱)
CIP 的鹼液與酸液必須加熱到一定溫度(鹼洗 60–80°C、酸洗 50–65°C),因此需要加熱設備。
(1)蒸氣加熱(最常見)
利用蒸氣加熱 CIP 槽。
優點:
缺點:
- 需具備完整蒸氣系統(鍋爐 / 管路)
- 蒸氣不穩會導致 CIP 溫度波動
(2)熱交換器(Plate Heat Exchanger)
利用「板式熱交換器」將熱水傳給 CIP 槽。
非常適合清洗:
優點:
(3)電熱(Electric Heater)
適合小型中央廚房或產量低的設備。
缺點:成本高、升溫慢。
十、CIP 濃度控制(Conductivity:電導度監測)
CIP 濃度控制 = 食安關鍵。
若濃度不足 → 清洗無效 → 生菌爆量 濃度過高 → 腐蝕設備 × 健康風險
(1)如何偵測 CIP 濃度?
① 電導度(Conductivity)— 最常用
鹼、酸液都有電導度,系統可自動偵測濃度。
- 鹼液電導度:20–40 mS/cm(依濃度)
- 酸液電導度:10–30 mS/cm
系統會自動調整鹼粉 / 酸液加入量。
② 手動滴定(Titration)— 小型工廠常用
每日測量一次濃度。
缺點:人為誤差大。
(2)濃度與清洗效果的關係
- 0.5% 鹼液 → 清油脂能力弱
- 1% 鹼液 → 基本清洗
- 1.5–2% 鹼液 → 完整清洗(最常用)
含油高的食品(咖哩、滷汁)→ 必須 1.5–2% 鹼液。
十一、CIP 泵浦選型(流速 = 清洗效果)
CIP 成功 60% 來自泵浦選型是否正確。
(1)流速需求(Turbulence)
清洗管路必須產生「湍流」:
最低流速:1.5 m/s 最佳流速:2–3 m/s
流速太低(< 1 m/s) → 清洗無效。
(2)泵浦需求
- 流量(L/min)需高於食品流量
- 揚程(Head)需克服整條管路的阻力
- 材質須為 SUS316(耐酸鹼)
十二、CIP 與蒸氣系統整合(食品工廠最常用配置)
食品工廠通常會同時建置:
- CIP Station(清洗)
- Hot Water Station(80–90°C)
- Steam Boiler(蒸氣來源)
整合方式:
- 蒸氣 → 熱水槽加熱 → CIP 鹼液 / 酸液
- 蒸氣可直接加熱 CIP 槽
整合後優點:
- 溫度上升快速
- CIP 週期可縮短 10–30%
- 減少能源損失
十三、CIP 工程常見錯誤(食品廠最常踩雷)
- 泵浦流速不足 → 清洗無效
- 濃度控制錯誤(太高腐蝕、太低無效)
- 回流管路堵塞 → CIP 無法循環
- 蒸氣不穩 → 無法維持 60–80°C
- 管道有死角 → 細菌滋生、Biofilm
- 閥件選錯 → CIP 與食品液交叉污染
- 未做保溫 → 蒸氣熱損 × CIP 時間變久
十四、驗證 × SOP × 查核表
- ATP × 菌落 × PH × 目視驗證
- CIP 清洗 SOP(完整流程)
- 消毒 / 回填 SOP
- 稽查文件(TFDA 常問)
- 顧問版查核表(工程 × 食安)
食品工廠 CIP 清洗篇:驗證、SOP、異常處理、稽查重點、查核表
本篇是整個 CIP 清洗篇的重點:如何驗證清洗效果、政府如何稽查、工程如何改善,以及完整 SOP 讓食品工廠能確實執行清洗、消毒與紀錄。
十五、CIP 清洗效果驗證方法(Validation)
食品工廠 CIP 成功與否不能只有「看起來乾淨」,必須具備科學驗證。
(1)ATP 測試(最常用)
ATP 是細胞能量指標,數值越低代表越乾淨。
食品工廠標準:
- 管線:< 30 RLU
- 混合罐內壁:< 50 RLU
- 熱交換器:< 10–20 RLU
ATP 是最常用、最快速、最便宜的方法。
(2)菌落數(Plate Count)
每月或每季進行菌落採樣。
標準:應符合食品廠類型之微生物規範,通常:
- 一般食品設備:< 100 CFU/100cm²
- 乳品/飲料:< 10 CFU/100cm²
(3)pH 測試(確認無殘留)
最後沖洗的水,pH 值應接近中性(6.5–7.5)。
如果高於 pH 8 → 鹼液殘留 如果低於 pH 5 → 酸液殘留
殘留可能導致:腐蝕、食安風險、產品變味。
(4)內視鏡檢查(Endoscope)
針對高風險 CIP 設備可做年度內視鏡:
(5)生物膜(Biofilm)測試
Biofilm 是 CIP 最難清除的污染來源。 若 ATP 常常忽高忽低,通常是 Biofilm 問題。
清除 Biofilm 的方法:
- 提高鹼洗溫度(70–80°C)
- 增加鹼液濃度(1.5–2.0%)
- 延長清洗時間
- 定期酸洗(去除礦物質)
十六、CIP 清洗流程 S.O.P(食品工廠標準)
以下為食品工廠可直接使用的標準化 SOP。
(1)Pre-Rinse(預沖洗 SOP)
- 35–50°C 清水預沖洗 3–5 分鐘
- 確認排出水無大顆粒殘渣
(2)Alkali Wash(鹼洗 SOP)
- 確認濃度:1–2%
- 確認溫度:60–80°C
- 鹼洗 10–20 分鐘(依油脂含量調整)
- 檢查流速:至少 1.5–2 m/s
(3)Intermediate Rinse(中間沖洗 SOP)
- 20–40°C 清水沖洗
- 直至 pH 接近中性
(4)Acid Wash(酸洗 SOP)
- 確認濃度:0.5–1.2%
- 確認溫度:50–65°C
- 酸洗 5–15 分鐘(去除水垢)
(5)Final Rinse(最終沖洗 SOP)
- 清洗至排出水 pH = 6.5–7.5
- 排放所有殘餘清洗液
(6)Sanitization(消毒 SOP)
可使用:
- 過氧乙酸(Peracetic Acid)100–200 ppm
- 氯系消毒劑(依設備兼容性)
消毒 5–10 分鐘後排乾。
十七、CIP 異常狀況處理(Troubleshooting)
(1)清洗後 ATP 偏高(最常見)
可能原因:
- 流速不足 → 泵浦挑選錯誤
- 濃度不足 → 電導度校正問題
- 時間太短
- Biofilm(需提升溫度 + 鹼濃度)
(2)清洗溫度無法達標
- 蒸氣壓力不足
- 熱交換器 fouling(結垢需清洗)
- 保溫不足 → 熱損太大
(3)回流不順(Return Line Fail)
- 管內有空氣(氣鎖)
- 回流泵選型錯誤
- 管線逆坡 → 冷凝水堵住
回流問題是 CIP 最大的工程難題。
十八、TFDA 稽查時會看哪些 CIP 文件?
食品工廠被稽查時,審查員會查看:
- CIP 清洗記錄(溫度 / 濃度 / 時間)
- CIP 流程圖(Flow Diagram)
- CIP SOP
- CIP 設備校正紀錄(電導度 / 溫度)
- ATP 或菌落監測紀錄
- CIP 藥劑(MSDS)
沒有這些 → 視為不合格。
十九、食品工廠 CIP 顧問版查核表(專業工程顧問使用)
此查核表可直接用於你公司現場輔導。
1. 系統設備
- CIP 槽材質是否為 SUS316?
- 是否具備蒸氣加熱或 PHE?
- 回流泵是否符合流速需求?
- 管路是否使用充氬焊?
2. 流速驗證
- 管路流速是否 ≥ 1.5 m/s?
- 是否具備流量計?
3. 濃度與溫度控制
- 電導度(濃度)是否每天校正?
- 鹼液溫度是否達 60–80°C?
4. 各步驟清洗時間
- 鹼洗 ≥ 10 分鐘
- 酸洗 ≥ 5 分鐘
- 消毒 ≥ 5 分鐘
5. 清洗紀錄
6. 生物膜風險
- ATP 計畫是否有每周與每月標準?
- 熱交換器是否定期拆洗?
二十、CTA(可放在你公司網站的轉換段落)
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- CIP 站(集中式/分散式)設計
- 鹼洗/酸洗/消毒全流程制定
- CIP 管路工程(Flow Path / Return Line)
- 電導度(濃度)監控校正
- 蒸氣 × 熱水整合工程
- Biofilm 根除改善(高溫鹼洗 + 時間強化)
- 食品工廠 GMP × HACCP 稽查文件建立
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