Sistemas de Limpieza CIP (Cleaning In Place)

Ventajas del Sistema CIP

• Garantiza un control repetitivo de los parámetros más importantes como son: temperatura de lavado, caudal y presión constante, concentración de productos químicos y tiempos de lavado.
• Más seguro para los trabajadores: existe una menor exposición química.
• Gestión eficiente: ayuda eficazmente a gestionar el agua y los costos químicos.
• Trazabilidad: permite conocer el desarrollo de cada fase de lavado y las incidencias ocurridas durante la misma.
• Optimización de los consumos energéticos.
• Integración: son integrables dentro de los sistemas de producción automatizados.
• Modularidad: de forma que se pueda incrementar el grado de automatización en función de la inversión prevista.
• Rapidez: mucho más rápido que la limpieza manual.
• Menos trabajo intensivo: sin necesidad de desmontaje o remontaje.

Inconvenientes del Sistema CIP

• Los sistemas CIP tienden a tener costos iniciales más altos.
• No remueve suciedades pesadas.
• Baja flexibilidad: no es flexible al abarcar otras áreas o equipos.
• Requiere un mantenimiento profundo y frecuente.

Química de la Limpieza y Ablandamiento del Agua

Funciones del Fosfato

El fosfato trisódico tiene la habilidad de ablandar el agua precipitando sus sales como flóculos y no como partículas. Su principal inconveniente es que es algo corrosivo.

Importancia de la Dureza del Agua

La dureza del agua puede alterar drásticamente la efectividad del detergente.

Quelantes

Se utilizan para ablandar el agua por segregación, evitar los depósitos de minerales y proteínas peptizadas sin ser corrosivos. Tres ejemplos son: el ácido cítrico, el ácido ascórbico y el ácido tartárico.

Procedimientos Operativos Estándar (POE)

El POE es un documento escrito, un manual de operaciones de limpieza y sanitización que incluye:

• Introducción: objetivo y aplicabilidad.
• Descripción del equipo: instrucciones de montaje y desmontaje.
• Agentes de limpieza: concentración, preparación y métodos de aplicación. Utensilios de limpieza y normas de seguridad.
• Descripción del método de limpieza: comprobación de su eficacia.
• Frecuencia y tipo de variante a utilizar.
• Responsabilidad.
• Sistema de registro de datos.

Tecnologías de Depuración y Tratamiento de Agua

Ósmosis Inversa

• Ventajas: Elimina efectivamente todo tipo de contaminantes como coloides, bacterias, sales disueltas y pirógenos. Mantenimiento mínimo y fácil de controlar.
• Inconvenientes: Requiere un buen pretratamiento para evitar que los contaminantes dañen la membrana por depósitos calcáreos, incrustaciones en su superficie o perforación por partículas.

Electroionización

Combina resinas de intercambio iónico y membranas selectivas de iones con corriente directa para eliminar las especies ionizadas del agua. Los iones que quedan unidos a las resinas pasan a una cámara separada bajo la influencia de un campo eléctrico aplicado externamente.

• Ventajas: Elimina los iones disueltos (5-17 MΩ·cm; TOC < 20 ppb). No precisa de ningún producto químico para la resina regenerada. No se producen desechos de productos químicos o resina.
• Inconvenientes: Elimina solo un número restringido de partículas cargadas; no puede producir agua de 18,2 MΩ·cm (Tipo I). Normalmente necesita agua tratada mediante ósmosis inversa.

Ultrafiltración

Es una tecnología que utiliza filtros de membrana con tamaños de poro de 1 a 10 nm.

• Ventajas: Elimina efectivamente la mayoría de coloides, enzimas, microorganismos, partículas y endotoxinas, manteniéndolos en la superficie del ultrafiltro. Funcionamiento eficiente.
• Inconvenientes: No elimina las sustancias inorgánicas u orgánicas disueltas. Puede bloquearse si se presenta con un alto nivel de contaminantes con peso molecular elevado.

Carbón Activo

Se utiliza en el pretratamiento del agua de alimentación. Elimina el cloro y las cloroaminas perjudiciales para otros sistemas. Los contaminantes quedan retenidos en un laberinto de pequeños poros con tamaños de 500-1000 nm.

Sistemas de Almacenamiento y Distribución

Objetivos de los Sistemas de Almacenamiento

• Mantener la calidad del agua dentro de parámetros aceptables.
• Suministrar agua en los puntos de uso con el caudal y la temperatura requeridos.
• Minimizar los costes de inversión y operación.

Normas y Recomendaciones (4 Aspectos)

1. Aspectos que afectan al cálculo.
2. Aspectos que afectan a la construcción y el diseño.
3. Aspectos que afectan a la selección de componentes.
4. Aspectos que afectan a la selección de materiales.

Gases y Contaminación del Agua

Los tres gases principales son: Nitrógeno (Inerte), Oxígeno y Dióxido de Carbono.

• El Dióxido de Carbono en disolución acuosa implica un pH ligeramente ácido.
• El Oxígeno y el Nitrógeno forman burbujas que afectan las medidas espectrofotométricas.

Tipos de Contaminación

• Químico: Concentración de solutos y de materiales en suspensión.
• Microbiológico: Unidades formadoras de colonias (UFC) de microorganismos.
• Biológico: Pirógenos y toxinas.

Aguas Farmacéuticas

• Agua purificada (PW): Empleada para la preparación de productos medicinales que no requieran agua estéril; se produce por destilación.
• Agua altamente purificada (HPW): (Sólo en Farmacopea Europea) Empleada para productos que precisan alta calidad biológica; se obtiene por ósmosis inversa y ultrafiltración.
• Agua para inyección (WFI): Utilizada para medicamentos de administración parenteral y para disolver o diluir sustancias antes de su uso.

Tanques y Filtros

• Tanques de centrifugación: Menor volumen muerto, menor área necesaria para su ubicación y menor coste de fabricación.
• Filtros de venteo: Hidrófobos, normalmente de PTFE (politetrafluoroetileno-teflón). Deben estar calefactados para evitar la condensación y pueden formar parte de un sistema de presurización con aire estéril.

Propiedades de los Sólidos

Sólidos Cristalinos y Sólidos Amorfos

• Cristalinos: Tienen una estructura mínima que se repite (celda unitaria). Se clasifican en: Iónicos, Covalentes y Metálicos.
• Amorfos: Su estructura es al azar, sin repeticiones.

Celdas Unitarias

Quedan definidas por: puntos de red, distancias entre puntos y ángulos entre planos. Existen solo 7 celdas unitarias.

Polimorfismo y Alotropía

• Polimorfismo: Cuando un compuesto puede cristalizar en 2 o más estructuras diferentes (formas polimórficas).
• Alotropía: El mismo fenómeno pero aplicado a elementos químicos.

La existencia de una u otra forma depende de la presión y temperatura; tienen diferentes propiedades físicas.

Variables Principales del Sólido

Tamaño de la partícula, densidad aparente, compresibilidad, ángulo de reposo, abrasividad y humedad.

Humedad en Sólidos

• Humedad de saturación (Wsaturación sobre base seca): Cociente entre la máxima cantidad de agua absorbida y la masa del sólido.
• Humedad libre: Exceso de humedad respecto al equilibrio; es la que el sólido puede perder tras contacto prolongado con el aire.
• Humedad ligada: Humedad de equilibrio en contacto con aire al 100% de humedad relativa. Es el mínimo para que el sólido deje de ser higroscópico.

Transporte de Sólidos

Transporte Neumático

El desplazamiento del producto a granel se produce por la diferencia de presión entre el punto de destino (presión negativa/depresión) y el punto de captación (presión atmosférica).

Transporte Neumático al Vacío

Se descompone en tres zonas:

1. Zona de captación.
2. Zona de conducción.
3. Zona de separación/descarga.

Tolvas de Entrada Recta

Utilizadas para materiales abrasivos. El material entra a través de un deflector de poliuretano para evitar impactos contra filtros o paredes.

Estaciones y Mecanismos de Carga/Descarga

Tipos de Estaciones

• Estación Accionadora: Consta de un motor, sistema de reducción y tambor motriz.
• Estación Tensora: Asegura la adherencia al tambor motriz y evita que la banda se doble, compensando el estiramiento mediante dispositivos helicoidales o de cremallera.

Carga y Descarga

Tipos de Carga:

• Superior: El material se vierte directamente en los cangilones.
• Mixta: Parte se vierte directamente y parte por dragado del material amontonado en el fondo. Ideal para materiales polvorientos.

Tipos de Descarga:

• Descarga centrífuga: El órgano de tracción se mueve a gran velocidad lanzando la carga en el punto superior.
• Descarga por gravedad: Se efectúa por derramamiento del material al final del recorrido del tambor.