Sparpotenziale der CIP-Reinigung

Reinigen mit Verstand

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04.05.2011 Ob in der Lebensmittelindustrie oder in der pharmazeutischen Industrie, „cleaning in place“ (CIP) zählt zu den Standardreinigungsmethoden für Produktionsanlagen. Mit einer vollautomatischen CIP-Reinigung können Unternehmen auf vielen Ebenen Kosten senken und somit wirtschaftlicher produzieren. Eine Optimierung der Anlage durch den Einsatz induktiver Leitfähigkeitssensoren führt zu noch effektiverer Reinigung und höherer Kostenersparnis.

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Entscheider-Facts Für Anwender


  • Durch den Einsatz des induktiven Leitfähigkeitssensors Tecline Ci in Kombination mit dem Messumformer/Regler Aquis 500 Ci in der CIP-Anlage wird eine saubere Trennung der Reinigungsmittel im Rücklauf erzielt.
  • Diese können mehrfach verwendet werden.
  • Eine solche Optimierung spart Kosten und führt darüber hinaus zu einer umweltschonenden Arbeitsweise.

CIP ist in der heutigen Zeit aus modernen Produktionsbetrieben nichtmehr wegzudenken. Es handelt sich dabei um ein Verfahren, bei dem Reinigungs- und Desinfektionslösungen in Produktionsanlagen zirkulieren und sie reinigen, ohne dass diese dafür demontiert werden müssen. Die exakte Kombination der Einflussfaktoren Chemie, Temperatur, Mechanik und Zeit macht eine solche Reinigung zu einem zuverlässigen und reproduzierbaren Prozess.

Der Prozess der CIP-Reinigung

Insgesamt umfasst eine CIP-Anlage Konzentrattanks, Anwendertanks, Mess- und Dosiertechnik sowie einen Wärmeübertrager. In einem Konzentrattank befindet sich Säure (zum Beispiel 65 %ige Salpetersäure), in einem weiteren Lauge (zum Beispiel 55 %ige Natronlauge). Beide Konzentrate werden in sogenannten Anwendertanks mit Wasser auf die Konzentration der Anwenderlösung (zum Beispiel 2,5 % bei Natronlauge) eingestellt. Die Viskosität einer Lauge nimmt mit sinkender Temperatur zu – eine Eigenschaft, die für den Reinigungsprozess hinderlich werden kann, besonders im Winter. Daher ist der Laugentank zur Temperaturerhaltung an einen Wärmeübertrager angeschlossen. Darüber hinaus gehören zur CIP-Anlage Tanks mit Spülwasser und – je nach Anwendung – jeweils einer mit Desinfektionsmittel (zum Beispiel Peressigsäure) oder Reinstwasser.

Das Reinigungsverfahren gliedert sich in mehrere Prozessschritte, bei denen es verschiedene Faktoren zu berücksichtigen gilt. Hier sind unter anderem der Verschmutzungsgrad in der Produktionsanlage und das hergestellte Produkt zu nennen. Probleme können hier zum Beispiel durch Kreuzkontaminationen bei einem Chargenwechsel entstehen.

Die Reinigung erfolgt in mehreren Stufen:

Vorspülen mit Wasser zur Entfernung grober Verschmutzungen,
Reinigen mit einem alkalischen Mittel,
Ausspülen des Reinigungsmittels mit Wasser,
Absäuern zur Entfernung von Kalkablagerungen,
Ausspülen der Säure mit Wasser,
Desinfektion zur Abtötung vegetativer Mikroorganismen,
Ausspülen des Desinfektionsmittels und
Nachspülen mit Wasser.

Leitfähigkeitsmessung bei der CIP-Reinigung

Die Leitfähigkeit ist die wichtigste Messgröße in einer CIP-Anlage. Über diesen Parameter werden verschiedene Stufen der Reinigung gesteuert:

Einstellen der richtigen Konzentration von Säure und Lauge in den Anwendertanks;
Bestimmen des Verschmutzungsgrads des Reinigungsmittels;
Kontrolle der Restkonzentration von Lauge bzw. Säure im Rücklauf.

In einer CIP-Anlage muss der Leitfähigkeitssensor den außerordentlich aggressiven und heißen Reinigungsmitteln standhalten und zum Messen der bisweilen sehr hohen Leitfähigkeitswerte geeignet sein. Ideal für eine solche Anwendung ist die induktive Messtechnik, da hierbei die Messeinrichtung selbst nicht in Kontakt mit der Messlösung kommt. zuverlässig und hygienisch einwandfrei arbeitet in diesem Bereich der Tecline Ci, ein induktiver Leitfähigkeits- und Temperatursensor. Zum Erfassen der Temperatur ist ein schnell ansprechender Temperaturfühler (Pt1.000) in das Messinstrument integriert.
Beim induktiven Messverfahren – im Gegensatz zur konduktiven Messmethode – benötigt der Sensor so gut wie keine Wartung; Ablagerungen und Fett- oder Ölfilme auf der Sensoroberfläche nehmen praktisch keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit.
Der Aufbau des Leitfähigkeitssensors Tecline Ci entspricht vollständig den Vorgaben der EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group). Die fugen- und spaltenfreie Gestaltung und die hohe Oberflächenqualität erfüllen die höchsten Ansprüche hygienischer Prozesse. Das Körpermaterial besteht aus lebensmittelunbedenklichem PEEK (Polyetheretherketon).

Leitfähigkeit und Konzentration messen und regeln

Zur Überwachung einer CIP-Anlage werden neben geeigneten Leitfähigkeitssensoren auch Mess- und Regelgeräte benötigt. Herzu steht der Messumformer/Regler Auqis 500 Ci zur Verfügung. Der Messumformer wird zur induktiven Messung bzw. Regelung der elektrolytischen Leitfähigkeit oder der Konzentration von Säuren und Laugen eingesetzt. Zusätzlich zur Messfunktion für den Leitfähigkeitswert besitzt das Gerät einen Messeingang für die Temperatur, die mittels Pt100/Pt1.000 erfasst und – wenn gewünscht – auch überwacht werden kann. Die integrierte Temperaturmessung ermöglicht eine exakte und schnelle Temperaturkompensation; dies ist bei der Messung der Leitfähigkeit von besonderer Wichtigkeit. Je nach Messgröße ist eine spezifische automatische Temperaturkompensation möglich.

Der Messumformer/Regler kann mit bis zu zwei galvanisch getrennten analogen Istwert-Ausgängen 0(4)…20 mA bzw. 0(2)…10 V bestückt werden. Diese Ausgänge sind auch als Reglerausgänge konfigurierbar.
Zwei weitere Ausgänge lassen sich mit Umschaltrelais aufrüsten. Diese Relais erlauben die einfache Grenzwertüberwachung der CIP-Anlage ebenso wie die anspruchsvolle PID-Regelung. Das Ansteuern von in der Analysenmesstechnik üblichen Stellgliedern – beispielsweise Ventilen und Magnetdosierpumpen – ist problemlos möglich.

Klartextbedienung ist passwortgeschützt

Für ein einfaches Programmieren und Bedienen werden alle Parameter übersichtlichen Ebenen zugeordnet und im Klartext dargestellt. Dank der Klartextbedienung in Verbindung mit Grafikdisplays ist der Einsatz des Geräts nahezu ohne Betriebsanleitung möglich. Dieses vereinfacht dem Anlagenbetreiber die Konfiguration und unterstützt die korrekte Programmierung des Geräts. Die Bedienung ist über ein Codewort geschützt. Zum individuellen Anpassen werden Parameter allgemein freigegeben oder dem geschützten Bereich zugeordnet. Komfortabler als über die Tastatur lässt sich das Gerät über das Set-up-Programm für PC konfigurieren.

Über den modularen Aufbau lässt sich der Messumformer/Regler den Erfordernissen der jeweiligen Anwendung anpassen. Der Einsatz des Geräts empfiehlt sich besonders bei Medien, in denen mit starken Ablagerungen durch Schmutzfrachten, Öl und Fett oder mit Gips- und Kalkausfällungen zu rechnen ist. Das Gerät ist für den Einsatz vor Ort konzipiert. Ein robustes Gehäuse schützt die Elektronik und die elektrischen Anschlüsse vor aggressiven Umgebungseinflüssen (IP67).

 

Heftausgabe: Mai 2011
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Über den Autor

Christina Hoffmann, Branchenmanagerin Pharma & Food
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