15.07.2024

Jak

Browary

Mleczarnia

Czyszczenie CIP w zakładach produkcji żywności

W XXI wieku przemysł spożywczy zastipuje mycie ręczne z demontażem linii produkcyjnej jednoczęściowym zlewem CIP, де tylko jest to możliwe. Skrót ten oznacza Cleaning In Place, czyli „czyszczenie na miejscu”. Roztwór czyszczący krąży wewnątrz sprzętu: rurociągi z zaworami odcinającymi, zbiorniki.

Używany jest również skrót SIP – skrót od wyrażenia Sterilization In Place. W tłumaczeniu na język rosyjski – „sterylizacja w miejscu instalacji”. Jest to czyszczenie wewnętrznych powierzchni sprzętu za pomocą roztworów dezynfekujących w celu osiągnięcia nie tylko czystości fizycznej i chemicznej, ale także bakteriologicznej, co jest szczególnie ważne w produkcji żywności. W rzeczywistości sterylizacja w miejscu to system CIP, który ma możliwość sterylizacji.

Zalety czyszczenia CIP

Bezpieczeństwo bakteriologiczne produktu spożywczego jest równie ważne jak jego smak. Ustawodawcy nakładają surowe wymagania sanitarne, a їх naruszenie prowadzi do trzech grup kłopotów dla producenta:
  • Handlowe – straty z tytułu zwrotów produktów do magazynu, grzywny.
  • Prawne – administracyjne zawieszenie działalności, pozwy sądowe.
  • Reputacyjne – zerwanie relacji z konsumentami.

Dlatego nie można obejść się bez czyszczenia sprzętu w produkcji żywności. Chociaż proces ten sam w sobie nie generuje zysku. Każde czyszczenie sprzętu to wymuszony przestój, a producent jest zainteresowany skróceniem tego czasu bez uszczerbku dla jakości produktu.

Zastosowanie zautomatyzowanych lub półautomatycznych stacji CIP zamiast ręcznego czyszczenia z demontażem sprzętu pozwala na:
  • skrócenie czasu przestojów i obniżenie ceny;
  • osiągnięcie czystości fizycznej i bakteriologicznej;
  • контрольування процесу mycia w як największym stopniu bez osobistego zaangażowania;
  • ograniczenie czynności wykonywanych ręcznie w celu uniknięcia wpływu czynnika ludzkiego.

Aby te zalety stały się rzeczywiste, a nie teoretyczne, konieczne jest wybranie odpowiedniej stacji CIP. I zrozumieć, jak ona działa.

Typy i zastosowanie stacji CIP

W rzeczywistości istnieją tylko dwa rodzaje systemów СIP: scentralizowane i zdecentralizowane.

Pierwszy typ jest najbardziej skuteczny w małych przedsiębiorstwach produkujących żywność, gdzie odległość między stacją a obiektami czyszczącymi jest niewielka. Systemy scentralizowane są również powszechne w zakładach, w których wszystkie operacje CIP są wykonywane z jednego miejsca. Znajduje się tam jedna stacja CIP lub ich grupa, a stamtąd detergenty są dostarczane do różnych obiektów myjących.

System CIP składa się z trzech części:
  • stacja CIP;
  • linie dystrybucyjne;
  • obiekty czyszczące.

Zdecentralizowane systemy CIP są bardziej powszechne w dużych zakładach, w których odległości od centralnej stacji CIP do obiektów czyszczących mogą być bardzo duże. Ten typ sprzętu wykorzystuje kilka rozproszonych stacji CIP zlokalizowanych obok obiektów czyszczących.

W produkcji żywności często potrzebnych jest kilka stacji CIP, w zależności od czyszczonych obiektów. Proces czyszczenia jest inny dla zimnych i gorących powierzchni. Pożądane jest również oddzielenie urządzeń CIP dla produktów surowych od linii produktów pasteryzowanych, aby uniknąć rozprzestrzeniania się przetrwałych zarodników i bakterii.

Stacje CIP mają zastosowanie do prawie wszystkich systemów procesowych w przemyśle napojów, browarniczym, cukierniczym i mleczarskim. Mogą być nawet używane do czyszczenia specjalnego sprzętu, takiego jak separatory i pasteryzatory. Istnieją stacje stacjonarne i mobilne urządzenia CIP.

Zasada działania czyszczenia CIP

Proces CIP został przedstawiony na diagramie Herberta Sinnersa.

Pokazuje cztery parametry, które wpływają na jakość czyszczenia sprzętu:

Te cztery parametry są ze sobą powiązane i wzajemnie na siebie wpływają. Jeśli któryś z nich zmieni się w schemacie czyszczenia CIP, zostanie to skompensowane przez pozostałe trzy.

  • siła mechaniczna;
  • ekspozycja chemiczna;
  • temperatura;
  • czas.

Te cztery parametry są ze sobą powiązane i wzajemnie na siebie wpływają. Jeśli którykolwiek z nich ulegnie zmianie w schemacie czyszczenia CIP, jest to kompensowane przez pozostałe trzy.

 

Mechaniczny wpływ na czyszczoną powierzchnię w systemie CIP uzyskuje się dzięki działaniu sił ścinających spowodowanych ciśnieniem cieczy. Prędkość przepływu wody musi być większa niż 1,5 m/s, aby wytworzyć wystarczające turbulencje i osiągnąć pożądany rezultat.

 

Ekspozycja chemiczna w stacji CIP służy do usuwania cząstek produktu z wnętrza systemu procesowego. Jest to sterylizacja na miejscu. Aby osiągnąć czystość, ekspozycja chemiczna musi być połączona z siłą mechaniczną: odpowiednie stężenie roztworu detergentu plus siła strumienia przepływu.

Wykorzystanie stacji CIP:
  • do usuwania zanieczyszczeń organicznych (tłuszcz, cząstki żywności) – 2% alkaliczne roztwory wodorotlenku potasu KOH lub sody kaustycznej NaOH;
  • osadów mineralnych (sadza, osady wapienne) – różne kwasy w stężeniu 0,5-2%.

Środki chemiczne w obiegu CIP muszą być prawidłowo dozowane. Ich stężenie bezpośrednio wpływa na proces czyszczenia. Niedobór „chemii” będzie stratą pieniędzy i zwiększy zużycie wody, czas czyszczenia. Wysokie stężenie kwasu lub zasady może uszkodzić sprzęt i zaszkodzić zdrowiu ludzi.

Trzecim parametrem jest efekt termiczny. Cząsteczki poruszają się szybciej wraz ze wzrostem temperatury, więc ciepło zwiększa skuteczność detergentów. Jednak niekontrolowana ekspozycja termiczna jest niebezpieczna. Dlatego instalacja czujników temperatury w stacji CIP jest obowiązkowa.

Czwartym ważnym parametrem jest czas oddziaływania sił mechanicznych, chemicznych i termicznych. Oczywiście linia i tak zostanie oczyszczona. Ale niewłaściwy dobór natężenia przepływu, temperatury i stężenia „chemii” wydłuży czas trwania procesu, a tym samym czas przestoju.

Tryby czyszczenia stacji CIP

Proces produkcyjny w ramach normalnego cyklu, na przykład między partiami produktu, jest kończony przez wyciśnięcie pozostałego produktu za pomocą wody. Następnie, co do zasady, stosowane jest czyszczenie CIP sprzętu.

Procedura składa się z 4-5 kroków.
  1. Przepłukać wstępnie wodą. Płyn może być zimny lub gorący, w zależności od produktu.
  2. Oczyszczanie przy użyciu koncentratów alkalicznych. Na tym etapie z urządzenia usuwane są zanieczyszczenia organiczne. Stężenie alkaliów i wartości temperatury są doprowadzane do wymaganego punktu nastawy. Przepływ wody jest utrzymywany na odpowiednim poziomie, aby zapewnić zadowalające natężenie przepływu.
  3. Płukanie wodą. Roztwór alkaliczny i pozostałości organiczne są usuwane z obwodu.
  4. Obieg kwaśnego detergentu. Ten etap jest stosowany w celu usunięcia osadów mineralnych, takich jak kamień mleczny lub kamień piwny. Częstotliwość stosowania cyklu kwasowego zależy od technologii produkcji:
  • rodzaju produktu;
  • jakości wody;
  • temperatury powierzchni roboczej (produkcja na zimno lub na gorąco).

Stężenie kwasu, zużycie wody i temperatura są utrzymywane na ustawionych wartościach przez ustawiony czas.

5. Końcowe płukanie wodą. Roztwór kwasu i rozpuszczone zanieczyszczenia muszą zostać usunięte w celu zapewnienia bezpieczeństwa żywności. W wyniku płukania w linii powinna pozostać tylko czysta woda.

Prawidłowy schemat działania stacji CIP gwarantuje nie tylko czystość zewnętrzną, ale także usunięcie niebezpiecznych mikroorganizmów. Po CIP linia spożywcza jest gotowa do dalszego użytkowania.

Dla skuteczności stacji CIP ważne są takie parametry techniczne i procesowe, jak obwód i objętość cyrkulacji. Im większa odległość między sprzętem a samą stacją, tym większe straty wody, roztworów czyszczących i energii elektrycznej. Objętość cyrkulacji 500-1000 litrów jest uważana za akceptowalną.

Wybór stacji CIP

Poprawę wydajności systemów CIP osiąga się poprzez kontrolowanie czterech głównych parametrów czyszczenia i optymalizację ich ogólnej równowagi. W końcu każdy z tych elementów ma swój własny koszt, który wpływa na ostateczną cenę produktu.

Przy zakupie stacji CIP należy wziąć pod uwagę trzy kluczowe czynniki:
  1. Wydajność. Powtórzmy, że każde czyszczenie sprzętu to przestój linii produkcyjnej. Jednocześnie koszty CIP powinny być porównywalne z efektami jego stosowania.
  2. Bezpieczeństwo. Czyszczenie CIP wykorzystuje silne środki chemiczne w połączeniu z podwyższoną temperaturą. Mogą one zaszkodzić personelowi i sprzętowi.
  3. Przyjazność dla środowiska. To nie tylko minimalizacja zużycia zasobów i detergentów, ale także możliwość ich ponownego wykorzystania.

Istnieją modele stacji CIP, w których woda i koncentraty mogą być używane kilka razy. Posiadają one zbiornik odzysku.

Konsekwencje błędów przy zakupie i instalacji stacji CIP

W praktyce, wybierając sprzęt, można kupić niewłaściwą rzecz w niewłaściwym miejscu lub zainstalować ją nieprawidłowo. Te trzy błędy często prowadzą do kłopotów dla wszystkich uczestników procesu produkcyjnego.

Właściciel ryzykuje zakup stacji CIP, która po prostu nie pasuje do warunków jego produkcji. Może też wybrać nierzetelnego sprzedawcę, który nie będzie w stanie pomóc z gwarancją i komponentami w przyszłości.

Stacja CIP bez jasnej instrukcji obsługi lub zainstalowana nieprawidłowo stanie się utrapieniem dla głównego inżyniera:
  • wpływ hydrauliczny;
  • awarie;
  • brak możliwości przeprowadzenia pełnej konserwacji.

Inżynier obsługujący zakład będzie narażony na wypadki, rozpryskiwanie roztworu czyszczącego, konflikty w harmonogramie czyszczenia różnych urządzeń. Nie zauważy on zalet automatyzacji, ponieważ będzie musiał osobiście kontrolować cały proces

Instalacja stacji bez uwzględnienia warunków produkcji stworzy problemy dla specjalisty ds. jakości. Może on stanąć w obliczu obecności martwych stref na linii, braku możliwości pobierania próbek.

Takich problemów można uniknąć, jeśli w dobór sprzętu zaangażowana jest rzetelna firma inżynieryjna. Właściciel przedsiębiorstwa produkującego żywność zaoszczędzi więcej na minimalizacji ryzyka niż zapłaci za jej usługi.

Korzyści z inżynierii przy zakupie stacji CIP

Na etapie wyboru rozwiązania technicznego specjaliści zaprojektują i zainstalują sprzęt z uwzględnieniem aktualnych warunków produkcji żywności. W tym celu wykorzystują modelowanie 3D obwodów stacji i skanowanie 3D istniejących pomieszczeń. Technologie te pozwalają między innymi na integrację stacji CIP z istniejącym sprzętem.

Modelowanie 3D pomoże opracować kwestie przyszłego projektu, bezpieczeństwa i niezawodności stacji. Na tym etapie określany jest również stopień automatyzacji. Klient może otrzymać:
  • możliwość zdalnego sterowania parametrami czyszczenia i automatycznego gromadzenia danych;
  • ergonomia obsługi;
  • automatyczne dozowanie roztworu czyszczącego w celu zmniejszenia ryzyka błędu ludzkiego;
  • system powiadamiania o wypadkach i odchyleniach w procesie czyszczenia, w tym za pośrednictwem poczty elektronicznej;
  • zarządzanie czasem CIP;
  • monitorowanie zużycia wody, energii elektrycznej i cieplnej;
  • prysznic bezpieczeństwa.

Podczas pracy zdalne wsparcie inżynieryjne 24/7 pomaga szybko rozwiązywać pojawiające się problemy, optymalizować proces czyszczenia w celu oszczędzania energii i wody.

Firmy inżynieryjne prowadzą serwis gwarancyjny. Kolejnym plusem współpracy z nimi są oszczędności na komponentach. Często takie firmy mają zniżki na części zamienne od producentów od 15% do 30%.

Inżynieria w czyszczeniu CIP to stabilność i jakość procesu. Ostatecznie jest to bezpieczeństwo żywności.

Viravix Engineering oferuje mycie CIP pod klucz dla przemysłu mleczarskiego. Nasi specjaliści przeprowadzą cały cykl prac: od projektu stacji do uruchomienia, z późniejszym serwisem gwarancyjnym.