Das CIP-Verfahren ist ein wesentliches Vorgehen, um alle hygienischen Anforderungen zu erfüllen und gewünschte Produktqualität im Hinblick auf die Lebensmittelsicherheit sicherzustellen. Der erste Schritt ist meistens das Vorreinigen der Anlagen mit dem letzten Spülwasser der vorangegangenen Reinigung. Das setzt voraus, dass ein Stapelwassertank zur Verfügung steht. Im Anschluss wird mit heißem Wasser gespült. Darauf folgt meist ein Reinigungsschritt mit Natronlauge. Nach einer weiteren Spülung mit Wasser wird oft mit Salpetersäure oder auch Phosphorsäure gereinigt. Sollte es keine weiteren Anforderungen geben, ist nach einer weiteren Spülung mit Wasser, das im Stapeltank gesammelt wird, die Reinigung abgeschlossen. Bei der Reinigung sind die Parameter Temperatur, Durchfluss, Konzentration der Reinigungsmedien und die Dauer der Reinigung wesentliche Faktoren für den Reinigungserfolg.

Temperatur und Konzentration müssen stimmen

Je höher die Reinigungstemperatur, desto höher ist der Reinigungserfolg. Anderseits können durch zu hohe Temperaturen Schäden an der Anlage entstehen. Jumo setzt für die Temperaturmessung den Jumo Dtrans T100 ein. Dieser Temperaturfühler ist vielseitig einsetzbar und vor allem für hygienische Anwendungen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie geeignet. Im Zusammenspiel mit der Temperatur ist die Konzentration des Reinigungsmittels eine zentrale Messgröße. Eine zu geringe Konzentration der Reinigungsmedien führt – eventuell unbemerkt – nicht zum gewünschten Reinigungsergebnis. Andererseits führt eine Überdosierung zu höheren Kosten. Eine exakte Messung der Medienkonzentration ist daher wichtig, denn sie ermöglicht die Kontrolle und Einsparung des Wasserverbrauchs einerseits sowie des Reinigungsmittelverbrauchs andererseits.

Die konduktive Leitfähigkeitsmessung kann zur Überwachung der Konzentration in den Behältern eingesetzt werden und zum Trennen der Produktströme beim CIP-Rücklauf. An dieser Stelle ist eine hohe Genauigkeit besonders wichtig. Es darf nicht zu viel Reinigungsmittel in den Abfluss gelangen, und gleichzeitig darf die Konzentration in den Stapeltanks nicht zu stark verringert werden. Hier spielt der Sensor Jumo CI HT10 seine Stärke aus. Die genaue Konzentrationsmessung und kurze Reaktionszeit der integrierten Temperaturmessung tragen zur Einsparung von Brauchwasser und Reinigungsmittel bei. Die Setup-Software macht die Konfiguration für den Anwender einfach. Die meisten Konzentrationskurven sind dort hinterlegt; weitere kann der Anwender hinzufügen. In Abhängigkeit der integrierten Temperaturmessung und des Leitwertes wird somit die genaue Konzentration ermittelt.

Hygienisch einwandfreie Durchflussmessung

Für die Durchflussmessung setzt Jumo den Optiflux 6000 ein. Die magnetisch-induktive Durchflussmessung (MID) eignet sich für hygienische Messungen im Lebensmittelbereich. Eine hohe Durchflussrate sorgt dafür, dass die Reinigungsmedien schnell durch die Anlage strömen und Ablagerungen sowie Verunreinigungen mechanischen entfernt werden. Dabei spielt die Sicherstellung einer turbulenten Strömung eine große Rolle, weil in diesem Fall die mechanischen Kräfte deutlich höher sind.

Neben diesen wichtigen Messgrößen sind Sensoren nötig, die für den sicheren Betrieb der Anlage wichtig sind. Dazu gehört die Füllstandsmessung der Behälter durch zuverlässige Voll- und Leermelder. Sie sind wichtig für die Anlagensicherheit. Hier eignet sich der kapazitive Grenzstandmelder Jumo Zelos C01 LS, der auch als Trockenlaufschutz am Pumpeneinlauf eingesetzt werden kann.

Die Steuerung der CIP-Anlage erfolgt über das Automatisierungssystem Jumo Varitron 500. Es basiert auf der modularen Plattform Jumo Jupiter. Die Zentraleinheit bildet zusammen mit den bewährten Eingangs- und Ausgangsmodulen des Fuldaer Unternehmens ein Gesamtsystem und stellt eine SPS (Codesys V3.5) zur Verfügung. Die Einbindung in das übergeordnete Prozessleitsystem wird über Schnittstellen wie OPC UA und Modbus TCB realisiert.

Software für Datenauswertung

Mit der Software Smartware Evaluation lassen sich alle relevanten Messdaten aufzeichnen. Diese browserbasierte Lösung ermöglicht die intuitive Auswertung und Visualisierung von Prozessdaten, die über Jumo Varitron aufgezeichnet wurden. Individuelle Dashboards ermöglichen einen zielgeführten Zugriff auf die Aufzeichnungen. Eine Manipulationserkennung auf Basis von digitalen Zertifikaten sorgt für Datensicherheit. Die Datenaufzeichnung ermöglicht es, die Reinigungsergebnisse zu dokumentieren und zu analysieren. Dadurch können Optimierungspotenziale identifiziert und Maßnahmen zur Verbesserung der Reinigungsergebnisses eingeleitet werden. Durchaus ist es gelegentlich notwendig, die Prozessparameter anzupassen. Hier unterstützt die Software Jumo Smartware Program die intuitive Anpassung des CIP-Programmes. Die browserbasierte Softwarelösung erstellt und bearbeitet verfahrenstechnische Programme und Rezepte mit dem Jumo Varitron. So können Anlagenhersteller Verfahrensschritte definieren und anschließend mit dem grafischen Editor zu einem Programm verketten. Der Anlagenbediener kann den Programmablauf über eine verknüpfte Web-Oberfläche steuern.