CIP

• Scheikunde
• MBO
• Studiejaar 2

Cleaning In Place (CIP) 

Toegepaste scheikunde

Wat voor ‘chemische’ verontreinigingen kunnen zich gaan ophopen in een productie-installatie?

Mogelijke verontreinigingen

• Vetten en oliën
  
• Eiwitten
  
• Koolhydraten en zetmeel
  
• Kalk
  
• Rubbers
  
• Neerslag van gecorrodeerde metalen
  
• Restanten van lijmstoffen
  
• Inkt (restanten)
  
• Algen
  
• Schimmels
  
• Stof
  

. . . . .

Mogelijke verontreinigingen

Vetten en oliën

• Triglyceriden van vetzuren
  
• Varieert van een wasachtige substanties tot een vloeibare vettige vloeistoffilm
  
• Onoplosbaar in water
  
• Kunnen bij blootstelling aan de lucht van structuur veranderen (oxidatie of polymeriseren)
  
• Dit resulteert in veel gevallen in een verharding van de verontreiniging die vaak zich ook beter vastzet aan het oppervlak
  
• Wanneer oliën en vetten in contact komen met (te) hete oppervlakken kan verkoling optreden (zwarte aanslag van koolstof)
  
• Vettige verontreinigingen kunnen vaak herkend worden aan het gladde/vettige gevoel en het feit dat ze waterafstotend zijn
  

Mogelijke verontreinigingen

Eiwitten

• Complexe lange moleculen
• In de meeste gevallen slecht oplosbaar in water
• Ze hebben een hele specifieke molecuulstructuur die bij blootstelling aan hoge temperatuur van structuur kan veranderen (coaguleren)
• Een structuurverandering zorgt er in de meeste gevallen voor dat het nieuw ontstane product harder en nog slechter oplosbaar is in water
• Dus de temperatuur van het spoelwater is dus zeer belangrijk bij het verwijderen van eiwitresten (voorkomen van het stollen van eiwitten)
• Verontreinigen met eiwitresten zijn in het algemeen lastig te verwijderen

Mogelijke verontreinigingen

Koolhydraten en zetmeel

• Complexe lange moleculen
• In veel gevallen niet goed oplosbaar in water
• Zeker bij blootstelling aan hoge temperatuur kan de structuur veranderen (denk bijvoorbeeld aan karamelliseren en/of verkolen)
• Koolhydraten zijn in veel gevallen afkomstig van plantaardige materialen in de productiestroom
• Verontreinigen van koolhydraten kunnen heel divers zijn, van poedervormig tot zeer hard materiaal

Mogelijke verontreinigingen

Kalkafzetting

• Door druppend leidingwater
  
• Of door afzetting van kalk door de hoge temperatuur in de ketels en leidingen (“ketelsteen”) (Heetwatertanks of zogenaamde cookers)
  
• Kalk is een slecht oplosbaar zout calciumcarbonaat (CaCO₃)
  

Mogelijke verontreinigingen

Rubbers

• Bijvoorbeeld door het werken met vorkheftrucks bij het laden
  
• Transportbanden
  
• Rubberen seals/pakkingen/o-ringen in installaties
  

Neerslag van reactieproducten van metalen

• Zoutvorming door oxidatie of door reacties met zuren
  
• Roestvorming (ijzeroxide) of zouten van aluminium, zink of koper
  

Mogelijke verontreinigingen

Algen

Algen worden het meeste aangetroffen in ruimtes, 

tanks of leidingen waar én hoge luchtvochtigheid is 

én waar ook veel condensvorming op kan treden.

Schimmels

Schimmels worden meestal aangetroffen op plaatsen 

waar grondstoffen en/of producten opgeslagen worden.

Hierbij valt te denken aan koelcellen en vriezers

Welke factoren zijn belangrijk tijdens het reinigingsproces?

Reinigingsproces

Reinigingsproces

Thermische energie

Meestal in de vorm van heet water of stoom

Algemeen geldt: elke 10°C verhoging van de temperatuur 

van het spoelmiddel leidt tot een verdubbeling van het 

reinigend vermogen van het reinigingsmiddel

Reinigingsproces

Mechanische energie

• Borstels
• Waterjets
• Turbulente flow in leidingen

(flow rate van ca. 2m/s is nodig om een turbulente flow

te  genereren)

Reinigingsproces

Chemische energie

Effect afhankelijk van:

• De aard van het spoelmiddel                                                                                              (zeep, basisch, zuur, water ….. )
• De concentratie van de actieve chemische stof die                                           moet zorgen voor de reiniging
• Verstorende componenten in het systeem die                                                        “chemisch reinigend effect” afremmen/verstoren

Reinigingsproces

Tijd

Zeer belangrijke factor

Te kort: nog steeds verontreinigingen

Te lang: onnodige tijdsverspilling

Materialen van de installatie zelf

Roestvrij staal / rvs / stainless steel:

De beste kwaliteit verdient de voorkeur maar is in de meeste 

gevallen ook de duurste kwaliteit.

Goedkopere materialen zijn meer gevoelig voor corrosie, zeker 

wanneer er ook sporen van chloor in de installatie kunnen 

voorkomen.

RVS verdient de voorkeur omdat dit zeer bestand is tegen corrosie.

Goed te polijsten, en hoe gladder het oppervlak des te minder reactieve plaatsen!

RVS is heel inert voor chemische reacties. (Chemische) reacties tussen het staal en de voedingsproducten komen nauwelijks voor → het (voedings)product loopt dus ook nauwelijks risico om aangetast te worden door metaalverbindingen die ontstaan zijn door corrosie.

Effect van polijsten

Materialen van de installatie zelf

Inox

Aan de materialen van procesinstallaties worden hoge eisen gesteld in de voedingsmiddelenindustrie. Ze moeten niet alleen bestand zijn tegen de ingrediënten die u gebruikt (chocolade, eieren, verbeteraars, enzovoort), maar ook tegen de inwerking van reinigings- en desinfectiemiddelen onder verschillende procesomstandigheden. Roestvast staal (RVS) of inox is hiervoor het materiaal bij uitstek: het is uitstekend reinigbaar en heeft bovendien een goede corrosiebestendigheid.

Materialen van de installatie zelf

Materialen van de installatie zelf

Ook aan het materiaal van de dichtingen worden hoge eisen gesteld: ze moeten voldoen aan de voedselcontactwetgeving en ook bestand zijn tegen de producten waarmee ze in aanraking komen. Het komt nog steeds voor dat dichtingen afbrokkelen, waardoor de kans vergroot dat deeltjes in de voeding terechtkomen. Bovendien zijn scheurtjes de ideale schuilplaats voor vuil. De optimale materiaalkeuze is afhankelijk van de precieze toepassing en reinigingsmethode. Bezorg daarom de leverancier van uw procesinstallatie zoveel mogelijk informatie over de samenstelling van uw product en zeker over de chemicaliën die u zal gebruiken.

Materialen van de installatie zelf

Zink en aluminium

Wordt gebruikt als coating op stalen oppervlakken. Een goedkope variant op RVS

Nadeel: vrij gevoelig voor zuren en basen. Er ontstaan vrij eenvoudig chemische reacties waarbij reactieproducten van de metalen in de productiestroom terecht komen

Effecten die kunnen optreden:

• Corrosie (aanslag)
  
• Brosheid van het materiaal
  
• Aantasting van het oppervlak waardoor het reinigen minder/niet effectief kan gebeuren
  

Materialen van de installatie zelf

Plastics en rubbers

Deze materialen variëren erg in hun geschiktheid:

• Inertheid (minder werkzaamheid)
  
• Flexibiliteit (elasticiteit)
  
• Functionaliteit
  
• Veroudering
  

Mogelijke effecten:

• Uitharding (stug worden van het materiaal)
  
• Verminderde elasticiteit: kans op lekkages
  
• Weekmakers uit de plastics kunnen de productiestroom verontreinigen
  
• Plastics en rubbers zijn redelijk gevoelig voor de groei van algen en schimmels
  

Gangbare Reinigingsmethoden

Veel toegepaste reinigingstechnieken

Reinigen met oplosmiddelen ofwel solventreiniging

Dampontvetten

Reinigen met zeep en detergenten

Alkalisch reinigen

Elektrolytisch ontvetten

Neutraal reinigen (water)

Zuur reinigen

Ultrasoon (geluidsgolven) reinigen

Emulsiereinigen

Reinigingsmethoden voor vacuümtechnieken

Opdracht (1/2)

• Werk in tweetallen
  
• Werk dit uit in een overzichtelijke digitale poster
  
• Ieder groepje presenteert vandaag hun eigen poster

Jullie gaan onderzoek doen naar CIP. Misschien weet je er al iets over vanuit je werk of stage.

Neem onderstaande vragen mee in jullie uitwerking.

• Komt hier scheikunde bij kijken? Zo ja, leg dan uit waarom dit volgens jullie chemisch/scheikundig is.
  
• Benoem ook op welke principes de reinigingsmethoden gebaseerd zijn die volgens jullie niet chemisch zijn.

Opdracht (2/2)

Voer een grondig literatuuronderzoek uit naar Cleaning in Place (CIP) processen, inclusief relevante wetenschappelijke artikelen, technische handleidingen en industriële richtlijnen.

Identificeer de belangrijkste componenten van een CIP-systeem, de gebruikte reinigingsmiddelen, de optimale operationele parameters en eventuele uitdagingen of best practices.

Analyseer en vergelijk verschillende CIP-protocollen en benadruk de variabelen die van invloed zijn op de effectiviteit en efficiëntie van het reinigingsproces.