De CIP-methode (Cleaning in Place) omvat mechanische en chemische processen die vooral in de farmaceutische, cosmetische en levensmiddelenindustrie worden toegepast. Daarbij worden tanks, leidingen en afsluiters tussen de productieruns op alle productberoerde oppervlakken gereinigd – zonder voorafgaande demontage.
Praktijkervaring en proeven tonen aan: de mechanische reinigingswerking hangt af van de stroomsnelheid en de turbulentie van de reinigingsvloeistof. Daarnaast beïnvloeden temperatuur en concentratie van de reinigingsoplossing de reinigingssnelheid. Daarom moeten deze factoren al bij het ontwerp van een reinigingssysteem vastliggen.
Productveiligheid, hygiëne en efficiëntie
Het CIP-proces speelt een centrale rol voor productveiligheid en hygiëne. Tegelijkertijd moet de installatie zo efficiënt mogelijk draaien en zo kort mogelijk stilstaan. Bijzonder belangrijk zijn daarbij de stijgende kosten voor water en energie en een chemicaliënverbruik dat is afgestemd op de betreffende producten.
Wie reinigingsprocessen ontwikkelt, moet daarom de eigenschappen van de hulp- en werkzame stoffen kennen en het reinigingsmiddel passend kiezen. Een ongeschikt reinigingsmiddel kan de reinigingstijden aanzienlijk verlengen of een volledige reiniging zelfs verhinderen.
Hoe grondig een reiniging is, hangt van veel factoren af. Naast de aard van de vervuiling behoren daartoe de gesteldheid van de mediumberoerde oppervlakken en hun installaties. Even bepalend zijn hoeken, randen, afdichtingsposities en stromingsarme zones – bijvoorbeeld in T-stukken, plasvorming of koepels – en de bedrijfsomstandigheden.
Waar de effectiviteit van een reiniging van afhangt
- constructieve maatregelen in de te reinigen installatiedelen (GMP – Good Manufacturing Practice)
- geschikte materiaalkeuze en materiaalgesteldheid
- geschikte reinigingsmiddelen
- juiste reinigingsomstandigheden
Belangrijkste kenmerken van een CIP-reiniging
- stroomsnelheid in leidingen en afsluiters (afhankelijk van de doorsnede 1–4 m/s)
- duur van de spoeling
- sproeidruk bij de reinigingskoppen
- temperatuur van de reinigingsoplossingen
- alkalische spoelloog met additieven die vuildeeltjes in suspensie houden (bij voorkeur niet-schuimend)
- zure spoelingen tegen aanslag zoals kalkafzettingen na de alkalische reiniging
- desinfectie (SIP of chemisch)
- inwerktijd en temperatuur van de reinigingsmiddelen
- grootte van de installatie
- reproduceerbaar proces dankzij volautomatisch verloop
- documentatie van de reiniging
Taak van de CIP/SIP-reiniging
- productresten volledig verwijderen
- biofilms verwijderen
- geen resten van reinigingsmiddelen
- kiemvrijheid van installatiedelen en leidingen
Verloop van een CIP-reiniging in de farmaceutische industrie
- 1DruktestEerst wordt de dichtheid van de installatie gecontroleerd.
- 2Vacumeren en afsmeltenBij vethoudende producten wordt de installatie gevacumeerd, worden productresten met schone stoom afgesmolten en geconcentreerd afgevoerd.
- 3Heet voorspoelenHet hete voorspoelen verwijdert grove vervuiling.
- 4Alkalisch reinigenReiniging met een alkalisch middel, eventueel met additieven die vuildeeltjes beter in suspensie houden.
- 5Heet naspoelenBij het leegmaken worden reinigingsmiddel en productresten uitgespoeld.
- 6Spoelen met Purified WaterVervolgens wordt bij het leegmaken gespoeld met gezuiverd water.
- 7Zuur reinigenEen zuur middel verwijdert kalkafzettingen en loogsteen.
- 8Opnieuw spoelen met Purified WaterDaarna wordt de installatie nogmaals met gezuiverd water gespoeld.
- 9SIP – Sterilization in PlaceHet installatiedeel vacumeren, de stoomdruk tot in het overdrukgebied regelen en het condensaat afvoeren.
- 10DrogenTot slot droogt de installatie via vacuüm, bijv. met hete, steriele toevoerlucht.
Volgorde en staptijden zijn aanpasbaar. Ook de concentratie van het reinigingsmedium is variabel. Bovendien kunnen de reinigingsmiddelconcentraten in een verse aanmaak worden gecombineerd tot een optimaal werkende reinigingsoplossing (stapelreiniging).
Sterilization in Place (SIP)
Sterilization in Place is een plaatsgebonden sterilisatie van procesinstallaties met schone stoom. Ook hierbij is geen demontage nodig. Alle componenten die met het product in aanraking komen, worden ontsmet.
Het SIP-proces werkt doorgaans met verzadigde schone stoom. Voor een sterilisatietemperatuur van 121 °C is een overdruk van ongeveer 1 bar nodig. Afhankelijk van de eisen wordt de temperatuur in functie van stoomdruk en inwerktijd geregeld en gedocumenteerd.
De te steriliseren installatiedelen moeten vóór de stoomsterilisatie worden gevacumeerd. Zo ontstaan geen luchtzakken en verdeelt de temperatuur zich snel en gelijkmatig.
CIP-systemen geïntegreerd in procesinstallaties
Alle inwendige oppervlakken van de procesinstallatie worden bij voorkeur in het Cleaning-in-Place-proces gereinigd. Als transporteenheid voor de CIP-oplossing dient daarbij de homogenisator. Tot de overige uitrustingsdelen behoren bijvoorbeeld:
- aanzuigslang voor vloeistoffen
- aanzuiglans voor poeders
- fasetank
De menginstallatie moet zo zijn ontworpen dat zo veel mogelijk product in de doeltanks terechtkomt. Daartoe behoort ook de toevoer naar een afvulmachine. Zo blijft weinig restproduct achter en komt slechts een minimale hoeveelheid in het afvalwater terecht.
Daarom moeten tankbodem, wandschrapers en oppervlak, evenals lengte en afschot van de aftapleiding na de homogenisator, zo zijn uitgevoerd dat zo min mogelijk restanten achterblijven. Bovendien horen alle leidingen binnen de procesinstallatie in het CIP-proces thuis.
Extra uitrustingsdelen voor het CIP-proces mogen geen bron van fysische, chemische of microbiologische contaminatie zijn. Bovendien voorkomen luchtonderbrekingen vóór alle afvalwateraansluitingen herbesmetting.
Reinigingsproces in cosmetische installaties
Het CIP-proces in cosmetische installaties bestaat doorgaans uit de volgende stappen:
- 1Heet doorspoelenInstallatiedelen en leidingen worden in doorloop met heet water gespoeld. Zo komen productresten direct in het afvalwater terecht, zonder de CIP-uitrusting te vervuilen.
- 2Alkalisch reinigenEen loog van ca. 70 °C wordt rondgepompt en verwijdert alle zichtbare productresten. Vervolgens wordt bij het leegmaken van de tank nagespoeld.
- 3Zuur reinigen en desinfecterenEen zuur middel lost kalkafzettingen op. Daarna circuleert heet water totdat de uitrustingsdelen gedurende een vastgelegde periode 80–90 °C bereiken (thermische desinfectie).
- 4Koud naspoelenTot slot wordt met koud demiwater in circulatie via sproeikoppen gespoeld en bij het leegmaken nagespoeld.
Deze stappen kunnen op elkaar volgen, worden herhaald of vervallen – telkens met of zonder extra reinigingsmiddelen.
Optioneel bewaakt een geleidbaarheidssensor de reinigingskwaliteit (eindspoelwater < 50 µS/cm bij 20 °C).
Het team van SEEFRIED Verfahrenstechnik GmbH ondersteunt u bij het ontwerp van CIP- en SIP-installaties, bij de CIP-processen en bij de inkoop van de bijbehorende procesapparatuur.
Veelgestelde vragen over CIP- en SIP-systemen
Wat is het verschil tussen CIP en SIP?
CIP (Cleaning in Place) reinigt tanks, leidingen en afsluiters zonder demontage. SIP (Sterilization in Place) steriliseert vervolgens de productberoerde installatiedelen – eveneens zonder demontage – met schone stoom, doorgaans bij 121 °C.
Welke factoren bepalen het reinigingsresultaat?
Bepalend zijn de stroomsnelheid (in leidingen ca. 1–4 m/s), temperatuur, concentratie en inwerktijd van de reinigingsoplossing, de sproeidruk bij de reinigingskoppen, het juiste reinigingsmiddel en een hygiënisch ontwerp zonder stromingsarme zones.
Hoe verloopt een typische CIP-reiniging?
Gebruikelijk zijn heet voorspoelen, reinigen met een alkalisch middel, tussenspoelen, reinigen met een zuur middel tegen kalkafzettingen en naspoelen met gezuiverd water – afhankelijk van de eisen gevolgd door SIP en drogen. Stappenvolgorde en tijden zijn aanpasbaar.
Hoe wordt het reinigingsresultaat gecontroleerd?
Bijvoorbeeld via een geleidbaarheidssensor in het eindspoelwater (richtwaarde < 50 µS/cm bij 20 °C). Volautomatische, gedocumenteerde processen zorgen voor reproduceerbare resultaten.