¿Cómo se puede garantizar la limpiabilidad en mezcladores con polvos difíciles y adherentes (p. ej., cacao, grasas)?
La limpiabilidad de los mezcladores para polvos adherentes y formulaciones con contenido graso, por ejemplo cacao en polvo, chocolate en polvo, mezclas de especias o polvos recubiertos de grasa, debe tenerse en cuenta ya en la planificación de la instalación. Una buena limpiabilidad no surge de una única medida, sino de la interacción entre una construcción higiénica, un vaciado adecuado, un procedimiento de limpieza coordinado y una verificación trazable de la eficacia de la limpieza. El diseño higiénico exige que las superficies en contacto con el producto y relevantes para la limpieza puedan limpiarse eficazmente, desinfectarse en caso necesario y vaciarse por completo.
Los polvos adherentes pueden depositarse en la pared del recipiente, las herramientas de mezclado, los ejes, las juntas, las trampillas y los órganos de descarga. En las formulaciones con contenido graso o aceitoso suelen formarse depósitos coherentes que retienen polvo y se consolidan aún más por la temperatura, la presión o los tiempos de parada prolongados. Son especialmente críticos las transiciones, las soldaduras, las conexiones de las herramientas, los pasos de eje, los asientos de las juntas, las zonas de salida y los puntos inaccesibles detrás de los elementos internos. Estos depósitos aumentan el riesgo de contaminación cruzada, entrada de alérgenos, problemas microbiológicos tras la limpieza en húmedo y calidad de producto irregular.
Una instalación de mezclado bien limpiable posee superficies en contacto con el producto lisas, resistentes a la corrosión y bien accesibles. Las soldaduras deben ejecutarse a ras y repasarse. Deben evitarse los solapamientos, las rendijas abiertas, las esquinas interiores agudas, los ramales largos, las cavidades no vaciables y las roscas innecesarias en la cámara de producto. Las aberturas de inspección deben ser lo suficientemente grandes como para poder controlar visualmente las zonas críticas y, en caso necesario, realizar una limpieza manual adicional. Un vaciado de producto suficientemente completo reduce ya la cantidad de material remanente antes de la limpieza propiamente dicha.
El autovaciado es especialmente importante en la limpieza en húmedo. Después de la limpieza no deben quedar charcos residuales en el recipiente, las tuberías, las boquillas, los espacios de las juntas o los órganos de descarga. Por ello, las directrices de diseño higiénico exigen una pendiente adecuada, elementos internos completamente drenables y evitar superficies horizontales en las que pueda quedar retenido el líquido de limpieza o de producto. Este requisito no afecta solo a las superficies interiores en contacto con el producto, sino también a las superficies fuera de la cámara de producto desde las que el líquido podría llegar a zonas críticas.
Los pasos de eje y las juntas se encuentran entre las zonas constructivas especialmente críticas. La ejecución de la junta debe adecuarse al producto, la presión, la temperatura, el procedimiento de limpieza y la higiene requerida. Son posibles, por ejemplo, sistemas de sellado purgados con gas o líquido, barreras de bloqueo en el lado del producto o espacios de junta accesibles para la limpieza. Lo decisivo no es que una junta se denomine por principio «sin espacios muertos», sino que sea alcanzable, vaciable y controlable durante el funcionamiento para la limpieza prevista. Los rodamientos y los accionamientos deben estar separados de forma fiable de la cámara de producto.
En las formulaciones pegajosas, las medidas del propio proceso pueden facilitar considerablemente la limpieza posterior. Los rascadores o las herramientas de mezclado cercanas a la pared pueden limitar la formación de depósitos durante el mezclado y el vaciado. Unas distancias pequeñas y adaptadas al producto entre la herramienta y la pared del recipiente pueden favorecer la autolimpieza durante el funcionamiento; sin embargo, unas rendijas demasiado estrechas también pueden provocar la compactación y la adherencia en el caso de polvos con contenido graso. Por ello, la geometría de la herramienta, la velocidad de giro, la temperatura y la formulación deben evaluarse conjuntamente. Deben evitarse, en la medida de lo posible, tiempos de espera prolongados antes de la limpieza, ya que las grasas pueden cristalizar, oxidarse o formar, junto con las partículas de polvo, depósitos duros.
En el caso de productos sensibles al agua o que deban procesarse en seco, primero debería comprobarse si basta con una limpieza en seco. Entre estas medidas se incluyen la aspiración controlada, el cepillado en los puntos accesibles, en su caso procedimientos autorizados con aire comprimido y la eliminación manual de restos de producto. Sin embargo, el aire comprimido no debe emplearse de forma incontrolada, ya que puede levantar polvo, introducirlo en zonas de juntas o de la máquina y aumentar el riesgo de explosión de polvo o de contaminación cruzada. Para los sólidos a granel secos suele preferirse una limpieza en seco; cuando es necesaria la limpieza en húmedo, la instalación, el entorno y el proceso de secado posterior deben estar diseñados para ello.
En el caso de depósitos grasos, aceitosos o muy adherentes, a menudo es necesaria una limpieza en húmedo. Esta puede incluir un preenjuague, una limpieza alcalina con tensioactivos adecuados o potenciadores de limpieza, una temperatura definida, un efecto de limpieza mecánico y un enjuague final. Que los cabezales de pulverización rotativos, las bolas de pulverización estáticas o las boquillas de chorro dirigido sean adecuados depende de la geometría del recipiente, los elementos internos, la adherencia del producto y la energía de impacto necesaria. Una bola de pulverización no garantiza automáticamente la limpieza de todas las superficies; en particular, las zonas situadas detrás de las herramientas de mezclado, las juntas y los órganos de salida deben considerarse por separado. Después de una limpieza en húmedo es necesario un vaciado completo y, si procede, un secado validado.
La estrategia de limpieza también debería tener en cuenta el orden de los lotes producidos. A menudo resulta razonable una secuencia de productos claros a oscuros, de formulaciones neutras a intensamente aromatizadas, o de productos bajos en alérgenos a productos con alérgenos. No obstante, el orden concreto debe evaluarse en función del riesgo; en el caso de alérgenos críticos, ingredientes muy colorantes, componentes de origen animal o formulaciones microbiológicamente sensibles es necesaria una limpieza intermedia completa. Un orden de lotes por parte de producción no sustituye una limpieza validada.
La eficacia de la limpieza debe verificarse conforme a criterios de aceptación definidos de antemano. Las inspecciones visuales son imprescindibles, pero en los cambios de producto críticos no siempre son suficientes. Según el producto y el riesgo, pueden ser necesarias muestras por frotis en puntos de difícil acceso, muestras de enjuague, análisis de TOC, análisis de residuos específicos del producto, análisis de alérgenos y estudios microbiológicos. Un test de riboflavina puede ser útil para cualificar la humectación en una limpieza en húmedo, pero solo muestra la cobertura de líquido alcanzada y no constituye una prueba directa de la eliminación de un depósito de cacao o una película de grasa concretos. La FDA espera procedimientos escritos de validación de la limpieza con criterios de aceptación definidos, planes de muestreo y métodos analíticos suficientemente sensibles.
Así apoya amixon® la limpieza con cacao, grasas y productos colorantes
Los polvos adherentes, las formulaciones con contenido graso y los componentes muy colorantes plantean exigencias elevadas al mezclador y al concepto de limpieza. Lo decisivo es mantener los depósitos lo más reducidos posible ya durante el proceso y poder eliminar después con seguridad todos los restos de producto remanentes. En el cacao, la manteca de cacao, los polvos grasos o las mezclas con contenido de aceite, el contenido graso, el tamaño de partícula, la temperatura del producto, la humedad, el tiempo de mezclado y el tiempo de parada influyen especialmente en el comportamiento de adherencia.
Una adición controlada de líquido en una zona de producto bien agitada puede reducir la sobrehumectación local y, con ello, las incrustaciones. Para líquidos con contenido graso o fases grasas sensibles a la temperatura pueden resultar útiles camisas dobles con control de temperatura, conductos de dosificación calentados o boquillas con control de temperatura. La conducción de la temperatura sirve para mantener la viscosidad del líquido en el rango adecuado y reducir la solidificación no deseada en superficies frías. Sin embargo, debe coordinarse con la formulación, la seguridad del producto y la temperatura de producto admisible. Con productos muy adherentes no puede garantizarse de forma general la eliminación completa de los depósitos.
La limpiabilidad viene determinada en gran medida por la ejecución constructiva del mezclador. Las grandes puertas de inspección Clever-Cut® permiten el acceso a la cámara de mezclado para el control visual, la limpieza manual y la inspección. Según amixon®, la junta OmgaSeal® está diseñada de modo que, en la zona en contacto con el producto, posibilita un sellado con pocos espacios muertos o técnicamente sin espacios muertos, y su objetivo es limitar la entrada de producto o de humedad en la zona de la junta. Según el fabricante, la junta está diseñada para polvos abrasivos, así como para los procedimientos de limpieza CIP y WIP.
Un apoyo superior del órgano mezclador puede evitar el paso de eje inferior en el lado del producto. En combinación con superficies lisas y pulidas, zonas de producto bien accesibles y órganos de salida adecuados, esto puede reducir los puntos de acumulación. Sin embargo, la calidad de superficie alcanzable, el vaciado residual y la idoneidad higiénica dependen de la serie de mezclador, el tamaño, el material, la ejecución de la herramienta y la configuración concreta del proyecto.
Un vaciado lo más completo posible antes de la limpieza reduce la cantidad de restos de producto y, con ello, el esfuerzo de limpieza. En determinadas series de mezclador, las herramientas ComDisc® pueden recorrer la zona del fondo en dirección a la descarga durante la fase final de vaciado. amixon® describe esta función como una ayuda para reducir las cantidades residuales. Que los productos cohesivos o grasos puedan vaciarse realmente en gran medida debe comprobarse con la formulación prevista.
Para la limpieza en húmedo automatizada, amixon® ofrece el sistema WaterDragon®. En él, unas lanzas de lavado programables entran en la cámara de mezclado después del vaciado. Los cabezales de lavado, de giro lento, cuentan con tres boquillas que pulverizan en distintas direcciones. El número exacto y la disposición de las unidades de limpieza se adaptan al tamaño del mezclador, los elementos internos y las zonas de limpieza críticas. WaterDragon® funciona como una limpieza en húmedo de baja presión; según el fabricante, la presión del agua se sitúa en torno a 3 bar.
Una ventaja esencial del sistema reside en el secado posterior. Después del paso de limpieza en húmedo y vaciado, se conduce una gran cantidad de aire caliente y seco a través de la unidad WaterDragon® abierta hacia la cámara de mezclado. De este modo pueden secarse rápidamente las superficies en contacto con el producto y las propias boquillas de limpieza. El tiempo de secado real depende, entre otros factores, del tamaño del mezclador, la temperatura de la superficie, el agua residual, la cantidad de aire, la temperatura del aire, el clima ambiental y los elementos internos. Por ello, el proceso de secado debería cualificarse para la instalación concreta y supervisarse con criterios adecuados. amixon® describe WaterDragon® como un sistema automatizado para la limpieza en húmedo y el secado posterior de la cámara de mezclado.
En productos para los que debe excluirse o limitarse en gran medida la entrada de agua, puede ser necesaria una limpieza en seco. Las grandes aberturas de inspección facilitan la inspección visual manual y la limpieza en seco. Que la limpieza en seco, la limpieza en húmedo o una combinación de ambos procedimientos sea adecuada depende del producto, los alérgenos, los cambios de color, los requisitos microbiológicos, la frecuencia de limpieza y el tiempo de parada admisible.
Antes de definir la instalación deberían realizarse ensayos de limpieza con producto original. En ellos deben evaluarse no solo los restos de producto visibles, sino también puntos críticos como las zonas del eje, las conexiones de las herramientas, la salida, las juntas y las caras traseras de los elementos internos. Según el riesgo, pueden emplearse inspección visual, muestras por frotis, muestras de enjuague, análisis de alérgenos, mediciones de TOC o análisis de residuos específicos del producto. La demostración debe orientarse a los criterios de aceptación definidos por el operador y a los requisitos legales alimentarios o de proceso correspondientes.
Servicio y uso a largo plazo
Las inspecciones periódicas, el mantenimiento preventivo y la renovación oportuna de juntas, herramientas y piezas de desgaste contribuyen a conservar la limpiabilidad a largo plazo. El desgaste puede aumentar las rendijas, la rugosidad de la superficie y los puntos de acumulación. Por ello, un concepto de piezas de recambio y modernización a largo plazo es especialmente relevante en el caso de cambios frecuentes de producto y formulaciones higiénicas exigentes.