I paladini invisibili della sicurezza
15 Mar 2022
La tecnologia di pulizia igienica dei serbatoi svolge il suo lavoro dove nessun occhio può vederla. Tuttavia, è di fondamentale importanza per garantire la sicurezza igienica, la sostenibilità e la durata di conservazione di alimenti, bevande, prodotti farmaceutici e molto altro. Abbiamo cercato di fare luce su come questo componente di sistema in costante evoluzione consenta di ottenere vantaggi sempre maggiori per i produttori, gli operatori di impianti, i consumatori e l’ambiente.
Alcuni sembrano astronavi. Altri apparecchi surreali o giochi che brillano con una strana eleganza e simmetria. I pulitori per serbatoi industriali sono sicuramente tra i componenti esteticamente più gradevoli nei sistemi di lavorazione... o lo sarebbero se si potesse effettivamente vederli. Il loro vero valore sta in quello che fanno, in modo invisibile, in serbatoi di lavorazione e stoccaggio, contenitori e tini di fermentazione sigillati ermeticamente.
Molto tempo fa, all'alba dell'era della trasformazione alimentare, erano in realtà contenitori e recipienti non puliti a innescare casualmente la fermentazione del lievito e a darci prodotti deliziosi come la birra, il vino e il pane a lievitazione naturale. Da allora, tuttavia, i produttori che hanno avuto successo si sono preoccupati in primo luogo di mantenere serbatoi e contenitori il più puliti possibile per garantire una qualità affidabile del prodotto. Per quanto riguarda i prodotti destinati al consumo umano ciò significa una pulizia igienica o addirittura asettica.
La sicurezza fa la differenza – e la reputazione del marchio
Che si tratti di prodotti lattiero-caseari, vino o birra, dentifricio, prodotti farmaceutici o farina, la qualità sicura e riproducibile dei prodotti è un obiettivo fondamentale, a vantaggio sia dei produttori che dei consumatori. Dove i prodotti vengono lavorati o immagazzinati in serbatoi, silos o, ad esempio, recipienti per il trasporto alla rinfusa (IBC), un’inadeguata pulizia dei residui può pregiudicare la loro sicurezza e qualità in diversi modi. Questo è il motivo per cui la pulizia dei serbatoi e di altri contenitori è severamente disciplinata da regolamenti e linee guida della FDA negli Stati Uniti, dell'EHEDG in Europa e da altre normative i in tutto il mondo.
Uno dei rischi principali è la possibilità di contaminazione incrociata che può verificarsi quando nel lotto di produzione successivo vengono utilizzati componenti di prodotto diversi. I consumatori chiedono costantemente più varietà per soddisfare gusti e bisogni sempre diversi. Ciò ha portato a una continua proliferazione di prodotti e varianti di prodotti nei mercati odierni, che spesso vengono lavorati e conservati negli stessi serbatoi. I residui del prodotto precedente possono alterare il gusto o altre proprietà di quello successivo o addirittura renderlo dannoso per la salute. A causare questo fenomeno potrebbero essere una fermentazione incontrollata o reazioni chimiche, la crescita di batteri o funghi o il trasferimento di allergeni da un prodotto all'altro.
Anche se il prodotto rimane lo stesso, c'è comunque il rischio che i residui non puliti si decompongano o fermentino, influenzando il lotto successivo nel serbatoio. L'effetto percepibile potrebbe essere minimo, ma in tutto il mondo i consumatori tendono ad essere sempre più attenti anche alle più piccole differenze. Considerando prodotti meno delicati come i fanghi di cellulosa o di carta o persino le acque reflue, anche in questo caso è necessario garantire la pulizia dei serbatoi per evitare accumuli, intasamenti, corrosione o pericolosi gas nocivi.
Nell’attuale ambiente di mercato tutti i rischi di una pulizia inadeguata vengono moltiplicati a causa delle numerose ripercussioni che anche un solo lotto di prodotto difettoso può comportare. Il produttore può perdere quantità sostanziali di prodotto danneggiato e dover sostenere costi significativi per richiamare e recuperare un prodotto difettoso. Ancora più importanti sono i possibili effetti sulla salute dei lavoratori e dei consumatori. Infine, qualsiasi incidente di questo tipo, per quanto piccolo, andrà a pregiudicare la reputazione del marchio e del prodotto. La tecnologia di pulizia è quindi diventata una risorsa sempre più importante per i pianificatori di processi.
Pulizia automatizzata per condizioni di lavoro più sane
Per secoli, nonostante la consapevolezza dei rischi derivanti dalla mancata pulizia di recipienti e contenitori, questa operazione ha dovuto essere svolta a mano in condizioni pericolose. In passato, gli addetti alla manutenzione dovevano entrare nei serbatoi e nei silos attraverso lo stretto passo d’uomo per pulire manualmente il serbatoio dall'interno, a volte assistiti da un collega per controllare la sicurezza di entrambi. Erano costretti a lavorare con detergenti aggressivi e residui di serbatoi potenzialmente pericolosi in uno spazio chiuso e limitato. Questo spiega il motivo per cui i regolamenti in materia di salute sul posto di lavoro della Occupational Safety and Health Administration degli Stati Uniti e di simili istituzioni in altre parti del mondo prescrivono un’estrema cautela.
La pulizia manuale è stata facilitata dallo sviluppo di pistole a spruzzo manuali – ancora oggi il modo più efficace per pulire l'esterno dei serbatoi, così come muri di pietra, camminamenti o, ad esempio, i ponti delle navi da pesca. Ma è stato lo sviluppo di pulitori automatizzati, a partire dagli anni '20, che ha consentito di svolgere la pulizia dell’interno dei serbatoi con maggior efficienza e in condizioni di lavoro più sane. Il controllo automatico delle operazioni di pulizia ha anche permesso di dosare il liquido detergente nella quantità esattamente necessaria – così come una moderna lavastoviglie domestica utilizza le risorse meglio del lavaggio a mano.
I serbatoi che possono essere puliti automaticamente sono di solito in acciaio inox e il sistema di pulizia è montato possibilmente al centro, sulla parete o sul soffitto del serbatoio. I prodotti chimici di pulizia sono per lo più composti alcalini e acidi che possono essere riutilizzati nei sistemi CIP ciclici. I tempi e gli intervalli di pulizia possono variare notevolmente, a seconda della configurazione dell'impianto, del prodotto e dei programmi di lavorazione in batch, che spesso si ripetono più volte al giorno. Considerando che molte aziende hanno impianti di stoccaggio con più serbatoi, alcuni dei quali sono alti oltre 20 metri con una superficie interna di più di 100 metri quadrati, i pulitori automatici dei serbatoi possono davvero essere definiti i "paladini invisibili" della produzione industriale.
Miglioramento di sostenibilità e costi operativi
Gli esperti del Cleaning Technology Competence Center di GEA a Buechen, in Germania, continuano ad ampliare la varietà di tipi di pulitori usati oggi nell'industria per diversi prodotti, gradi di sporco e ambienti di applicazione. Pur mantenendo sicurezza e qualità, il funzionamento dei pulitori per serbatoi deve anche diventare sempre più efficiente e sostenibile per evitare che questa efficace tecnologia di pulizia perda la propria convenienza nonostante il suo valore per il prodotto e il processo. La domanda che gli ingegneri continuano a porsi è: quali fattori che influenzano il risultato di pulizia possono essere ulteriormente migliorati per aumentare la sostenibilità, risparmiare risorse e ridurre i costi?
Il cosiddetto cerchio dinamico di Sinner mostra la sinergia tra i cinque fattori principali di una pulizia efficace: efficienza meccanica, temperatura, detergenti, consumo di acqua e tempo di pulizia. Allargando una qualsiasi sezione del cerchio, le altre diventano più piccole, indicando un potenziale di risparmio. "In pratica, i nostri ingegneri si concentrano su un fattore nel miglioramento dell'efficienza meccanica delle soluzioni di pulizia", spiega Jana Zimpel, Product Sales Manager del Competence Center di GEA a Buechen. "Ogni progresso ottenuto in questo senso permette agli operatori degli impianti di risparmiare tempo prezioso per la lavorazione e di ridurre il consumo di energia, acqua e prodotti chimici secondo le loro priorità economiche ed ecologiche".
Ogni progresso ottenuto in questo senso permette agli operatori degli impianti di risparmiare tempo prezioso per la lavorazione e di ridurre il consumo di energia, acqua e prodotti chimici secondo le loro priorità economiche ed ecologiche".- Jana Zimpel, Product Sales Manager, GEA Cleaning Technology
- Jana Zimpel, Product Sales Manager, GEA Cleaning Technology
Le aree di miglioramento meccanico sono molto diverse. "Attraverso un design innovativo, i pulitori moderni sono in grado di sfruttare le forze di taglio e altri utili effetti concomitanti per aumentare l'efficienza di pulizia", sottolinea Chris Lawton, Senior Product Sales Manager di GEA. "Flussi di liquido, dimensioni degli ugelli, velocità di rotazione e matrice di spruzzatura, se combinati con i tempi di pulizia, sono tutti fattori chiave che possiamo ottimizzare per un determinato processo di prodotto o una specifica dimensione del serbatoio".
Un obiettivo correlato, nell'interesse degli operatori degli impianti, è quello di estendere la vita utile dei pulitori per serbatoi. A questo scopo, GEA utilizza cuscinetti idrodinamici invece di cuscinetti a sfera, poiché questi ultimi sono soggetti a un'usura molto maggiore e possono anche contaminare il prodotto attraverso l'abrasione. Inoltre, i consulenti GEA offrono ai clienti consigli su come definire programmi di manutenzione preventiva che assicurano che le guarnizioni e altre parti soggette a usura siano sostituite in tempo prima che possano verificarsi dei problemi.
"Flussi di liquido, dimensioni degli ugelli, velocità di rotazione e matrice di spruzzatura, se combinati con i tempi di pulizia, sono tutti fattori chiave che possiamo ottimizzare per un determinato processo di prodotto o una specifica dimensione del serbatoio".- Chris Lawton, Senior Product Sales Manager, GEA Cleaning Technology
- Chris Lawton, Senior Product Sales Manager, GEA Cleaning Technology
Un rivoluzionario concetto modulare
Tra i molti tipi di pulitori per serbatoi, i pulitori orbitali rappresentano lo standard di riferimento in termini di tecnologia e sono stati più volte oggetto di ulteriori sviluppi da parte di GEA. Se opportunamente configurati per il compito, i pulitori orbitali possono gestire i lavori più difficili, come residui secchi e viscosi e persino lievito, colla, resina o prodotti di fermentazione ecc. Con ugelli e supporti accuratamente selezionati, il pulitore ruota in una matrice 3D intorno a un asse verticale e uno orizzontale, raggiungendo così ogni singolo punto della superficie del serbatoio in modo altamente controllato e potente.
Fra gli ultimi sviluppi di GEA rientra la riuscita soluzione di combinare tutte le opzioni di componenti chiave per i pulitori orbitali in un unico modello modulare. Questo concetto modulare è stato realizzato per la prima volta nel pulitore orbitale OC200 di GEA. Tutti i componenti chiave di questo pulitore orbitale possono essere sostituiti rapidamente. Tre diversi supporti degli ugelli soddisfano ogni esigenza per quanto riguarda aperture di inserimento, portata e grado di sporco. Sono disponibili otto diametri di ugello per ottimizzare flusso, tempo di ciclo e proiezione del getto. Grazie a tutte queste opzioni è facile ottenere tempi di permanenza più lunghi per una pulizia più intensa.
Per serbatoi molto alti o molto larghi, come i silos di farina o i serbatoi di stoccaggio della birra di grandi aziende, è possibile realizzare getti più lunghi. I serbatoi alti possono anche essere puliti dal basso verso l'alto, invertendo la normale modalità di funzionamento. Ugelli autopulenti, rivolti all'indietro, impediscono l'accumulo di prodotto sul pulitore.
Questa innovazione offre un nuovo livello di flessibilità agli operatori di processo, facilitando la pianificazione e realizzazione dell'opzione di attrezzatura giusta per la loro attività specifica e offrendo la possibilità di adattare il pulitore a nuovi e diversi requisiti di processo in qualsiasi momento successivo. Grazie all'impatto meccanico ottimizzato, i tempi di pulizia e il consumo di fluido possono essere ulteriormente ottimizzati, risparmiando risorse preziose.
Supporto personale di esperti – un fattore sottovalutato
Proprio per la loro caratteristica di funzionare in modo pressoché invisibile, i pulitori per serbatoi sono una tecnologia che i progettisti, gli implementatori e gli operatori del sistema riescono a comprendere molto meno rispetto ad altri aspetti del processo di lavorazione. Il loro compito è – e dovrebbe essere – quello di concentrarsi per lo più sul miglioramento del prodotto, sulle fasi del processo direttamente correlate ad esso e sulle prospettive di reddito. Di conseguenza, configurare l'attrezzatura ideale per la pulizia dei serbatoi è una questione di collaborazione tra aziende e persone.
Jana Zimpel di GEA conferma che una parte essenziale del lavoro del suo team consiste nel fornire al cliente la conoscenza del processo. "Capire i bisogni e le esigenze individuali è molto importante per noi", spiega. "Con una buona collaborazione, come specialisti siamo in grado di supportare il cliente con il componente ottimale, mentre la sua attenzione è più concentrata sull'intero processo. Condividiamo il nostro know-how, formiamo il personale e supportiamo gli operatori sul posto in modo da garantire ai nostri clienti processi di pulizia sicuri, sostenibili ed efficienti in termini di costi".
Serbatoi di lavorazione e stoccaggio per
Dove la pulizia è essenziale
