Rola systemów CIP i SIP w zapewnianiu bezpieczeństwa produktów kosmetycznych

W każdym procesie produkcyjnym mycie powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych stanowi niezwykle istotny element. Nawet najwyższej jakości surowce nie zagwarantują nam oczekiwanej jakości gotowego produktu, jeżeli proces technologiczny jest prowadzony w warunkach niewystarczającej higieny. Wysoki poziom czystości i sanityzacji instalacji bezpośrednio wpływa na stabilność oraz bezpieczeństwo mikrobiologiczne produktu. Natomiast automatyzacja mycia i sterylizacji zgodnie z GMP jest wymogiem gwarantującym powtarzalność produkcji i spełnienie norm jakościowych.

Proces CIP służy przede wszystkim do usuwania zanieczyszczeń organicznych (białek i tłuszczów) oraz osadów mineralnych. Proces SIP eliminuje natomiast drobnoustroje, które mogłyby rozwinąć się w produktach o wysokiej zawartości wody, bardziej podatnych na zepsucie mikrobiologiczne.

W procesie CIP (Cleaning in Place) cztery podstawowe parametry decydują o skuteczności procesu mycia:

1. prawidłowy dobór i stężenie środka myjącego
2. ciśnienie / prędkość przepływu roztworu myjącego (prawidłowa prędkość w rurociągu powinna wynosić od 1,5 do 2 m/s)
3. temperatura środka myjącego
4. czas kontaktu roztworu myjącego z mytą powierzchnią

Prawidłowe wyznaczenie i ustawienie tych parametrów pozwala na przeprowadzenie efektywnego procesu mycia. Stężenie środka myjącego najczęściej sprawdzane jest na powrocie z danego obiegu. Jest ono kontrolowane za pomocą czujników konduktometrycznych, które mierząc przewodność, potwierdzają prawidłowe stężenie środka.

Ciśnienie oraz prędkość przepływu regulowane są przy pomocy przetwornika częstotliwości współpracującego z silnikiem pompy wirowej. Praca pompy jest korygowana na podstawie odczytu z czujnika ciśnienia bądź przepływomierza znajdującego się na linii zasilającej.

Układ grzewczy zawierający zawory regulacyjne umożliwia kontrolę temperatury środka myjącego na powrocie z danego obiegu. Źródłem ciepła – w zależności od możliwości zakładu – może być para wodna, woda gorąca bądź grzałki elektryczne.

Czas mycia wydaje się najprostszym parametrem do kontrolowania i jest jednocześnie ostatnim warunkiem, który musi zostać spełniony w procesie. Programy sterowania współczesnych stacji mycia w pierwszej kolejności kontrolują odpowiedni napływ na myte obiekty (ciśnienie bądź wydajność), następnie stężenie oraz temperaturę środka myjącego na powrocie (mierząc te parametry na powrocie, mamy pewność, że są one prawidłowe także na zasilaniu). Gdy wyżej opisane parametry zostaną osiągnięte, program stacji CIP rozpoczyna odliczanie czasu.

W przypadku jakichkolwiek nieprawidłowości podczas mycia CIP/SIP pierwszym krokiem jest wyeliminowanie tzw. dead legów – obszarów instalacji, do których może nie docierać środek myjący lub para. W przypadku procedur SIP dead legami mogą być również niewłaściwie zaprojektowane układy odprowadzania kondensatu. Istotnym elementem jest także prawidłowy dobór głowic myjących montowanych w zbiornikach. Zarówno ich liczba, jak i konstrukcja powinny zapewniać 100% pokrycia powierzchni wewnętrznej zbiornika i mieszadła. W zbiorniku nie powinny występować króćce ani przyłącza, do których medium myjące nie dociera.

Do jednych z błędów eksploatacyjnych zalicza się również nadmierną optymalizację zużycia wody, pary i środków myjących. Nieprzemyślane skracanie czasu płukania lub obniżanie temperatury mycia może doprowadzić do sytuacji, w której instalacja nie zostanie prawidłowo wymyta.

W zależności od zapotrzebowania oraz wewnętrznych regulacji dotyczących procesów mycia zakład produkcyjny może być wyposażony w:

Centralne stacje mycia CIP

Zbudowane z 3 lub 4 zbiorników oraz z 1 do 3 pomp cyrkulacyjnych i układów grzewczych. Pojemność zbiorników w stacji CIP szacowana jest na podstawie maksymalnych objętości poszczególnych obiegów. Zaletą tej stacji jest jej duża pojemność i możliwość ponownego wykorzystania zasady, kwasu lub wody z ostatniego płukania. Konduktometr automatycznie decyduje o zawróceniu środka myjącego bądź wody z ostatniego płukania do zbiornika lub o skierowaniu ich do kanalizacji.

Mobilne stacje mycia

Najczęściej składające się z jednego zbiornika, jednej pompy oraz układu grzewczego. Mobilna stacja pozwala na przeprowadzenie procesu mycia bezpośrednio przy obiekcie (np. zbiorniku). Taki sposób zmniejsza straty energii podczas przesyłu środków myjących, jednak nie ma możliwości odzysku części z nich – zazwyczaj wszystkie użyte środki podczas mycia stacją mobilną zostają utracone.

Program sterowania w nowoczesnych stacjach CIP umożliwia ograniczenie błędu ludzkiego. Monitoring i archiwizacja parametrów pracy podczas każdego cyklu mycia minimalizuje ryzyko niedokładnego umycia instalacji. Niektóre stacje mycia CIP mogą podgrzać wodę do ponad 90°C, aby wykonać sanityzację instalacji wodą gorącą. Jednak popularniejszym procesem jest SIP (Sterilization in Place). Polega on na skierowaniu pod odpowiednim ciśnieniem czystej pary do elementów instalacji. Prawidłowe zaprojektowanie instalacji do SIP wymaga indywidualnego podejścia, dobrania właściwych elementów, sprawdzenia instalacji technologicznej przed podaniem pary pod ciśnieniem, przygotowania instalacji odprowadzania gorącego kondensatu oraz odpowiedniej izolacji powierzchni gorących.

W przemyśle kosmetycznym zarówno proces CIP, jak i SIP pełnią kluczową rolę – nie tylko zapewniają higienę, ale również eliminują zanieczyszczenia krzyżowe, usuwając pozostałości po poprzednich partiach produkcji. Zapobiega to przenoszeniu alergenów, zapachów czy barwników. Natomiast precyzyjne wypłukanie instalacji gwarantuje całkowite usunięcie detergentów przed rozpoczęciem nowej produkcji.

Wyzwania

Realnym wyzwaniem podczas mycia instalacji do produkcji kosmetyków jest rotacja produkcyjna. Dotyczy ona nie tylko produktów o różnych zapachach czy barwach, lecz przede wszystkim różniących się właściwościami reologicznymi. Z tego względu dobór parametrów mycia CIP zależy nie tylko od charakterystyki mechanicznej instalacji, ale przede wszystkim od rodzaju produktu wytwarzanego w danej szarży. Innych ustawień środków myjących wymaga instalacja po produkcji płynu mineralnego, a innych po szamponie czy balsamie. Dlatego receptury na stacjach mycia powinny być ściśle powiązane z recepturami produkcyjnymi dla danej instalacji, ale jednocześnie uwzględniać też jej charakterystykę mechaniczną.

W przypadku pracy z produktami wysokotłuszczowymi oraz trudnymi do usunięcia przed właściwym myciem zaleca się zastosowanie systemów piggingu. Umożliwia to mechaniczne usunięcie pozostałości produktu z instalacji przed rozpoczęciem procesu CIP. Do zbiorników, w których wytwarzano produkty szczególnie trudne, przed pierwszym płukaniem podaje się parę. Pozwala to, dzięki działaniu ciśnienia i temperatury, usunąć osady znajdujące się na ściankach zbiornika. Dopiero tak przygotowana instalacja może zostać poddana płukaniu wstępnemu, a następnie właściwemu myciu zgodnie z obowiązującą recepturą CIP.

Każdy system technologiczny wykorzystywany w produkcji kosmetyków powinien zostać zwalidowany pod kątem skuteczności mycia oraz sanityzacji. Podstawowym elementem walidacji jest ocena wizualna po zakończonym procesie – sprawdzenie, czy produkt został całkowicie usunięty z instalacji oraz czy głowice myjące w zbiornikach skutecznie opłukały całą powierzchnię. Kolejnym etapem są badania mikrobiologiczne mytych i sanityzowanych powierzchni. W ramach walidacji procesu CIP należy także potwierdzić, że wszystkie parametry mycia zostały osiągnięte i utrzymane przez wymagany czas. W przypadku walidacji procesu sanityzacji kluczowe jest sprawdzenie, czy para dociera do każdego elementu instalacji oraz czy cała instalacja osiąga i utrzymuje założoną temperaturę przez określony czas.

W branży kosmetycznej, aby zoptymalizować zużycie środków myjących, możliwe jest takie planowanie produkcji (szarża po szarży), aby mycie wykonywać np. dopiero po dwóch kolejnych cyklach produkcyjnych. Dopuszcza się również wykorzystanie wody z ostatniego płukania jako wody do pierwszego płukania w kolejnym cyklu mycia. W branży farmaceutycznej podejście jest znacznie bardziej restrykcyjne – po każdej produkcji instalacja musi być myta w systemie środków traconych, co oznacza, że nic – ani woda, ani środki myjące – nie powinno być wykorzystywane ponownie.