artikel

Reinigen op maat

Algemeen

In de levensmiddelenindustrie wordt apparatuur eenmaal tot wel viermaal per dag gereinigd. Efficiënter reinigen kan dus veel geld opleveren. Uit onderzoek blijkt dat korter reinigen met minder reinigingsmiddelen heel goed mogelijk is.

Het merendeel van de variabele proceskosten in de levensmiddelenindustrie is gerelateerd aan vervuiling en reiniging van apparatuur. In door NIZO food research uitgevoerde projecten voor de zuivelindustrie bleek een nauwkeurige analyse van reinigingsprocedures bij verhittingsapparatuur en indampers te leiden tot aanzienlijk kortere reinigingstijden (20-30%) en vermindering van het gebruik van reinigingsmiddelen. Door continue wijzigingen in de procesvoering en nieuwe producten blijkt echter ook dat het moeilijk is om de efficiënte reinigingsprocedure vast te houden. Om hieraan tegemoet te komen ontwikkelde NIZO het besturingsprogramma OptiCIP+, dat de productiekosten van een productielijn met tonnen per jaar kan reduceren.

Cleaning In Place
Reinigingen in de zuivelindustrie vinden doorgaans plaats via een Cleaning In Place (CIP)-procedure. Deze reinigingsprocedures zijn in het algemeen opgesteld op basis van een worst case scenario. Tot op heden werd bij achterblijvende verontreinigingen de reiniging verlengd en geïntensiveerd omdat dat een snelle en praktische oplossing bleek. Tijd om de oorzaak te achterhalen is er veelal niet. Ten allen tijde moet worden voorkomen dat het product (microbieel) besmet raakt door niet goed gereinigde apparatuur.

Bovendien zijn de CIP-procedures opgesteld op basis van een vast verloop van de productie. De praktijk leert echter dat productieomstandigheden continu veranderen. Apparatuur wordt vervangen, procescondities wijzigen of er worden andere grondstoffen gebruikt. Een vaste reinigingsprocedure sluit hierdoor zelden optimaal aan bij de daadwerkelijke vervuiling.

OptiCIP+
In samenwerking met de Nederlands Zuivel Organisatie (NZO) heeft NIZO een methode ontwikkeld die op basis van de mate van vervuiling en de product¬samenstelling het optimale reinigingsregime kan selecteren en monitoren (zie Figuur 1). De methode is geïmplementeerd in software voor de procesbesturing en heet OptiCIP+. Het werkt als volgt. Tijdens de productie wordt op basis van gemeten temperatuurverschillen, productdebiet en productsamenstelling, de vervuiling van de apparatuur gevolgd. Aan het eind van een productierun is dus de mate van vervuiling bekend.

Met deze informatie selecteert OptiCIP+ het optimale reinigingsprotocol. Tijdens de reiniging wordt de vervuiling in het reinigingsmiddel inline gemeten door sensoren. De uitslagen van deze sensoren sturen de reiniging. Wanneer bijvoorbeeld geen vervuiling meer wordt gemeten schakelt OptiCIP+ naar de volgende fase van het reinigingsproces. De relatie tussen de productie, de reinigingscondities en het reinigingsresultaat wordt in de database opgeslagen. Hierdoor ’leert’ OptiCIP+ van voorgaande reinigingen.

Een belangrijk onderdeel van OptiCIP+ is een betrouwbare inline sensor voor het meten van de vuilverwijdering gedurende de reiniging. De sensor moet robuust zijn, aangezien deze continu in contact komt met relatief agressieve vloeistoffen. Tijdens de ontwikkeling van OptiCIP+ bleek dat bijvoorbeeld een inline turbiditeitssensor geschikt is voor dit type inline metingen. Figuur 2 laat zien dat de inline meetresultaten zeer goed overeenkomen met de offline metingen Toepassing van OptiCIP+ kan verschillende voordelen opleveren. Zo volgt het systeem de reiniging continu en geeft aan wanneer een volgende reinigingsfase kan starten. Onnodig lang reinigen met bijvoorbeeld loog of zuur is dus niet nodig. Ook registreert het systeem bij welke condities de vervuiling minimaal is. Daarop kunnen vervolgproducties aangepast worden. Verder wordt bij de overgangen van product, water en reinigingsvloeistof optimaal geschakeld. Hierdoor verdwijnen minder product en reinigingsvloeistof in het riool.

Demonstratieproject
OptiCIP+ is op verhittingsapparatuur in de pilot plant van NIZO uitgebreid getest. Aangezien de resultaten veelbelovend waren, is in een daaropvolgende demonstratiefase het reinigingssysteem getest op een wei-indamper van een Nederlands zuivelbedrijf. In samenwerking met Honeywell Nederland is OptiCIP+ geïnstalleerd en heeft NIZO een voor operators gebruiksvriendelijke uitvoering gemaakt. Er is een bypass ontworpen voorzien van de benodigde sensoren. Door de bypass stroomt gedurende de reiniging een deel van de reinigingsvloeistof zonder dat de productie en de reiniging wordt verstoord.

Na een training voor de operators heeft het systeem gedurende zes weken gefunctioneerd en zijn de reinigingen gevolgd. Tijdens de demonstratiefase werd door OptiCIP+ een advies afgegeven en vervolgens door operators uitgevoerd. In de uiteindelijke uitvoering zal het systeem gekoppeld worden aan het procesregelsysteem van het bedrijf en neemt het de regie over de reiniging over.
In het kader van de productkwaliteit is na de optimalisatie van de reiniging de wei-indamper visueel geïnspecteerd en zijn microbiologische controles uitgevoerd. Het bleek dat de wei-indamper na optimalisatie visueel schoon was en aan de hygiëne-eisen voldeed.

Resultaten en vervolg
De testperiode heeft ertoe geleid dat de reiniging van de wei-indamper van het bedrijf is geoptimaliseerd. Dat betekent dat schakelmomenten zijn aangepast en de reinigingstijd is verkort. Ten opzichte van de oorspronkelijke reinigingsprocedure kan de geoptimaliseerde reiniging een besparing opleveren van €180.000,- per jaar voor een wei-indamper met een capaciteit van 25 ton/uur. Door het continu aanvullen van de database van OptiCIP+ met productie- en reinigingsgegevens neemt de kracht van het systeem toe en daarmee ook de besparingen.
Bijkomende voordelen zijn de constante aandacht voor en bewustwording van het reinigingsproces bij de operators. Bovendien worden de productie en reiniging inzichtelijker wat bijvoorbeeld leidt tot snellere oplossingen bij calamiteiten.

Momenteel loopt er een tweede demonstratieproject. Na afloop hiervan is het systeem gereed om geïmplementeerd te worden in de industrie. OptiCIP+ is geschikt voor unit operations in de levensmiddelenindustrie, die door vervuiling frequent moeten worden gereinigd en waarbij in de reinigingsvloeistoffen een mate van vervuiling kan worden gedetecteerd.

Reageer op dit artikel