Importància del cabal adequat en els processos de neteja CIP(in situ)

La neteja CIP (Clean In Place) és un mètode àmpliament utilitzat en indústries com l’alimentària, la farmacèutica i la de begudes per netejar equips i canonades sense necessitat de desmuntar-los. Aquest procés és essencial per mantenir alts estàndards d’higiene, garantir la qualitat del producte i complir amb les regulacions sanitàries. A més, l’eficiència del procés també és un aspecte clau des d’un punt de vista econòmic, ja que implica menys temps de neteja, menor consum de productes químics i d’energia, i reducció d’efluents.

Dins dels 4 factors bàsics d’un procés de neteja definits per Sinner el 1960 (acció química, temperatura, temps i acció mecànica), un aspecte crític del CIP és aquest darrer. En processos tancats, l’únic mètode per aplicar l’acció mecànica és el cabal del fluid o dissolució de neteja, i per tant aquest juga un paper vital en l’eficiència i efectivitat del procés.

Tot i ser un camp molt ampli i amb nombroses variables, en aquest article explorarem per què és crucial aplicar un cabal adequat durant el CIP i com impacta en els resultats de neteja.

Què és la neteja CIP?

El procés CIP estàndard generalment inclou diverses etapes:

1. Preesbandida: s’utilitza aigua per eliminar residus grans i solubles. En les unitats CIP, en aquesta fase, generalment es reutilitza l’aigua dels esbandits de les fases detergents, provinents del dipòsit d’aigua recuperada.
2. Neteja amb detergent: s’aplica una solució detergent per dissoldre i eliminar residus grassos i proteics. Generalment, es tracta de dissolucions alcalines amb tensioactius que redueixen la tensió superficial, milloren la capacitat emulsionant dels greixos, controlen l’escuma i inclouen seqüestrants i complexants que milloren la dispersió dels residus i redueixen la precipitació mineral. Aquesta dissolució s’ha d’utilitzar, com a mínim, a la mateixa temperatura que s’ha processat el producte a la instal·lació, i es recomana sempre a un mínim de 70 °C, excepte si s’utilitza un producte alcalí clorat, cas en què no ha de superar els 60 °C.
3. Esbandida intermèdia: s’utilitza aigua per eliminar el detergent residual del sistema, que, com s’ha comentat, es recupera per a les prees bandides de neteges posteriors. És important eliminar tots els residus de dissolució alcalina perquè no interfereixi en la desinfecció posterior.
4. Desinfecció: s’aplica un desinfectant per eliminar microorganismes. Es recomana l’ús de desinfectants d’origen àcid a base peracètica per la seva important capacitat microbicida, efectivitat a baixes dosis i facilitat d’esbandida.
5. Esbandida final: s’utilitza aigua per eliminar qualsevol residu de desinfectant de la instal·lació.

Importància del caubal en el procés CIP

El cabal fa referència a la quantitat de fluid que es mou a través del sistema per unitat de temps. El cabal que circula en paral·lel a una superfície genera una força de cisalla sobre aquesta superfície o sobre el residu adherit a ella. Com més gran és la velocitat del fluid, més gran és la turbulència i, per tant, millor és l’efecte mecànic. De manera indirecta, el cabal del fluid transporta el líquid de neteja, que conté tant l’energia química (el detergent) com l’energia tèrmica (la calor transferida).

En el context del CIP, el cabal adequat és crucial per diverses raons:

1. Eficiència en l’Eliminació de Bruts: un cabal adequat garanteix que les solucions de neteja tinguin prou energia per desprendre i arrossegar els contaminants de les superfícies internes dels equips i les canonades. Un cabal insuficient pot provocar una neteja incompleta, deixant residus que poden afectar la qualitat del producte final.(Vegeu la imatge adjunta de l’interior d’un intercanviador de calor de plaques amb residus després del procés de neteja, a causa de la manca de cabal).

2. Cobertura Completa: un cabal adequat garanteix que totes les àrees internes de l’equip siguin assolides per la solució de neteja. En sistemes complexos amb múltiples canonades i connexions, un cabal insuficient pot provocar zones d’ombra on la solució de neteja no arriba correctament a tots els punts o hi arriba amb turbulència insuficient, requerint —en el millor dels casos— molt més temps per quedar netes.

3. Efecte d’Arrossegament: l’efecte d’arrossegament fa referència a la capacitat del fluid de neteja per transportar i eliminar residus sòlids i semisòlids no dissolts.Un cabal elevat millora aquest efecte, assegurant que els residus no es redepositin i siguin eliminats eficientment del sistema.

4. Velocitat del Fluid: la velocitat del fluid és directament proporcional al cabal. Una velocitat baixa correspon a un règim laminar, mentre que una velocitat més alta augmenta l'energia cinètica del fluid i la turbulència, fet que millora l’acció mecànica de neteja. Això és especialment important per a l’eliminació de residus grassos i proteics precipitats i adherits a les superfícies internes, així com per a la prevenció de la formació de biofilms.

   

5. Optimització del Consum de Recursos: un cabal ben ajustat pot reduir el consum d’aigua i de solucions de neteja, cosa que es tradueix en una major eficiència econòmica i un menor impacte ambiental. És important trobar un equilibri, ja que un cabal excessiu pot generar un malbaratament de recursos sense millorar significativament la neteja. Un bon exemple seria el de les boles perforades utilitzades per a la neteja dels tancs: un cabal massa elevat pot provocar atomització del fluid i pèrdua d’efecte mecànic.

Determinació del cabal adequat

Tipus de Residus: la naturalesa dels residus també influeix en el cabal necessari. Els residus grassos i proteics precipitats per efecte de la temperatura poden requerir un cabal més elevat per ser eliminats de manera eficaç.

Normatives i Recomanacions: les normatives sanitàries i les recomanacions dels fabricants d’equips poden proporcionar directrius sobre els cabals òptims per a diferents aplicacions CIP. Normalment, a tall d’exemple, organismes internacionals defineixen una velocitat del fluid en canonada d’entre 1,5 i 2,5 m/s.

Existeixen guies de disseny i construcció, com les publicades pel European Hygienic Engineering and Design Group (EHEDG), que permeten ampliar la informació al respecte.

No possibilitat d’inspecció: les instal·lacions que es netegen mitjançant processos CIP generalment no es poden inspeccionar després de netejar i abans d’utilitzar.
Per tant, és bàsic definir i ajustar el cabal de neteja a les pitjors condicions possibles.
Cal dedicar molta atenció a les fases inicials de disseny i a la posterior validació del procés de neteja i desinfecció de cada instal·lació.

Cabal óptim en processos de neteja CIP: clau per una neteja eficient i sostenible

El cabal adequat és un component crític en els processos de neteja in situ (CIP). No només garanteix una neteja eficient i completa dels equips, sinó que també optimitza l’ús dels recursos i assegura el compliment dels estàndards de qualitat i higiene.

La determinació del cabal correcte requereix una comprensió detallada del sistema, dels fluids de neteja i de la naturalesa dels residus.

Implementar un cabal adequat no només millora l’eficiència del procés CIP, sinó que també contribueix a la sostenibilitat i rendibilitat de les operacions industrials.

PROQUIMIA, com a proveïdor de productes de neteja i desinfecció amb més de 50 anys d’experiència en el sector de la higiene alimentària, pot assessorar-lo i ajudar-lo en el disseny i validació dels seus processos de neteja CIP.

REFERÈNCIES

Anon (2000), A method for the in-place cleanability of food processing equipment, EHEDG, www.ehedg.org

Jensen, B.B.B. and Friis A. (2005a) Predicting the Cleanability of Mix-proof Valves by use of Wall Shear Stress, Journal of Food Process Engineering (Accepted Sep. 2004).

Autor: Carles Verdés