CIP- und SIP-Reinigungsverfahren

Clean-in-Place (CIP) und Steam-in-Place (SIP) sind automatisierte Verfahren zur Reinigung und Sterilisierung von Prozesssystemen. CIP und SIP helfen der Industrie, strenge Hygiene- und Sicherheitsvorschriften einzuhalten, insbesondere in sensiblen Bereichen wie der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie. Die wichtigsten Merkmale von KVP und SIP sind:

• Zeiteffizienz: Die CIP- und SIP-Prozesse sind automatisiert, wodurch der Zeitaufwand für die manuelle Reinigung und Sterilisation erheblich reduziert wird.
• Konsistenz: Diese Verfahren garantieren gleichbleibende Sauberkeit und minimieren das Risiko menschlicher Fehler. Sie können Bereiche reinigen und sterilisieren, die für Menschen nicht leicht zugänglich sind.
• Sicherheit CIP und SIP erhöhen die Sicherheit, indem sie die Exposition der Mitarbeiter gegenüber schädlichen Reinigungschemikalien verringern und das Risiko einer mikrobiellen Kontamination in der Produktion beseitigen.
• Verlängerte Lebensdauer der Geräte: Eine regelmäßige und ordnungsgemäße Reinigung und Sterilisation kann die Lebensdauer der Maschinen verlängern und die Häufigkeit und die Kosten von Ersatzbeschaffungen verringern.
• Einhaltung von Vorschriften: CIP- und SIP-Verfahren helfen, die strengen Hygiene- und Sterilisationsvorschriften der Industrie zu erfüllen.
• Beseitigung des Übertragungsrisikos: Da Sterilisation und Reinigung an Ort und Stelle erfolgen, müssen die Materialien nicht in einen separaten Bereich gebracht werden, was das Risiko einer Kontamination verringert.

Inhaltsübersicht

• Anwendungen
• KVP- und SIP-Verfahren
  • Clean-in-place
  • Steam-in-place
• Ventile für CIP- und SIP-Prozesse
• Die Auswirkungen auf Robben
• FAQs

Anwendungen

CIP und SIP verwenden Chemikalien, Hitze und Wasser, um Maschinen, einschließlich Komponenten wie Rohre, Filter und Armaturen, zu reinigen, ohne sie zu zerlegen. Dieser Ansatz ist weitaus effizienter als das Zerlegen und Reinigen der Geräte von Hand, was im industriellen Maßstab sehr zeitaufwändig ist. Hier finden Sie einige praktische Anwendungen von KVP- und SIP-Verfahren:

• Essen und Trinken: CIP- und SIP-Systeme sorgen für Sauberkeit und Sterilität zwischen den Produktionschargen und gewährleisten so Produktsicherheit und -qualität.
• Pharmaceutical: Diese Verfahren verhindern eine Kreuzkontamination zwischen Arzneimittelchargen und sorgen für eine sterile Umgebung, die den behördlichen Vorschriften entspricht.
• Biotechnologie: CIP und SIP reinigen und sterilisieren Laborgeräte und verhindern so die Kontamination biologischer Proben.
• Brauerei: Diese Systeme erhalten die Qualität und den Geschmack des Bieres durch die Reinigung und Sterilisierung von Braugefäßen und Rohrleitungssystemen.
• Healthcare: Krankenhäuser verwenden CIP- und SIP-Verfahren zur Sterilisation von chirurgischen Instrumenten und medizinischen Geräten, um die Verbreitung von Infektionen zu verhindern.

KVP- und SIP-Verfahren

CIP- und SIP-Prozesse sind in der Regel automatisiert, um Präzision und Wiederholbarkeit zu gewährleisten. Die genauen Verfahren hängen von der Art der Ausrüstung und den spezifischen Anforderungen der Branche ab.

Clean-in-place

CIP verwendet eine Kombination aus Hitze, Chemikalien und Wasser, um die Geräte zu desinfizieren. Zu den bei der CIP-Reinigung verwendeten Chemikalien gehören:

• Natriumhypochlorit (Hypo)
• Natriumhydroxid (Ätznatron)
• Peressigsäure (PAA)
• Phosphorsäure und Salpetersäure
• Chlordioxid

Mit CIP können die Innenflächen von versiegelten Systemen ohne Demontage (oder nur in begrenztem Umfang) gereinigt werden. Ein typischer CIP-Zyklus dauert zwischen 60 und 90 Minuten. Die Reinigungstemperaturen können 100 °C (32 °F) erreichen. Um alle Verunreinigungen wirksam zu beseitigen, muss die Durchflussgeschwindigkeit der Reinigungsmedien typischerweise zwischen 1,5 und 3 m/s gehalten werden.Die wichtigsten Schritte des CIP-Prozesses sind

1. Vorspülen: Das System wird zunächst mit Wasser durchgespült.
2. Chemische Reinigung: Nach der Vorspülung wird eine Reinigungslösung, in der Regel eine alkalische Lösung, durch das System zirkuliert.
3. Zwischenzeitliche Spülung: Nach der chemischen Reinigung erfolgt eine Zwischenspülung mit Wasser, um die Reinigungslösung zu entfernen. Dadurch wird eine Verunreinigung der chemischen Reinigungslösung im nächsten Schritt verhindert.
4. Saure Spülung: Dieser Schritt ist optional und möglicherweise nicht für alle Systeme erforderlich. Die saure Spülung neutralisiert die Alkalirückstände und entfernt mineralische Ablagerungen.
5. Letzte Spülung: Das System wird erneut mit Wasser durchgespült, um eventuelle Reinigungsmittelreste zu entfernen. Das letzte Spülwasser kann entnommen und getestet werden, um sicherzustellen, dass das System sauber ist.
6. Desinfizieren: Das System wird durch Hitze oder ein chemisches Desinfektionsmittel desinfiziert.

Steam-in-place

Das SIP-Verfahren setzt das CIP-Verfahren fort, einschließlich eines zusätzlichen Sterilisationsschritts. Wesentliche hygienische Prozesse werden nach dem Haupt-CIP-Prozess sterilisiert, wodurch die Eliminierung aller verbleibenden aktiven Mikroorganismen im System gewährleistet wird. Dies wird durch die Anwendung hoher Temperaturen erreicht, in der Regel 120 - 135 °C (248 - 275 °F), entweder mit heißem Wasser oder gesättigtem reinem Dampf. SIP ist ein entscheidender Schritt in der Pharmaindustrie und bei der Herstellung ultrapasteurisierter Milch. Die verschiedenen Stufen des Steam-in-Place-Verfahrens sind:

• Vor-Sterilisation: In diesem ersten Schritt wird die Anlage im CIP-Verfahren gründlich gereinigt, um sicherzustellen, dass sie frei von Produktrückständen und Verschmutzungen ist.
• Heizung Beim SIP-Verfahren wird in der Regel Dampf verwendet. In dieser Phase wird Dampf in das Gerät eingeleitet, um die Temperatur auf ein Niveau zu erhöhen, das die Mikroorganismen abtötet. Die Temperatur und die Dauer dieser Phase hängen von der Art der Ausrüstung und dem erforderlichen Sterilisationsgrad ab.
• Halten: Die hohe Temperatur wird über einen bestimmten Zeitraum aufrechterhalten, um eine vollständige Sterilisation zu gewährleisten.
• Kühlung: Nach der Sterilisation wird das Gerät abgekühlt, normalerweise mit steriler Luft oder sterilem Kühlwasser.
• Post-Sterilisation: Das Produkt ist nach dem Abkühlen des Geräts einsatzbereit. Bei einigen Systemen kann eine abschließende Spülung mit sterilem Wasser erforderlich sein, um Kondensation zu entfernen.

Ventile für CIP- und SIP-Prozesse

Bei CIP- und SIP-Prozessen ist es entscheidend, Ventile zu verwenden, die gründlich gereinigt oder sterilisiert werden können, ohne dass sie demontiert oder aus dem System entfernt werden müssen. Das Hauptproblem bei Ventilen wie Kugelhähnen oder Schiebern besteht darin, dass ihre inneren Bereiche für die Reinigungs- oder Sterilisationslösungen möglicherweise nicht vollständig zugänglich sind, was zu einer Kontamination führen kann.

Sowohl bei CIP- als auch bei SIP-Verfahren werden Ventile bevorzugt, die selbstentleerend sind und nur minimale Toträume (Bereiche, in denen die Flüssigkeit stagnieren kann) aufweisen. Dazu gehören in der Regel Membranventile oder Sanitärklappen, die so konstruiert sind, dass sie an Ort und Stelle gereinigt und sterilisiert werden können und keine Bereiche aufweisen, in denen Produkt oder Reinigungslösungen eingeschlossen werden können. Lesen Sie unseren Artikel über Ventile für den Sanitärbereich für weitere Einzelheiten.

Die Auswirkungen auf Robben

CIP oder SIP können die Produktdichtungen beeinträchtigen. Die Chemikalien und die extrem hohen Temperaturen können die Langlebigkeit der Dichtungen beeinträchtigen und ihre Lebensdauer möglicherweise verkürzen. Die folgenden Faktoren beeinflussen die Lebensdauer der Dichtung während des SIP- und CIP-Prozesses:

• Reinigungstemperatur
• Die Konzentration der CIP-Reinigungsmittel
• Die Dichtungskonstruktion und der Elastomerwerkstoff

Die Kombination aus Druck, Belastung und hohen Temperaturen kann die Verschlechterung bestimmter Elastomerwerkstoffe verstärken. Außerdem kann die komplexe Formulierung der bei CIP und SIP verwendeten Chemikalien die Elastomerdichtungen beschädigen.

Die Auswahl der richtigen Elastomerdichtungen

Für CIP- und SIP-Prozesse ist das geeignete Material für die Elastomerdichtung entscheidend. Ein nicht konformes Material kann zu kostspieligen Ausfallzeiten führen. Bei der Auswahl einer Dichtung für Lebensmittel, Milchprodukte oder pharmazeutische Anwendungen ist es wichtig zu wissen, welche Materialien die beste Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit aufweisen.

• VMQ und HNBR: VMQ (Silikonkautschuk) und hydrierter Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) sind für die meisten CIP- und SIP-Anwendungen ungeeignet.
• FKM: Fluorelastomer (FKM)-Werkstoffe schneiden bei alkalischen und sauren Medien schlecht ab.
• EPDM: Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) ist eine gute Wahl für die aseptische Dichtungstechnik, eignet sich aber möglicherweise nicht für intensivere CIP-Maßnahmen.
• FFKM: FFKM (Perfluorelastomer) ist beständig gegen chemische Medien und hohe Temperaturen, was es zum besten Material für CIP- und SIP-Prozesse macht.

FAQs

Was sind KVP- und SIP-Verfahren?

CIP (Clean-in-place) und SIP (Sterilization-in-place) sind automatisierte Verfahren zur Reinigung und Sterilisation von Maschinen, Behältern oder Rohrleitungen ohne Demontage. Bei CIP werden Chemikalien, Wärme und Wasser verwendet, während bei SIP Dampf zur Sterilisation eingesetzt wird.

In welchen Branchen werden üblicherweise CIP- und SIP-Verfahren eingesetzt?

CIP- und SIP-Verfahren werden vor allem in Branchen eingesetzt, die ein hohes Maß an Sauberkeit und Sterilität erfordern, z. B. in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der Pharmazie, der Biotechnologie und der Kosmetikindustrie.