MESSTECHNIK & ANALYTIK

 Sicherheit und Qualität in hygienischen Prozessen 

Clean-in-Place-Reinigung

CIP (Clean in Place) Reinigung ist ein Verfahren zur Reinigung von Prozessanlagen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Das Verfahren besteht darin, dass die Anlagen mit Reinigungsmitteln gespült werden, ohne dass diese demontiert werden müssen. Dazu passend bietet Jumo eine große Auswahl an EHEDG zertifizierten Sensoren. Das sind Sensoren, die für die Nassreinigung in geschlossenen Anlagen ohne vorherige Demontage geeignet sind. Das entspricht dem EHEDG Typ EL Class I. Zudem bietet Jumo eine eigene Steuerung mit intuitiver bedienerfreundlicher Software. 

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Das CIP-Verfahren ist sehr wichtig, um alle hygienischen Anforderungen zu erfüllen und gewünschte Produktqualität auch im Hinblick auf die Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten.  

Der erste Schritt ist in den meisten Fällen das Vorreinigen der Anlagen mit dem letzten Spülwasser der vorangegangenen Reinigung. Das setzt voraus, dass ein Stapelwassertank zur Verfügung steht. Im Anschluss wird mit heißem Wasser gespült. Darauf folgt meist ein Reinigungsschritt mit Natronlauge. Nacheiner weiteren Spülung mit Wasser oft Salpetersäure oder auch Phosphorsäure gereinigt. Sollte es keinen weiteren Anforderungen geben ist nach einer weiteren Spülung mit Wasser, das im Stapeltank gesammelt wird, die Reinigung abgeschlossen.  

Bei der Reinigung sind die Temperatur, Durchfluss, Konzentration der Reinigungsmedien und die Dauer der Reinigung die wesentlichen Faktoren für den Reinigungserfolg.

Temperaturmessung 

Je höher die Reinigungstemperatur, desto höher ist der Reinigungserfolg. Anderseits können durch zu hohe Temperaturen auch Schäden an der Anlage entstehen. Jumo setzt für die Temperaturmessung der Jumo Dtrans T100 ein. 

Der Temperaturfühler ist vielseitig einsetzbar und ist vor allem für hygienischen Anwendungen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie geeignet. Im Zusammenspiel mit der Temperatur ist wie erwähnt die Konzentration des Reinigungsmittels eine zentrale Messgröße. 

Eine zu geringe Konzentration der Reinigungsmedien führt, eventuell unbemerkt, nicht zum gewünschten Reinigungsergebnis. Eine Überdosierung zu erhöhten Kosten. 

Weiterhin ermöglichte die Messung eine saubere Trennung der Medien und dem Wasser, sodass große Mengen Wasser einspart werden. Zudem werden weniger Reinigungsmittel gebraucht um die Konzentration in den Tanks zu korrigieren. 


Leitfähigkeitsmessung 

Die konduktive Leitfähigkeitsmessung kann zur Überwachung der Konzentration in den Behältern eingesetzt werden und zum Trennen der Produktströme beim CIP-Rücklauf. An dieser Stelle ist eine hohe Genauigkeit besonders wichtig. Es darf nicht zu viel Reinigungsmittel in den Abfluss gelangen und gleichzeitig darf die Konzentration in den Stapeltanks nicht zu stark verringert werden. Hier spielt der Jumo CI HT10 seine Stärke aus. Die genaue Konzentrationsmessung und kurze Reaktionszeit der integrierten Temperaturmessung tragen zur Einsparung von Brauchwasser und Reinigungsmitteln bei. Die Setup-Software macht die Konfiguration für den Anwender einfach. Die meisten Konzentrationskurven sind dort hinterlegt und weitere kann man hinzufügen. In Abhängigkeit der integrierten Temperaturmessung und des Leitwertes wird somit die genaue Konzentration ermittelt.

Durchflussmessung  

Für die Durchflussmessung setzt Jumo den Optiflux 6000 ein. Die magnetisch-induktive Durchflussmessung (MID) eignet sich für hygienische Messungen im Lebensmittelbereich. 

Einen hohe Durchflussrate sorgt dafür, dass die Reinigungsmedien schnell durch die Anlage strömt und Ablagerungen und Verunreinigungen mechanischen entfernt. Dabei spielt die Sicherstellung einer turbulenten Strömung eine große Rolle, weil in diesem Fall die mechanischen Kräfte deutlich höher sind. 


Weitere Messgrößen 

Neben den diesen wichtigen Messgrößen benötigt man auch noch Sensoren, die für den sicheren Betrieb der Anlage wichtig sind. Neben dem Füllstandsmessung der Behälter tragen zuverlässigen Voll- und Leermelder zur Anlagensicherheit bei. Für die Aufgaben eignet sich der kapazitive Grenzstandmelder Jumo ZELOS C01 LS, der ebenfalls auch als Trockenlaufschutz am Pumpeneinlauf eingesetzt werden kann. 

Steuerung und Visualisierung 

Die Steuerung der CIP-Anlage kann über das für Automatisierungssystem Jumo variTRON 500 erfolgen. Es basiert auf der modularen Platform Jumo Jupiter. Die Zentraleinheit bildet zusammen mit den bewährten Eingangs- und Ausgangsmodulen von Jumo ein Gesamtsystem und stellt eine SPS (CODESYS V3.5) zur Verfügung. Für die Einbindung in das übergeordnete Prozessleitsystem stehen Schnittstellen wie OPC UA und Modbus TCB zur Verfügung. 


CIP Prozesse verifizieren 

Mit der Software smartWARE Evaluation lassen sich die relevanten Messdaten aufzeichnen und auswerten. Die browserbasierte Software-Lösung ermöglicht die intuitive Auswertung und Visualisierung von Prozessdaten, die über das Jumo variTRON Automatisierungssystem aufgezeichnet wurden. Individuelle Dashboards erlauben einen zielgeführten und schnellen Zugriff auf aufgezeichnete Prozessdaten. Eine Manipulationserkennung auf Basis von digitalen Zertifikaten sorgt für sehr hohe Datensicherheit.

Die Datenaufzeichnung ermöglicht es, die Reinigungsergebnisse zu dokumentieren und zu analysieren. Dadurch können Optimierungspotentiale identifiziert werden und Maßnahmen zur Verbesserung der Reinigungsergebnisses eingeleitet werden. 

Somit ist es auch gelegentlich notwendig die Prozessparameter anzupassen. In diesem Fall ermöglicht die Software Jumo smartWARE Program die schnelle und intuitive Anpassung des CIP-Programmes. Hierbei handelt es sich um einen browserbasierte Softwarelösung die intuitive Erstellung und Bearbeitung verfahrenstechnischer Programme und Rezepte mit dem Jumo variTRON ermöglicht. So können Anlagenhersteller Verfahrensschritte definieren und anschließend mit dem grafischen Editor zu einem Programm verketten. Seitens des Anlagenbedieners kann der Programmablauf über eine verknüpfte Web-Oberfläche gesteuert werden.

SmartWARE Program ermöglicht es damit dem Bediener je nach Berechtigung CIP Programme zu erstellen oder anzupassen. Fest definierte Prozessschritte können in die gewünschte Reihenfolge gebracht werden und die jeweiligen Parameter wie zum Beispiel Druck, Konzentration, Temperatur und Dauer des Prozessschrittes. Dabei können auch Grenzwerte berücksichtigt werden, sodass Fehler bei der Eingabe vermieden werden können. Reinigungsschritte mit Laugen werden bespielweise mit einer viel höheren Temperaturen realisiert als Reinigungsschritte mit Säure oder Desinfektionsmitteln. Zu hohe Temperaturen oder auch Reinigungsmittelkonzentrationen können so vermieden werden.

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