تصميم وحدة التنظيف في المكان CIP

إذا كنت تعمل في مجال التصنيع الدوائي، فغالبًا واجهت هذا التحدي:
“كيف أنظف خزانات التحضير بكفاءة، وأضمن خلوها تمامًا من أي بقايا للمنتج السابق؟”

هنا يأتي دور وحدة التنظيف في المكان (CIP – Clean In Place)، التي تقوم بعملية التنظيف كاملة دون الحاجة إلى تفكيك أو فصل أي جزء من النظام!

كيف يتم تصميم هذه الوحدة؟؟

1. حجم خزان المياه
أول ما يجب تحديده هو حجم خزان المياه في وحدة CIP.
ينبغي أن يكون قادراً على تنظيف أكبر خزان تحضير لديك مرتين على الأقل، لضمان التنظيف المبدئي والتشطيف النهائي.
على سبيل المثال:
إذا كان حجم خزان التحضير 500 لتر، فاجعل خزان المياه في وحدة CIP بسعة تقارب 1000 لتر.

لماذا؟

لأنك ستحتاج إلى كمية كافية للدوران (circulation) الأولي، والتشطيف، مع احتساب أي فاقد في خطوط الرجوع.

2. المضخة الرئيسية
المضخة هي قلب النظام، وهي المسؤولة عن ضخ المياه أو المواد الكيميائية بضغط وتدفق ثابت.
يفضل استخدام مضخة طرد مركزي (Centrifugal) أو Lobe، مصنوعة من الفولاذ غير القابل للصدأ 316L، وتتحمل درجات الحرارة والمواد الكيميائية.
أما معدل التدفق (Flow Rate)، فيجب أن يكون كافيًا لتدوير المياه في النظام مرتين في الدقيقة تقريبًا، ولمدة 20 إلى 30 دقيقة.
مثال توضيحي:
إذا كان حجم النظام الكلي 500 لتر، فستحتاج إلى مضخة تضخ 1000 لتر/دقيقة كحد أقصى (وقد تقل حسب عدد الحلقات والخزانات المتصلة).

3. المواد الكيميائية
يعتمد النظام عادةً على مادتين أساسيتين:
الصودا (NaOH): فعالة في إزالة الدهون وبقايا المنتجات.
حمض (مثل النيتريك أو الفوسفوريك): لإزالة الترسّبات المعدنية (scaling).
يمكن وضع هذه المواد في خزانات صغيرة (بسعة 150–200 لتر مثلاً)، أو استخدام مضخات قياس (dosing pumps) لإضافتها مباشرة إلى المياه أثناء الدوران.

4. التسخين
التنظيف بالماء الساخن أكثر فعالية من البارد.
لذا، يتم استخدام مبادل حراري (Heat Exchanger) لرفع حرارة المياه إلى ما بين 70–85 درجة مئوية.
هذه الحرارة تساهم في إذابة الرواسب، وقتل البكتيريا، وتُسرّع من عملية التنظيف بشكل كبير.

5. التحكم والأتمتة (Automation)
هنا يكمن الذكاء الحقيقي في النظام:
يُستخدم PLC لربط جميع مكونات النظام من مضخات، محابس، سخانات، وحساسات.

أما واجهة التشغيل HMI فتُظهر للمستخدم كل مراحل الغسل مثل:
الشطف المبدئي (Pre-rinse)
الغسل القاعدي (Caustic wash)
الغسل الحمضي (Acid wash)
الشطف النهائي (Final rinse)
الحساسات الأساسية:
حساس حرارة (Temperature sensor)
حساس التوصيلية (Conductivity sensor): لمعرفة ما إذا كانت المواد الكيميائية ما زالت فعالة أو تم الشطف الكامل.
حساس مستوى (Level sensor): لمراقبة مستويات الخزانات.
حساس تدفق (Flow sensor): للتأكد من أن عملية الدوران تعمل بشكل صحيح.

6. المحابس (الصمامات)
يُفضل أن تكون المحابس هوائية (Pneumatic) وتعمل تلقائيًا تحت تحكم نظام PLC.
ستحتاج إلى:
محابس دخول وخروج
محابس للتحويل بين مراحل التنظيف
محابس تصريف (Drain) لتفريغ المياه بعد كل مرحلة
كل ذلك يتم بدون أي تدخل يدوي… الأتمتة تقوم بكل المهام.

7. التحقق من النظافة (Clean Validation)
هل قمت بغسل الخزان؟ ممتاز… ولكن، كيف تثبت أنه أصبح نظيفًا؟
للتأكد، عليك إجراء اختبارات تحقق، مثل:
اختبار المسح (Swab test): يُستخدم لمسح المناطق التي يصعب الوصول إليها مثل اللحامات والزوايا.
اختبار ماء الشطف (Rinse test): تحليل عينة من مياه الشطف الأخيرة للكشف عن أي بقايا دوائية.