Optimización de la tecnología de limpieza CIP para líneas de producción láctea y análisis de los efectos de ahorro energético
La contaminación microbiana es el principal factor que afecta la calidad del producto en la producción y el procesamiento de productos lácteos. Si los residuos en la superficie del equipo y en la pared de las tuberías no se limpian a fondo, inevitablemente se producirá contaminación microbiana y el deterioro del producto. La limpieza in situ (CIP) es un programa indispensable en el proceso de producción de productos lácteos. CIP, también conocida como limpieza posicional o limpieza in situ, es una tecnología que limpia a fondo todos los equipos o tuberías de la planta sin necesidad de desmontar equipos, tuberías ni válvulas. Se utiliza ampliamente en líneas de producción de alimentos y bebidas con un alto grado de mecanización, como bebidas, productos lácteos, zumos, mermeladas y alcohol. El principio consiste en utilizar agentes de limpieza alcalinos compuestos y agentes de limpieza ácidos compuestos para eliminar la suciedad de la superficie de los objetos, y emplear agentes de limpieza químicos para transformar, disolver y desprender químicamente los contaminantes, con el fin de desengrasar, eliminar el óxido y quitar la suciedad. El procedimiento convencional de limpieza CIP es enjuague con agua → lavado alcalino → enjuague con agua → lavado ácido → enjuague con agua, lo que implica un largo tiempo de limpieza, baja eficiencia tecnológica de producción y una elevada presión por consumo de energía y descarga de contaminantes.
Se pueden tomar las siguientes medidas para mejorar el sistema convencional de limpieza CIP para la producción láctea mediante tecnología de desinfección en frío sin ácido.
(1) Utilizar limpieza sin ácido en lugar de la limpieza CIP convencional; el procedimiento de limpieza mejorado es enjuague con agua → lavado alcalino → enjuague con agua. Según la escala de producción y el uso de la solución de limpieza, se seleccionan sistemas CIP de un solo lote, sistemas CIP reutilizables y sistemas CIP de uso múltiple para reducir los costes de producción y disminuir la presión del tratamiento de aguas residuales.
(2) Utilizar desinfección en frío en lugar de desinfección en caliente durante el proceso de limpieza. La desinfección en frío es un método de esterilización seguro y eficiente que no eleva ni limita la temperatura del alimento durante el proceso de esterilización.
No solo ayuda a mantener la actividad fisiológica de los componentes funcionales del alimento, sino que también contribuye a conservar el color, el aroma, el sabor y los componentes nutricionales. La desinfección en frío es eficaz contra todos los microorganismos y, después de la dilución, por lo general no es tóxica y no se ve afectada por la dureza del agua. Forma una película fina sobre la superficie del equipo, lo que facilita medir y ajustar la concentración, logrando así efectos de ahorro energético y mejora de la eficiencia.
1.1 Limpieza sin ácido y limpieza reforzada
Inicie el programa de limpieza sin ácido; primero realice un programa de limpieza sin ácido de 7 días en todos los equipos excepto el esterilizador y el tanque estéril. Para lograr el objetivo de limpieza, el octavo día se puede realizar una limpieza con ácido y álcali, equivalente a una limpieza reforzada. Luego se recicla y se utiliza limpieza alcalina simple. Después de cada limpieza se verifica el efecto, se realizan experimentos de aplicación microbiológica y se mide el pH de la pared de las tuberías.
La concentración del desinfectante utilizado es del 0,13 % al 0,26 %. Todos los equipos que deban desinfectarse deben seguir estrictamente una semana continua de desinfección en frío, seguida de otra desinfección en caliente. Después de cada ejecución, debe verificarse mediante pruebas de aplicación de ATP, y los residuos microbianos deben cumplir los requisitos antes de pasar al siguiente proceso de producción. Las normas de limpieza deben seguir los dos puntos siguientes. (1) Olor: fresco e inodoro, permitiendo ligeros olores durante procesos o etapas especiales sin afectar la seguridad ni la calidad del producto final. (2) Visual: limpiar la superficie hasta que quede brillante y sin agua acumulada, película, suciedad u otras impurezas.
Después del tratamiento CIP, la capacidad de producción y procesamiento del equipo ha cambiado significativamente, y los indicadores higiénicos y microbiológicos han cumplido los requisitos pertinentes, lo que no puede conducir a la mejora de otros indicadores higiénicos del producto.
2.1 Determinación del residuo alcalino causado por un enjuague insuficiente
Deje caer unas gotas de indicador (fenolftaleína) sobre la superficie del equipo. Si la solución se vuelve rosa, indica que hay álcali residual en el equipo y que el equipo no se enjuagó completamente después del lavado alcalino.
Deje caer unas gotas de solución de ácido fosfórico sobre la suciedad del equipo. Si se liberan burbujas, indica que la suciedad es agua carbonatada de alta dureza; después de 2-3 minutos, enjuague con agua. Si la suciedad se elimina, indica que es alcalina. El equipo debe limpiarse y neutralizarse con productos ácidos.
2.3 Determinación de película proteica
Deje caer unas gotas de colorante sobre la suciedad de la superficie del equipo, déjelo reposar 1-2 minutos, enjuague a fondo con una solución de lavado (mezcla 1:1 de ácido acético y etanol) y enjuague suavemente con agua potable. Si aparece una capa azul, indica que la suciedad es de origen proteico. Limpiar con un agente de limpieza alcalino con cloro.
Análisis de residuos después de la limpieza CIP
3.1 Determinación de suciedad ácidaDeje caer unas gotas de NaOH al 30 % sobre la suciedad de la superficie del equipo, enjuague con agua después de 2-3 minutos. Si la suciedad puede eliminarse, indica que es ácida y el equipo puede limpiarse con productos alcalinos.
Coloque 2-3 partículas de reactivo de hierro sobre la superficie previamente humedecida, humedezca las partículas con agua y déjelas reposar 1-2 minutos. Si la superficie contiene hierro y/o magnesio, las partículas se volverán naranjas y deberán eliminarse al lavar la capa de suciedad.
Si en la superficie hay una sensación blanca y grasosa y quedan gotas de agua adheridas a la superficie, es probable que la capa de suciedad sea sarro graso. Utilice un paño limpio que contenga un agente humectante para frotar la superficie y luego enjuague con agua. Si la sensación grasosa y las gotas de agua adheridas a la superficie disminuyen, indica que la capa de suciedad es sarro graso.
Según la naturaleza de la suciedad y la verificación mediante aplicación de ATP, si el número total de colonias bacterianas es ≥ 150 UFC·mL-1, se considera no conforme y debe limpiarse nuevamente.
La leche cruda con alto contenido de proteínas y grasa produce leche esterilizada a ultra alta temperatura. La incrustación de leche residual en la superficie del tubo interior de la sección UHT es dura. El análisis elemental muestra que la incrustación láctea tiene una estructura compuesta compuesta principalmente por sustancias inorgánicas, y el álcali de los procesos de limpieza tradicionales no puede desempeñar un papel específico. Optimice el proceso de limpieza ajustando la frecuencia de limpieza ácida de la sección de pretratamiento UHT y la concentración de limpieza, el tiempo de limpieza y la temperatura de limpieza de la sección UHT para cambiar el estado físico de la suciedad, acelerar la velocidad de la reacción química y aumentar la solubilidad de la suciedad, facilitando el desprendimiento de las soluciones de impurezas durante la limpieza, mejorando así el efecto de limpieza y acortando el tiempo de limpieza.
Al optimizar el proceso de limpieza y estandarizar las operaciones de limpieza CIP de cada sección de la línea de producción del taller, la limpieza se lleva a cabo de acuerdo con ciertos requisitos, procedimientos y criterios de calidad para alcanzar los objetivos previstos. Todas las herramientas, tuberías y equipos que entran en contacto con los materiales se limpian por completo, sin rincones muertos ni fuentes de contaminación. Además, se ha reducido la descarga de sustancias químicas y de líquido residual del agente de limpieza, se ha acortado el tiempo de limpieza, se ha mejorado la tasa de utilización de los equipos de la planta y se han logrado los objetivos de ahorro de agua, ahorro de energía y reducción de emisiones.
