در کارخانههای دارویی ایران، عملیات CIP/SIP برای تضمین پاکیزگی و استریلیتی ضروری است، اما همین شویندهها میتوانند بیسروصدا پایداری اکسیداتیو روانکارهای گرید دارویی را تهدید کنند. اثر Cleaning Agents بر اکسیداسیون روانکارهای گرید دارویی عمدتاً از دو مسیر رخ میدهد: تماس مستقیم/غیرمستقیم با روغن و باقیماندههای شیمیایی که به محوطه بیرینگها، گیربکسها و پمپها نفوذ میکنند. پیامدها شامل شستشوی افزودنیها، تخریب آنتیاکسیدانها، افزایش TAN، و تشکیل لجن/وارنیش است. این مقاله با نگاهی کاربردی برای مهندسان نگهداری و تضمین کیفیت، ترکیبات رایج شویندهها، سازوکارهای تخریب، روشهای پایش دقیق (TAN، TBN، FTIR، ویسکوزیته) و راهکارهای کنترل دما/زمان/غلظت را جمعبندی میکند تا با حداقل ریسک، به حداکثر پاکیزگی برسیم.
ترکیبات Cleaning Agents در CIP/SIP و رفتار شیمیایی
شویندههای قلیایی
پاککنندههای قلیایی معمولاً شامل هیدروکسیدها (سدیم/پتاسیم)، سیلیکاتها، فسفاتها و سورفکتانتهای غیریونی/آنیونی هستند. قلیاها، چربیزدایی قوی انجام میدهند و میتوانند باقیماندههای آلی را صابونی کنند. برای روانکارها، قلیاها دو اثر کلیدی دارند: اول، شستشوی افزودنیهای قطبی (ضدسایش، ضدزنگ) با کمک سورفکتانتها؛ دوم، تسریع اکسیداسیون با مصرف آنتیاکسیدانهای فنولیک. در روغنهای پایه استری، قلیا باعث هیدرولیز پیوندهای استری و افزایش سریع TAN میشود.
شویندههای اسیدی
اسید نیتریک، فسفریک، سیتریک و گاهی سولفونیکهای آلی برای حذف رسوبات معدنی و بیوفیلم استفاده میشوند. محیط اسیدی میتواند با فلزات کاتالیزگر (مس/آهن) واکنش دهد و مسیر اکسیداسیون روغن را فعال کند. اسیدها همچنین آنتیاکسیدانهای آمینی را تخریب میکنند و با ایجاد نمکهای فلزی، سرعت تشکیل لجن را بالا میبرند. تماس بخار اسید یا آئروسل آن با محفظه یاتاقان، حتی بدون ریزش مستقیم، کافی است تا پایداری اکسیداتیو روغن را کاهش دهد.
شویندههای آنزیمی
فرمولهای آنزیمی (پروتئاز/آمیلاز/لیپاز) برای رسوبات آلی پیچیده مفیدند. اثر مستقیم آنزیمها بر روغن ناچیز است، اما وجود سورفکتانتها و بافرها در این محلولها میتواند افزودنیهای قطبی روغن را شستشو دهد و امولسیون پایدار آب-روغن بسازد. این امولسیونها انتقال اکسیژن را تسهیل کرده و مسیر اکسیداسیون را تسریع میکنند.
اکسیدکنندهها
عاملهای اکسیدکننده مانند پراستیکاسید، هیدروژنپراکسید و هیپوکلریت برای گندزدایی نهایی بهکار میروند. این مواد آنتیاکسیدانهای روغن را بهسرعت مصرف میکنند و با تولید رادیکالهای آزاد، اکسیداسیون پایههای مینرال و حتی PAO را تسریع مینمایند. در حضور رطوبت و فلزات، سرعت تشکیل اسیدهای آلی و وارنیش افزایش مییابد.
مسیرهای تماس و ریسک در خطوط شربت، سرم و تزریقی
در خطوط شربت، پاشش قلیایی گرم میتواند به فضای بیرینگهای نوارنقاله نفوذ کند؛ در خطوط سرم، بخارات اسیدی از فلوپلیتها و اسپریبالها به محفظه گیربکسهای همجوار میرود؛ و در محلولهای تزریقی، فاز SIP (بخار اشباع) با میعان روی شافت پمپهای انتقال، رطوبت و آثار شوینده را به آببندها میرساند. این سناریوها غالباً تماس غیرمستقیماند، اما کافی هستند تا:
- افزایش درصد آب محلول در روغن و افت ولتاژ شکست دیالکتریک
- شستشوی افزودنیهای قطبی و افت محافظت ضدزنگ و ضدسایش
- تغییر pH موضعی و آغاز اکسیداسیون کاتالیزشده با فلز
ریسک در تجهیزات با آببندهای فرسوده، هواکشهای بدون فیلتر و نقاط شستشو با فشار بالا بیشتر است. در فضاهای با تهویه محدود، آئروسل شوینده میتواند مسیر نشتیهای بسیار ریز را طی کند و به کارتل روغن برسد.
سازوکارهای اکسیداسیون و تخریب افزودنی در روغن صنعتی گرید دارویی
روغنهای گرید دارویی (H1/H3) عموماً بر پایههای مینرال تصفیهشده، PAO یا استرهای سنتتیک با افزودنیهای سازگار با غذا/دارو ساخته میشوند. تخریب تحت تأثیر Cleaning Agents از چند سازوکار کلیدی پیروی میکند:
- شستشوی افزودنی: سورفکتانتها لایههای قطبی را از سطوح جدا و در خود حل میکنند؛ نتیجه، افت محافظت و افزایش اصطکاک است.
- مصرف آنتیاکسیدان: اکسیدکنندهها و اسید/قلیاها آنتیاکسیدانهای فنولیک/آمینی را میکاهند، دوره القای اکسیداسیون کوتاه میشود.
- هیدرولیز و افزایش TAN: در استرها، هیدرولیز قلیایی/اسیدی باعث تولید اسیدهای آلی و افزایش TAN میگردد؛ در مینرال/PAO، اسیدهای ثانویه محصول اکسیداسیوناند.
- تشکیل وارنیش و لجن: اکسیداسیون و پلیمرشدن محصولات میانی، به رسوب چسبناک تبدیل میشود؛ دریچهها گیر میکنند و یاتاقان داغ میشود.
- امولسیون پایدار: حضور آب و سورفکتانت، آبزدایی را دشوار میکند و مسیر اکسیداسیون را تقویت مینماید.
هر چه باقیمانده شوینده کمتر و آببندی بهتر باشد، سرعت مصرف آنتیاکسیدانها و افزایش TAN کندتر خواهد بود.
جدول مقایسه اثر شویندهها بر روغنهای پایه مختلف
مقادیر زیر تقریبی و وابسته به فرمولاسیون، دما، زمان و غلظت هستند. هدف، هدایت مهندسی برای انتخاب محافظهکارانه است.
| نوع شوینده | ترکیبات رایج | بازه pH | شرایط معمول | ریسک اصلی برای روغن | اثر اکسیداسیون تقریبی – مینرال | اثر اکسیداسیون تقریبی – PAO | اثر تخریب/هیدرولیز – استر |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| قلیایی | NaOH/KOH، سیلیکات، فسفات، سورفکتانت | 11–13 | 60–80°C، 20–40 دقیقه | شستشوی افزودنی، امولسیون، هیدرولیز استر | متوسط تا زیاد | کم تا متوسط | زیاد (هیدرولیز و افزایش TAN) |
| اسیدی | فسفریک/سیتریک/نیتریک | 2–4 | 40–65°C، 15–30 دقیقه | تخریب آنتیاکسیدان، خوردگی فلزی، امولسیون | متوسط | کم تا متوسط | متوسط تا زیاد (هیدرولیز اسیدی) |
| آنزیمی | پروتئاز/لیپاز + بافر + سورفکتانت | 6–9 | 35–55°C، 20–40 دقیقه | شستشوی افزودنی، امولسیون پایدار | کم تا متوسط | کم | کم تا متوسط (بسته به بافر) |
| اکسیدکننده | پراستیکاسید، H₂O₂، هیپوکلریت | 2–7 | محلول سرد تا ولرم، 10–20 دقیقه | مصرف آنتیاکسیدان، تسریع اکسیداسیون | زیاد | متوسط تا زیاد | متوسط (ولی همراه با افزایش TAN) |
| SIP (بخار) | بخار اشباع | — | ≥121°C، 15–30 دقیقه | ورود رطوبت، خروج افزودنی، اکسیداسیون حرارتی | متوسط | کم تا متوسط | متوسط (حساسیت به رطوبت) |
پایش وضعیت روغن و آلارمهای کنترلی
برنامه پایش باید با ریتم CIP/SIP همگام شود. پیشنهاد عملی: نمونهبرداری پایه پیش از آغاز کمپین تولید، سپس نمونه پس از اولین چرخه CIP کامل، و بعد دورهای ماهانه یا بر اساس ساعات کارکرد.
- TAN (عدد اسیدی کل): شاخص افزایش اسیدهای آلی/هیدرولیز؛ هر جهش ناگهانی پس از CIP نشانه نفوذ باقیماندهها یا رطوبت است.
- TBN (در روغنهای دارای ذخیره قلیایی): کاهش سریع، علامت مصرف افزودنی در مواجهه با اسیدها/اکسیدکنندههاست.
- FTIR: پیگیری باندهای کربونیل (اکسیداسیون)، آب، و سورفکتانتهای باقیمانده؛ الگوی انگشتی خوبی میدهد.
- ویسکوزیته در 40/100°C: افزایش (اکسیداسیون/پلیمریزاسیون) یا کاهش (برش مکانیکی/رقیقشدن با آب).
- RULER/آنتیاکسیدان: اندازهگیری سطح فنولیک/آمینی برای پیشبینی عمر باقیمانده.
همزمان، رسانایی/ORP و pH آب خروجی CIP، هدایتگر خوبی از شستشوی کامل هستند. تطابق نتایج آنالیز روغن با لاگ دما-زمان-غلظت CIP، بهترین راه برای یافتن علتهاست.
کنترل فرآیند CIP/SIP و طراحی برای کاهش نفوذ شوینده
اصول مهندسی برای کاهش تخریب روانکار عبارتاند از: حداقلسازی انرژی شیمیایی/حرارتی غیرضروری، جداسازی فیزیکی بهتر، و انتخاب مواد سازگار.
- دما/زمان/غلظت: قاعده «کمینه مؤثر» را اجرا کنید؛ هر 10°C کاهش دما در CIP قلیایی، سرعت هیدرولیز استر را بهطور محسوسی کم میکند.
- شستشوی نهایی (Rinse) طولانیتر تا رسانایی آب به خط مبنا برسد؛ باقیماندهها دشمن آنتیاکسیدانها هستند.
- آببندها: استفاده از سیل دوبل با سیال حائل H1، فشار مثبت تمیز، و آببندی لبهای مقاوم در برابر قلیا/اکسیدکننده.
- تهویه و جداسازی: نصب سپراتور آئروسل و هدایت بخارات CIP به اگزاست فیلتردار.
- مواد سازگار: انتخاب گریس/روغن H1 بر پایه PAO در نقاطی که تماس با قلیا/اکسیدکننده محتمل است؛ اجتناب از استرها در این نواحی مگر با محفظهبندی سختگیرانه.
اعتبارسنجی CIP/SIP باید شامل آزمون بقایای شیمیایی در نزدیکی آببندها و بیرینگها باشد، نه فقط در مسیر محصول. این نقطه کور رایج است.
چکلیست و جمعبندی کاربردی برای واحدهای دارویی ایران با همراهی موتورازین
چکلیست اجرایی
- نقشه ریسک تماس: نقاط نزدیک به اسپریبال/فلوپلیت را با کد رنگی مشخص و نوع شوینده غالب را درج کنید.
- انتخاب روانکار: برای نواحی در معرض قلیا/اکسیدکننده، PAO-H1 با سیستم آنتیاکسیدانی قوی را برگزینید؛ استر را به نقاط پاک و خشک محدود کنید.
- پایش همگام با CIP: نمونه پایه، نمونه پس از اولین CIP، سپس پایش TAN/FTIR/ویسکوزیته دورهای.
- کنترل فرآیند: غلظت و دمای CIP را با هدف حداقل مؤثر تنظیم کنید؛ لاگ دیجیتال دما-زمان-رسانایی را ثبت و به آنالیز روغن لینک کنید.
- سیل و تهویه: سیل دوبل با سیال حائل H1 و فیلتر آئروسل روی هواکش کارتل نصب کنید.
- آموزش: تیم بهداشت و تیم نگهداری را درباره اثر بقایای شوینده بر عمر روغن در یک ورکشاپ مشترک هماهنگ کنید.
- مشارکت با تأمینکننده: با موتورازین برنامه آزمون سازگاری شیمیایی شوینده/روغن و انتخاب سبد محصول H1 سازگار را تدوین کنید.
پرسشهای متداول
آیا با شستشوی طولانیتر میتوان ریسک را صفر کرد؟
شستشوی کافی ریسک باقیماندهها را کم میکند، اما ریسک را صفر نمیکند؛ زیرا بخارات و آئروسلها همچنان میتوانند به محفظههای روغن نفوذ کنند. بهترین رویکرد، ترکیب شستشوی مؤثر با آببندی مناسب، تهویه هدفمند و انتخاب روانکار سازگار است. پایش TAN/FTIR پس از اولین چرخه CIP پس از توقف تولید، واقعیت میدان را روشن میکند.
کدام پایه روغن برای نزدیکی به مناطق CIP امنتر است؟
برای مجاورت با قلیا و اکسیدکنندهها، PAO-H1 معمولاً پایدارتر از مینرال و استر است. پایههای استری در برابر قلیا/اسید مستعد هیدرولیز هستند و بهتر است فقط در نقاط خشک و دور از بخارات استفاده شوند. البته فرمولاسیون افزودنی و کیفیت آببندی در عمل تعیینکننده نهاییاند.
چه نشانههایی در FTIR به نفوذ شوینده اشاره میکند؟
افزایش باندهای کربونیل و هیدروکسیل، شانههای مربوط به سورفکتانتها، و افزایش پهنای باند آب، نشانههای رایجاند. تطبیق تغییرات FTIR با جهش TAN و افت سطح آنتیاکسیدانها شواهد قویتری میدهد. اگر پس از CIP، هدایت آب خروجی دیر به خط مبنا برسد، احتمال همزمانی این نشانهها بیشتر است.
آیا استفاده از گریس H1 میتواند مشکل را حل کند؟
گریس H1 در نقاطی مانند بیرینگها مؤثر است، اما اگر شوینده بهصورت آئروسل یا بخار نفوذ کند، صابون گریس نیز میتواند دچار شستشو یا رقیقشدن شود. انتخاب غلیظکننده مقاوم (مثلاً آلومینیوم کمپلکس برای قلیا) و آببندی مناسب ضروری است. پایش دمای بیرینگ و برنامه ریلوب منظم را فراموش نکنید.
تعامل با موتورازین چه کمکی میکند؟
موتورازین میتواند سبد روانکارهای H1 سازگار با شویندههای رایج شما را پیشنهاد دهد، تستهای پایه مانند TAN/FTIR اولیه را تنظیم کند، و با تیم CIP شما برای بهینهسازی دما/زمان/غلظت همکاری نماید. همچنین با ارائه کیتهای نمونهگیری و آموزش میتواند زمان تشخیص مشکلات را کاهش دهد و خرابیهای زودرس را پیشگیری کند.
جمعبندی
شویندههای CIP/SIP برای کیفیت دارویی حیاتیاند، اما میتوانند اکسیداسیون و پیری روغنهای گرید دارویی را تسریع کنند؛ بهویژه قلیاها، اسیدها و اکسیدکنندهها که آنتیاکسیدانها را مصرف و TAN را افزایش میدهند. کلید موفقیت، رویکرد یکپارچه است: انتخاب پایه مناسب (ترجیح PAO در مجاورت قلیا/اکسیدکننده)، آببندی و تهویه مهندسی، تنظیم محافظهکارانه دما/زمان/غلظت، و پایش منظم TAN/FTIR/ویسکوزیته. با نقشه ریسک تماس و همکاری نزدیک با تأمینکنندهای مانند موتورازین، میتوان پاکیزگی فرایند را بدون قربانیکردن سلامت روانکار و تجهیزات، همزمان به دست آورد.
بدون نظر