Überlegungen zu effektiven Cleaning-In-Place (CIP) Systemen

Die Herstellung von sicheren Lebensmitteln und Getränken ist für die Hersteller von größter Bedeutung und die Aufrechterhaltung hygienischer – in manchen Fällen steriler – Produktionsumgebungen und Anlagen ist eine der wichtigsten Anforderungen an moderne Lebensmittelverarbeitungsmaschinen. Abgesehen von den einfachsten Systemen werden heute die meisten Anlagen, insbesondere solche, die Rohrleitungen, geschlossene Räume und kleine Öffnungen enthalten, an Ort und Stelle gereinigt, ohne dass sie demontiert oder geöffnet werden müssen, und mit minimalem Eingriff des Bedieners – eine Technik, die als Cleaning-in-Place (CIP) bekannt ist.

 

Cleaning (oder Clean) in Place gibt es seit den 1950er Jahren und kann als eine Methode zur automatischen Reinigung der Innenflächen von Anlagen ohne größere Demontage definiert werden. Eine der am häufigsten zitierten Definitionen stammt aus der 1990er Ausgabe des Handbuchs Cleaning In Place der Society of Dairy Technology (SDT), in dem CIP wie folgt definiert wird: “ Die Reinigung kompletter Anlagen oder Rohrleitungskreisläufe ohne Demontage oder Öffnen der Geräte und mit wenig oder gar keinem manuellen Eingriff des Bedieners. Der Prozess beinhaltet das Spritzen oder Sprühen von Oberflächen oder die Zirkulation von Reinigungslösungen durch die Anlage unter Bedingungen erhöhter Turbulenzen und Strömungsgeschwindigkeiten .“

DESIGNÜBERLEGUNGEN FÜR CIP

Der Hauptzweck von CIP ist die Entfernung von physischem Schmutz und Rückständen sowie von Bakterien. Es wird üblicherweise für Geräte wie Rohrleitungen, Tanks und Abfüllanlagen verwendet. CIP erfolgt durch turbulente Strömung oder Sprühen und kann auch durch Füllen, Einweichen und Rühren erreicht werden.

CIP sorgt nicht nur dafür, dass die Produktionsanlagen hygienisch sauber und einsatzfähig sind, sondern spielt auch eine Reihe anderer wichtiger Funktionen. CIP-Systeme sollen sicherstellen, dass keine Reinigungsflüssigkeiten oder Verunreinigungen in den Anlagen verbleiben – und damit die Lebensmittelsicherheit gewährleisten. Indem sie den Aufwand und die Ausfallzeiten für die Reinigung reduzieren, sorgen sie außerdem für effiziente und kostengünstige Produktionszyklen. Aufgrund der automatischen oder halbautomatischen Natur von CIP-Systemen bieten sie eine bessere Kontrolle der Reinigungsparameter, um konsistente Ergebnisse zu gewährleisten, sowie automatische Aufzeichnungen zur Rückverfolgbarkeit und Sorgfaltspflicht. Darüber hinaus verringert sich durch die Automatisierung die Notwendigkeit, dass Menschen mit potenziell schädlichen Reinigungsmitteln oder anderen Chemikalien in Kontakt kommen.

Wenn die KVP jedoch effektiv sein soll, muss nicht nur das KVP-System selbst gut konzipiert sein, sondern auch die Produktionsanlagen selbst müssen von Anfang an im Hinblick auf eine effektive KVP konzipiert werden. Die Anlagen und Maschinen müssen hygienisch gestaltet und einfach zu verwalten, zu warten und zu überprüfen sein. Da viele Lebensmittel- und Getränkeverarbeitungsmaschinen spezialisiert und maßgeschneidert sind, werden einige CIP-Systeme speziell für ein bestimmtes System oder eine bestimmte Anlage entwickelt. Bei sorgfältiger Planung ist es jedoch nicht ungewöhnlich, ein spezielles CIP-System zu installieren, wie es beispielsweise von HRS angeboten wird.

Der Entwurfsprozess muss nicht nur eine effektive Reinigung gewährleisten, sondern sollte auch so effizient wie möglich sein, was den Verbrauch von Wasser, Chemikalien und Energie angeht. Zu den Überlegungen für die Anlage selbst gehören Bereiche wie Oberflächenrauhigkeit, sauberes Schweißen und die Vermeidung von unzugänglichen Bereichen oder Ecken, in denen sich Schmutz und/oder Reinigungschemikalien ansammeln können. Auch die Zuverlässigkeit ist ein wichtiger Aspekt. CIP-Systeme müssen so konzipiert sein, dass sie so lange funktionieren wie die Lebensdauer der betreffenden Geräte. Wichtig ist auch, wie benutzerfreundlich die Kontrollsysteme für die CIP-Anlage sind. Sind sie z.B. Teil der gesamten Steuerungsschnittstelle oder ein separates System? Ein weiteres Schlüsselelement eines effektiven Systems ist die Überwachung und Validierung der Reinigungsergebnisse zu Zwecken der Rückverfolgbarkeit und der Sorgfaltspflicht, und die Konzeption der Anlage sollte dies von Anfang an auf effektive Weise ermöglichen.

TYPISCHE CIP-PROZESSE

Bei den meisten CIP-Verfahren wird eine ähnliche Reihe von Vorgängen angewandt, darunter:
– Vorspülen – zur Entfernung von grobem Schmutz und Rückständen
– Reinigungsmittel – zur Entfernung von anhaftendem Schmutz und Verunreinigungen mit einem ätzenden Reinigungsmittel
– Spülen – zur Entfernung von Reinigungsmittel und Schmutz
– Optionale saure Reinigung – falls erforderlich, um Kalkablagerungen oder alkalische Rückstände zu entfernen
– Spülen – zur Entfernung des sauren Reinigungsmittels
– Desinfektion – Hitze- oder chemische Behandlung zur Desinfektion der Ausrüstung
– Endspülung – zur Entfernung aller Spuren von Chemikalien und zur Vermeidung von Kontaminationen

Diese Schritte können kombiniert oder auf unterschiedliche Weise eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die Verwendung von Reinigungsmitteln bei hohen Temperaturen die Geräte gleichzeitig reinigen und desinfizieren, oder die Verwendung von Dampf kann den Bedarf an chemischen Reinigungsmitteln verringern. Je nach Konstruktion des Systems und dem Kontaminationsrisiko können Reinigungslösungen mehrfach verwendet oder sofort entsorgt werden. Es kann auch Unterschiede zwischen CIP- und SIP-Systemen (Sterilisation vor Ort) geben.

Das tatsächlich verwendete Reinigungsverfahren hängt von einer Reihe von Faktoren ab, darunter die Risikokategorie des Lebensmittel- oder Getränkeprodukts, die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Produkts und die Konstruktion der betreffenden Maschine. In vielen Situationen ist es jedoch besser, sich nur auf Wasser zu verlassen (zusammen mit Temperatur, Druck und Rühren), als zusätzliche Reinigungschemikalien zu verwenden, die ein Kontaminationsrisiko darstellen könnten. Im Allgemeinen sorgen die höheren Temperaturen und die größere kinetische Energie für eine effizientere Reinigung, aber die Dauer des CIP-Zyklus wird je nach den oben genannten Eigenschaften optimiert.

Wenn Reinigungsmittel benötigt werden, ist eines der gebräuchlichsten Ätznatron (NaOH), obwohl viele andere Chemikalien auf Alkali- und Säurebasis erhältlich sind, je nach Art des Produkts und der Rückstände, die gereinigt werden müssen. Alkalische Stoffe sind im Allgemeinen effektiver gegen Proteine und Fette, während Säuren besser geeignet sind, wenn Salze entfernt werden müssen. Für Zucker ist Wasser nach wie vor eines der effektivsten Reinigungsmittel.

HRS CIP SYSTEME

HRS bietet zwei Arten von CIP- (und SIP-) Systemen an. Das erste sind die Systeme, die in andere Systeme integriert sind, wie z.B. die HRS Pasteure und Sterilisatoren sowie unsere Aseptic Block Series und aseptischen Abfüller. Das zweite ist die HRS-Serie der eigenständigen CIP- und SIP-Systeme. Diese sind mit einem (ST) oder mehreren Tanks erhältlich, die mit einem Wärmetauscher der HRS K-Serie beheizt werden. Das modulare Design ermöglicht eine schnelle und einfache Installation vor Ort. Die vollautomatischen Systeme werden mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) geliefert, die eigenständig arbeiten oder in das Hauptsteuerungssystem der Fabrik integriert werden kann.