¿Cómo funciona un sistema de limpieza CIP?
Diagrama de sinner

¿Qué es un Sistema de limpieza CIP? ¿Cómo funciona? ¿Qué ventajas tiene? A continuación vamos a resolver todas estas preguntas, que seguramente te habrás planteado en más de una ocasión.

En primer lugar ¿Qué significa limpieza CIP?

Las siglas «CIP» provienen del acrónimo en inglés «Cleaning In Place», en español limpieza en sitio o más comunmente denominado Limpieza In Situ.

Diferencia entre CIP, COP y SIP

Es posible que también hayas oído hablar de las siglas COP y SIP. Vamos a aclarar qué significa cada una de estas siglas y sus diferencias:

COP: quieren decir Cleaning Out of Place, se trata de un proceso de limpieza que se lleva a cabo normalmente de forma manual y el cual no forma parte del CIP de limpieza. Se trata de aquellos elementos que forman parte de la instalación: exterior de depósitos, cintas transportadoras, mesas de trabajo, etc…

SIP: es el acrónimo Sterilization In Place, cuando el proceso exige un nivel de desinfección-esterilización adicional en el programa de lavado, normalmente a 120ºC (2 bar) que asegura la eliminación de posibles microorganismos.

limpieza-cip
Sistema de limpieza CIP centralizado realizado por Sagafluid

¿Qué es un sistema CIP?

Para entender qué es un cip, debemos ahondar en su procedencia:

Los primeros sistemas CIP nacen de la necesidad del sector alimentario –concretamente en las centrales lecheras– de introducir en sus procesos productivos un sistema de lavado eficaz, para asegurar la correcta higiene así como la optimización de recursos.

Más tarde éste método de limpieza se extiende a otro tipo de industrias como la industria cervecera, industria química, cosmética y farmacéutica.

Éstas lo integran como parte fundamental de sus procesos para evitar los problemas de contaminación cruzada entre productos.

Estos equipos pueden ser unidades centralizadas, con diferentes grados de automatización o unidades portátiles, para una operación de forma manual y se encargan de la limpieza y desinfección interior de: tanques de almacenamiento, tuberías, tanques de proceso, llenadoras, etc…

Para la correcta limpieza de dichos elementos se hace circular una solución de productos químicos, con una cierta concentración, temperatura, régimen de turbulencia y durante un tiempo determinado.

La tecnología actual permite que dichos procesos se realicen de forma totalmente automatizada. Estos sistemas garantizan la repetitividad de las operaciones, con el mantenimiento adecuado de los diferentes parámetros que intervienen en dicha limpieza.

¿Cómo funciona un CIP de limpieza?

Un sistema CIP de limpieza puede estar compuesto por varios depósitos. Uno para la solución de ácido, otro para la solución de sosa, otro de agua recuperada y otro para agua de red, que se emplea como depósito pulmón, en caso necesario.

diagrama de circuito cip
Diagrama de funcionamiento de un CIP

Por otro lado, tenemos el circuito de dosificación de ácido y sosa. El sistema de calentamiento, la entrada de agua de red, la salida al colector para la impulsión de CIP y el retorno del CIP, pudiendo establecer así un circuito cerrado el cual nos permite recircular la solución durante el tiempo establecido.

En función de la naturaleza de los productos que se manipulen, cada línea de producción necesita diferentes parámetros para su limpieza, así como caudales y dimensionado. Por eso es importante un correcto diseño de la instalación y el equipo CIP desde el principio.

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Todo lavado CIP requiere de 4 parámetros imprescindibles para su correcta ejecución. Según el diagrama de Sinner, vemos que son necesarios tiempo, temperatura, acción química y acción mecánica:

DIAGRAMA-SINNER
Diagrama de sinner

Si variamos alguno de ellos, vemos que el resto se ven alterados: si reducimos el tiempo, necesitaremos una mayor temperatura, si reducimos la temperatura, necesitaremos de una mayor acción mecánica…

parametro cip tiempo

Tiempo

El factor tiempo es esencial para hacer posible el contacto y la penetración de los agentes químicos así como la disolución de la suciedad mediante la acción mecánica de la solución de limpieza.

A mayor tiempo permanezca la solución química con la superficie a limpiar, mayor eficacia.

parametro-cip-temperatura

Temperatura

Los tanques cip que conforman la instalación disponen de un sistema de calentamiento, ya sea mediante intercambiadores de calor tubular o de placas, mediante un serpentín o media caña. Esto permite la regulación de la temperatura de las soluciones de ácido y sosa. En ciertos casos se puede disponer de un depósito de agua caliente para esterilización.

Por norma general, un incremento de 10ºC en la temperatura duplica la capacidad de acción química. Aunque debemos tener en cuenta que los agentes químicos presentan ciertas temperaturas de trabajo óptimo, para evitar su desnaturalización y conviene tener presente la agresividad de ciertos productos químicos.

parametro-cip-accion-mecanica

Acción mecánica

Otro de los factores a considerar en la ecuación de la limpieza es la acción mecánica. En función del caudal, la velocidad y la presión de la solución de limpieza, conseguiremos el resultado óptimo.

La velocidad del flujo para la limpieza en el interior de la tubería debe circular a cierta velocidad para asegurar dicha acción mecánica. Normalmente en cuanto a velocidad de flujo se refiere, podemos encontrar dos regímenes:

Flujo laminar

Se considera un régimen de flujo laminar cuando la velocidad del fluido es inferior a 0,3m/s

Flujo turbulento

Para la correcta limpieza de la tubería debemos considerar un régimen turbulento, con una velocidad recomendable entre 2 y 3 m/s.

parametro-cip-accion-quimica

Acción química

El poder químico de los productos de limpieza determinará el resto de factores en la limpieza. Los productos deberán presentar una buena solubilidad en agua, un alto poder secuestrante y evitar la creación de espuma.

Los productos más utilizados en las limpiezas CIP son sosa cáustica líquida o distintos tipos de ácidos: nítrico, cítrico, fosfórico, etc…

Procedimiento de limpieza CIP

En general un proceso CIP pueden disponer de varias fases de limpieza, aunque en muchas ocasiones basta con Programa Corto y un Programa Largo.

Programa corto

  1. Primeramente se realiza un enjuague con agua recuperada a fondo perdido, este agua es una solución de agua + sosa obtenida del enjuague posterior a la fase de recirculación con sosa. Este primer enjuague ya nos permite realizar una primera pasada por el circuito con una solución con un poder de limpieza superior que el agua por si sola. Además nos permite ahorrar agua y sosa.
  2. En la segunda fase del programa se realiza una recirculación de agua con sosa con una concentración aproximada del 2% durante el tiempo establecido.
  3. En tercer lugar, se realiza un enjuague con agua de red, que recuperamos en el depósito de agua recuperada y que nos servirá para realizar el primer enjuague de la próxima limpieza.

Programa largo

  1. Lavado en recirculación con ácido.
  2. Una vez completado el lavado con ácido, se realiza un enjuague a fondo perdido con agua de red.

Debemos tener en cuenta que es necesario diseñar la instalación de limpieza CIP en función del tipo de producto a limpiar, de la simultaneidad de limpiezas con el fin de optimizar tiempos de producción, etc. En función de una serie de parámetros se determinará la tipología de depósitos necesarios (espacio disponible en planta, servicios auxiliares, etc), volumen de los mismos, núm. de líneas de impulsión y retorno, etc.

Ventajas del sistema de limpieza CIP

Frente a las limpiezas manuales, los sistemas de limpieza CIP, bien sea automático o semiautomático representa un buen número de ventajas, las cuales indicamos a continuación:

  • Garantiza un control repetitivo de los parámetros más importantes como son temperatura de lavado, caudal y presión constante, concentración de productos químicos y tiempos de lavado.
  • Evita que el operario tenga que manipular de forma manual productos peligrosos ya que la dosificación de los mismos se realiza de forma automática. Esto además garantiza que las concentraciones de productos químicos a las que se debe limpiar sean las adecuadas.
  • Controla y optimiza el consumo de agua ya que los tiempos de lavado de cada fase se regulan de forma automática, teniendo además un mejor control de vertidos a depuradora.
  • Trazabilidad de cada limpieza para conocer el desarrollo de cada fase de lavado y las incidencias ocurridas durante la misma.
  • Optimización los consumos energéticos
  • Integrables dentro de los sistemas de producción automatizados
  • Modulares, de forma que se pueda incrementar el grado de automatización en función de la inversión prevista.

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