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食品工廠 CIP 清洗篇:CIP 站、清洗濃度、溫度、迴路工程完整解析

2025.12.2 深入解析食品工廠 CIP 清洗,包括 CIP 站、濃度、溫度、流速、清洗迴路工程、酸鹼洗流程、消毒標準、ATP 驗證、SOP 與查核表,協助食品工廠符合 GMP 與 HACCP 食安要求。

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:

  • 調理鍋
  • 管線
  • 混合罐
  • 熱交換器

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

  • 濃度:0.8–2.0%
  • 溫度:60–80°C

② 酸液(Nitric / Phosphoric)- 水垢、礦物質清洗

  • 濃度:0.5–1.2%
  • 溫度:50–65°C

③ 消毒液(Peracetic Acid, Chlorine)

  • 濃度:100–200 ppm(依產品)
  • 不需高溫

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:

  • 管線長 → 熱損大
  • 切換迴路較複雜

(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:

  • 建置成本較高
  • 每台 CIP 需個別維護

(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:

  • 升溫快
  • 溫度可固定在精準區間
  • 適合中大型工廠

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:

  • 均質機
  • 乳品設備
  • 飲料系統

優點:

  • 溫度均勻
  • 易於控制

(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:

  • 熱交換器板片
  • 不易清洗的彎管
  • 罐底死角

(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)

  1. 35–50°C 清水預沖洗 3–5 分鐘
  2. 確認排出水無大顆粒殘渣

(2)Alkali Wash(鹼洗 SOP)

  1. 確認濃度:1–2%
  2. 確認溫度:60–80°C
  3. 鹼洗 10–20 分鐘(依油脂含量調整)
  4. 檢查流速:至少 1.5–2 m/s

(3)Intermediate Rinse(中間沖洗 SOP)

  1. 20–40°C 清水沖洗
  2. 直至 pH 接近中性

(4)Acid Wash(酸洗 SOP)

  1. 確認濃度:0.5–1.2%
  2. 確認溫度:50–65°C
  3. 酸洗 5–15 分鐘(去除水垢)

(5)Final Rinse(最終沖洗 SOP)

  1. 清洗至排出水 pH = 6.5–7.5
  2. 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

  • 是否有自動紀錄?
  • 是否每日簽名?

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)

我們提供食品工廠 / 中央廚房完整 CIP 工程規劃:

  • 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

若你需要 CIP 現場評估、設計或工程施作,我們可提供到廠規劃與完整報價。