روانکاری تجهیزات CIP/SIP؛ اثر شوینده‌ها و بخار روی گریس و آب‌بندها

در یک خط بسته‌بندی لبنیات، همه چیز طبق برنامه پیش می‌رود تا وقتی که بعد از چند سیکل CIP و یک SIP آخر شیفت، صدای غیرعادی از یاتاقان نوار نقاله یا پمپ به گوش می‌رسد؛ چند روز بعد هم نشتی از آب‌بند مکانیکی یا اورینگ شروع می‌شود. تیم نت معمولاً دنبال مقصر «کیفیت قطعه» می‌گردد، اما در بسیاری از خطوط غذایی و دارویی، ریشه مسئله ترکیب همزمان چهار عامل است: شوینده‌های قلیایی/اسیدی، آب داغ، بخار، و چرخه‌های حرارتی. این ترکیب می‌تواند گریس را بشوید، غلیظ‌کننده را تخریب کند، افزودنی‌ها را کاهش دهد و مواد آب‌بند را متورم یا شکننده کند.

این مقاله توضیح می‌دهد CIP و SIP دقیقاً چه مکانیزم‌هایی برای تخریب روانکاری و آب‌بندی دارند، در انتخاب گریس و الاستومرها چه معیارهایی مهم است، و چگونه می‌توان بدون لطمه به الزامات بهداشتی (HACCP/GMP) نرخ خرابی تکراری را پایین آورد.

CIP و SIP چیست و چرا برای روانکاری «شرایط سرویس» را عوض می‌کند؟

CIP (Cleaning In Place) و SIP (Sterilization In Place) در صنایع غذایی و دارویی یعنی شست‌وشو و استریل کردن تجهیزات بدون باز کردن مدار. از نگاه مهندسی روانکاری، این دو فرآیند فقط «تمیزکاری» نیستند؛ بلکه یک تغییر دوره‌ای در شرایط سرویس ایجاد می‌کنند که در دیتاشیت بسیاری از گریس‌ها و آب‌بندها به شکل مستقیم شبیه‌سازی نشده است.

در CIP معمولاً با یکی یا چند مرحله زیر مواجه هستید: آبکشی اولیه، شوینده قلیایی (برای چربی و پروتئین)، گاهی شوینده اسیدی (برای رسوب معدنی)، ضدعفونی، و آبکشی نهایی. این مراحل، گریس را در معرض آب داغ، جریان توربولانسی، pHهای شدید و مواد فعال سطحی قرار می‌دهد. SIP هم معمولاً با بخار اشباع یا آب بسیار داغ انجام می‌شود و علاوه بر دما، موضوع میعان بخار (آب بسیار خالص و داغ) و شوک حرارتی را وارد بازی می‌کند.

نکته کلیدی این است: حتی اگر یاتاقان یا آب‌بند «مستقیم» در مدار CIP/SIP نباشد، اسپری، مه، میعان روی سطوح، و انتقال حرارت از بدنه‌ها می‌تواند گریس و الاستومر را تحت فشار قرار دهد. بنابراین باید CIP/SIP را یک «چرخه آلودگی و تنش» در نظر گرفت، نه یک اتفاق بیرونی.

• در CIP، ریسک اصلی: شستشوی گریس، امولسیون شدن، از دست رفتن قوام و شروع خوردگی.
• در SIP، ریسک اصلی: اکسیداسیون/پیرشدگی حرارتی، تبخیر/خروج روغن پایه، و تغییر خواص الاستومرها.

مقایسه اثر CIP و SIP بر گریس: از شستشو تا اکسیداسیون

گریس یک سیستم «روغن پایه + غلیظ‌کننده + افزودنی» است. CIP و SIP هر کدام روی یکی از این اجزا فشار بیشتری می‌آورند. در CIP، شوینده‌ها و آب داغ می‌توانند روغن پایه را از ماتریس غلیظ‌کننده جدا کنند، یا بخشی از گریس را عملاً بشویند و از ناحیه تماس خارج کنند. در SIP، دما و بخار باعث تسریع اکسیداسیون روغن پایه، افت ویسکوزیته موثر در فیلم روانکاری، و تغییر ساختار غلیظ‌کننده (بسته به نوع آن) می‌شود.

سه مکانیزم خرابی رایج گریس در چرخه‌های CIP

1. Wash-out: آب و جریان، گریس را از یاتاقان/محفظه بیرون می‌کشد. اگر طراحی آب‌بند ضعیف باشد، این اثر چند برابر می‌شود.
2. Emulsification: مواد فعال سطحی در شوینده‌ها می‌توانند مخلوط آب-روغن ایجاد کنند و قوام گریس را به هم بزنند؛ نتیجه، افت ظرفیت تحمل بار و افزایش سایش است.
3. Corrosion initiation: ورود آب و باقی‌مانده مواد شیمیایی، محیط خورنده می‌سازد؛ خوردگی میکروسکوپی روی رینگ و ساچمه‌ها شروع‌کننده سایش شدید و خرابی زودرس می‌شود.

دو مکانیزم خرابی رایج در SIP

• Thermal/oxidative aging: با افزایش دما، سرعت اکسیداسیون بالا می‌رود و گریس سریع‌تر سفت یا خشک می‌شود؛ در نتیجه گشتاور بالا می‌رود و دما باز هم افزایش پیدا می‌کند.
• Bleed and volatility: بخار و گرما می‌توانند جدایش روغن پایه (bleeding) یا کاهش آن را تشدید کنند؛ گریس ظاهراً هست، اما فیلم روغن روی سطح تماس کافی نیست.

برای تیم‌های نت و PM، این تفاوت مهم است: اگر خرابی بعد از CIP افزایش می‌یابد، بیشتر دنبال «مقاومت در برابر آب و شوینده و آب‌بندی» باشید؛ اگر بعد از SIP جهش خرابی دارید، تمرکز روی «پایداری حرارتی، اکسیداسیون و انتخاب غلیظ‌کننده/روغن پایه» منطقی‌تر است.

اثر شوینده‌ها و بخار روی آب‌بندها: تورم، ترک‌خوردگی و از دست رفتن الاستیسیته

آب‌بندها (اورینگ‌ها، سیل‌های لب‌دار، گسکت‌ها و آب‌بندهای مکانیکی) در خطوط غذایی و دارویی همزمان باید سه نقش بازی کنند: جلوگیری از نشتی، تحمل سیکل‌های حرارتی/شیمیایی، و سازگاری بهداشتی. CIP/SIP به چند روش مشخص به آب‌بند آسیب می‌زند: تورم در تماس با شیمیایی‌ها، استخراج پلاستی‌سایزرها، سخت شدن در دمای بالا، و ترک‌خوردگی در شوک حرارتی.

چه چیزی در CIP برای الاستومرها خطرناک‌تر است؟

در CIP، pHهای شدید (قلیایی/اسیدی) و مواد فعال سطحی می‌توانند باعث تغییر حجم الاستومر (تورم یا جمع‌شدگی) شوند. این تغییر ابعادی، فشار تماس آب‌بند را بهم می‌زند: یا آب‌بند شل می‌شود و نشتی می‌دهد، یا بیش از حد تحت تنش قرار می‌گیرد و سریع‌تر می‌شکند.

در SIP کدام مکانیزم غالب است؟

در SIP، دمای بالا و بخار باعث پیرشدگی حرارتی می‌شوند. بسیاری از الاستومرها با تکرار سیکل دما-سرد شدن، به سمت سختی بالاتر (کاهش انعطاف) می‌روند. نتیجه در عمل: درزهای میکروسکوپی، نشتی‌های ریز که ابتدا فقط «عرق کردن» است، و در نهایت خرابی ناگهانی.

اگر نشتی دقیقاً بعد از SIP دیده می‌شود ولی در تولید عادی پایدار است، احتمالاً مشکل از «پیرشدگی حرارتی و set» آب‌بند است، نه صرفاً سایش مکانیکی.

جدول مقایسه: گریس‌ها و مواد آب‌بند رایج در مواجهه با CIP/SIP

هیچ انتخابی به‌صورت مطلق بهترین نیست؛ اما می‌توان گزینه‌ها را بر اساس الگوی شستشو/استریل خط، دما، و حساسیت به نشتی رتبه‌بندی کرد. جدول زیر یک مقایسه عملیاتی است (نه جایگزین دیتاشیت و تست میدانی).

چالش‌های میدانی در صنایع غذایی و دارویی ایران

در کارخانه‌های ایرانی، علاوه بر ذات CIP/SIP، چند چالش اجرایی هم خرابی روانکاری و آب‌بندی را تشدید می‌کند: تغییر برند مواد شوینده، نوسان کیفیت آب، تنظیمات ناپایدار دما/غلظت، و کمبود مستندسازی برای چرخه‌های شستشو. این‌ها باعث می‌شود یک روانکار که در یک خط «جواب داده»، در خط دیگر با همان نام تجهیز، دچار خرابی تکراری شود.

چالش 1: شدت شستشو از کنترل خارج می‌شود

• نشانه: گریس بعد از چند هفته رنگ‌پریده/شیری، افزایش صدای یاتاقان، و زنگ‌زدگی موضعی.
• راه‌حل: پروفایل CIP را به عنوان داده نگهداری کنید: دما، مدت، ماده شیمیایی، غلظت و فشار. همین داده، ورودی انتخاب گریس و آب‌بند است.

چالش 2: آلودگی متقاطع گریس‌ها و ناسازگاری

• نشانه: گریس «دلمه» می‌شود یا جداشدگی روغن شدید می‌گیرد؛ حتی اگر آب کم باشد.
• راه‌حل: یک استاندارد داخلی برای گریس‌کاری تدوین کنید؛ اختلاط غلیظ‌کننده‌های مختلف می‌تواند سازگاری را بهم بزند. در صورت تغییر گریس، پاکسازی و برنامه گذار لازم است.

چالش 3: انتخاب بهداشتی بدون نگاه به چرخه CIP/SIP

• نشانه: گریس گرید غذایی انتخاب شده، اما washout بالا و مصرف گریس غیرعادی است.
• راه‌حل: علاوه بر الزامات بهداشتی، شاخص‌های فنی مثل water washout، corrosion resistance و تحمل دمایی را معیار خرید کنید؛ صرف «فودگرید بودن» کافی نیست.

اگر در سایت موتورازین در بخش روغن صنعتی به دنبال دسته‌بندی روانکارهای صنعتی هستید، بهتر است انتخاب‌های مربوط به خطوط غذایی/دارویی را با داده‌های چرخه CIP/SIP و نوع آب‌بند کنار هم بررسی کنید؛ چون بسیاری از خرابی‌ها از عدم هم‌خوانی این دو تصمیم می‌آید.

راهنمای انتخاب گریس سازگار با CIP/SIP: معیارها و چک‌لیست تصمیم‌گیری

برای انتخاب گریس در محیط‌های CIP/SIP، بهتر است به جای رویکرد «برندمحور»، یک ماتریس نیاز بسازید: شدت شستشو، دمای SIP، سرعت/بار یاتاقان، نوع آب‌بند، و حساسیت به آلودگی محصول. سپس از تامین‌کننده بخواهید مستندات فنی مرتبط ارائه کند.

معیارهای کلیدی (فنی و قابل پیگیری)

• مقاومت در برابر شستشو با آب (Water washout): برای نقاط نزدیک به شستشو حیاتی است.
• مقاومت خوردگی: چون آب + شوینده + اکسیژن، خوردگی را تسریع می‌کند.
• پایداری حرارتی و اکسیداسیون: برای SIP و سیکل‌های دمایی پرتکرار.
• سازگاری با الاستومر آب‌بند: تورم/انقباض آب‌بند می‌تواند هر روانکاری خوبی را بی‌اثر کند.
• ملاحظات بهداشتی (Food-grade): بسته به ناحیه تماس اتفاقی با محصول، کلاس مجاز باید مشخص باشد.

چک‌لیست کوتاه برای واحد PM

1. نقشه نقاط روانکاری را با «فاصله تا ناحیه شستشو/پاشش» به‌روزرسانی کنید.
2. برای هر نقطه، تعداد سیکل CIP/SIP در هفته و دمای بیشینه را ثبت کنید.
3. نوع آب‌بند و جنس آن را از BOM استخراج کنید (حدس نزنید).
4. اگر خرابی تکراری دارید، نمونه گریس خارج‌شده را از نظر آب‌دار شدن و تغییر قوام بررسی کنید.

در عمل، بسیاری از واحدها برای کاهش ریسک تامین و کنترل کیفیت، خرید روانکارهای حساس را متمرکز می‌کنند. اگر شما در تهران یا شهرهای صنعتی هستید، استفاده از شبکه تامین یکپارچه روغن صنعتی در تهران می‌تواند به استانداردسازی گرید و جلوگیری از تعویض‌های ناخواسته کمک کند؛ مخصوصاً وقتی چند شیفت و چند تیم روی روانکاری کار می‌کنند.

پایش و پیشگیری: چگونه خرابی زودرس را قبل از توقف خط ببینیم؟

در محیط‌های CIP/SIP، خرابی‌ها معمولاً «تدریجی» شروع می‌شوند اما «ناگهانی» دیده می‌شوند؛ چون نشانه‌ها در شستشو پوشانده می‌شود و در تولید عادی، تجهیز تا مرز شکست کار می‌کند. بنابراین ترکیب پایش وضعیت با چند شاخص ساده نگهداری، بیشترین بازده اقتصادی را دارد.

شاخص‌های هشداردهنده در گریس و آب‌بند

• افزایش مصرف گریس: معمولاً نشان می‌دهد washout بالاست یا آب‌بند درست کار نمی‌کند.
• تغییر رنگ به شیری/کدر: احتمال ورود آب و امولسیون.
• افزایش دمای یاتاقان بعد از SIP: می‌تواند از سفت شدن گریس یا کاهش روغن‌دهی باشد.
• نشتی‌های ریز پس از SIP: نشانه set و کاهش انعطاف آب‌بند.

اقدامات پیشگیرانه کم‌هزینه

1. بازنگری در جهت پاشش و نقاط میعان بخار؛ گاهی یک اصلاح ساده در شیلنگ یا شیلد، شدت تماس را کم می‌کند.
2. تنظیم برنامه گریس‌کاری بر اساس تعداد سیکل‌های CIP/SIP، نه فقط ساعت کارکرد.
3. استاندارد کردن نوع گریس در خانواده تجهیزات مشابه برای کاهش خطای انسانی و اختلاط.

برای واحدهایی که چند سایت در شهرهای مختلف دارند، یکنواختی تامین هم مهم است. مثلاً اگر بخشی از تجهیزات شما در آذربایجان مستقر است، هماهنگی تامین روغن صنعتی در تبریز کمک می‌کند گرید ثابت بماند و تغییرات ناخواسته در گریس/روغن، عامل خرابی تکراری نشود.

جمع‌بندی: انتخاب روانکار و آب‌بند را هم‌زمان با پروفایل CIP/SIP مهندسی کنید

CIP و SIP در صنایع غذایی و دارویی یک «شرایط کارکرد ویژه» می‌سازند که اگر در انتخاب گریس و آب‌بند لحاظ نشود، خروجی آن خرابی زودرس، نشتی، افزایش مصرف گریس، و توقف خط است. CIP بیشتر با شستشو، امولسیون و خوردگی به گریس ضربه می‌زند و SIP با دما، بخار و اکسیداسیون. در آب‌بندها هم ترکیب شیمیایی-حرارتی می‌تواند تورم، سخت شدن و از دست رفتن فشار تماس را رقم بزند. راه درست، تصمیم مهندسی است: ثبت پروفایل شستشو/استریل، انتخاب گریس با معیارهای مقاومتی مرتبط، بررسی سازگاری با الاستومر، و پایش نشانه‌های اولیه قبل از شکست.

موتورازین با نگاه داده‌محور به انتخاب روانکار، می‌تواند در تعریف ماتریس انتخاب برای خطوط CIP/SIP، استانداردسازی گریدها و کاهش خطای انسانی در روانکاری همراه شما باشد. علاوه بر تامین تخصصی روانکارهای صنعتی، رویکرد موتورازین کمک می‌کند تصمیم خرید از «عادت و تجربه پراکنده» به «انتخاب قابل دفاع فنی و اقتصادی» تبدیل شود. اگر خرابی تکراری یا نشتی بعد از سیکل‌های شستشو دارید، جمع‌آوری چند داده ساده از CIP/SIP می‌تواند نقطه شروع یک اصلاح کم‌هزینه اما اثرگذار باشد.

پرسش‌های متداول

آیا گریس فودگرید به تنهایی برای تجهیزات دارای CIP/SIP کافی است؟

خیر. فودگرید بودن به معنی مجاز بودن از نظر بهداشتی است، نه الزاماً مقاوم بودن در برابر آب داغ، شوینده و بخار. در خطوط دارای CIP/SIP باید علاوه بر کلاس بهداشتی، شاخص‌هایی مثل مقاومت در برابر شستشو، خوردگی، پایداری حرارتی و سازگاری با آب‌بند بررسی شود. بسیاری از خرابی‌ها از همین اشتباه «فودگرید = مناسب» شروع می‌شود.

چرا بعد از CIP گریس ظاهراً هست اما یاتاقان صدا می‌دهد؟

در CIP ممکن است روغن پایه از گریس جدا شود یا گریس امولسیون شود؛ در ظاهر هنوز ماده‌ای داخل محفظه هست، اما فیلم روغن کافی روی سطوح تماس تشکیل نمی‌شود. همچنین ورود آب می‌تواند خوردگی ریز ایجاد کند که به سرعت به سایش و نویز تبدیل می‌شود. بررسی رنگ/قوام گریس و نشانه‌های آب‌دار شدن معمولاً سرنخ خوبی می‌دهد.

نشتی بعد از SIP بیشتر به آب‌بند مربوط است یا گریس؟

اغلب ریشه در آب‌بند و پیرشدگی حرارتی دارد: سخت شدن، set و کاهش فشار تماس پس از سیکل‌های بخار. البته افزایش دما و تغییر خواص گریس هم می‌تواند دما را بالاتر ببرد و خرابی آب‌بند را تسریع کند. برای تفکیک، زمان‌بندی نشتی (بلافاصله پس از SIP یا در حین تولید) و تغییرات ظاهری آب‌بند بسیار کمک‌کننده است.

چطور برنامه گریس‌کاری را با CIP/SIP هماهنگ کنیم؟

به جای تکیه صرف بر ساعت کارکرد، تعداد سیکل‌های CIP/SIP را وارد برنامه کنید. نقاط نزدیک به پاشش یا میعان معمولاً به بازه‌های کوتاه‌تر نیاز دارند، اما این افزایش دفعات باید با کنترل اختلاط گریس و جلوگیری از over-greasing همراه باشد. بهترین کار، ثبت روند مصرف گریس و دمای یاتاقان قبل و بعد از تغییر برنامه است.

از کجا بفهمیم مشکل از ناسازگاری گریس‌هاست؟

اگر پس از تغییر برند/نوع گریس یا بعد از سرویس توسط شیفت‌های مختلف، جداشدگی روغن شدید، دلمه شدن یا تغییر ناگهانی قوام دیده می‌شود، ناسازگاری محتمل است. اختلاط غلیظ‌کننده‌های متفاوت می‌تواند ساختار گریس را بهم بزند. راهکار، استانداردسازی، برچسب‌گذاری نقاط، و در صورت تغییر گریس، پاکسازی و برنامه گذار کنترل‌شده است.

منابع:

https://www.nsf.org/knowledge-library/nonfood-compounds-registration-program-guidelines
https://www.3-a.org/Knowledge-Center/Resource-Library