Eine effiziente Reinigung von Rohrleitungen und Prozessanlagen ist in der Lebensmittel- und Getränkeherstellung unabdingbar. Clean-in-Place-Systeme haben sich in der Branche schnell durchgesetzt, da sie eine schnelle, konsistente und automatisierte Reinigung ermöglichen, ohne dass Anlagen demontiert werden müssen. Da die Hersteller zunehmend unter dem Druck stehen, ihre Produktionskapazität zu erhöhen und gleichzeitig hohe Hygienestandards einzuhalten, ist CIP zu einer bevorzugten Lösung geworden, um die Effizienz zu steigern, die Kosten zu senken und die Produktqualität zu wahren.
Was ist Clean-in-Place (CIP)?
CIP bezeichnet eine Reihe von Verfahren für die Tiefenreinigung eines Prozesssystems, während es an Ort und Stelle steht, ohne dass Geräte und Rohrleitungen demontiert werden müssen. Diese automatisierten Systeme verbessern die Hygiene und die Produktqualität, indem sie Verunreinigungen verhindern und durch Standardisierung der Reinigung konsistente Ergebnisse gewährleisten.
CIP-Systeme verwenden das gleiche Rohrnetz wie das Produkt, um Reinigungs-, Spül- und Desinfektionslösungen zu verteilen und Rückstände aus Produktionsanlagen zu entfernen. Vor der Einführung von CIP-Systemen mussten Anlagen zerlegt, von Hand gereinigt und anschließend wieder zusammengebaut und desinfiziert werden. Das war zeitaufwändig, arbeitsintensiv und schwer zu standardisieren, was oft die Gerätegröße beschränkte und zu langen Ausfallzeiten führte. Die nicht sehr effiziente Reinigung machte häufig Nacharbeiten erforderlich, erhöhte die Betriebskosten und ließ den Chemikalien- und Wasserverbrauch steigen.
Die Hauptvorteile von CIP-Systemen
CIP-Systeme haben sich in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie als sehr vorteilhaft erwiesen.
- Höhere Effizienz und weniger Arbeitsaufwand: CIP-Systeme sind schneller, weniger arbeitsintensiv und wiederholbarer als herkömmliche Reinigungsmethoden, was die betriebliche Effizienz steigert.
- Weniger menschliche Fehler: Die automatisierte Reinigung stellt sicher, dass in jeder Phase die richtigen Chemikalien und Lösungen verwendet werden und dass die Geräte korrekt gereinigt und desinfiziert werden.
- Geringerer Verbrauch: CIP-Systeme können dazu beitragen, den Verbrauch von Wasser, Chemikalien und Energie zu senken. Die automatisierten Funktionen ermöglichen eine genaue Dosierung und Steuerung, um einen übermäßigen Verbrauch und Abfall zu vermeiden.
- Gesundheit und Sicherheit: Richtig konzipierte CIP-Systeme reduzieren oder verhindern die Exposition des Bedieners gegenüber Reinigungschemikalien und fördern so Gesundheit und Sicherheit.
- Verbesserte Qualität und Konsistenz: CIP-Systeme fördern eine gründliche, konsistente und standardisierte Reinigung und tragen so dazu bei, die Gesamtqualität und Konsistenz des Endprodukts zu wahren.
- Verbesserte Hygiene: CIP-Systeme können ein höheres Hygieneniveau gewährleisten als die manuelle Reinigung, was für die Produktsicherheit und die Vermeidung von Kontaminationen von entscheidender Bedeutung ist.
Die CIP-Schritte
CIP-Systeme werden in vielen verschiedenen Bereichen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie eingesetzt. Um die mit der manuellen Reinigung verbundenen Risiken zu minimieren, müssen CIP-Systeme hinsichtlich Temperatur, Zykluszeiten, Durchflussraten und chemischer Konzentration sehr spezifisch sein, um eine Kontamination zu verhindern und eine Standardisierung zu erreichen.
Ein typisches CIP-Verfahren umfasst eine Reihe von Schritten, darunter Vorspülen, Umwälzen von Reinigungsmitteln (oft unter Verwendung von Laugenlösungen), Zwischenspülen, Säurewaschen (falls erforderlich), Desinfizieren und abschließendes Nachspülen.
Hier eine ausführlichere Aufschlüsselung der Schritte:
- Vorspülung: Spülen des Geräts mit Wasser, um Rückstände zu entfernen, Zucker aufzulösen und Fette aufzuweichen.
- Laugenspülung: Die Rohre werden mit verwirbeltem heißem Wasser und einer Lauge wie Natriumhydroxid gespült, um Fette zu entfernen.
- Zwischenspülung: Sauberes Wasser wird verwendet, um ätzende Reinigungsmittelreste zu entfernen.
- Endspülung: Diese Spülung dient dazu, möglicherweise im System verbliebene, letzte Rückstände zu entfernen.
- Desinfektionsspülung: Lösungen wie Peroxyessigsäure (PAA) werden durch das System gespült, um alle Mikroorganismen abzutöten, bevor die Produktion fortgesetzt wird.
Durchflussmessung in CIP-Systemen
Die Durchflussmessung ist für die Gesamteffizienz von CIP-Zyklen von entscheidender Bedeutung, insbesondere während der Laugenspülung. Sowohl die Temperatur als auch der Durchfluss der Lauge müssen sorgfältig überwacht werden, um sicherzustellen, dass das Wasser seine hohe Temperatur beibehält und der Durchfluss ausreichend stark und verwirbelt ist, um den zur Entfernung von Fettrückständen erforderlichen Schrubbeffekt zu erzielen. Dabei müssen Temperaturen zwischen 57° C und 82° C und Strömungsgeschwindigkeiten von 1,5 bis 2,1 m/s eingehalten werden. Jede Abweichung birgt das Risiko einer unvollständigen Reinigung, was eine kostspielige Wiederholung erfordert.
Die elektromagnetische Durchflussmesstechnik kann diese Risiken mindern und genaue und zuverlässige Überwachungslösungen bieten, die Durchflussgeschwindigkeit und -temperatur innerhalb der erforderlichen Parameter halten. So kann jede Laugenspülung erfolgreich abgeschlossen werden, bevor das System zum nächsten Schritt des Zyklus übergeht.
Dosierkontrolle mit Überwachung der Wasserqualität
Während der Desinfektionsspülung ist eine genaue Dosierung entscheidend für eine effiziente CIP-Reinigung. So müssen die Mengen an Chemikalien wie Peroxyessigsäure (PAA), Wasserstoffperoxid (H2O2) und Chlor genau kontrolliert werden, um eine konsistente mikrobielle Desinfektion zu erreichen. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, müssen diese Sterilisationsmittel je nach dem Verschmutzungsgrad des Systems in einem bestimmten Bereich (100–450 ppm) gehalten werden.
Bei zahlreichen britischen Lebensmittel- und Getränkeherstellern, darunter auch Molkereien, haben sich der Q46/85 Peroxyessigsäure-Monitor und der Q46/84 Wasserstoffperoxid-Monitor als unverzichtbar für eine präzise Dosierung erwiesen. Diese Monitore verwenden elektrochemische Sensortechnologie, um eine kontinuierliche, genaue Dosierung zu gewährleisten, und lassen sich über einen analogen Ausgang oder eine PID-Steuerung problemlos mit Dosierpumpen integrieren. In einem kürzlich durchgeführten sechsmonatigen Test zeigte der Q46/85 PAA-Monitor eine hervorragende Leistung, erforderte keine Kalibrierung und lieferte zuverlässige, wartungsarme Ergebnisse.
Abschließende Überlegungen
Mit der wachsenden Weltbevölkerung steigt auch die Nachfrage nach Lebensmitteln. Lebensmittel- und Getränkehersteller werden weiterhin nach Lösungen suchen, die es ihnen ermöglichen, die Produktivität zu steigern und die Betriebskosten zu senken und gleichzeitig ein hohes Qualitätsniveau zu halten. CIP-Systeme spielen bei dieser Expansion eine wichtige Rolle. Effiziente und zuverlässige Systeme sind für die Deckung der Nachfrage unerlässlich.
Die Überwachung von Durchfluss und Wasserqualität spielt eine entscheidende Rolle für den Erfolg dieser Systeme. Durch die Integration von Spitzenlösungen aus dem BlueEdge-Portfolio können Hersteller in der Lebensmittelindustrie Systeme entwickeln, die den Herausforderungen der modernen Welt gewachsen sind.
