基思·钱伯斯(Keith Chambers)坐在澳大利亚一家冰淇淋厂三层楼高的水箱上，试图盖上一根管子的末端，这时他意识到有些不对劲。管子开始震动起来，就像一列迎面而来的火车使轨道嗡嗡作响一样。这种震动只可能意味着一件事。钱伯斯意识到，再过几秒钟，就会有大量灼热的腐蚀性化学物质向他喷射出来，除非他赶紧拧紧瓶盖上的螺栓。幸运的是，他及时完成了任务。
钱伯斯目前担任施耐德电气(施耐德电气，http://www.schneider-electric.com)-讲述了他作为独立系统集成商时的故事，以说明在食品、饮料和制药工厂协调就地清洁(CIP)程序的重要性。导致钱伯斯那天处于危险之中的原因是冰淇淋厂隔壁房间的人选择了错误的时间开始清洁工作，没有意识到钱伯斯处于危险之中。他现在说:“当时正在进行的清洁活动都没有得到真正的协调。”
自动化在工业清洁和冲洗过程中发挥更大作用的原因之一是让工厂工人达成共识。钱伯斯以施耐德电气的Wonderware Workflow软件为例，该软件可以协调工厂工人的活动，并在任何地方出现问题时立即发出警报。
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不仅仅是核电站操作员认为需要更有效的清洁程序。2011年，奥巴马总统签署了自20世纪30年代以来对美国食品安全法进行的最大改革。《食品安全现代化法案》(FSMA)指示食品和药物管理局(FDA)发布新的法规，旨在将该机构的重点从应对食品安全问题转移到预防食品安全问题上。
Jennifer McEntire，首席科学官艾奇逊集团(The Acheson Group, LLC (TAG)， http://achesongroup.com)一家食品和饮料行业咨询公司表示，对食品和饮料制造业影响最大的规则将是那些处理工厂卫生以防止食品安全问题的规则。“具体来说，”她说，“产品接触表面的卫生。产品运行的传送带，用于处理产品的工具和器具，以及实际接触到产品的东西，这些都很可能发生污染。”
虽然新规定最早要到2015年8月30日才能最终确定，但McEntire和她的同事们建议制造商开始审查已公布的规则草案，以作为指导。她说:“我们知道，为了回应公众的意见，FDA正在重新评估某些部分，但我不希望在卫生方面发生巨大变化。”
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正如FDA的新要求所表明的那样，在加工人类消费产品的工厂中，保持表面清洁比以往任何时候都更加重要。这既适用于单个组件的构建，也适用于整个生产线。
正如麦克泰尔指出的那样，“FDA正在进一步研究这些设备如何导致产品污染。”她说，对于某些产品类型来说，一个关键的要求可能是定期测试设备，以确保“没有很难清洁的地方，在那里微生物可以找到一个舒适的小家，在工厂里生长，并沿着它们的路径进入产品。”
建立一条清洁的生产线首先要采购能够抵抗病原体的部件。运动控制供应商科尔摩根(kollmorgan)负责市场开发的副总裁汤姆•英格兰(Tom England)指出，他的公司生产的新电机特别容易保持清洁。
“我们思考的过程是，‘我们能为伺服电机设计出最卫生的几何形状是什么?’我们说，‘好吧，那是一个球体，’”英格兰说。球体没有隐藏的缝隙，微生物可以藏在里面，而且它们很容易清洁。“唯一的问题是，”他说，“你无法从球体中获得很大的速度和扭矩。”
然而，从球体作为理想的几何形状开始，科尔摩根的工程师们想出了一个更干净的设计，他们称之为AKMH系列伺服电机，其中“H”代表“卫生”。虽然电机本身不是球形的，但这个概念适用于AKMH的圆形外壳。
外壳是316级耐腐蚀不锈钢，没有外部硬件，如可以容纳病原体的螺栓，只有一根电缆进入外壳，用于供电和平衡外壳内外压力所需的通风。
AKMH的设计是在其使用寿命结束时进行更换，而不是进行维修，这样就不必打开了。马达也被设计成完全浸入清洗剂与pH值范围2-12在每日或每周冲洗程序。英格兰说，该公司在开发水下推进器和其他海洋系统方面的专业知识在设计这种新发动机系列时派上了用场。
至于扭矩和马力的问题与圆形住房，英格兰说，在AKMH电机操作在大约5%的扭矩小于类似大小的AKM电机，由于圆柱形和不锈钢结构。他补充说，为了获得更卫生的电机，在性能上有一点权衡，但不是很大。
整体控制
自动化可以给生产冲洗程序带来的好处之一是对整个制造工厂的过程进行精确控制。
钱伯斯强调了总体应用程序(如施耐德电气供应的Wonderware InBatch软件)的重要性，因为它们能够管理CIP系统的各个方面，包括整个生产线的水温，化学混合物和冲洗时间。同样重要的是，该系统可以协调所有CIP操作，并且每次都以完全相同的方式执行。
这样的系统可以让钱伯斯在澳大利亚冰淇淋厂工作时少留几根白发，因为它可以让工厂里的每个人都知道每次CIP操作的地点和时间。集中控制系统还为运营商提供了适应不断变化的监管要求和产品配方所需的灵活性，并且可以帮助他们扩大规模以满足不断增长的产品需求，因为他们可以轻松容纳额外的设备。
为确保符合卫生要求，罗克韦尔自动化(罗克韦尔自动化，http://www.rockwellautomation.com)PlantPAx过程自动化系统提供基于服务器的控制，可以使一些任务依赖于其他任务，例如在产品成分通过设备之前对设备的关键部件进行清洁。罗克韦尔自动化的产品集成经理christopher Dornan解释说:“当你说清洁是一个必要的步骤时，有了这些要求……有助于防止任何人为错误。”
当然，如果工厂里的所有设备都不能连接到这些系统，即使是最好的控制软件和人机界面(hmi)也不会有多大用处。为了解决这个问题，米格尔·梅塞德斯，战略行业经理欧姆龙自动化与安全(欧姆龙全球，http://www.omron.com/)他强调了模块化的重要性，特别是在拥有多条生产线的工厂。
梅塞德斯说:“你要确保你在一条线上做的事情，也能在其他线上做。”“在自动化平台中，你想要的东西之一是能够轻松地将机器从一条生产线转移到另一条生产线。”与相同控制系统兼容并理解相同编程语言的机器为工厂操作员提供了灵活性，他们需要轻松地重新配置自动化系统。”
一旦生产线及其控制系统到位，CIP操作就可以像任何用于生产和包装产品的批处理过程一样运行。施耐德电气发布的一份白皮书概述了四个主要变量——称为“4t”——为了优化CIP过程，应该妥善管理这些变量。这些变量是:清理过程运行所需的时间;清洗过程中每一成分的保存温度;滴度，或清洗剂的浓度;以及湍流，或水和化学物质撞击需要清洁的表面的速度。
有了良好的控制系统，这些变量可以微调，以适应需要清洁和调整的单个设备，以达到最大的效果和效率。施耐德电气估计，在典型的食品加工厂，有效的CIP自动化可以为操作员节省高达20%的能源成本，并在清洁过程中减少20%的生产力损失。
新的FDA法规将要求更广泛的清洁操作文件。“你必须去做，你必须记录下来，”麦肯泰尔说。她说，在FSMA之前，“FDA的文件要求并不存在。”
这一切都是为了在必要时通过供应链追踪可能受到污染的食品，在这里，自动化可以提供帮助。良好的控制系统会记录一条生产线上使用的所有成分，以及每次清洗过程的每一步。此外，在清洁过程中产生的废物——例如，某一特定化学品流入某一特定排水管的量——可以自动跟踪并以电子方式记录下来。这不仅允许工厂操作员验证清洁操作的有效性，而且还为可能发生的任何监管审计提供了良好的文件。
最后，一旦更新的系统和适当记录的程序就位，正确地遵循它们是很重要的。科尔摩根(kolmorgen, http://www.kollmorgen.com)英格兰描述了一个快餐食品加工厂的冲洗场景，他的同事们争先恐后地设计更坚固的硬件。
“他们进来后做的第一件事就是把袋子放在伺服电机上，”英格兰回忆说。这个想法是为了保护设备免受冲洗，防止故障。但这意味着设备没有得到充分的清洁。
英格兰说，冲洗用装袋设备一直是许多工厂操作人员的标准操作程序，但设计成经得起冲洗的新设备不需要它。消除这一步骤不仅使冲洗更有效，而且还减少了停机时间。然而，核电站的操作人员要知道他们的设备是否能在没有保护的情况下存活下来。
当然，在启动CIP操作之前，他们还需要确保没有人坐在任何水箱上。
