Diseño de un sistema automatizado de limpieza in situ CIP (Clean-In-Place) en la fabricación de leche UHT de una empresa de la industria láctea

Abstract

En la industria láctea resulta crucial que durante el proceso de fabricación de sus productos los productos mantengan un nivel de inocuidad de acuerdo a los estándares y normas vigentes. Específicamente, durante el proceso de fabricación de leche UHT, las superficies de los equipos como tanques, accesorios, pasteurizadores y tuberías tienen contacto directo con la leche cruda y son proclives al crecimiento de microorganismos generado por la acumulación de residuos de leche en las superficies. Dicha situación obliga a la industria láctea a tener un estricto control en la limpieza de los equipos. El presente trabajo se realizó con la finalidad de plantear un sistema de limpieza automatizado Clean-in-place (CIP) para el proceso de fabricación de leche Ultra High Temperature (UHT) en una empresa de fabricación de productos derivados de lacteos, con el fin de mejorar la eficiencia del proceso de limpieza ya que, como veremos, las características del proceso de limpieza manual acarrean riesgos humanos y del producto final, además de ineficiencias en el uso de recursos. En el primer capítulo se detalla la importancia de las condiciones de limpieza y desinfección requeridas en la industria alimentaria, especialmente en la industria láctea, todo según la normativa vigente. En el capítulo dos se detallan los antecedentes nacionales e internacionales, los criterios de limpieza e inocuidad, además de los principios y leyes que rigen el concepto de limpieza, además de los distintos sistemas de limpieza en la industria láctea y círculo de Sinner. En el tercer capítulo se hace un diseño mecánico de un sistema CIP, planteando el tipo de sistema, dispositivos, así como el dimensionamiento de equipamiento mecánico que pueda ser empleado especialmente en la industria de fabricación de lácteos. En el cuarto capítulo se complementa el diseño con el equipamiento eléctrico, potencia, calibre de conductores, sistemas de protección, secuencia de operaciones, PLC e instrumentación a emplear. En el capítulo cinco se presentan y discuten los resultados obtenidos.

In the dairy industry, it is crucial that during the manufacturing process of its products, the products maintain a level of safety in accordance with current standards and norms. Specifically, during the UHT milk manufacturing process, the surfaces of equipment such as tanks, accessories, pasteurizers and pipes have direct contact with raw milk and are prone to the growth of microorganisms generated by the accumulation of milk residues on the surfaces. This situation obliges the dairy industry to have a strict control in the cleaning of equipment. This work was carried out with the purpose of proposing an automated Clean-in-place (CIP) cleaning system for the Ultra High Temperature (UHT) milk manufacturing process in a dairy products manufacturing company, in order to improve the efficiency of the cleaning process since, as we will see, the characteristics of the manual cleaning process entail human and final product risks, as well as inefficiencies in the use of resources. The first chapter details the importance of the cleaning and disinfection conditions required in the food industry, especially in the dairy industry, all according to current regulations. Chapter two details the national and international background, the cleaning and safety criteria, as well as the principles and laws that govern the concept of cleaning, and the different cleaning systems in the dairy industry and Sinner's circle. In the third chapter, a mechanical design of a CIP system is made, considering the type of system, devices, as well as the dimensioning of mechanical equipment that can be used especially in the dairy manufacturing industry. The fourth chapter complements the design with the electrical equipment, power, conductor size, protection systems, sequence of operations, PLC and instrumentation to be used. Chapter five presents and discusses the results obtained.