Jakie są zalety technik CIP i SIP?

CO TO JEST PROFIL (KRZYWA) V?

Wybierając nalewarkę, należy sprawdzić łatwość dostosowania jej do zmian w profilu produkcji oraz możliwości czyszczenia. Może to być tak proste jak wybór i włączenie odpowiedniego programu, ale może być również problematyczne i wymagać demontażu elementów maszyny.

Bardzo ważnym parametrem nalewarek jest ich wydajność wyrażana przeważnie liczbą butelek napełnianych w ciągu minuty (bottles per minute, BPM). Powinna ona nie tylko spełniać obecne wymagania, ale i gwarantować "zapas", który pozwoli na rozwój produkcji w przyszłości. Parametr ten wpływa również na dobór pozostałych maszyn linii pakowania. Aby uzyskać jak największą wydajność, projektując linie pakowania, nie tylko zresztą w branży napojowej, stosuje się bowiem zasadę krzywej V. Zilustrowano ją na rysunku 2.

Z krzywej wynika, że jedna z maszyn, która ma kluczowe znaczenie dla przebiegu procesu produkcyjnego, jest uznawana za centralny punkt linii pakowania. W przypadku linii butelkowania jest to przeważnie nalewarka. Im dalej od tej maszyny, w obu kierunkach, tym urządzenia pracują z coraz większą wydajnością.

Dzięki temu nigdy nie powinno dojść do sytuacji, w której zabraknie butelek do napełniania, na przykład w razie chwilowego zatrzymania robota wypakowującego puste opakowania. Z drugiej strony zawsze powinno być dość wolnego miejsca na przenośniku (strefie buforowej), by nie doszło do stłoczenia się napełnionych butelek w oczekiwaniu na ich przełożenie do zbiorczego kartonu. Zatem wdrażając koncepcję krzywej V, maksymalnie efektywnie wykorzystuje się najważniejszą maszynę (i z reguły również najdroższą).

NA CZYM POLEGAJĄ METODY CIP I SIP?

W branży produkcji napojów konieczne jest położenie nacisku na jakość, bezpieczeństwo i higienę wytwarzania na wszystkich etapach produkcji. Wymaga to wdrożenia w zakładzie systemu zarządzania jakością, który określa działania, jakie trzeba podjąć, oraz warunki, jakie należy stworzyć i kontrolować na wszystkich etapach produkcji oraz transportu napojów, by nie były one szkodliwe dla zdrowia i życia ludzi.

Źródłem zagrożeń może być otoczenie, personel, surowce oraz maszyny. Aby zminimalizować groźbę zakażenia w wyniku kontaktu napojów z tymi ostatnimi, trzeba je myć, a potem sterylizować. Czynności te wykonuje się w różny sposób - przykładem są techniki CIP (Cleaning in Place) oraz SIP (Sterilization in Place), czyli mycie i sterylizacja na miejscu.

Polegają one na spłukiwaniu wnętrza wyposażenia linii produkcyjnych, przede wszystkim zbiorników, rurociągów i pomp, w przerwach między kolejnymi jej uruchomieniami, bez konieczności rozmontowywania elementów, wprowadzania do ich wnętrza urządzeń czyszczących lub wchodzenia do środka. To ostatnie dotyczy dużych zbiorników, jak mieszalniki.

Mateusz Gołębiowski

Omron Electronics

Jakie są dzisiaj potrzeby firm z branży napojowej w zakresie maszyn i systemów produkcyjnych? Co jest ważne w przypadku integracji systemów?

Branża napojowa wiążę się z dużymi wydajnościami produkcyjnym i sporą różnorodnością produktów. Z uwagi na powyższe bardzo ważnym elementem jest elastyczność. Aby poradzić sobie z coraz większą gamą produktów, maszyny i linie produkcyjne muszą być tak zaprojektowane i dostosowane, aby spełniać wymagania produkcyjne. Czas przezbrojenia jest kluczowym czynnikiem, który producenci starają się zmniejszać. Integracja linii technologicznej z całym systemem produkcyjnym może również pozwolić na wyprodukowanie nawet krótkich partii produkcyjnych.

W nawiązaniu do trendu Industry 4.0 należy też wspomnieć, że ważnym aspektem jest zbieranie i zarządzanie danymi procesu produkcyjnego. Producenci zdają sobie sprawę z coraz większego znaczenia kontroli i pomiarów, przechowywania i analizy danych produkcyjnych oraz ich udostępniania w ramach łańcucha dostaw. Automatyczna akwizycja danych pozwala na precyzyjne i niezawodne monitorowanie pracy systemów oraz dostarczanie wyczerpujących informacji o produkcji, co przyczynia się do zminimalizowania strat oraz ochrony reputacji marki.

Jakie czynniki będą miały wpływ na rozwój rynku w przyszłości? Jak ważne są w tej branży regulacje prawne i normy?

Przepisy wprowadzane są przez różne podmioty - m.in. rządy, zewnętrzne agencje, ale też samą branżę spożywczą i napojową, i mają one znaczny wpływ na wzrost kosztów oraz złożoność procesów w firmach. Audyty w fabrykach i przepisy dotyczące ochrony środowiska to przykłady dwóch z nich, których producenci muszą przestrzegać. Rośnie również rola społecznej odpowiedzialności biznesu.

W przyszłości wpływ na branżę napojową będą miały m.in. zjawiska takie jak: globalizacja, przeludnienie i związana z nimi potrzeba zrównoważonego rozwoju. Ze względów ekonomicznych producenci starają się dostosować produkcję żywności i napojów do gustów konsumenta. Rozwój rynków wymaga unormowania produkcji pod względem wydajności, kosztów i jakości w bardzo różnych okolicznościach.

Przeludnienie, starzenie się społeczeństw, ale też większa świadomość w zakresie zdrowego trybu życia tworzą zarówno szansę na nowe produkty oraz ich formaty, jak też są wyzwaniem dla producentów i wymagają od nich stosowania nowych materiałów oraz etykietowania. Czynniki te mają wpływ na zdolności produkcyjne firm i wymagają wdrażania krótszych planów produkcyjnych oraz weryfikacji podczas wytwarzania. W obszarze zrównoważonego rozwoju istnieje wiele czynników motywujących, między innymi przyjazne środowisku materiały oraz nowe projekty opakowań - wszystko, aby zmniejszyć ilość odpadów i ograniczyć do minimum zużycie zasobów.

ZADANIA DO ZAUTOMATYZOWANIA - MYCIE I ODKAŻANIE

Cleaning in Place i Sterilization in Place to procesy zautomatyzowane, polegające na wymuszeniu przepływu środków myjących i odkażających przez myte urządzenia lub obiekty, a następnie ich zwróceniu do głównego zasobnika. Wymagają one w związku z tym monitorowania i regulacji wielu wielkości.

Sensory temperatury, natężenia przepływu, stężenia środków czyszczących i odkażających są instalowane w różnych punktach instalacji CIP i SIP. Na podstawie wyników ich pomiarów dozuje się środki chemiczne. Trzeba je także systematycznie dolewać, jeśli ich obieg jest zamknięty, gdyż część z nich po przepłynięciu przez obiekt ulega częściowej neutralizacji. Wykrywa to zazwyczaj czujnik przewodności, który jest umieszczany w rurociągu powrotnym. Oprócz tego należy podgrzewać wodę oraz zmieniać natężenie przepływu roztworu czyszczącego. System sterowania myciem i sterylizacją zarządza zatem pracą licznych pomp i zaworów.

JAKIE SĄ ZALETY TECHNIK CIP I SIP?

Tematy numerów w najbliższym kwartale

Do zalet mycia i sterylizacji na miejscu zalicza się: szybkość (nie trzeba demontować, a potem składać wyposażenia linii produkcyjnej), dokładne czyszczenie miejsc trudno dostępnych, lepszą kontrolę zużycia wody i chemikaliów (te ostatnie można poddać recyklingowi), a dzięki temu mniejsze koszty i ograniczenie kontaktu personelu z substancjami niebezpiecznymi.

Na skuteczność mycia i sterylizacji na miejscu wpływa wiele czynników. Jednym z nich jest budowa czyszczonych urządzeń oraz obiektów. Lepiej, gdy zbiorniki są samoodpływowe, a spawy łączące ich boki są ciągłe oraz gładko wykończone. Obudowy powinny być wykonywane z odlewu, a ich powierzchnie wewnętrzne najlepiej, gdy są zaokrąglone. Unikać trzeba też półek, zagłębień oraz stref martwych, czyli tych bez przepływu, z których trudno jest wypłukać zabrudzenia, nitów oraz śrub.

Ważna jest również chropowatość powierzchni. Im jest mniejsza, tym dokładniej, łatwiej i szybciej można ją wyczyścić. Na powierzchni nie mogą także występować zarysowania ani szczeliny. Aby zmniejszyć szorstkość, stosuje się na przykład polerowanie mechaniczne albo elektrolityczne, a obudowy robotów lakieruje się.

Ważny jest też dobór medium czyszczącego. Powinno ono skutecznie usuwać zabrudzenia (bez ich utrwalania), a równocześnie nie niszczyć mytych powierzchni. Na przykład woda rozpuszcza cukry, skrobie oraz większość soli, natomiast kwasy skutecznie usuwają większość osadów mineralnych. W zasadach rozpuszczają się emulsje tłuszczowe. Z kolei sole, jak podchloryn potasu, sodu oraz wapnia, są używane do mycia powierzchni ze stali nierdzewnej, gdyż ich wadą są silne właściwości korozyjne.

Monika Jaworowska

Źródła zdjęć: Krones, KHS, SABMiller, Schu, Tetra Pak