Prodotti chimici comunemente usati nel ciclo CIP del birrificio

In qualità di produttore di birra, devi capire che un ambiente di produzione igienico è molto importante per garantire la qualità della tua birra, ed è qui che entra in gioco un buon sistema CIP (Clean In Place). Un buon sistema CIP ha bisogno di prodotti chimici associati per pulire le attrezzature del birrificio.
Il sistema CIP è un metodo di pulizia utilizzato principalmente per pulire:

Linea di processo sanitaria
Vascello
Attrezzature comuni nei birrifici

I sistemi Clean-in-Place (CIP) offrono una gamma completa di pulizie per la birreria senza dover rimuovere o smontare le tubature o le attrezzature.

Importanza dell'uso di prodotti chimici nel ciclo CIP

Il sistema CIP pompa le soluzioni di pulizia, risciacquo e sanificazione attraverso lo stesso percorso idraulico del prodotto per rimuovere le incrostazioni da tutte le superfici interne.
Queste sostanze chimiche includono:

Caustico
Scid
Igienizzante/Disinfettante
Sterilizzatore

Considerando che ci sono molte variabili nella scelta dei prodotti chimici giusti per i diversi sistemi CIP, si consiglia di contattare il proprio partner per l’acquisto dei prodotti chimici adatti alle proprie esigenze. Di seguito troverai maggiori dettagli sui prodotti chimici utilizzati nei comuni cicli CIP e le linee guida generali per il loro utilizzo. Il detergente chimico giusto alla giusta concentrazione può avere un impatto significativo sull’efficienza di pulizia di un sistema CIP.

Se viene pulito correttamente, il sistema CIP è in grado di

Abbassa la tensione superficiale dell’acqua, facilitando la penetrazione della soluzione detergente nel terreno.
Rompe il legame diretto tra il suolo e le superfici delle attrezzature.
Ammorbidisci il grasso in modo da poterlo sciacquare nella fase successiva.
Scioglie lo sporco per facilitare la pulizia.
Emulsiona i terreni idrosolubili nella soluzione detergente per facilitarne il trasporto.

Tieni presente che la maggior parte dei sistemi CIP raggiungerà comunque un livello ragionevole di pulizia e sicurezza senza additivi chimici, ma il tempo richiesto, la difficoltà operativa e la temperatura di pulizia aumenteranno. Inoltre, nei sistemi CIP manuali, gli operatori spesso aggiungono più prodotti chimici di quelli necessari per il ciclo di pulizia. Questa sovracompensazione può aumentare il costo operativo del sistema CIP. Comprendere il ruolo dei prodotti chimici nei protocolli di pulizia e utilizzare l’automazione per il controllo della dose e il monitoraggio della concentrazione può aiutare a controllare i costi operativi del sistema CIP.

Caustico

È noto anche come soda caustica, idrossido di sodio o NaOH. Si tratta di una base con un pH molto alto, tipicamente utilizzata in concentrazioni che vanno dallo 0,5 al 2,0%, mentre concentrazioni fino al 4% possono essere utilizzate sulle superfici altamente contaminate delle attrezzature per la produzione della birra.

In genere viene utilizzato come detergente primario nella maggior parte dei cicli di lavaggio CIP.
Ammorbidisce il grasso, rendendolo più facile da rimuovere dal dispositivo.
La formula senza schiuma aiuta a ridurre la cavitazione della pompa e aumenta l’efficienza della pulizia.

Acido

L’acido nitrico è il detergente più comunemente utilizzato per la decalcificazione e la termoregolazione del pH dopo la pulizia alcalina. A una concentrazione tipica dello 0,5%, può essere utilizzato efficacemente a temperature più basse rispetto alle soluzioni caustiche e quindi richiede un riscaldamento minore. A volte può essere utilizzato anche l’acido fosforico, ma è meno comune.

Ideale per schiarire l’acciaio inossidabile scolorito rimuovendo le macchie minerali calcificate.
Devono essere usati con cautela perché possono attaccare alcuni oggetti resilienti del sistema di birrificazione, come le guarnizioni o le sedi delle valvole, causando un degrado o un guasto prematuro.

Igienizzante/Disinfettante

I sanificanti (noti anche come disinfettanti) agiscono per ridurre i microrganismi a livelli tali da non rappresentare un rischio per la sicurezza alimentare o la salute pubblica. Varie soluzioni di ipoclorito (di potassio, sodio o calcio), note anche come “ipo”, sono state utilizzate come disinfettanti in molti cicli CIP nel corso degli anni. Poiché il loro ingrediente attivo è il cloro (candeggina), esse:

Relativamente economico da usare.
La disinfezione e il risciacquo dei terreni soggetti a proliferazione batterica sono molto efficaci.
Può essere dannoso per l’acciaio inossidabile, causando macchie, corrosione e vaiolatura.
Può causare gravi problemi ambientali uccidendo importanti microrganismi nei corsi d’acqua e dissolvendoli nelle acque reflue.

L’anidride solforosa si sta già affermando come alternativa alle soluzioni di ipoclorito per le applicazioni di pulizia con elevati carichi organici, come la lavorazione del pollame o della frutta.

Ha un potere ossidante superiore a quello della candeggina.
Meno corrosivo per le attrezzature del birrificio.
Meno dannoso per l’ambiente.

Negli ultimi anni, sempre più dirigenti sanitari hanno abbandonato i disinfettanti a base di candeggina a favore dell’acido peracetico (PAA). Il PAA è una miscela di perossido di idrogeno e acido acetico.

Un potente disinfettante anche a basse temperature.
Dopo il risciacquo, i residui di cloro che possono corrodere l’acciaio inossidabile sono pochi o nulli.
Efficace contro tutti i microrganismi, compresi gli organismi di deterioramento, i patogeni e le spore batteriche.
Si è anche dimostrato più ecologico nei flussi di acque reflue.
L’acido peracetico ha un odore forte e pungente, quindi deve essere utilizzato solo in aree ben ventilate.

I birrifici devono sempre fare attenzione a sciacquare accuratamente tutti i sanificanti presenti nel sistema per ridurre il rischio di corrodere l’acciaio inossidabile e di formare gas di cloro potenzialmente tossici se mescolati con l’acido.
Naturalmente, è anche possibile sanificare il sistema senza applicare alcun prodotto chimico: acqua calda (circa 195~205°F per 15-20 minuti) o vapore a bassa pressione.
Entrambe queste opzioni non chimiche comportano un aumento significativo dei costi energetici perché non sono molto diffuse.

Sterilizzatore

La sterilizzazione del sistema implica la completa rimozione di tutti i microrganismi viventi e può essere effettuata con sostanze chimiche, ma di solito viene sterilizzata con vapore in autoclave (circa 250°F per 30 minuti).
Mentre gli impianti di lavorazione di alimenti, latticini e bevande raramente sterilizzano durante il ciclo CIP, si tratta di un’operazione di pulizia comune per i prodotti farmaceutici o a lunga conservazione (ESL).

Fasi di pulizia del sistema CIP

I sistemi Clean-in-place (CIP) sono una delle operazioni unitarie più comuni in un birrificio e sono essenziali per la pulizia delle attrezzature di produzione della birra tra un lotto e l’altro.
Oggi il ciclo CIP è completamente automatico e viene installata una stazione CIP centrale per soddisfare le esigenze di pulizia e igienizzazione delle attrezzature di produzione della birra in tutto l’impianto.
In genere, le fasi di pulizia di un sistema CIP sono:

Fase del ciclo CIP	Scopo	Detergente	Sfide
1. Pre-risciacquo	Rimuovi la maggior parte delle particelle e del materiale organico prima di pulire l'agente.	Acqua.	Elevata richiesta di acqua, carichi di acque reflue.
2. Pulizia caustica o acida	Pulisci il materiale organico e le particelle che hanno aderito alle superfici interne. La pulizia con acidi può rimuovere anche le particelle inorganiche per evitare incrostazioni. Rimuovi le superfici che favoriscono la crescita microbica.	Idrossido di sodio o di potassio, vari acidi.	La gestione dei prodotti chimici è costosa.
3. Risciacquare	Sciacqua via i prodotti caustici o acidi per evitare la contaminazione del prodotto.	Acqua.	Elevata richiesta di acqua, carichi di acque reflue.
4. Igiene e disinfezione	Assicurati che le attrezzature di processo siano prive di microbi (batteri, virus, alghe). Anche pochi microbi possono causare infezioni nel prodotto finale.	Agenti a base di cloro, acido peracetico (PAA), acqua calda, vapore, iodofori.	Garantire la completa rimozione dei batteri. Costi elevati.
5. Risciacquo finale	Risciacqua i prodotti chimici per la sanificazione per evitare la contaminazione dell'infuso.	Acqua.	Aggiunge tempo e consumo di acqua al ciclo CIP.

Ulteriori suggerimenti per l'utilizzo di prodotti chimici

L’aumento della temperatura della soluzione detergente ne aumenta l’efficienza di decontaminazione. La capacità extra richiesta per riscaldare la soluzione aumenta il costo del processo del ciclo CIP, ma le molecole calde con un’elevata energia cinetica rimuovono lo sporco più velocemente rispetto alle molecole che si muovono più lentamente nelle soluzioni fredde.
Le soluzioni detergenti concentrate sono in grado di pulire più superfici sporche rispetto alle soluzioni diluite. Più prodotti chimici significano più soldi, ma le concentrazioni più elevate aumentano la capacità di legare le superfici, con il risultato di una pulizia migliore e più rapida.
L’effetto pulente del detergente per un lungo periodo è migliore di quello del contatto per un breve periodo. Più tempo di pulizia significa meno tempo per produrre un prodotto redditizio, ma con il tempo i prodotti chimici dissolvono lo sporco duro dalle superfici.
Le soluzioni chimiche perdono gradualmente forza con il passare del tempo. Controlla ogni giorno la concentrazione delle soluzioni di lavaggio e regolale e sostituiscile se necessario.

Come calcolare la giusta temperatura di pulizia

Calcolare con precisione le temperature della soluzione è fondamentale per pulire efficacemente le attrezzature per la produzione di birra riducendo i costi energetici. Diversi studi hanno dimostrato che per ogni 1°C di riduzione della temperatura della soluzione CIP, il fabbisogno energetico si riduce dell’1%, il che può tradursi in un significativo risparmio energetico nell’arco di un anno.
Sappiamo tutti che temperature più elevate della soluzione possono aumentare l’efficacia dell’azione chimica e meccanica, oltre a ridurre il tempo necessario per una corretta pulizia. Tuttavia, dato il costo energetico del riscaldamento della soluzione, la temperatura di ogni fase di pulizia deve essere calcolata e controllata nel modo più accurato possibile. Ogni fase del processo di pulizia ha un intervallo di temperatura ottimale per bilanciare l’efficacia della pulizia con il risparmio energetico.

Fase del ciclo CIP	Intervallo di temperatura approssimativo
Pre-risciacquo	104~140℉
Lavaggio alcalino	140~185℉
Sciacquone intermedio	Temperatura ambiente ~140℉
Decapaggio	130~150℉
Risciacquo finale	Temperatura ambiente
Disinfettante	Temperatura ambiente

Conoscere i prodotti chimici più comuni utilizzati nel ciclo CIP ti aiuta a utilizzare il detergente chimico giusto alla giusta concentrazione, che può avere un impatto notevole sull’efficienza di pulizia del tuo sistema CIP.

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