UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAFACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIASDEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

Trabajo práctico N° 1

CLEAN-IN-PLACE (CIP) EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS

Gestión de la Calidad de la Industria Alimentaria (IIQ146)

1) Realice un esquema un sistema CIP unido a un proceso de fabricación de alimentos y explique el funcionamiento del sistema CIP.

Figura 1. Esquema de un sistema CIP.

Figura 2. Esquema de sistema CIP, unido a un proceso de limpieza en la Industria cervecera.

Sistema CIP: (1) Tanque de solución limpieza, (2) Bomba de suministro (3) Intercambiador de placas (4) Bomba de retorno; Equipos a limpiar:(5) Centrífuga y (6) Tanque de

almacenamiento de cerveza.

2

Funcionamiento del sistema CIP:

Todo instrumental o equipo de un sistema de instalaciones de una Industria de alimentos, requiere de higiene y limpieza como etapa fundamental en el proceso productivo. De acuerdo a lo anterior se crea el concepto de limpieza de las instalaciones sin desmontar los equipos y tuberías, resumiéndose como “limpieza CIP” .

En una industria higiénica, como el caso de alimenticia, la limpieza sistemática de las instalaciones se debe considerar como parte integrante de la producción.

La secuencia de las operaciones básicas de limpieza y sanitización:

1. Pre-limpieza : remoción de restos de suciedad visibles.2. Limpieza : remoción de compuestos adheridos utilizando detergentes.3. Enjuague : eliminación de detergente con agua.4. Desinfección : reducción de carga microbiana.5. Enjuague final : remoción de desinfectante con agua.6. Secado : secado de la superficie, puede realizarse con aire.

La efectividad de la limpieza viene determinada por cuatro factores significativos:

1. Tiempo de duración del ciclo de limpieza2. Agentes de limpieza, productos químicos o combinación de ellos y la .....concentración de sus disoluciones3. Temperatura elevada (proporciona limpiezas más rápidas).4. Frecuencia entre ciclos de limpieza

La forma de la limpieza CIP varía mucho: desde la limpieza de ciertas partes del equipo a operaciones sofisticadas que afectan a todas las líneas de procesado. En los sistemas CIP, la limpieza se lleva a cabo mediante la circulación de agua y diluciones de productos químicos, tales como detergentes y desinfectantes, a través de los equipos y tuberías sin desmantelarlos.

3

2. Señale que tipos de compuestos químicos se utilizan en un sistema CIP e indique que función cumple cada uno de ellos.

Los tipos de compuestos químicos que se utilizan en un sistema CIP son:a) Detergentesb) Desinfectantesc) Agentes enzimáticosd) Agentes antiespumantes.

a) Los detergentes son una mezcla de ingredientes que se formulan para reaccionar con residuos de alimentos y eliminarlos ya sea por medios físicos/químicos. Los componentes que se incluyen en el detergente determinan para que tipo de situación o aplicación se recomiendan. Su función es eliminar residuos que quedan luego de los procesos de producción.

b) Los desinfectantes reducen la carga de microorganismos hasta que no sea nocivo y hayan compuestos que perjudiquen la calidad del producto.

c) Los agentes enzimáticos degradan componentes, es un producto basado en enzimas proteolíticas con activadores.

d) Los agentes antiespumantes: Emulsión acuosa a base de fluidos de polímeros siloxanos modificados, están formulados para evitar y controlar la formación de espuma.

En un sistema CIP se utilizan generalmente detergentes y desinfectantes. Estos se componen de químicos de diversa naturaleza. Estos químicos poseen propiedades, y cada una de estas propiedades posee una función en la eliminación de la suciedad. Independiente del proceso, el objetivo del sistema CIP es eliminar los residuos. Los residuos van a depender del proceso, entre los cuales se pueden encontrar proteínas precipitadas, hidratos de carbono, grasas y minerales, entre otros. Para eliminar cada uno de estos residuos se requiere de detergentes con compuestos químicos específicos. Entre estos compuestos se pueden encontrar:

• Acidos: Los productos ácidos son indicados para la eliminación de incrustaciones y depósitos inorgánicos o minerales, como los residuos calcáreos o restos de óxido. También son capaces de eliminar algunos precipitados e incrustaciones de orgánicos acidosolubles.

• Alcalinos: Este tipo de detergentes es usado donde exista la necesidad de eliminar restos de productos orgánicos depositados en los equipos y tuberías durante el tiempo de producción o almacenamiento. Sirve para remover grasa, suciedad, sabores desagradables, malos olores, etc. La combinación de estos con surfactantes entrega una buena limpieza de grasas, aceites saponificables, aceite negro, proteínas y otras suciedades orgánicas.

• Tensioactivos: Se emplean como emulsionantes, humectantes, detergentes o solubilizantes. Esto debido a que disminuyen la tensión superficial del agua, y facilitan con esto la remoción de sustancias orgánicas.

4

• Peroxidos: Desinfectante. Elimina los microorganismos por oxidación. Se puede aplicar para prevenir la formación de películas de microorganismos, por ejemplo en torres de refrigeración.

• Hipoclorito: Se usa para purificacion de superficies, blanqueamiento, eliminación de olores y desinfección. Mediante la adición de hipoclorito de sodio en el agua, se genera acido hipocloroso que a su vez se divide en acido hipoclorito (HCl) y oxigeno (O). El oxigeno es un oxidador muy fuerte. El hipoclorito de sodio es efectivo contra las bacterias, virus y hongos.• Alquilaminas: Son desinfectantes para uso de superficies, como lo son mesas, depósitos, contenedores, maquinaria, cámaras de refrigeración y circuitos de la industria alimentaria en general.

5

3. Indique que tipos de dispositivos se utilizan en los sistemas CIP para estanque y recipientes. Señale por qué se debe monitorear las soluciones de un sistema CIP e indique cómo se puede realizar esto.

- Limpiadores de tipo estático con bochas de limpieza (sprayballs): Son los dispositivos más comunes, se utilizan para la limpieza de tanques y recipientes que almacenan productos sencillos de remover y solubles en agua o en detergentes que se utilizan. Se caracterizan por su fácil instalación, bajo costo y mantenimiento prácticamente nulo. Las esferas contienen una determinada cantidad de orificios de cierto diámetro uniformemente distribuidos. Pueden rociar la solución de limpieza de tres formas distintas, hacia arriba, hacia abajo o en 360°. La presión de trabajo es de hasta 2,5bar; el diámetro de alcance es hasta 8 metros, y el caudal alcanza hasta los 67 m3/h.

- Limpiadores rotativos: Presentan una construcción más compleja, contienen rodamientos hidrodinámicos que permiten que el dispositivo gire con la presión del fluido de limpieza, pudiendo rotar de manera rápida o lenta. Los dispositivos que giran de modo lento, poseen aspersores redondos para que la solución de limpieza, pueda rociar las paredes que tiene el tanque. Todo el líquido disponible o solución de limpieza, se proyecta a través de una, dos o tres toberas de chorro. Con estos limpiadores se logra una limpieza más eficiente con mayor presión y menor caudal eliminando casi cualquier tipo de suciedad. La presión de trabajo es de hasta 20 bar; el diámetro de alcance es hasta 10 metros, y el caudal es hasta 29 m3/h.

- Limpiadores de carácter orbital: Estos dispositivos se utilizan para eliminar la suciedad compleja y difícil de remover y también para diámetros grandes. Se caracteriza por producir flujos de solución de limpieza de alto impacto y alto enfoque, actuando en un punto específico para realizar la limpieza de manera intensa. La presión de trabajo es de hasta 90 bar; el diámetro de alcance es hasta 27 metros, y el caudal es hasta 34 m3/h.

Se deben monitorear las soluciones que se utilizan en un sistema CIP para verificar la adecuada limpieza que se realiza de equipos y recipientes, además esto permite verificar si se está cumpliendo con los estándares requeridos para ello. Los monitoreos garantizan que el manejo de las soluciones de limpieza se esten utilizando en tiempo real, disminuyendo problemas como bajos rendimientos de producción y contaminación en el proceso de producción por el mal saneamiento de los equipos y recipientes.Los monitoreos de un sistema CIP se realizan en función del conocimiento y control de las llamadas “variables críticas” del proceso, las cuales incluyen: el tiempo de limpieza, la frecuencia de limpieza y la presión, temperatura y caudal a la cual se aplica la solución de limpieza.

6