Niezależnie od branży produkcyjnej w przemyśle wytwórczym, w którym mamy do czynienia z produktami przeznaczonymi do spożycia, wymagane jest higieniczne podejście, a zatem dbałość o czystość linii produkcyjnej. O ile taka linia skonstruowana jest z podajników i urządzeń otwartych, możliwe jest jej zewnętrzne umycie przez operatora za pomocą chociażby myjek ciśnieniowych.
Sprawa się komplikuje, gdy produkcja opiera się o instalacje hydrauliczne zbudowane z kilometrów rur i wielu zbiorników. A takich instalacji jest całe mnóstwo w branży spożywczej czy farmaceutyce. Dla takich instalacji opracowano metody mycia i sterylizacji z minimalizacją konieczności czynności demontażu ich części składowych.
CIP – co oznacza?
Skrót CIP oznacza „Clean-in-Place„, co w wolnym tłumaczeniu oznacza „czyszczenie na miejscu”. Jest to technika czyszczenia maszyn i urządzeń przemysłowych, w której nie trzeba wyjmować ich z maszyny do czyszczenia. Zamiast tego specjalne roztwory czyszczące są dostarczane do urządzenia przez rurociągi i dysze, a następnie spłukiwane czystą wodą, aby usunąć wszelkie pozostałości.
Do przygotowania i dystrybucji tych roztworów służą specjalnie opracowywane pod charakterystykę danego obiektu stacje mycia. Są one najczęściej bezpośrednio wpięte w instalację hydrauliczną. W momencie mycia, za pomocą zaworów automatycznych dany rurociąg z obiegu produkcyjnego przestawiany jest na obieg myty. Kierunek przepływu roztworów myjących jest bardzo często przeciwny do przepływu medium produkcyjnego w celu lepszego odrywania się pozostałości ze ścianek rur. Zasada ta nie dotyczy oczywiście mycia zbiorników czy urządzeń.
Mycie zbiorników i obiektów specjalnych
O ile w przypadku mycia rurociągów do poprawnego wykonania czyszczenia oprócz poprawnego stężenia roztworu wymaganym parametrem jest jego prędkość przepływu zależna do średnicy danego rurociągu. Natomiast taka metoda jest niemożliwa do wykonania w przypadku zbiorników lub urządzeń o skomplikowanej budowie czy trudno dostępnych miejscach. Przy ich myciu wykorzystuje się rozprowadzanie roztworu pod ciśnieniem. Efekt właściwego rozbryzgu uzyskiwany jest dzięki spreyball-om. Są to kule wykonane z metalu bądź tworzywa sztucznego o specjalnie dobranej do obiektu średnicy i rozmieszczeniu otworów.
Przebieg CIP
Przebieg czyszczenia CIP zależy od konkretnego urządzenia i warunków, w jakich jest ono użytkowane, ale zazwyczaj składa się z następujących etapów:
- Przygotowanie: przed rozpoczęciem czyszczenia należy wyłączyć urządzenie i usunąć wszelkie pozostałości produktów z jego wewnętrznych części. Następnie należy zamontować dysze i rurociągi do dostarczania roztworu czyszczącego.
- Mycie: roztwór czyszczący jest dostarczany do urządzenia przez rurociągi i dysze, aby usunąć wszelkie zanieczyszczenia i osady z jego wewnętrznych części. Proces mycia trwa zazwyczaj od kilku do kilkunastu minut.
- Spłukiwanie: po zakończeniu mycia należy spłukać urządzenie czystą wodą, aby usunąć wszelkie pozostałości roztworu czyszczącego.
- Dezynfekcja: jeśli to konieczne, można również poddać urządzenie dezynfekcji, czyli procesowi usuwania wszelkich mikroorganizmów, takich jak bakterie i grzyby. Do tego celu stosuje się specjalne roztwory dezynfekujące.
- Suszenie: na koniec należy dokładnie wysuszyć urządzenie, aby zapobiec powstawaniu zacieków i osadów.
Cały proces czyszczenia zazwyczaj trwa od kilkunastu do kilkudziesięciu minut, w zależności od wielkości i skomplikowania urządzenia oraz stopnia zanieczyszczenia. Ważne jest, aby przeprowadzać go regularnie, aby zapewnić czystość i higienę urządzenia oraz jakość produktów.
Rodzaje roztworów używanych przy metodzie CIP
Wybór odpowiedniego roztworu czyszczącego zależy od konkretnej aplikacji i warunków, w jakich będzie on używany. Ważne jest, aby stosować roztwory dopasowane do rodzaju zanieczyszczenia i materiału, z którego wykonane jest urządzenie, aby zapewnić skuteczne czyszczenie bez uszkodzenia jego części.
Najczęściej stosowane roztwory czyszczące to:
- Roztwory zasadowe (alkaliczne), które skutecznie usuwają tłuszcz i osady węglowe. Są szczególnie skuteczne w przypadku urządzeń, które pracują z produktami zawierającymi tłuszcz.
- Roztwory kwasowe, które skutecznie usuwają osady metaliczne i inne zanieczyszczenia mineralne. Są szczególnie skuteczne w przypadku urządzeń, które pracują z produktami o wysokiej zawartości soli.
- Roztwory dezynfekujące, które służą do usuwania mikroorganizmów, takich jak bakterie i grzyby. Stosuje się je w przypadku urządzeń, które pracują z produktami o wysokiej higieniczności, takimi jak żywność czy produkty farmaceutyczne.
Sterylizacja metodą SIP
Jednak w niektórych przypadkach mycie metodą CIP może nie wystarczyć, aby zapewnić pełną czystość i higienę urządzenia. Na przykład w przypadku urządzeń, które pracują z produktami o wysokiej higieniczności, takimi jak żywność czy produkty farmaceutyczne, może być konieczne dodatkowe dezynfekowanie, czyli proces usuwania wszelkich mikroorganizmów, takich jak bakterie i grzyby. W takich przypadkach należy zastosować odpowiednie roztwory dezynfekujące po zakończeniu mycia metodą CIP.
Innym sposobem zastępującym lub uzupełniającym może być wykonanie procesu sterylizacji. Skrót SIP (analogicznie do CIP) oznacza „Sterilization-in-Place„, co ponownie przekłada się na „sterylizacja na miejscu”. W procesie sterylizacji wykorzystuje się najczęściej parę wodną dostarczaną z zakładowych generatorów pary czystej. Jest ona skutecznym i bezpiecznym środkiem do zabijania wszelkich mikroorganizmów, takich jak bakterie, wirusy i grzyby, dzięki swoim właściwościom termicznym i chemicznym.
Podczas procesu SIP para wodna jest dostarczana do urządzenia przez rurociągi i dysze, a następnie poddawana działaniu wysokiej temperatury przez określony czas, aby zapewnić skuteczne zabicie wszelkich mikroorganizmów.
Poza parą wodną istnieją także inne metody sterylizacji takie jak:
- sterylizacja promieniami UV,
- sterylizacja promieniami gamma,
- sterylizacja przy użyciu ozonu,
- inne.
Parametry i przebieg procesu sterylizacji
Każda z metod sterylizacji ma swoje własne wymagania co do parametrów procesu sterylizacji, takich jak temperatura, ciśnienie, czas trwania itp. Parametry są dostosowywane w zależności od rodzaju sterylizowanych materiałów i poziomu sterylizacji, jaki chcemy osiągnąć.
Przykładem niech pozostanie sterylizacja parowa, gdzie proces może polegać na utrzymaniu wewnątrz instalacji temperatury powyżej 121,1°C przez czas co najmniej 30 minut. Jeśli podczas jego trwania już po etapie wygrzewania, temperatura spadnie poniżej tego progu proces powinien zostać powtórzony. Temperatura taka jest w stanie zabić większość drobnoustrojów, w tym bakterie, wirusy i grzyby. W niektórych przypadkach może być konieczne podwyższenie tej temperatury, aby uzyskać odpowiedni poziom sterylizacji. W takich sytuacjach temperatura może wynosić nawet 134°C, przy czym generatory pary najczęściej dostarczają parę wodną o temperaturze 143°C. Para wodna dystrybuowana jest pod ciśnieniem i na czas procesu dany rurociąg czy zbiornik powinien zostać zamkniety, tzn wszelkie zawory odpowietrzające powinny zostać zamknięte.
Po zakończonym procesie sterylizacji parowej jeśli jest to wymagane należy schłodzić obiekt np. zbiornika lub zaczekać na jego samoistne wystygnięcie. Wraz ze spadkiem temperatury, spada również ciśnienie wewnątrz układu, powstałe w procesie sterylizacji. Po osiągnięciu bezpiecznych progów tych parametrów możliwe jest zakończenie procedury sterylizacji i np otwarcie zaworów odpowietrzających. Ich otwarcie w trakcie trwania procesu mogłoby skutkować wystąpieniem zagrożeń, chociażby poparzenia parą. Po zakończeniu procesu można zastosować dodatkowy przedmuch sprężonym powietrzem w celu usunięcia kondensatu w ochłodzonej instalacji.
Podsumowanie
Procesy CIP i SIP rozwiązują problem czyszczenia instalacji w miejscach ciężko dostępnych. Obie metody są bardzo wygodne i skuteczne w utrzymaniu czystości i higieny, a także zapewniają bezpieczeństwo produktów. Są również stosowane w celu ograniczenia ilości odpadów i zużycia wody. Metoda CIP pozwala na recykling roztworów chemicznych, co zmniejsza ilość odpadów i kosztów związanych z ich utylizacją. Metoda SIP z kolei pozwala na wielokrotne użycie wody do sterylizacji, co również pozwala na ograniczenie jej zużycia. Obie metody są więc korzystne zarówno pod względem higienicznym, jak i ekonomicznym. Dzięki braku konieczności demontażu elementów instalacji w celu ich wyczyszczenia procesy produkcyjne są bardziej efektywne i niezakłócone.
