24 de Fevereiro de 2025
Importância do caudal adequado nos processos de limpeza in situ (cip)
A limpeza CIP (Clean In Place) é um método amplamente utilizado em indústrias como a alimentar, farmacêutica e de bebidas para limpar equipamentos e tubagens sem necessidade de os desmontar. Este processo é essencial para manter elevados padrões de higiene, garantir a qualidade do produto e cumprir os regulamentos sanitários. Além disso, a eficiência do processo é também um aspeto fundamental do ponto de vista económico, devido à redução do tempo de limpeza, do consumo de produtos químicos, do consumo de energia e dos efluentes.
Dentro dos 4 fatores básicos de um processo de limpeza definidos por Sinner em 1960 (ação química, temperatura, tempo e ação mecânica), um aspeto crítico do CIP é este último. Em processos fechados, o único método de aplicação de ação mecânica é o caudal do fluido ou solução de limpeza, pelo que este fator desempenha um papel vital na eficiência e eficácia do processo. Embora se trate de um campo muito vasto com muitas variáveis, neste artigo, vamos explorar a razão pela qual é crucial aplicar um caudal adequado durante a CIP e o seu impacto nos resultados da limpeza.

O que é a limpeza cip?
A limpeza CIP é um método automatizado que envolve a circulação de soluções de limpeza através de sistemas de produção para remover resíduos e contaminantes. O processo CIP padrão geralmente inclui várias etapas:- Pré-enxaguamento: A água é utilizada para remover resíduos grandes e solúveis. Nas unidades CIP, nesta fase, a água do enxaguamento das fases detergentes é geralmente reutilizada a partir do depósito de água recuperada.
- Limpeza com detergente: É aplicada uma solução detergente para dissolver e remover os resíduos gordurosos e proteicos. Trata-se geralmente de soluções alcalinas com aditivos tensioativos que reduzem a tensão superficial, melhoram a capacidade emulsionante das gorduras, controlam a formação de espuma, agentes sequestrantes e complexantes que melhoram a dispersão dos resíduos e reduzem a precipitação de minerais. Esta diluição deve ser utilizada, no mínimo, à mesma temperatura a que o produto foi processado na instalação, sendo sempre recomendada a temperatura mínima de 70ºC, exceto se for utilizado um produto alcalino clorado, nesse caso não deve ultrapassar os 60ºC.
- Enxaguamento intermédio: A água é utilizada para remover o detergente residual do sistema, que, como já foi referido, é recuperado para pré-enxaguamento para limpeza subsequente. É importante que todos os vestígios de solução alcalina sejam removidos para que não interfiram na desinfeção posterior.
- Desinfeção: É aplicado um desinfetante para eliminar os microrganismos. Recomenda-se a utilização de desinfetantes à base de ácido peracético devido à sua elevada capacidade microbicida, à sua eficácia em doses baixas e à facilidade de enxaguamento.
- Enxaguamento final: É utilizada água para remover qualquer resíduo de desinfetante da instalação.
Importância do caudal no processo cip
O caudal refere-se à quantidade de fluido que se desloca através do sistema por unidade de tempo. O caudal que flui paralelamente a uma superfície gera uma força de cisalhamento nesta superfície ou no resíduo aderente a ela. Quanto maior for a velocidade do fluido, maior será a turbulência e, por conseguinte, melhor será o efeito mecânico. Indiretamente, o fluxo de fluido transporta o fluido de limpeza, que contém a energia química (o detergente) e a energia térmica (o calor transferido). No contexto da CIP, o caudal correto é crucial por várias razões:- Eficácia de Remoção da Sujidade: Um caudal adequado assegura que as soluções de limpeza têm energia suficiente para desalojar e transportar os contaminantes das superfícies internas do equipamento e das tubagens. Um caudal insuficiente pode resultar numa limpeza incompleta, deixando resíduos que podem afetar a qualidade do produto final (ver imagem anexa do interior de um permutador de calor de placas com resíduos após o processo de limpeza, devido à falta de caudal).
- Cobertura Completa: Um caudal adequado assegura que todas as áreas internas do equipamento são alcançadas pela solução de limpeza. Em sistemas complexos com vários tubos e ligações, um caudal insuficiente pode resultar em zonas de sombra onde a solução de limpeza não chega adequadamente a todos os pontos ou chega com turbulência insuficiente, exigindo, na melhor das hipóteses, muito mais tempo para ficar limpa.
- Efeito de Arrastamento: O efeito de arrastamento refere-se à capacidade do fluido de limpeza para transportar e remover resíduos sólidos e semissólidos não dissolvidos. Um caudal elevado aumenta este efeito, assegurando que os resíduos não são depositados de novo e são eficientemente removidos do sistema.
- Velocidade do Fluido: A velocidade do fluido é diretamente proporcional ao caudal. Uma velocidade baixa é típica de um regime laminar, enquanto uma velocidade mais elevada aumenta a energia cinética do fluido e a turbulência, o que melhora a ação de limpeza mecânica. Isto é particularmente importante para a remoção de resíduos de gorduras e proteínas precipitadas que aderem às superfícies internas, bem como para a prevenção da formação de biofilme.
- Otimização do Consumo de Recursos: Um caudal bem ajustado pode reduzir o consumo de água e de soluções de limpeza, resultando numa maior eficiência económica e num menor impacto ambiental. É importante encontrar um equilíbrio, uma vez que os caudais excessivos podem levar ao desperdício de recursos sem melhorar significativamente a limpeza. Um bom exemplo seriam as bolas perfuradas utilizadas para a limpeza de tanques: um caudal excessivo pode levar à atomização do fluido e à perda de efeito mecânico.

Determinação do caudal adequado
A determinação do caudal adequado para um processo de limpeza CIP depende de vários fatores, incluindo a conceção do equipamento, a natureza dos resíduos e as caraterísticas dos elementos de limpeza. Trata-se de um domínio muito vasto que inclui muitos aspetos, mas aqui estão algumas considerações fundamentais:- Desenho do Sistema: Os sistemas CIP devem ser concebidos tendo em conta o caudal necessário para garantir uma limpeza eficiente. Isto inclui a seleção de bombas e tubagens adequadas para manter o caudal ideal. Para cada diâmetro de tubagem, cada equipamento de processo, cada dimensão de tanque e respetivo elemento de limpeza, é necessário definir um caudal mínimo e um caudal máximo para uma limpeza adequada. Assim, à medida que se realizam processos de limpeza com diferentes equipamentos, é necessário definir o caudal adequado para todos os elementos do circuito. As perdas de carga do sistema também devem ser calculadas para dimensionar as bombas de alimentação e de retorno.
- Equipamentos ou elementos a limpar: Os fabricantes definem normalmente o caudal adequado para a limpeza. No entanto, regra geral, o equipamento de produção necessitará de, pelo menos, 1,5 ou 2 vezes o caudal do processo para limpeza, pelo que, ao conceber a instalação, este aspeto deve ser tido em conta ao instalar bypass ou bombas adicionais, etc.
- Tipo de Resíduos: A natureza dos resíduos também influencia o caudal necessário. Os resíduos gordurosos e proteicos precipitados pelo efeito da temperatura podem exigir um caudal mais elevado para serem removidos eficazmente.
- Normativos e Recomendações: Os Regulamentos Sanitários e as recomendações dos fabricantes de equipamento podem fornecer orientações sobre os caudais ideais para diferentes aplicações CIP. Normalmente, a título de exemplo, os organismos internacionais definem uma velocidade do fluido nas tubagens entre 1,5 e 2,5 m/s. Existem guias de conceção e construção, como os publicados pelo European Hygienic Engineering and Design Group (EHEDG), que podem fornecer muito mais informações sobre este assunto.
- Impossibilidade de inspeção: As instalações que são limpas por processos CIP geralmente não podem ser inspecionadas após a limpeza e antes da utilização. Por isso, é essencial definir e ajustar o caudal de limpeza às piores condições possíveis. É necessário dedicar muita atenção à conceção inicial e às fases de validação subsequentes do processo de limpeza e desinfeção de cada instalação.
Caudal ideal nos processos de limpeza CIP - chave para uma limpeza eficiente e sustentável
O caudal correto é um componente crítico nos processos de limpeza in situ (CIP). Não só garante uma limpeza eficiente e completa do equipamento, como também otimiza a utilização de recursos e assegura o cumprimento das normas de qualidade e higiene. A determinação do caudal correto requer uma compreensão detalhada do sistema, dos fluidos de limpeza e da natureza dos resíduos. A implementação do caudal correto não só melhora a eficiência do processo CIP, como também contribui para a sustentabilidade e rentabilidade das operações industriais. A PROQUIMIA, como fornecedor de produtos de limpeza e desinfeção com mais de 50 anos de experiência na indústria da higiene alimentar, pode aconselhá-lo e ajudá-lo na conceção e validação dos seus processos CIP.Referências
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).Pretende mais informações?
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