Automatisierte Reinigung in der Prozessindustrie: Einblicke in CIP und Desinfektion

In industriellen Umgebungen wie der Lebensmittel- und der Pharmaindustrie kommen sogenannte Cleaning-in-Place-Systeme (CIP) häufig zum Einsatz. Diese automatisierten Systeme ermöglichen die Reinigung von Anlagen ohne Demontage, was zur Prozesskontinuität und Effizienz beiträgt. Dadurch werden sowohl Zeit als auch Geld eingespart.

Was ist CIP?

Ein CIP-System besteht aus Mischbehältern, Pumpen, Rohrleitungen mit Ventilen und einer zentralen Steuereinheit [1]. Das System wird zur internen Reinigung und Desinfektion von Prozessanlagen eingesetzt. Unter anderem werden Rohrleitungen, Lagertanks, Reaktoren und Filter auf diese Weise gereinigt. Während der Reinigung werden nacheinander Spül-, Reinigungs- und Desinfektionsmittel durch die Anlage zirkuliert. Dabei werden sowohl visuelle (sichtbare), chemische (Rückstände) als auch mikrobiologische (Mikroorganismen) Verunreinigungen entfernt [2].

Wie funktioniert CIP?

Die Reinigung vor Ort (Cleaning-in-place) erfolgt in mehreren Schritten. Die einzelnen Schritte hängen vom Ausmaß und der Art der Verschmutzung ab. Nicht nur das verwendete Reinigungsmittel ist von Bedeutung, sondern auch Temperatur, Durchfluss, Druck und Einwirkzeit spielen eine wichtige Rolle [2]. Eine CIP-Routine kann beispielsweise wie folgt aussehen:

1. Vorbereitung: Eventuell verbleibende Produktströme werden aus dem System entfernt, um zu verhindern, dass diese den Reinigungsprozess stören.
2. Reinigung: Reinigungsflüssigkeiten wie warmes Wasser, alkalische Lösungen oder Säuren werden durch das System gepumpt, um Fette, Proteine und Kalkablagerungen zu lösen und abzuführen.
3. Spülung: Eine Nachspülung mit sauberem Wasser entfernt Rückstände von Reinigungsmitteln.
4. Desinfektion: Um Mikroorganismen abzutöten, ist ein Desinfektionsschritt erforderlich.
5. Kontrolle: Abschließend wird eine Kontrolle der Reinigung und Desinfektion durchgeführt, woraufhin die Anlage wieder in Betrieb genommen werden kann.

Spül- und Reinigungsflüssigkeiten werden in das CIP-System zurückgeführt, wo sie wiederverwendet oder entsorgt werden. So kann leicht verschmutztes Spülwasser als erste Spülflüssigkeit in einem nachfolgenden Zyklus nützlich sein.

CIP und Watter

Die Desinfektion ist ein wichtiger Schritt im CIP-Prozess zur Gewährleistung der mikrobiologischen Hygiene. Bei der Auswahl eines Desinfektionsmittels spielen mehrere Faktoren eine Rolle, darunter Wirksamkeit, Materialverträglichkeit, Arbeitssicherheit und -komfort, Kosten sowie Umweltbelastung [2]. Das innovative In-situ-System von Watter bietet all diese Vorteile. Das System stellt vor Ort ein Desinfektionsmittel aus lediglich Wasser, Salz und Strom her. Für das Mittel ist keine spezielle Lagerung erforderlich. Dadurch ist der Aufwand für Transport und Lagerung gering. Dieses Desinfektionsmittel basiert auf HOCl, das äußerst wirksam gegen mikrobiologische Verunreinigungen und Biofilm ist [3].

Technische Implementierung des Watter-Systems in CIP-Prozessen

Das Watter-System lässt sich effektiv in Cleaning-in-Place (CIP)-Systeme zur Desinfektion integrieren. Bei der technischen Umsetzung sind einige Punkte zu beachten:

• Vor-Ort-Produktion
• • Das System erzeugt hypochlorige Säure (HOCl), die für den direkten Einsatz nach dem letzten Spülschritt des CIP-Prozesses geeignet ist. Da Sie stets frisches, niedrigkonzentriertes Mittel verwenden, ist das Risiko von Desinfektionsnebenprodukten (DBPs) sehr gering.
  • Das System kann einen externen Puffer nutzen, um Spitzen aufzufangen.

• Anschluss an den CIP-Kreislauf
  • Über den externen ½-Zoll-WDS-Anschluss.
  • Die Einspeisung des Desinfektionsmittels erfolgt über eine Dosierpumpe.
  • Positionierung: nach der Reinigung, vor Abschluss des Prozesses.

• Dosierung und Prozessüberwachung
• • Dosierung abgestimmt auf Anlagengröße und mikrobiologische Anforderungen.
  • Das Watter-System überprüft automatisch, ob das hergestellte Mittel die festgelegten Kriterien erfüllt.
  • Wenn das Mittel nicht den Anforderungen entspricht, wird es automatisch in die Kanalisation abgeleitet. Das System führt anschließend selbstständig einen Reset durch.
  • Bei anhaltenden Abweichungen gibt das System eine Fehlermeldung aus, die ein Eingreifen erfordert.

• Überwachung und Wartung
  • Das Informationspanel des Watter-Systems zeigt den Systemstatus an.
  • Regelmäßige Aufgaben:
    • Austausch des Wasserfilters.
    • Reinigung der Luftfilter.
    • Kontrolle des Salzvorrats.

Mit dieser Konfiguration lässt sich das Watter-System problemlos in bestehende CIP-Prozesse integrieren, ohne dass tiefgreifende Anpassungen an der Infrastruktur erforderlich sind.

Referenzen

1. Pant, K. J., Cotter, P. D., Wilkinson, M. G., & Sheehan, J. J. (2023). Towards sustainable Cleaning‐in‐Place (CIP) in dairy processing: Exploring enzyme‐based approaches to cleaning in the Cheese industry. Comprehensive Reviews in Food Science And Food Safety, 22(5), 3602–3619. https://doi.org/10.1111/1541-4337.13206
2. Thomas, A., & Sathian, C. T. (2014). Cleaning-In-Place (CIP) System in Dairy Plant- review. IOSR Journal Of Environmental Science Toxicology And Food Technology, 8(6), 41–44. https://doi.org/10.9790/2402-08634144
3. Kiamco, M. M., Zmuda, H. M., Mohamed, A., Call, D. R., Raval, Y. S., Patel, R., & Beyenal, H. (2019). Hypochlorous-Acid-Generating Electrochemical Scaffold for Treatment of Wound Biofilms. Scientific Reports, 9(1). https://doi.org/10.1038/s41598-019-38968-y