Validação do processo CIP como ferramenta para melhorar a qualidade e a produtividade: estudo de caso em microcervejaria

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015.O processo de limpeza CIP ou (Cleaning in place) apresenta um papel importante na indústria química e de alimentos, pois a qualidade e segurança dos produtos produzidos somente são possíveis se for executado um CIP que permita a remoção eficaz de qualquer resíduo químico, orgânico ou microbiológico dos equipamentos e/ou linhas de processo. Nesse sentido a validação do CIP é uma ferramenta que permite garantir que os níveis de limpeza obtidos após o CIP sejam apropriados otimizando o consumo de químicos, água e energia usados, contribuindo assim à qualidade e produtividade do processo de produção. Com o objetivo de avaliar as condições atuais do processo de limpeza CIP de um fermentador em uma microcervejaria, empregou-se a metodologia proposta pela European Hygienic Engineering Design Group (EHEDG) para validação do processo CIP. Realizou-se a qualificação das instalações, verificou-se se os equipamentos e as instalações seguem as sugestões de desenho higiênico, e analisaram-se pontos mortos que provocam um processo CIP ineficiente. Realizou-se a qualificação operacional, onde as condições atuais de processo CIP contemplam a temperatura de 24 °C (ambiente), titulação de 1,3% (m/m), vazão de 500?2500 L/h, e tempo de 130 minutos. Realizou-se a qualificação do desempenho e os níveis de limpeza obtidos depois do CIP mediante a quantificação do ATP (adenosina trifosfato). Os resultados obtidos com o ATP se encontraram em uma faixa muito ampla, de 33-679 RLU (unidades relativas de luz), característica de um processo de limpeza muito variável ou fora de controle. Avaliou-se a eficiência do processo mediante a quantificação dos recursos empregados durante o CIP e o uso de indicadores chave de desempenho ou KPIs. Dos custos totais no processo CIP, 50,3 é devido aos insumos químicos, 41,4% devido à mão de obra, 5,4% à água e 2,8% a energia. O consumo de energia e água por m3 de cerveja produzida são 2,42 kWh e 0,310 m3 respectivamente. Mediante experimentos feitos em laboratório para avaliar a remoção de um biofilme, produzido pela bactéria Acetobacter aceti, depois de um processo CIP verificou-se concordância entre os valores obtidos mediante a quantificação do ATP e métodos de contagem em placas (UFC). Os fatores determinantes para os experimentos do CIP em laboratório foram: a concentração (0,1% m/m) e a temperatura (34° C) que permitiram (nessas condições) a remoção do 94,86% do biofilme ou uma redução logarítmica de 1,2.Abstract : The cleaning process or CIP has a very important role in the food and chemical industry, because the quality and safety of the products manufactured are only possible if the cleaning process removes any chemical, organic or microbiological residue of the equipments and/or processing lines. In this way the CIP validation is a tool which allows to guarantee that the cleanliness levels after the CIP are adequate, optimizing the use of chemicals, water and energy improving the quality and productivity of production process. With the aim of validate the real conditions of the cleaning process of a brewing tank in a micro brewing, the methodology proposed by European Hygienic Engineering Design Group (EHEDG) was used for implementing the validation of the CIP. Was implemented the installation qualification, the equipments and installations were checked in accordance with hygienic design, was found dead ends which produce an inefficient cleaning process. Was made a operational qualification, the current cleaning process parameters are: temperature: 27 (°C), titration: 1,3% (m/m), flow: 500l/h ? 2500 l/h, time: 130 minutes. The performance qualification was made, the cleanliness levels were verified with by means of a quantification of ATP (adenosine triphosphate), the results of ATP were within a too wide range 33-679 RLU (relative light units) which corresponds to an uncontrolled or too variable cleaning process. The efficiency of the cleaning process was checked, by means of quantification of the resources used in the CIP and by means of key performance indicators or KPIs. The direct operational cost were determined, cleaning agents represent 50,3%, 41,4% labor, 5,4% fresh water and 2,8% electrical energy. The electrical energy and water consumption per m3 of beer are 2,42 kWh and 0,310 m3 respectively. By means of experiments in laboratory for checking the removal of a biofilm produced by the bacteria Acetobacter aceti, after a CIP process, it was found concordance between the data of quantification of ATP and traditional methods for quantification of microorganisms (UFC plate and counting). The determinant factors for the CIP simulation were titration (0,1% m/m) and temperature (34° C) which allowed the removal of 94,86% of the biofilm or a logarithmic reduction of 1,2