Contrôle de NEP

Les applications de Nettoyage En place (NEP) sont courantes dans de nombreuses installations de production de l’industrie alimentaire et des boissons. Dans certaines applications, elles sont encore complétées par une stérilisation à la vapeur (Stérilisation En Place – SEP). La technique de procédé NEP permet un nettoyage rapide et efficace des installations de production sans démontage des composants. Cette technique offre ainsi une charge de travail nettement moins importante, elle réduit les temps d’arrêt de la production et elle protège les travailleurs d’un contact direct avec des produits chimiques de nettoyage agressifs.

Conditions pour un nettoyage NEP efficace et reproductible

Lors du nettoyage NEP, tous les éléments des installations de production, c’est-à-dire les cuves, les tuyaux et les conduites de processus, avec tous les composants intégrés tels que les vannes, les pompes ou les capteurs, sont débarrassés des résidus de produits, des restes de produits chimiques de nettoyage, des microbes, des bactéries ou d’autres substances par un système de nettoyage à plusieurs phases utilisant différents liquides de rinçage et de nettoyage. Un nouveau processus de production peut démarrer directement après le processus NEP. La qualité du nettoyage NEP peut être contrôlée par des analyses en ligne ou des prélèvements d’échantillons après chaque étape intermédiaire et à la fin de l’ensemble du processus.

Les coûts du processus NEP sont influencés par différents facteurs tels que :

• perte de produit due à un changement de phase imprécis
• Consommation d’eau en raison de processus de rinçage trop longs
• temps dû à l’arrêt de la production pendant le nettoyage
• Consommation de produits chimiques en raison d’une récupération insuffisante et d’une non-utilisation multiple
• Coûts des eaux usées en raison des quantités évitables de produits ou de produits chimiques dans les eaux usées

Les capteurs hygiéniques peuvent contribuer à augmenter le degré d’automatisation et ainsi

• de garantir la qualité du nettoyage.
• d’assurer la qualité reproductible du résultat de nettoyage
• de surveiller la sécurité des produits (pureté des produits finis)
• d’optimiser la durée des différentes étapes de nettoyage
• de réduire les pertes de ressources grâce à des changements de phase ponctuels
• de surveiller l’utilisation multiple des produits de nettoyage et de l’eau
• contrôler et gérer la concentration correcte des produits de nettoyage

Une efficacité maximale du nettoyage NEP est typiquement obtenue par l’utilisation des types de capteurs suivants :

• Conductimètre, p. ex. ILM-4
• Turbidimètre, par ex. ITM-51
• Débitmètre, par ex. FMQ
• Contrôleurs de débit, par ex. FTS
• Capteurs de pression, p. ex. P41
• Capteurs de température, par ex. TSM
• Capteurs de niveau, par ex. L3 (hydrostatique) ou NSL-F (potentiométrique)

Le processus NEP

Un processus de nettoyage NEP se déroule en plusieurs étapes coordonnées. En général, il s’agit de

• Expulsion du produit (eau ou racleurs/furets)
• Pré-rinçage (eau)
• Nettoyage (lessive)
• Rinçage intermédiaire (eau)
• Nettoyage (acide)
• Rinçage (eau fraîche)
• Stérilisation à la vapeur (uniquement pour le nettoyage NEP/SEP)

Dans un premier temps, le produit restant dans l’installation est expulsé à l’aide d’eau ou de racleurs et les adhérences sont éliminées dans le cadre du pré-rinçage. Dans les étapes suivantes, les oligo-éléments organiques sont éliminés au moyen de lessive et les dépôts minéraux sont éliminés par l’utilisation d’acide. Comme étape intermédiaire et finale, l’installation est rincée à l’eau fraîche.

La durée, l’intensité et la température des différentes étapes de nettoyage dépendent de nombreux facteurs, tels que les propriétés chimiques et la viscosité des produits, le fait qu’un seul ou plusieurs produits soient utilisés dans une installation, les caractéristiques techniques de l’installation (par exemple la taille du réservoir, le diamètre des tuyaux, la longueur des conduites, etc.) et les composants spéciaux de l’installation qui ont une influence sur le processus (par exemple les réchauffeurs, les filtres, les buses de pulvérisation, etc.)

Souvent, le processus est contrôlé par des paramètres de processus prédéfinis et calculés au préalable. La pression et donc la vitesse d’écoulement, la température et la durée de chaque étape du processus ainsi que la commande correspondante des vannes et des pompes sont programmées dans l’API et se déroulent ensuite automatiquement. Un tel contrôle passif pour le processus NEP doit prendre en compte les facteurs susmentionnés un par un. Afin d’éviter les résultats erronés et d’obtenir avec certitude la qualité de nettoyage requise, il faut prévoir des marges de temps et de sécurité entre chaque étape. Cela prolonge la durée totale et entraîne également des pertes de ressources dues à des changements de phase trop précoces ou trop tardifs, c’est-à-dire qu’une quantité trop importante de produit ou de produits chimiques peut être déversée dans les eaux usées.

Capteurs analytiques dans le processus NEP

Les capteurs d’analyse tels que les turbidimètres ou les conductimètres, en tant que “Eye in the pipe”, mesurent en ligne et en continu la qualité des liquides et permettent ainsi un contrôle actif, à la seconde près, en fonction de la situation concrète et actuelle en temps réel.

Il est ainsi possible de contrôler à tout moment et avec précision

• quel produit se trouve dans la tuyauterie
• quelle est la concentration du produit (produit pur / phase de mélange / impuretés)
• quel est le degré de pollution du liquide

Cela permet

• un contrôle de la pureté du produit final, car tout écart par rapport à la valeur nominale est immédiatement signalé à l’API. Cela évite par exemple l’introduction de traces de détergent ou d’eau dans les produits.
• un changement de phase précis, car le temps de réaction du capteur est de l’ordre de la seconde et les vannes peuvent être commandées en temps réel.
• un transfert précis de toutes les ressources telles que le produit, le détergent et l’eau, avec le moins de perte possible.
• une utilisation multiple de l’eau de rinçage et des produits chimiques de nettoyage, car ceux-ci peuvent être stockés temporairement dans des réservoirs spéciaux pour un pré-rinçage ou un pré-nettoyage lorsque le degré de salissure / de turbidité est faible. Là encore, il est possible de réaliser des économies substantielles en termes de nettoyants, de coûts et de pollution des eaux usées.
• une minimisation de la durée du processus de nettoyage, car l’étape suivante du processus peut toujours être lancée à la seconde près lorsqu’une valeur cible est atteinte.

Contrôle du processus NEP

Chaque étape du processus NEP doit être contrôlée avec précision afin que le nettoyage soit également reproductible et documenté. Pour cela, les conditions du processus doivent être surveillées en permanence avec précision. Les capteurs hygiéniques correspondants pour la température, la pression, le débit et les contrôleurs de flux sont disponibles chez Anderson-Negele dans un grand choix pour des installations individuelles et pour des systèmes de communication analogiques et numériques comme IO-Link.

Surveillance de la concentration de détergent

Pour obtenir un résultat de nettoyage optimal et reproductible, chaque acide et chaque lessive doit être concentré à la valeur prescrite par un dosage ultérieur avec du concentré et de l’eau fraîche. Selon l’application, celle-ci est d’environ 0,5 à 1,5 % pour les bases et de 0,5 à 1,0 % pour les solutions d’acide nitrique par exemple, et peut être surveillée avec précision par une mesure de conductivité. Dans ce cas, une précision de mesure et une résolution élevées, associées à une compensation de température, jouent un rôle essentiel pour le capteur, car la valeur spécifiée de la concentration doit être maintenue avec une extrême précision pour obtenir un résultat de nettoyage démontrable. Cela est garanti par la mesure extrêmement précise de la conductivité avec l’ILM-4 dans une ligne de processus séparée.