Tanks vereisen efficiëntie en optimale reinigbaarheid

Hygiënisch ontwerp voorkomt contaminatie

Voedselhygiëne staat vandaag meer dan ooit in de kijker, en gelukkig maar. Uit onderzoek blijkt dat voedselcontaminaties te wijten kunnen zijn aan een onvolledige reiniging van installaties. We zien dan ook een evolutie naar het correct reinigen hiervan, met meer aandacht voor een perfect hygiënisch ontwerp van opslagtanks. Micro-organismen mogen hierbij geen kans hebben om zich te nestelen, om zo ernstige gevolgen zoals het sluiten van productielijnen of economisch verlies te voorkomen.

Optimale reinigbaarheid

Hoe kunnen we ervoor zorgen dat opslagtanks of sausketels optimaal worden gereinigd met een minimaal productverlies en met een zo kort mogelijk oponthoud? Met andere woorden: wat zijn de aandachtspunten voor een efficiënte reiniging?

Efficiënte reiniging

Elk reinigingsproces is gebaseerd op vier belangrijke factoren:

• chemisch (keuze en concentratie van de reinigingsmiddelen);
• mechanisch (losmaken van vuil door impact of schuifspanning);
• temperatuur (waarin de reiniging plaatsvindt);
• tijd (duur van het totale reinigingsproces).

De vier reinigingsfactoren kunnen duidelijk worden geïllustreerd aan de hand van de cirkel van Sinner. Samen zijn ze goed voor 100% van de reinigingsinspanning. Afhankelijk van het reinigingsproces kunnen de afzonderlijke factoren van verschillende omvang zijn en beïnvloeden ze elkaar wederzijds. De sproeibol heeft een directe invloed op de mechanische factor.

Intern

Niet elke tank en elke verontreiniging zijn gelijk. Elke tank heeft zijn specifieke eigenschappen, al of niet uitgerust met een roerwerk, steunplaten en/of andere obstakels. Ook heeft elk product andere eigenschappen die ervoor zorgen dat ze wel of niet eenvoudig te verwijderen zijn.

Een van de belangrijkste aandachtspunten binnenin de tank blijft het roerwerk en de doorgaans dode, onbereikbare zone. Indien de saustank maar één sproeibol heeft, is er altijd een achterzijde in de tank die niet rechtstreeks in contact komt met het reinigingsmiddel. Het kan een oplossing zijn om het roerwerk te laten draaien, maar toch blijft er steeds een schaduwzijde van de tank die niet aan bod komt. In deze gevallen is het raadzaam een tweede sproeibol te installeren, waardoor ieder vlak rechtstreeks kan worden geraakt.

Ook is het plaatsen van een pop-upsproeier in de bodem of zijwand een mogelijkheid om de onderkant van de roerbladen te reinigen. Dit zijn sproeiers die gemonteerd zitten in de wand en worden gestuurd tijdens het CIP-proces onder waterdruk en/of via perslucht.

Een van de belangrijkste aandachtspunten binnenin de tank blijft het roerwerk en de doorgaans dode, onbereikbare zone

De toevoerpomp van de CIP dient aangepast te zijn aan het debiet en de druk van de geïnstalleerde sproeibol(len). De retourpomp zorgt voor een maximale doorstroming van de vloeistoffen, zodat de mixtank continu leeg blijft. In andere gevallen, waar de pomp niet aanwezig is en men gewoon het water gravitair (volgens de regels van de zwaartekracht) laat circuleren, kun je onderaan de tank wateropbouw krijgen. De sproeibol zal op deze manier het wateroppervlak raken, maar niet de onderkant van de tank zelf. Met andere woorden: er treedt geen performante reiniging op.

Roterende nozzles

Een alternatief voor de technologie van sproeibollen is een nieuw reinigingssysteem waarbij roterende nozzles worden ingezet. Deze nozzles maken een verticale beweging in de tank en zorgen voor een dynamische 360°-dekking, waardoor alle zogenaamde 'dead spots' (ook rond het roerwerk) volledig geëlimineerd kunnen worden.

Om dit systeem optimaal te laten functioneren, wordt de CIP-pomp aangevuld met een externe extra pomp die specifiek dient om de waterdruk (20–80 bar) aanzienlijk op te voeren. Dankzij deze verhoogde druk wordt het reinigingsmiddel met veel meer kracht en precisie verspreid, wat resulteert in een veel efficiëntere reiniging. Het waterverbruik daalt hierdoor met minimaal 80%, wat zowel ecologisch als economisch een meerwaarde biedt.

Extern

Een aantal obstakels kan er ook toe leiden dat een verhoogde aandacht nodig is voor de reinigbaarheid aan de buitenkant van de opslag- of mixtank. Uit gemakkelijkheidsoverwegingen wordt hiervoor veelal met een hogedrukreiniger gewerkt, maar opspattend water kan heel wat vervuiling met zich meebrengen. Stof of resten van overgebleven voedingsmiddelen kunnen via water of condensatie op wanden en plafonds van de installatie terechtkomen. Op die manier kan de vuiligheid zich ook ophopen in de randen van mangaten of openingen.

Ideaal is wanneer de buitenkant is opgebouwd uit duurzame materialen die corrosiebestendig zijn (inox), zodat roest geen aanzet kan geven tot vervuiling of zich kan afzetten op de tank. Ook leidingen, koppelingen en aansluitingen moeten voldoende worden geïnspecteerd.

Sector- en normeringscontext

In functie van de toepassing verschillen de reinigingsvereisten sterk. In de voedingsindustrie (HACCP / FSSC22000) is hygiënisch ontwerp essentieel en gelden vaak strengere procesvoorwaarden dan in non-foodtoepassingen zoals chemie of betonmixers. Ook bijkomende eisen rond waterkwaliteit, recuperatie en traceerbaarheid spelen hier een rol.

Voor IBC’s, vaten of kleinere containers bestaan aanvullende, compacte systemen (zoals Venturi-spoeling bij wijn- en biervaten) waarbij reinigen en afzuigen gecombineerd worden. Het is daarom belangrijk om het CIP-proces, de nozzle-technologie en de pompcapaciteit altijd te dimensioneren volgens sector en producttype.

Biofilmvorming
Een biofilm bestaat uit een nest van bacteriën die zich ophopen in de opslagtanks en een beschermende matrix vormen. Deze matrix bestaat uit organische polymeren (EPS): polysachariden en eiwitten.
Deze organische matrix is zeer moeilijk, of eigenlijk niet, te vernietigen met de klassieke reinigings- en ontsmettingsprotocollen. Deze vaak onzichtbare bronnen van besmetting kunnen zich op tal van oppervlakken in de voedingsmiddelenindustrie vormen: platenwarmtewisselaars, bakken, koelsystemen, voedingsleidingen, membraanfilters, tanks etc. Ze kunnen leiden tot ernstige besmettingen van de eindproducten.
Bacteriële biofilms kunnen tot duizend keer resistenter zijn tegen biociden dan losse cellen. Om een optimale hygiëne van de installaties te garanderen, is het dus noodzakelijk om eerst de organische matrix te vernietigen, zodat de vrijgekomen bacteriën vatbaar worden voor ontsmettingsmiddelen.
Voor een biofilm kan worden verwijderd, moet die eerst worden gedetecteerd, bijvoorbeeld door middel van een biofilmaudit. Een Belgische leverancier van hygiënische oplossingen bracht hiervoor een specifiek auditprotocol op de markt om installaties te controleren op de aanwezigheid van biofilms.

Hoe draagt het machineontwerp bij aan een maximale reiniging?

De installatie moet zodanig ontworpen zijn dat ze geen productrestjes (grondstoffen, eindproducten, reinigingsproducten) kan weerhouden en dat alle oppervlakken bereikbaar zijn voor de sproeibol of het reinigingsmiddel. Bijvoorbeeld scherpe hoeken, spleten en dode zones moeten dus worden vermeden. Dit zijn immers plekjes waar vuil zich kan opstapelen en waar bacteriën kunnen schuilen, wat kan leiden tot ernstige besmettingen en biofilmvorming (zie kaderstuk).

Ook de opstelling is hier van belang: de leidingen en koppelingen tussen de CIP en de tanks moeten hygiënisch ontworpen en gemonteerd zijn om contaminaties te vermijden.

Reinigingsmogelijkheden

Geautomatiseerd

CIP-reiniging (Cleaning in Place) wordt vooral gebruikt bij de productie van sauzen, soepen, melk, frisdranken en dergelijke. De reiniging is volledig geautomatiseerd en leidingen of volledige componenten van installaties hoeven hierbij niet ontmanteld of geopend te worden.

Vloeibare reinigingsmiddelen worden een bepaalde tijd met aangepaste druk en aangepast debiet op oppervlakken gespoten of gesproeid door middel van sproeikoppen die in de tank bevestigd zijn. Deze manier van reinigen kan worden toegepast over één of meerdere tanks die met elkaar in verbinding staan. Dit kan eventueel nog aangevuld worden met het recupereren en hergebruiken van de hoeveelheid water in de voorspoeling.

Bij een typische CIP-reiniging is er eerst altijd een voorspoeling, waarbij water in de tank wordt gestuurd en via een sproeibol gelijkmatig de gehele oppervlakte besproeit. Via een retourpomp wordt het influent (het vuile water) afgevoerd en geloosd. In de volgende stap worden reinigingsmiddelen over de CIP en de saustank gerecirculeerd.

Nadien volgen een desinfectiestap en een spoelstap, waarbij de restanten van chemicaliën naar de afvoer worden geloosd. Tegenwoordig kunnen ook mobiele CIP-units worden ingezet. Het grote voordeel hiervan is dat er een efficiënte reiniging kan plaatsvinden binnen een zeer korte tijdspanne, zonder het productieproces stop te zetten. De unit werd ontworpen met maximale aandacht voor hygiëne en kan worden ingezet voor verschillende procesinstallaties.

Ideaal is wanneer de buitenkant is opgebouwd uit duurzame materialen die corrosiebestendig zijn (inox), zodat roest geen aanzet kan geven tot vervuiling of zich kan afzetten op de tank

Enzymatische reinigingsmiddelen zijn ook perfect geschikt om een optimale hygiëne binnen gesloten installaties, zoals saustanks, te behouden. De enzymen zorgen voor een krachtige en diepgaande reiniging en zetten de organische stoffen op onomkeerbare wijze om in wateroplosbare resten. Ze breken het vuil dus af in plaats van het enkel te verplaatsen, zoals bij klassieke detergenten. Bovendien zijn enzymatische producten niet agressief voor de uitrustingen waarmee ze in contact komen, aangezien ze een neutrale pH-waarde hebben.

Door de inzet van de juiste sproeibollen met voldoende impact kan ook veel tijd en water worden bespaard. Bij processen die om regelmatige reiniging vragen kan hierdoor de productie sneller worden hervat. Samen met de bijhorende besparing op de benodigde watervolume verdient deze automatische reiniging zich snel terug.

Manueel

Naast bovenstaande geautomatiseerde reinigingen bestaat er ook een manuele variant: reinigen met chloordioxide. Deze chemische stof werkt zelfs bij lage concentraties sterk kiemdodend en beïnvloedt de geur van het water niet. Met een eenvoudige spoelfase verwijdert men het grootste vuil, waarna water en reinigingsproduct in de installatie worden gestuwd. Afhankelijk van het gewenste resultaat kan dit proces al dan niet worden opgewarmd. De naspoeling van de tank gebeurt doorgaans met een ontsmettingsmiddel.

Conclusie

Voedingsbedrijven doen er goed aan om bij de aankoop van installaties of opslagtanks te evalueren hoe het gesteld is met het hygiënisch ontwerp en de reinigbaarheid van de installaties, vóór deze in productie worden geplaatst. Niet alleen de binnenkant is belangrijk; ook aan de buitenkant en aan alle leidingen moet voldoende aandacht worden besteed. Een maximale reiniging garandeert een verminderd risico op productieverlies of klachten van klanten. 

Met medewerking van Dosanova, Lechler en Van Damme