Limpiezas CIP
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Comparado con los procesos manualmente controlados de limpieza o de desinfección de sistemas de tratamientos de fluidos, los procesos de desinfección automatizados conocidos como CIP (Clean-In-Place) tienen claras ventajas, especialmente en términos de capacidad de repetición, fiabilidad, reducción de tiempo de paradas y documentación del rendimiento de desinfección. Cuando se utiliza ozono en vez de químicos como peróxidos de hidrógeno o cloro, las ventajas son todavía mayores. El ozono es generado a demanda en el propio lugar de uso y así se elimina la necesidad de almacenaje y tratamientos de químicos. Además, el producto residual del ozono es el oxígeno, por lo que no hay residuos químicos problemáticos que necesiten ser eliminados.
En aquellas posiciones en que se requiere una higienización periódica, los sistemas de ozono CIP generan ozono de un modo económico y práctico para la limpieza de tuberías, cargadores, tanques y equipos de todo tipo utilizados en fábricas de alimentos líquidos. El CIP es una herramienta de producción que ahorra miles de euros en gastos de operación y tiempo de paradas. La superioridad de los CIP de ozono automatizados ha sido ampliamente demostrada en tres áreas principalmente:
- Desinfección más rápida debido al alto poder de oxidación del ozono.
- Reducción en el coste de operación.
- Tratamientos fiables y repetibles.
1. Hay que tener en cuenta en primer lugar, que el CIP de ozono es el oxidante más potente entre los más frecuentes utilizados para el agua potable. Esto significa tiempos de desinfección más cortos. Como aparece a continuación en la tabla nº1, el ozono supera en un amplio margen el poder de oxidación no sólo absoluto, sino también relativo (capacidad de destrucción) del cloro.
| AGENTE | POTENCIAL DE OXIDACIÓN (V.) | OXIDACIÓN RELATIVA* |
| Ozono | 2.08 | 1.53 |
| Peróxidos | 1.78 | 1.31 |
| Hipoclorito | 1.48 | 1.09 |
| Cloro libre | 1.36 | 1.00 |
| Hipobromito | 1.33 | 0.98 |
| Dióxido de cloro | 0.95 | 0.70 |
* Referenciado al cloro (Cloro=1.00)
Hay que advertir que la oxidación de compuestos orgánicos puede ser muy importante en la mayoría de las aplicaciones y el ozono es netamente superior al cloro en ese aspecto. Además los compuestos formados durante las reacciones de oxidación del cloro, como por ejemplo las cloraminas, causarán problemas adicionales con la calidad del agua. El uso de ozono en lugar de cloro elimina la aparición de este tipo de problemas.
2. La utilización de ozono reduce el coste de operación. El ozono reduce el coste total de productos químicos y además elimina la necesidad de neutralizar las aguas residuales y la generación de vapor para la esterilización térmica. Esto es de especial importancia cuando se utiliza agua de ultra pureza para los enjuagues o en el caso de tener que incinerar los residuos solventes. 3. Finalmente con el ozono CIP cada programa de limpieza es idéntico al anterior. Esta capacidad de repetibilidad es fácilmente traducido a fiabilidad. Esta adopción rápida de los métodos CIP en las industrias de bebidas, de productos farmacéuticos y de biotecnología se debe en parte a los requerimientos estrictos de validación de la FDA (Food and Drugs Administration USA). |
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La mayoría de los procesos convencionales como esterilización con vapor, etc.., exhiben un alto grado de variación en el tratamiento. Sin embargo, los métodos CIP de ozono pueden facilitar el cumplimiento de las validaciones FDA e incluso de las certificaciones ISO 9.000 e ISO 14.000 debido a la mejora en la consistencia y a capacidad de repetibilidad de los tratamientos. El CIP de ozono es tan efectivo que algunos usuarios de alimentación, electrónica y farmacia ahora aplican ozono en continuo, a niveles muy bajos, para reducir el nivel total de carbono en su agua de proceso. |
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CARACTERÍSTICAS DEL OZONO
| MICROORGANISMOS | CLORO LIBRE PH 6 A 7 | CLORAMINA PH 8 A 9 | DIÓXIDO DE CLORO PH 6 A 7 | OZONO PH 6 A 7 |
| E. coli | 0.034-0.05 | 95-180 | 0.4-0.75 | 0.0 |
| Polio L | 1.1-2.5 | 770-3740 | 0.2-0.67 | 0.1-0.2 |
| Quistes deLamblia | 47.150 | - | - | 0.5-0.6 |
| Quistes de G. Muries | 30.630 | 1400 | 7.2-18.5 | 1.8-2.0 |
Una desinfección efectiva se consigue exponiendo los microorganismos a eliminar a concentraciones fijas de un agente desinfectante como cloro, bromo, ozono, etc. durante un determinado período de tiempo. Comparando los desinfectantes convencionales, el ozono consigue una desinfección superior a concentraciones menores y con tiempos de contacto más cortos que el resto de los agentes. Por ejemplo, el cloro requiere un tiempo de contacto considerable para oxidar y destruir los microorganismos. En cambio, la oxidación por ozono empieza de inmediato al entrar en contacto con la membrana o la pared celular del microorganismo. Al oxidar la membrana, la célula se rompe y su citoplasma se dispersa rápidamente en el agua. En condiciones ideales, una oxidación continua con ozono llegaría a convertir la mayoría del contenido de la célula en dióxido de carbono y agua.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESOEl sistema CIP de ozono es prácticamente un sistema llave en mano para la solución de los problemas presentados por las necesidades de limpieza. Este sistema incluye un generador de ozono, un inyector venturi, un medidor ORP, un medidor de pH, un medidor de T, un sistema de bombeo y un cuadro de control.El funcionamiento básico es el siguiente: |  |
2. A continuación conecta el interruptor de puesta en marcha del sistema que realizará automáticamente las siguientes operaciones:
- Las electroválvulas se abren para permitir el paso del agua al interior del sistema.
- La bomba o bombas se conectan para suministrar el agua y la presión necesaria al sistema.
- El generador de ozono se ponen en marcha y empieza a suministrar el gas al inyector o inyectores venturi.
- El nivel de ozono en el seno del agua empieza a subir hasta alcanzar los niveles de trabajo.
- El agua ozonizada empieza a recircular por las tuberías o sobre el punto de aplicación CIP.
4. El nivel de ozono residual del agua del sistema empieza a disminuir hasta que se ha purgado totalmente el mismo.
5. La bomba o bombas se desconectan eliminando la presión en el sistema.
6. El sistema CIP de ozono se detiene.
Conclusiones.
La capacidad bactericida superior del ozono comparado con los demás sistemas, la reducción de costes de operación, la repetibilidad de la aplicación, los beneficios medioambientales por la ausencia de residuos y la fiabilidad del tratamiento hacen de los sistemas CIP de ozono la mejor elección para limpiezas y desinfecciones CIP.
Principios básicos del ozono.
El Oxígeno es uno de los elementos más comunes en la naturaleza y en ella se encuentra en diversas formas, siendo la forma de gas diatómico la más habitual. Existe una segunda forma de oxígeno gaseoso conocida como Ozono, en el que en vez de presentarse en forma diatómica, lo hace en forma triatómica.
O2 O3
Oxígeno Ozono
Lo que en principio para el profano no parece más que una curiosidad científica sin mayor interés, para un químico en realidad son dos especies distintas con propiedades, comportamientos y estructuras totalmente diferentes.
Oxígeno Ozono
Este tercer átomo de oxígeno que está unido de una forma altamente inestable al resto de la molécula es la base de las especialísimas propiedades que caracterizan al ozono. La baja estabilidad de la molécula de ozono lleva aparejada por tanto una alta reactividad, es decir que tendrá mucha facilidad en ceder el átomo de oxígeno inestable.
El potencial de oxidación del ozono es muy alto y sólo es superado por el del flúor; éste, muy difícil de elaborar y altamente tóxico. El poder oxidante hace que las moléculas de ozono ataquen la materia que encuentran a su paso en busca de sustancias susceptibles de ser oxidadas, tales como bacterias, hongos, mohos, nematodos, virus, olores, humos, colorantes, disolventes, etc.
De ahí que sea altamente eficaz en tratamientos de desinfección y esterilización, sin que las bacterias, hongos, mohos, nemátodos y virus puedan hacerse inmunes al mismo, pues ataca oxidando la membrana celular de las mismas causándoles la muerte.
Hay además otra característica (ecológica) que lo convierte en único e irremplazable para todo tipo de tratamientos de esterilización, desinfección, desodorización, etc... y es que, al reaccionar se desprende oxígeno, por lo que no se producen productos residuales, olores o sabores extraños.
Gracias a ello se puede aplicar a una infinidad de campos, siendo uno de los más importantes la lucha contra la contaminación, sea del suelo, del aire y/o del agua.
El problema que presenta el ozono para su utilización es la imposibilidad de envasarlo y almacenarlo, pues su propia reactividad lo convierte en inestable y se recombina en oxígeno, por ello obliga a fabricarlo y utilizarlo “in situ”, por medio de generadores de ozono.
Los generadores de ozono funcionan por descargas eléctricas silenciosas, las cuales se obtienen aplicando una corriente alterna de alta tensión a dos electrodos. Entre estos dos electrodos se sitúa un dieléctrico que junto con el electrodo de tierra limita el espacio real de descarga.
De este modo se comunica al gas que fluye a través de este espacio una alta cantidad de energía. El gas que fluye generalmente es el aire, pues es rico en oxígeno, materia básica para la generación del ozono y además es barato, estando disponible en cualquier parte. De este modo se produce la generación de ozono, según la reacción química:.
3O2 + 68.820 cal → 2O3
La facilidad con que el ozono se descompone hace de éste un agente de oxidación enérgico; su potencial de oxidación, inferior solamente al flúor, es de -2,08 voltios (referido al electrodo normal de hidrógeno a 25 oC), por lo que es ideal para:
- La esterilización y desinfección por su acción bactericida, funguicida, nematocida y virulicida.
- La desodorización por su acción sobre las moléculas complejas de los olores, los hidrocarburos del humo y los materiales contaminantes en general.
El ozono es la sustancia ideal necesaria en un ambiente para que éste no esté contaminado. La utilización del ozono en los ambientes industriales agroalimentarios se puede enfocar desde dos puntos de vista: uno para combatir el propio ambiente general de la instalación y otro para desinfectar y purificar los productos y las instalaciones de la propia industria. Es de recalcar la gran importancia que tiene las aplicaciones de ozono en la industria agroalimentaria, ya que evita la proliferación de microorganismos y mohos; llevando al producto final, a un muy buen estado sanitario, incluso alargando ampliamente la vida comercial de este. |
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Funcionamiento.
De este modo se obtienen equipos de generación de ozono altamente resistentes y con un índice de fiabilidad altísimo. Esto unido a las medidas de seguridad incorporadas, como el Control Automático de Proceso (C.A.P.), la protección IP-65, etc., convierten estos equipos en los tecnológicamente más avanzados del mercado.
Los generadores en sí están construidos, en los modelos fijos y móviles superiores en un arcón de PVC reforzado, auto extinguible y antihumedad, de gran resistencia a la temperatura y a la corrosión.