Critérios de Design de Sistemas CIP (Clean-in-Place) em Instalações Industriais Alimentícias e Farmacêuticas
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Processos Higiênicos

Critérios de Design de Sistemas CIP (Clean-in-Place) em Instalações Industriais Alimentícias e Farmacêuticas

Design de sistemas de limpeza automatizada (CIP) em linhas de processos higiênicos. Parâmetros TACT, diretrizes EHEDG, requisitos de fluxo turbulento e critérios de validação em tubulações de aço inoxidável.

Risco de Contaminação em Linhas Higiênicas e Engenharia CIP

As unidades CIP (Clean-in-Place), que permitem limpar as linhas sem intervenção manual e sem desmontagem entre os ciclos de produção nas indústrias de alimentos, bebidas e biotecnologia, constituem o mecanismo de defesa fundamental para evitar a formação de biofilmes e a contaminação cruzada. Um processo CIP impecável não consiste apenas em bombear produtos químicos, mas em aplicar corretamente os princípios da mecânica dos fluidos.

O Círculo de Sinner e os Parâmetros TACT

Um processo CIP industrial bem-sucedido baseia-se na otimização de 4 variáveis fundamentais conhecidas como Círculo de Sinner:

  1. Time (Tempo): O tempo de contato do produto químico com os resíduos orgânicos na superfície de aço inoxidável.
  2. Action (Ação Mecânica): A tensão de cisalhamento (shear stress) gerada nas paredes internas da tubulação.
  3. Chemical (Concentração Química): Controle preciso das porcentagens de soda cáustica (NaOH) e ácido nítrico (HNO3).
  4. Temperature (Temperatura): Geralmente uma estabilidade de temperatura de 80 °C - 85 °C na fase cáustica para dissolver as gorduras.

Fluxo Turbulento e Requisito de Velocidade Mínima

O erro de engenharia mais comum no design de CIP é não selecionar uma vazão de bomba adequada para os diâmetros das tubulações. Para que ocorra o efeito de limpeza mecânica (Action), o fluxo deve estar obrigatoriamente em um regime de Fluxo Totalmente Turbulento.

  • Critério de Reynolds: Nas tubulações, deve ser Re > 4000. No entanto, para garantir a higiene, os designs da Welltech® visam Re > 10000.
  • Velocidade Crítica: A velocidade do fluxo nas linhas deve ser de pelo menos 1.5 m/s, conforme exigido pelas diretrizes internacionais EHEDG. Quando a velocidade cai abaixo desse valor, forma-se uma camada de fluxo laminar nas paredes superiores da tubulação e a limpeza falha.

Seleção de Tubulações e Bolas de Lavagem (Spray Ball)

Para a limpeza interna dos tanques, utilizam-se bolas de lavagem estáticas ou rotativas (rotary). Os cabeçotes de jato rotativo aumentam o momento de impacto da água, economizando até 50% no consumo de água. Na soldagem de tubos, deve-se usar tecnologia de soldagem orbital e a rugosidade da superfície interna (Ra) deve ser estritamente inferior a 0,8 mícrons.

A Welltech® projeta cozinhas CIP automatizadas e linhas de tubulação de acordo com as normas ASME BPE para instalações alimentícias e farmacêuticas turnkey. Você pode consultar nossos engenheiros para a validação do design.