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什么是 UHT？

‌UHT (Ultra High Temperature) 是一种食品加工技术，主要用于牛奶等液态食品的灭菌处理。UHT 技术通过在 135-150℃ 的高温下对食品进行瞬时加热，持续几秒到十几秒不等，以达到商业无菌的标准。这种高温处理能够有效地杀死食品中的微生物，同时最大限度地保持食品的营养和风味‌。

在 UHT 加工工艺中有两个关键的工艺 CIP 和 SIP，它们和产品灭菌一起，构成 UHT 无菌产品加工工艺的三座基石。那什么是 CIP 和 SIP？且听HJC黄金城·(中国区)集团集团-官网细细道来。

2.1  什么是 CIP？

CIP (Clean in place) 可以翻译成就地清洗、原地清洗、定位清洗等等，通常简称为清洗。CIP 系统广泛应用于各种饮料(乳饮料、果蔬汁饮料、果粒饮料、茶饮料)、液奶、酸奶、酒类等机械化程度较高的食品企业中。实际上是生产设备内部的清洗，例如管道内部、缸体内部。

2.2 CIP 的目的

①去除为微生物提供营养的食物或食品残渣；

②去除各种微生物（CIP 的冲洗可以带走很多微生物）；

③去除各种异物、颗粒、溶液残留。

2.3 CIP 的流程

业内人士通常讲三步 CIP、五步 CIP，所以可以说 CIP 分为 2 种形式。

三步 CIP 流程:

①预先水冲洗

②碱洗

③最终水冲洗

五步 CIP 流程:

①预先水冲洗

②碱洗

③中间水冲洗

④酸洗

⑤最终水冲洗

2.4 CIP 的影响因素

① 浓度

浓度越高，清洗效果越好。一般来讲，浓度越高，单位体积内清洗液分子数越多，与污垢的反应机会越多，清洗效果越好。但是要考虑成本、时间、设备等问题，不能无限提高浓度。浓度大了成本自然高，对设备也有一定损害，还有大浓度的清洗剂导致水冲时间变长，清洗剂在使用后显然不能在设备内残留，必须水洗冲干净没有清洗剂残留。

② 温度

温度越高，清洗效果越好。温度越高，分子运动越快，与污垢接触机会越多，作用也越快，清洗效果也越好。同样温度也不能过高，过高的温度能耗大，成本高，且太高温度导致清洗剂性质不稳定，降低清洗效果。

③ 时间

时间越长，清洗效果越好。清洗时间越长，化学分子与污垢接触机会越多，反应时间越长，清洗效果越好。同样时间也不能过长，清洗液与污垢充分反应即可，过多的时间没有必要，另外还要考虑生产效率的问题。

④ 机械力

冲洗力越大，自然效果越好，但是机械力过大影响生产线机械作用的稳定性，还可能形成泡沫。所以一般管径≤80mm，流速≥1.5m/s，管径≥80mm，流速≥2.5m/s。流速还与生产线的设计与构造有关。

⑤ 清洗介质

常用的清洗剂是氢氧化钠和硝酸（实验室设备通常会用柠檬酸）。实际生产中更多的使用复合清洗剂，就是在碱洗时除了有氢氧化钠外还加入了其他清洗剂，酸洗也是这样。例如，加入表面活性剂、螯合剂、分散剂、悬浮剂、消泡剂等等，这样的复合清洗剂比单单使用氢氧化钠或硝酸效果好很多。表面活性剂减少水的表面张力可以使清洗液渗入更细小区域，螯合剂可以去除金属离子，螯合剂和分散剂防止形成水垢沉积，悬浮剂给不可溶污垢提供悬浮能力，以利于冲洗，消泡剂防止泡沫形成，提高清洗效能。

碱洗能通过皂化反应去除脂肪，溶解蛋白质，溶解大部分碳水化物污垢，反应产生可溶性盐，酸洗可以去除钙盐等矿物质、碳水化合物，水垢、腐蚀产物、乳石/啤酒石等。

做 CIP 常用的水有软水或者 RO 水。RO 是反渗透英文的简称。软化水生产成本比 RO 水的成本低，企业通常采用软水来做清洗，但是如果当地水质较差，比方说碱度偏高，就会采用 RO 水来做 CIP。

不要小看清洗时水的作用，它可以溶解绝大部分污垢、碳水化合物、蛋白质(蛋白质作为有机大分子分子化合物，在水中以分散态(胶体态)存在)，虽然溶解油脂性的效果差，但并不是一点用都没有。

⑥ 生产设备的设计与构造

设备内表面。内表面越粗糙越难以清洗，所以设备内壁必须经抛光处理，以 Ra表面粗糙度来衡量，此值越小越光滑，有的设备内表面粗糙度 Ra 可以达到0.4µm，一般内表面 Ra≤1.0μm;外表面 Ra≤2.5μm，实际上可以可根据需要来做。国家对这方面有要求，可以参考，例如，《QB/T 2467-1999 食品工业用不锈钢管》要求精加工表面 Ra≤1.0µm，管道和缸体内壁是精加工，《GB/T 24571-2009 PET 无菌冷灌装生产线》要求容器、阀门表面粗糙度Ra≤1.6µm。

到目前为止针对饮料、乳制品、啤酒等等行业的 CIP 还没有一个完整的、科学的、系统的、规范的清洗工艺。清洗的对象不同(啤酒、饮料、果汁、乳制品、药液、矿泉水、食品、化妆品等等)，本质上应有不同的工艺，因为涉及到清洗效果和清洗成本的问题。在生产实践中，清洗的浓度、温度、时间、清洗剂、清洗顺序如何选择使用，这就是关键的清洗工艺参数和流程。实际上经常这样做，首先，根据历史经验，已经使用且效果良好，可以作为参考使用，其二，咨询设备提供商，其三、咨询清洗剂提供商。只有设备厂商、清洗剂供货商和使用客户紧密联系，共同分析、研究才能制做出较为理想的、满足客户要求的CIP 工艺和设备。

2.5 CIP 的清洗效果验证

① 验证清洗剂残留

做 CIP 常用的清洗剂是食品级碱和食品级酸，这种碱的成分主要是氢氧化钠，这种酸的成分主要是硝酸。做 CIP 的最终水冲洗一定要把清洗剂冲洗掉，不能有残留。这就好比用洗洁精清洗餐具后用水把洗洁精冲洗掉一个道理，因为残留的清洗剂或者洗洁精对人体有害。

如何判定清洗剂残留呢?既然是水冲洗设备，进入设备的水和从设备出来的水在化学性质上表现一致，就可以判定无清洗剂残留，因为进入设备的水是没有清洗剂的，含有清洗剂的水其化学性质肯定是有变化的。通常采用检测水的 PH 来判定是否有清洗剂残留。准备进入设备清洗的水和从设备出来的水在检测 PH时结果表现一致就判定无残留，例如，有的企业要求 PH 变化在 0.2 范围内，有的是 0.3。

② 验证感官

气味：最终清洗水的气味，要求清新、无异味，不能影响最终产品的品质。

视觉：被清洗的设备内表面干净，无各种不应该有的残留污垢，例如清洗剂残留，料液残留，无各种异物、杂质。

卫生：用手指或者拭子(医用棉签)擦拭设备内表面无污点和变色。

微生物：检测最终冲洗水的微生物，通常检测菌落、霉菌和酵母菌。

3.1 什么是 SIP？

SIP (Sterilizing in place) 可以翻译成就地消毒(灭菌)、原地消毒(灭菌)、定位消毒(灭菌), SIP 系统也广泛应用于饮料、液奶、酸奶等机械化程度较高的食品企业中。实际上是设备内部的消毒或灭菌，例如管道内部、缸体内部。

3.2 SIP 的目的

尽可能多的杀灭微生物，注意 SIP 针对的是微生物。

3.3 SIP 的介质

SIP 的介质可以热水、蒸汽、消毒剂等。饮料企业在使用 SIP 时很多是热水和蒸汽介质，管道内使用热水，缸体使用蒸汽或者热水。尤其对于无菌设备一定是使用热水和蒸汽做 SIP。非无菌设备大多数时候用热水和蒸汽，有的时候可能会用消毒剂。

做 SIP 使用的热水和蒸汽必须是用 RO 水制备。因为 RO 水是非常纯净的水，没有杂质、异物，盐分非常少，很适合做 SIP。

3.4 SIP 的流程

饮料企业做 SIP 通常使用热水和蒸汽，步骤如下:

①升温：升温到要求的温度;

②保温：达到要求的温度后保持一定时间;

③降温：冷却降温。

3.5 SIP 效果的影响因素

SIP 要做的事是尽可能多的杀灭微生物，所以影响 SIP 效果的因素是温度和时间。如果是无菌设备，必须 SIP 温度 ≥121℃，时间 ≥20min。有的可以达到135℃、30min。如果不是无菌设备，做 SIP 时温度无需在 100℃ 以上，一般要求 80℃ 以上。实际运用的话企业根据自身需要设定参数要求。

3.6 SIP 的目的

SIP 的目的是尽可能多的杀灭微生物，其效果验证就是在做完 SIP 的设备内表面的微生物残留情况。对于无菌设备，SIP 后必须达到无菌状态，这里的无菌指的是商业无菌，不是绝对无菌，通常简称为无菌。设备供应商设计制造无菌设备时会留有无菌取样阀，通过无菌采样器对接无菌取样阀可以取得 SIP 后设备内的残留水用来检测微生物，但有的设备本就没有这用设计，无法取得 SIP后的残留水，就不能通过检测微生物来验证。

所以在任何情况下，保证 SIP 的温度和时间对于 SIP 的效果是非常重要的。此外对于无菌设备做完 SIP 后不能再有渗漏，否则无菌环境会被破坏，这个时候需要检修设备以确保密封效果良好后重新做 SIP。另外对于非无菌设备，经过SIP 后都可以通过普通取样阀取得残留水检测微生物。

通常 CIP 和 SIP 结合使用，而且如果结合使用，必须是先 CIP 后 SIP。有的情况下直接使用 SIP，这是因为已经做过 CIP 后中间闲置一段时间，这个时候直接使用 SIP，而无需以再使用先 CIP、接着使用 SIP 的这种方式来做。

CIP 在 SIP 之前做的目的:

①任何的残余污垢都会影响消毒剂在化学及物理学上的效能，也会影响热水和蒸汽的杀灭微生物的效果;

②微生物可能会隐藏于污垢中, 使消毒剂不能直接发挥效能，使热水和蒸汽杀灭微生物的效果打折扣;

③清洗不彻底可能会产生微生物的抗药性问题;

④清洗不彻底，残留的污垢残渣，在做 SIP 时，消毒剂、热水或者蒸汽会使残留变成颗粒、杂质、黏在设备内表面，很可能引入食品当中成为异物。

实验型 UHT 系统总体上会遵循生产设备的 SIP 和 CIP 流程和标准，但在实际使用过程中通常会采用更加灵活和简便的方式进行 SIP 和 CIP 操作。

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