Sistemas de limpieza CIP

CIP es el acrónimo de Cleaning in Place (limpieza “in situ”). Significa la limpieza de plantas de producción sin desmontar o cambiar el estado de funcionamiento para asegurar la consistencia y sostenibilidad. Para completar una limpieza eficiente deben estar presentes los cuatro elementos incluidos en el círculo de Sinner:

Estos elementos son: Producto de limpieza, Energía mecánica, Temperatura y Tiempo. Todos los elementos deben estar presentes en todo momento durante la actividad de limpieza en distintas contribuciones. Si se desea disminuir alguno de estos elementos se debe incrementar otro/s para completar el círculo. Vamos a analizar cada uno de ellos por separado:

Tiempo

Todos los procesos físico-químicos de disolver/dispersar depósitos de suciedad dependen de factores de tiempo. Si se analiza desde el punto de vista de la eficiencia química del detergente, la suciedad se elimina capa a capa; aunque tengamos una alta concentración de detergente, es necesario un cierto tiempo de contacto antes de poder eliminar la última capa de suciedad.

Energía mécanica

En los procesos CIP se refiere a caudales, velocidad y presión de flujo. Si se está limpiando tuberías, se deben considerar el caudal y la velocidad de flujo. Se debe conseguir durante la limpieza un flujo turbulento.

Esquema de una tubería con flujo laminar y con flujo turbulento

La velocidad de flujo es la distancia recorrida por tiempo (m/s). La velocidad del fluido varia en el diámetro de la tubería, es más alta en el centro de la tubería y menor en la pared de la tubería (debido a la fricción), esto se denomina perfil de velocidad. La capa de líquido de la superficie de la tubería cuya velocidad es cero se denomina “capa sub-laminar”. Cuando se aumenta la velocidad, la capa sub-laminar se hace más delgada y la suciedad de la superficie de la tubería puede “recibir” la acción mecánica. Para una limpieza la velocidad mínima requerida es 1,5 m/s, para eliminar la capa sub-laminar se precisa >0,3 m/s por lo que la velocidad de flujo recomendable durante el ciclo de limpieza debe ser de al menos 1,8 m/s.

Si se están limpiando depósitos o tanques tenemos que tener en cuenta el caudal y la presión. Esto dependerá de qué tipo de dispositivo de pulverización se está utilizando. El dispositivo de pulverización más común utilizado en la industria son las bolas de pulverización estáticas. Es importante elegir correctamente el número, el tipo y la ubicación de la/s bola/s de pulverización para conseguir una cobertura total.

Productos de limpieza

Este elemento se refiere a energía química o la concentración de la disolución de limpieza. La elección del detergente más adecuado estará en función de:

• Rápida y completa solubilidad en agua.
• Rápida hidratación y disolución de la suciedad.
• Alto poder secuestrante.
• Buena capacidad de enjuague.
• No espumante.
• Compatible con el equipo a limpiar.
• No corrosivo.
• Biodegradable.

Temperatura

Afecta tanto a la viscosidad como a la velocidad de reacción. La elección de la temperatura para la limpieza dependerá de la posibilidad de calefacción de disoluciones, tipo de suciedad, dificultad de eliminación de la suciedad, fórmula del detergente, los materiales de los equipos que se limpien,…En general, un aumento de la temperatura de 10 ºC duplica la capacidad de reacción química del detergente. El control de temperatura es importante, y más caliente no siempre es mejor (ya que a partir de cierta temperatura se pueden desnaturalizar proteínas). En este contexto, la medición precisa de la temperatura y la calibración periódica de los termómetros es muy importante.

Los cuatro elementos de limpieza deben estar presentes en mayor o menor medida. Si se elimina totalmente uno de ellos no se consigue una limpieza adecuada. Por otra parte, además de estos cuatro elementos, hay que incluir otro elemento adicional: la COBERTURA. Si las disoluciones de limpieza no acceden de manera adecuada a todas las superficies a limpiar, no conseguiremos una limpieza completa. A continuación se puede observar un problema de cobertura:

Tinción con Riboflavina: a) Teñido fluorescente aparece en la superficie del tanque antes del aclarado, b) teñido residual permanece en la “sombra” del agitador después del aclarado.

¿Cuáles son los objetivos de un sistema CIP?

Los objetivos principales de un sistema CIP eficiente son:

• Maximizar la seguridad para evitar contaminaciones cruzadas en cambios de productos.
• Minimizar el tiempo de limpieza CIP para reducir el impacto de la limpieza sobre la producción.
• Optimizar la eficiencia térmica, evitando la pérdida innecesaria de calor.
• Minimizar el uso de agua. Optimizando la recuperación de agua y disoluciones de limpieza.

El proceso convencional de CIP de muchas de las fábricas de procesamiento de alimentos implica múltiples ciclos que pueden incluir: aclarado inicial con agua recuperada, fase alcalina, fase ácida  y desinfección; entre cada una de estas debe ir siempre un aclarado intermedio y acabar con un aclarado final. Los aclarados y fases de lavado varían de cinco minutos a una hora. A partir de este ciclo completo se pueden realizar ciclos eliminando fases (por ejemplo, la fase ácida) o uniendo fases (por ejemplo, la ácida y la desinfección). De esta forma algunos elementos se pueden limpiar diariamente con ciclos “cortos” solamente con fase alcalina y una vez a la semana realizar el ciclo completo.