Saneamiento de equipos de proceso y limpieza in situ (CIP)
Acorte el proceso de limpieza in situ y reduzca los costos de mantenimiento
Tanto el sector industrial como la industria de alimentación y bebidas, las instalaciones lácteas, la industria de procesos y las plantas farmacéuticas, consumen cantidades de agua, energía y productos químicos para mantener limpios y desinfectados los equipos de proceso.
Los equipos como tanques, tuberías, válvulas, intercambiadores de calor y máquinas de llenado deben mantenerse libres de microorganismos no deseados, biopelículas, incrustaciones y residuos químicos. La incapacidad para mantener los equipo de proceso limpios puede dar lugar a lo siguiente:
- Deterioro del producto final
- Intercambiadores de calor poco eficientes
- Alto mantenimiento
- Incremento en la demanda de productos químicos, agua y energía
Limpieza in situ
Fundamentos del CIP
La limpieza in situ (CIP, por sus siglas en inglés) es una de las operaciones más comunes en todo el sector industrial y es crucial para limpiar los equipos de proceso utilizados en tandas diferentes. A día de hoy estos procesos están plenamente automatizados, con estaciones CIP centralizadas instaladas las cuales dan servicio a las necesidades de limpieza y saneamiento de los equipos de proceso de la planta entera. De esta forma, se pueden establecer ciclos de limpieza en el interior de las tuberías y depósitos que de otra manera no serían accesibles por el personal de la planta. Normalmente este proceso incluye las siguientes etapas:
| Etapa del ciclo CIP | Finalidad | Agente limpiador | Retos |
|---|---|---|---|
| 1. Preenjuagado | Eliminar la mayoría de las partículas y material orgánico antes de usar el producto de limpieza. | Agua. | Demanda elevada de agua, carga de aguas residuales. |
| 2. Limpieza con agentes cáusticos o ácidos | Limpiar el material orgánico que se ha pegado a las superficies internas. La limpieza con ácido también puede eliminar partículas inorgánicas para evitar la formación de incrustaciones. Eliminar superficies que fomentan el crecimiento microbiano. | Hidróxidos sodio o potasio, varios ácidos. | Manipulación de productos químicos, costosa. |
| 3. Enjuagado | Eliminar agentes cáusticos o ácidos para así evitar la contaminación del producto. | Agua. | Demanda elevada de agua, carga de aguas residuales. |
| 4. Desinfección e higiene | Asegurar que el equipo de proceso esté libre de microorganismos (bacteria, virus, algas). Incluso unos pocos microbios pueden causar infecciones el producto final. | Agentes a base de cloro, ácido peracético (PAA), agua caliente, vapor, yodóforos. | Asegurar la eliminación completa de bacteria. Elevados costes. |
| 5. Enjuagado final | Enjuagar los productos químicos de saneamiento para evitar la contaminación del brebaje. | Agua. | Añade consumo de tiempo y agua al ciclo CIP. |
Etapas típicas de CIP en la limpieza e higienización del equipo de proceso.
CIP con ozono
La tecnología del ozono presenta un enfoque novedoso para desinfectar los equipos de proceso y ello con una demanda significativamente menor de agua, productos químicos y energía. El ozono elimina completamente los costes y la manipulación que causaban los métodos tradicionales de saneamiento a utilizar productos químicos o agua caliente. El ozono no deja residuos químicos después del uso, lo que significa que no es necesario el enjuague final. También es posible aplicar ozono directamente después de la limpieza – enjuague con ozono. Esto permite un CIP de 3 etapas en lugar de 5 ciclos. La siguiente figura ilustra las mejoras que con el CIP que se pueden hacer, sustituyendo los productos químicos y utilizando las características únicas del ozono. Muestra cómo un ciclo CIP de 5 etapas puede reducirse a un ciclo de 4 etapas.
Los sistemas RENA Vivo de Ozonetech encajan a la perfección en aplicaciones CIP, ofreciendo una solución completa llave en mano que se puede integrar fácilmente en plantas existentes, o conectada durante la construcción de nuevas instalaciones.
El saneamiento con agua caliente se usa normalmente en situaciones en las que se quiere evitar el uso de productos químicos. Sin embargo, consume mucho tiempo y ejerce tensiones en el equipo mecánico durante la expansión y contracción que se produce durante el calentamiento y enfriado, causando fugas y un mantenimiento caro. Este concepto se ilustra a continuación:
El ozono se produce in situ y bajo demanda, lo que significa que es generado y aplicado cuando se necesita. Esto constituye una característica clave del ozono en comparación con agentes químicos tradicionales. La figura inferior muestra la concentración de ozono a lo largo del tiempo para una instalación. El área verde ejemplifica el rango de concentración de ozono aplicado sobre el equipo de proceso. Como puede verse, la concentración de ozono aumenta a lo largo del tiempo y alcanza niveles adecuados para la desinfección en cuestión de pocos minutos.
El ciclo de limpieza se completa en 5-15 minutes dependiendo de la cantidad y el tipo de microorganismos. Puesto que el ozono es aproximadamente 10-1000 veces más eficaz que otros químicos frente a bacterias, moho y virus, la limpieza puede terminar en pocos minutos, ahorrando un tiempo importante de no actividad para cualquier tipo de instalación. La concentración de ozono típica es 1 ppm para una reducción 3 log de todo tipo de micoorganismos no deseados en 15 minutos. Por favor, lea más sobre los mecanismos de desinfección por ozono en nuestra sección de aplicaciones de desinfección.
El siguiente video muestra nuestra serie A RENA Vivo como parte integral de un proceso CIP, concretamente en una cervecería:
Limpieza fuera de lugar (COP, clean-out-of-place por sus siglas en inglés)
Mientras que CIP se refiere a la limpieza y sanemainto del interior de los equipos de proceso, COP se refiere a la higiene de superficies de depósitos, tuberías o suelos. Típicamente se emplean agentes espumantes para para ayudar a la inspección visual de áreas limpias frente a las no limpias. El ozono evita la exposición a productos químicos durante operaciones COP al emplear un sistema de ozono para producir ozono bajo demanda e insitu. El uso de ozono deja un ligero olor tras su uso, indicando que la higiene ha sido existosa.
Eliminación de la biopelícula
Debido al fuerte poder de desinfección del ozono, si existe biopelícula, esta puede eliminarse mediante ozonización a lo largo de un periodo de tiempo prolongado, permitiendo que el ozono rompa las paredes celulares y el material orgánico. La biopelícula puede darse en sistemas en los que una higiene o limpieza insuficiente ha permitido el crecimiento biológico de bacterias sobre el material orgánico resultante de la producción. En tales casos, el uso de ozono es una excelente manera de elimintar la biopelícula y prevenir crecimientos futuros.
Torres de refrigeración y sistemas de agua cerrados
Estas aplicaciones difieren en algunos aspectos de las aplicaciones CIP. En los sistemas de refrigeración cerrados o torres de refrigeración, grandes volúmenes de agua circulan con una retención hidráulica muy larga. En estos casos, concentraciones de ozono por debajo de 0.2 ppm son suficientes para prevenir el crecimiento microbiano. Con largos tiempos de retención hidráulica,la biopelícula existente puede ser degradada eficazmente.
Industrias de aplicación
El saneamiento con ozono de los equipos de proceso es especialmente valioso en cervecerías, fábricas lácteas, producción en alta mar y producción de alimentos. En la producción de alimentos el ozono se utiliza para el enjuagado de productos frescos.