WO2015123744A1 - Sistema e método de inundação por névoa sanitizante e processo de desinfecção de superfícies internas em tanques e tubulações assépticas - Google Patents

Sistema e método de inundação por névoa sanitizante e processo de desinfecção de superfícies internas em tanques e tubulações assépticas Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to systems, methods and processes for flooding through sanitizing solution mist and indoor disinfection such as storage tanks and associated pipes, and more particularly, internal surfaces of tanks and pipes employed in the processing of liquids in general.
  • liquids include, but are not limited to, vegetable juices, milk and milk derivatives, beverages in general, whether or not alcoholic, household products, treated water.
  • the types of juices for consumption can be classified into five categories: (i) natural juices: made directly from the processing of the fruit itself by squeezing or crushing it; II) powdered juices; III) concentrated juices: dehydrated natural juice with the purpose of reducing its volume; IV) ready-to-drink juices (nectar): made from the composition of the juice extract, water and a series of additives such as sweeteners, flavorings, colors and preservatives intended to intensify, preserve and improve product features; V) pulp juices: characterized by the absence, in their manufacture, of any chemical and industrial process for preservation by freezing the pulp.
  • Orange juice is the most consumed in the international market, and can be of two types, namely concentrated and NFC.
  • NFC stands for "not from concentrate” juices, ie juices that are not made from concentrates, wholegrain and natural, without the addition of preservatives or any other chemicals.
  • the technology of NFC juices is very recent. The first orange NFC juices appeared in the US in the 1990s.
  • NFC was a response to the consumer market for a natural product, since until then the market was supplied by concentrated or reconstituted juices.
  • NFC The principle of NFC is to produce a natural juice during the harvest (in Brazil 6 months a year), then pasteurize it and store it in huge stainless steel tanks under aseptic conditions to be sold in bulk to various countries of the world during all year.
  • Aseptic tanks should be kept in temperature controlled environments at about 1 ° C.
  • aseptic NFC tanks work with nitrogen, which is also used to regulate their internal pressure.
  • Maintaining the aseptic state of all surfaces involved is of paramount importance in the NFC process, as a minor disinfection process along the chain can compromise the integrity of millions of liters of juice.
  • a strict surface cleaning and disinfection program is thus adopted in factories, terminals, trucks and transport ships. All juice is tracked and product samples are collected weekly for analysis.
  • the guarantee of the process is the cleaning and disinfection procedure and the tightness of the transfer lines and storage tanks.
  • Pipelines should be cleaned and disinfected after each juice passage between storage tanks, trucks and ships.
  • Disinfecting aseptic NFC tanks is an expensive and time consuming process. It occurs when the tanks are opened, either for maintenance purposes or for contamination problems in the juice.
  • the aseptic tank must undergo a thorough cleaning and disinfection process before receiving juice again.
  • the process of releasing an aseptic tank comprises 3 steps:
  • the tank In the first stage, the tank is opened and all nitrogen is removed from it. This process is accomplished through relief valves located at the top of the tanks.
  • the Clean in Place (CIP) process is performed, which includes the cleaning and disinfection steps. In this process, which is the most widely used in the industry, the tanks, pipes and equipment are sanitized without disassembly.
  • the surface cleaning procedure that comes into contact with the products consists of two distinct and complementary steps: cleaning and disinfecting.
  • Cleaning is the total elimination of solid surface residues such as grease, product debris, dust and other foreign substances, usually performed with alkaline detergents.
  • Disinfection is the reduction of the number of microorganisms on the surfaces to the level that does not compromise the safety or suitability of the product.
  • This step can be performed physically (thermally) or chemically.
  • heat can be transferred to the surface using steam or hot water.
  • steam has limited application due to the high costs, slow process and reduced service life of certain equipment.
  • Chemical disinfection is the most widely used by industries.
  • the sanitizer chosen must be compatible with the surface to be treated, have a broad spectrum of microbiological action, act quickly on microorganisms, be stable and resistant to the presence of organic materials, have a low degree of corrosivity and toxicity and have low cost.
  • Peracetic Acid is one of the sanitizers that best meets the requirements of the market today.
  • the disinfection procedure is done through a CIP system comprising a set of tanks (water, caustic soda, phosphoric / nitric acid and peracetic acid), a high flow pumping system, and internal tank dispersion apparatus such as spray. bali, rotary spray or scanjet.
  • the function of this set is to ensure that the cleaning / disinfecting solution reaches all points of the tank, including its top.
  • the CIP system must operate at a pressure greater than 8 Bar to ensure a good impact of chemical solutions on the tank / pipe walls to remove any solid residue impregnated on the walls.
  • the basic process of IPC in an NFC orange juice tank consists of:
  • 4- Lighting test carried out by quality control to check whether or not there is solid material on the inner surface of the tank. It is the validation method of the first step of the IPC process. If the lighting test indicates residues, steps 2 and 3 should be repeated.
  • peracetic acid solution used for high level disinfection of the inner walls. of tanks and pipes. It is used in a concentration between 500 - 3000 ppm, according to the adopted quality procedure.
  • the third step is the longest and most expensive in the release process. This is the "Flood", ie the flood of the aseptic tank with a liquid. This should be done with aseptic liquid to avoid the risk of contamination of the tank internal surfaces.
  • the function of Flood is to remove all oxygen present in the tank, which is necessary for products subject to oxidation, such as vegetable juices.
  • the flood stage can be dispensed with, as will be commented below.
  • the most commonly used flooding methods for NFC orange juice tanks are: a) Sterile water solution: Pasteurized water is used as a means of flooding the tank. The time to perform - this process (sterile water manufacturing) varies according to the capacity and idleness of the on-site pasteurizer. If we take as an example a pasteurizer with a production capacity of 50,0001 / h, it will take 120 hours to produce enough sterile water for a 6 million liter tank.
  • Iodoform solution A solution of water + iodoform is used. Due to the high formulation cost of this solution and its reusability, this solution is usually stored in a tank for up to 1 year. The transfer of the solution between tanks is pumped and takes about 2-3 days to a 6 million liter tank. After one year this solution should be discarded.
  • Peracetic acid solution option to sanitize iodoform where it is prohibited, in case of the European community. It is a much more expensive solution and difficult to reuse due to the instability of peracetic acid.
  • N2 is used, which is injected to fill the empty space and keep the internal pressure of the tank at its ideal value.
  • the entire flooding process performed according to the known technique may take between 6-10 days.
  • the tank is able to be loaded with NFC orange juice.
  • the Flood stage is the most time consuming, laborious and expensive of the entire tank cleaning and disinfection process.
  • the following aspects can be mentioned (for a 6 million liter tank): • high water consumption: 6,000,000 liters
  • the present invention has significant advantages over the state of the art, the liquid flood, with drastic reduction of the resources involved in the process.
  • Hygienic procedures should also be understood as being of interest to public health and the environment.
  • the disinfection step of a chemical agent sanitization process is carried out with a liquid sanitizing solution, which must come into contact with the entire surface to which the product should have contact, for a minimum time, according to the sanitizing concentration of the solution.
  • a liquid sanitizing solution which must come into contact with the entire surface to which the product should have contact, for a minimum time, according to the sanitizing concentration of the solution.
  • the volume of sanitizing solution consumed may be tens of m 3 and the time taken may be a few hours. This means that there is a huge consumption of water, sanitizer, energy (pumps to circulate the solution) and wastewater generation, which must be treated before being disposed of into the environment.
  • Patent document WO2009043559 entitled Device and method for cleaning closed spaces, refers to a physical method based on the use of a steam generator, which steam is introduced into a closed space for a controlled period sufficient for heat transfer to the surface.
  • a steam generator which steam is introduced into a closed space for a controlled period sufficient for heat transfer to the surface.
  • the use of steam has limited application due to the high costs, slow process and shortened equipment life.
  • US7524454 entitled Sanitation Method for Disinfection of Enclosed Spaces, describes a mobile device containing a reservoir of sanitizing liquid in which piezoelectric elements are provided which, when energized by ultrasonic frequency signals, give rise to a particle mist. of this liquid, this mist being directed to an outlet nozzle by means of a fan.
  • the invention is intended for the disinfection of spaces, especially living spaces, such as rooms in buildings, in order to prevent the proliferation of harmful microorganisms such as fungi, bacteria and other biological agents.
  • the method described in this document does not apply to the sterilization of large volume aseptic tanks and pipes intended for the storage of liquid or similar products.
  • the present invention has as its first object to eliminate the need to perform the Flood process with liquid sanitizing solution in aseptic tanks of NFC juices or any other non-food liquid product requiring storage in aseptic tanks.
  • Another objective is to reduce the time spent in the flooding stage of NFC juice tanks and in disinfection processes of tanks and pipelines in general, aseptic or not.
  • Another objective is to minimize the production of effluents in the flooding process of NFC juice tanks and in disinfection processes of tanks and pipes in general, whose disposal entails additional costs to the process and environmental risk.
  • Another objective is to reduce the consumption of chemicals, such as sanitizing products, the flooding process of NFC juice tanks and the disinfection processes of tanks and pipelines in general. Another objective is to save water in the flooding process of NFC juice tanks and in disinfection processes of tanks and pipelines in general.
  • Another objective is to perform disinfection processes in tanks and reservoirs in general without the need for people to enter confined spaces, thus reducing the occupational risk of this activity.
  • Another objective is to reduce energy consumption in the NFC juice tank flooding process and in general tank and pipe disinfection processes.
  • Another objective is to ensure the quality of the disinfection process in tanks, reservoirs and pipelines, achieving 100% contact of the internal surfaces of the three-dimensional spaces by the sanitizing solution, NFC juice tank flooding and disinfection processes. of tanks and pipelines in general.
  • the above objectives, as well as others, are achieved by flooding a three-dimensional space, in this case aseptic NFC juice storage pipes and tanks, by means of a mist sanitizing solution with drops of less than 10 microns and preferably less than 5 microns, rather than a liquid solution, said mist being generated by equipment external to the aseptic storage tank and associated aseptic pipes and connections, said mist being introduced into the tank and / or aseptic pipes through commonly used access routes. in the loading and unloading of its contents.
  • said equipment comprises a mist tank, maneuvering valves for regulating the entrainment of trailing gas from said mist, for controlling atmospheric air withdrawal from within the aseptic NFC tank, control panel and a microbiological filter for drag gas filtration.
  • such a mist sanitizing solution is produced by piezoelectric elements installed in the mist tank and excited by a high frequency generator.
  • said misting tank contains sanitizing solution whose level is controlled by means of level sensor installed in the tank.
  • the sanitizing solution is injected into the misting tank by means of a peristaltic pump whose operation is controlled by said level sensor.
  • the sanitizing solution mist dragging means into the tank and / or aseptic pipes may be air or an inert gas.
  • said inert gas is nitrogen.
  • said trawl is filtered through a microbiological filter prior to entering the nebulization tank and subsequent referral to the aseptic storage tank and NFC juice tubing.
  • atmospheric air within the aseptic NFC juice tank is suctioned off by controlled means provided in said equipment.
  • said means comprises a centrifugal fan controlled by a frequency inverter circuit.
  • said external equipment is provided with casters constituting a mobile equipment.
  • Figure 1 shows the sanitizing solution mist generator equipment of the invention.
  • Figure 2 illustrates the use of the invention in gas flooding procedure in an aseptic NFC juice storage tank.
  • the Flood process is the final step in the process of cleaning and disinfecting aseptic NFC juice tanks.
  • the system object of the present invention will suppress the need to perform a Flood with liquid sanitizing solution, besides providing saving time, chemicals, water, energy and reducing effluent generation.
  • an iodoform solution should be transferred to the aseptic NFC juice tank using pumps.
  • the sanitizing solution enters the aseptic tank through the bottom valve 52 located at the base of the aseptic tank 50 (see Fig.2).
  • They are huge tanks, up to 6 million liters.
  • the cost of preparing the iodoform solution for a 6 million liter aseptic tank is about $ 120,000.
  • the time to fill the entire aseptic tank and expel all atmospheric air is 2 to 4 days and will depend on the pump flow rate used to transfer the solution.
  • the inventive concept proposed here is to generate a haze of sanitizing solution with the dragging of a gas to ensure that the replacement of gases within the aseptic tank (atmospheric air by nitrogen) is carried out in a sterile manner, thus avoiding the risk of contamination of the aseptic tank at this stage of the process.
  • an inert gas is used as a drag medium, and in alternative embodiments, the drag medium may be air itself.
  • the sanitizing solution mist has the same characteristics as the liquid sanitizing solution. In fact, it is the same solution. The difference is that it works with a droplet size of approximately 5 microns, which increases the contact surface area of the sanitizing solution. This achieves the same three-dimensional space, reaching 100% of the inner surface, with a small fraction of the volume of solution that would be required if a liquid solution were used.
  • the invention comprises an external equipment housed in an enclosure 10, which is provided with casters 35 which allow it to be moved close to various equipment (tanks and pipes).
  • the nebulizer box 11 made of 304/316 stainless steel that can withstand up to 10 bar of internal pressure.
  • Said mist box has a pressure relief valve 16 set to open at 6 bar.
  • Said box 11 is where the liquid solution becomes mist.
  • At its base is the set of plates with piezoelectric elements 12, the number of which depends on the desired volume of mist production.
  • Such plates should be made of stainless steel or corrosion resistant material.
  • Level control of sanitizing solution 32 is essential for proper system operation, as mist production may be impaired if the solution column above plate surface 12 exceeds 50mm. Such control is accomplished through the component assembly comprising sensor 19, peristaltic pump 21, mist tank drainage system 25, sanitizing solution reservoir 22 and solution supply tubing 20. Information from the sensor 19 indicate whether the level of the sanitizing solution is below or above the ideal value; In the first case, the peristaltic pump 21 is sent, which sends the solution contained in the reservoir 22 to the box 11, through the piping 20. In the second case, the drainage system 25 is activated to remove part of the solution contained in the box. nebulization.
  • Piezoelectric transducers are energized by electronic circuits that generate an ultrasonic signal of the order of hundreds of kHz at some MHz, and the size of the mist drop produced is a function of this frequency.
  • the nebulizer box is further provided with anti-drop deflectors 37 which has the function of condensing the large droplets generated in the process.
  • the gaseous carrier means in the case of nitrogen, is introduced into the box 11 through the inlet 28, the function of said medium being to carry the mist produced inside the nebulizer box to the outside of the equipment.
  • the system can also be used as a drag instead of inert gases, atmospheric air itself or even compressed air itself.
  • the drag means Prior to entering the nebulizer box, the drag means, more specifically nitrogen, passes through a filter 15 comprising a stainless steel housing and a microbiological cartridge of known type.
  • a pressure relief valve 16 should be provided installed at the top of the nebulizer box as a safety precaution as very high mesh pressure may cause excessive pressurization inside the box 11.
  • the mist produced is drawn into the outlet pipe 14 which is provided with an inline sensor 41 to monitor the gas flow.
  • Sanitizing mist is discharged into pipes and tanks through hoses or hoses connected to the equipment outlet; The amount and quality of mist produced can be monitored through the sight glass 17 allowing visual inspection.
  • control panel 18 On the side of the equipment is installed the control panel 18, inside which are the electrical protection elements of the equipment (circuit breakers, relays, etc.), as well as the controllers that allow the operation of the equipment manually or automatically.
  • the control panel may have PLCs, timers, timers or other controllers, depending on the application.
  • the equipment is provided with a centrifugal fan 24, used in various stages of the method of the invention, whose operation, to be described below, is controlled by the variable frequency electronic inverter module 23 controlled by the control panel 18.
  • Fig. 2 outlines the interconnections of said aseptic tank with the sanitizing mist generating equipment shown in Fig. 1.
  • the tank in question is located within a temperature controlled cold chamber of 1 ° C, which is not shown in the figure.
  • the gaseous Flood process comprises two steps, the first of which is to replace even partially oxygen-containing atmospheric air with nitrogen within the tank.
  • the second step comprises the application of the sanitizing solution in a state of mist.
  • the main steps of the first step are as follows: a. After the end of the IPC process, wait at least 4 hours for the liquid to completely drain from the inside walls of the tank 50, which is collected at the bottom and drained through the opening 51 and corresponding valve 52, illustrated in Fig. 2;
  • the peristaltic pump 21 is automatically activated, transferring part of the reservoir sanitizing solution 22 to the mist box 11 until it reaches the correct level indicated by the level sensor 19;
  • the purpose of this step is to fill the entire volume of the tank with sanitizing mist and nitrogen.
  • the level sensor 19 sends an electrical signal to the control panel to drive the peristaltic pump 21, which will transfer more sanitizing solution from reservoir 22 into the nebulizer box 11 to maintain the amount of solution at level. appropriate.
  • After a few hours it will be possible to see part of the sanitizing mist exiting the atmosphere through the exhaust duct 33 of the equipment 10.
  • This step should last approximately 8 hours, provided that it is completed when the oxygen concentration is below 1% and the peracetic acid concentration is within the limit determined by the company's quality control department.
  • the second stage of the operation ends: the ultrasonic plates 12 are deactivated.
  • inspection flange 34 at the top of the tank is replaced by a closing flange; valve 31 is closed;
  • bottom valve 36 is closed and hose 42 is disconnected.
  • the tank is completely closed, but not necessarily at the desired pressure. Leaving valve 29 open, the pressure is automatically controlled by the system by opening and shut off valve 43 to enter the amount of nitrogen needed to reach the optimal pressure.
  • the tank is now able to be filled with NFC juice.
  • sanitizing mist can be used in the CIP step, more specifically in the disinfection / sanitization step of tanks and pipes, which is carried out after cleaning of the respective surfaces by caustic soda and acid.
  • the use of sanitizing mist has the advantage of reaching all internal tank surfaces and associated pipelines, as well as substantial saving water and the product used as a disinfectant.
  • the disinfection / sanitization process comprises some of the steps related to the second step of the previously detailed gaseous flood process as follows.
  • the drag medium will not necessarily be nitrogen, but may be a gas or mixture of gases (such as atmospheric or compressed air). Since the trawling medium is atmospheric air, said disinfection will therefore comprise the following steps: i. After the end of the cleaning process (caustic soda - rinse - acid - rinse) wait at least 4 hours to completely drain the liquid from the inside walls of tank 50, which is collected at the bottom and drained through opening 51 and corresponding valve 52 shown in Fig. 2;
  • the peristaltic pump is automatically started, transferring part of the reservoir sanitizing solution 22 to the nebulizer box 11 until it reaches the correct level indicated by the level sensor 19;
  • the tank When the stored product is unaffected by oxygen, the tank can be filled immediately, and in this case the gas flooding procedure is not necessary.

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Abstract

Sistema e método de inundação por névoa sanitizante e processo de desinfecção de superfícies internas em tanques e tubulações assépticas em instalações destinadas à armazenagem de líquidos em geral, dito sistema compreendendo um equipamento externo (10) dotado de meios geradores de névoa sanitizante (11), meios de controle (27,30,31) do fluxo de gases, sensores in-line (40, 41, 47) e meios de exaustão (24) dos gases do interior do tanque (50), meios de entrada (13, 39) do meio de arrasto da névoa compreendendo gases inertes. O processo de desinfecção compreende a introdução de uma névoa sanitizante com gotas de tamanho máximo de 10μm, preferencialmente de tamanho máximo de 5μm, simultaneamente com a retirada dos gases contidos no interior dos referidos tanques e tubulações, mantendo uma pressão positiva no interior de ditos tanques e tubulações, referido método provendo a redução da concentração de oxigénio no interior dos tanques em duas etapas, a primeira compreendendo a redução para cerca de 10% e a segunda a redução para um valor inferior a 1%, sendo insuflada uma névoa sanitizante no interior do tanque durante dita segunda etapa.

Description

SISTEMA E MÉTODO DE INUNDAÇÃO POR NÉVOA SANITIZANTE E PROCESSO DE DESINFECÇÃO DE SUPERFÍCIES INTERNAS EM TANQUES E TUBULAÇÕES ASSÉPTICAS
Campo da Invenção
Refere-se a presente invenção a sistema, métodos e processos de inundação através de névoa de solução sanitizante e desinfecção de espaços fechados tais como tanques de armazenamento e tubulações associadas aos mesmos e, mais particularmente, superfícies internas dos tanques e tubulações empregados no processamento de líquidos em geral. Tais líquidos compreendem, entre outros, sucos vegetais, leite e seus derivados, bebidas em geral, alcoólicas ou não, produtos de uso doméstico, água tratada. Estado da Técnica
Existe uma crescente preocupação dos consumidores com relação à saúde alimentar e o suco de fruta tem se revelado um importante componente de uma dieta saudável. 0 segmento de sucos industrializados vem evidenciando um forte potencial de crescimento, o que vem incentivando o ingresso de várias empresas neste mercado.
Os tipos de sucos para consumo podem ser classificados em cinco categorias: I) sucos naturais: elaborados diretamente da transformação da própria fruta, espremendo-a ou esmagando-a; II) sucos em pó; III) sucos concentrados: suco natural desidratado com a finalidade de reduzir o seu volume; IV) sucos prontos para beber (néctar) : fabricados mediante a composição do extrato do suco, da água e de uma série de aditivos, como edulcorantes, aromatizantes, corantes e conservantes, que visam intensificar, conservar e aprimorar as características do produto; V) sucos de polpa: caracterizados pela ausência, em sua fabricação, de qualquer processo químico e industrial para a preservação, mediante o congelamento da polpa.
O suco de laranja é o mais consumido no mercado internacional, podendo ser de dois tipos, a saber, concentrado e NFC.
A sigla NFC se refere aos sucos "not from concentrate", ou seja, sucos que não são feitos a partir de concentrados, integrais e naturais, sem adição de conservantes ou qualquer outro produto químico. A tecnologia de sucos NFC é muito recente. Os primeiros sucos NFC de laranja surgiram nos EUA na década de 90.
O NFC foi uma resposta ao mercado consumidor por um produto natural, pois até então o mercado era abastecido pelos sucos concentrados ou reconstituídos.
No processo do suco concentrado, a água é retirada e o suco concentrado em uma proporção de até 1:6. Nas fábricas de envase, o suco é reconstituído (adiciona-se água), envasado e comercializado. Esse processo sacrificava a qualidade do suco, uma vez que interferia negativamente no sabor, nà concentração de vitaminas e nos aromas.
O princípio do NFC está em produzir um suco natural durante a safra (no Brasil 6 meses por ano) , depois pasteurizá-lo e armazená-lo em imensos tanques de aço inox em condições assépticas para serem comercializados a granel para diversos países do mundo durante todo o ano.
A definição de processo asséptico na indústria de alimentos é entendida pelo fornecimento de um produto esterilizado em uma embalagem estéril. No caso do suco de laranja NFC a granel, a "embalagem" são enormes tanques de aço inox com capacidade de armazenamento de até 6 milhões de litros.
O desenvolvimento da tecnologia de imensos tanques assépticos e toda a cadeia de transporte asséptico, incluindo caminhões tanques e navios específicos, teve um papel fundamental para a produção em escala do suco de laranja NFC e sua comercialização em diversos mercados ao redor do mundo. Com esta tecnologia, tornou-se possível armazenar o suco de laranja NFC por períodos de até 1 ano e envasar o produto final no mercado de consumo.
Os tanques assépticos devem ser mantidos em ambientes com temperatura controlada em cerca de 1°C.
Nos tanques e tubulações assépticas não pode haver a presença de oxigénio, que poderia oxidar o suco. Assim, os tanques assépticos de NFC trabalham com nitrogénio, o qual também é utilizado para regular a pressão interna dos mesmos .
No caso do suco de laranja, existem tanques assépticos nas fábricas de extração, nos terminais de exportação (Santos - Brasil) e recebimento (Holanda, Bélgica, EUA) , navios e containers (tanques) .
Hoje já existe a fabricação de sucos naturais NFC de diversas frutas, não somente de laranja.
O maior desafio da indústria de sucos NFC é manter a garantia da qualidade do seu produto.
Para isso, a cadeia produtiva e logística é vista como um todo e o controle microbiológico deve estar presente em todas as etapas e locais. Por se tratar de um produto natural, o suco é um produto muito suscetivel a contaminação. É preciso garantir que todas as tubulações e tanques de transferência e armazenamento estejam com as superfícies internas completamente esterilizadas e livres de patógenos que possam estragar o suco que entra em contato com as mesmas.
Tomando como exemplo o suco de laranja NFC, pode-se resumir o processo, desde a produção até o seu armazenamento, em:
- Extração do suco
- Retirada de polpa
- Pasteurização asséptica
- Transferência e armazenamento em tanques assépticos
- Destinação do produto para o fabricante final (envase)
A manutenção do estado asséptico de todas as superfícies envolvidas é de fundamental importância no processo NFC, uma vez que uma pequena falha no processo de desinfecção ao longo da cadeia pode comprometer a integridade de milhões de litros de suco.
Com efeito, o contato de produtos com superfícies mal higienizadas pode aumentar a incidência de micro-organismos , prejudicando a sua qualidade intrínseca. No caso de produtos alimentícios, a falta de higienização poderá produzir problemas de saúde, desde um simples desconforto até consequências mais graves, tais como intoxicação ou morte.
Um rígido programa de limpeza e desinfecção de superfícies é adotado, assim, nas fábricas, terminais, caminhões e navios de transporte. Todo o suco é rastreado e amostras do produto são coletadas semanalmente para análise.
A garantia do processo está no procedimento de limpeza e desinfecção e na estanqueidade das linhas de transferência e tanques de armazenamento.
As tubulações devem ser limpas e desinfetadas após cada passagem de suco entre tanques de armazenagem, caminhões e navios.
A desinfecção dos tanques assépticos de NFC é um processo caro e demorado. Ele ocorre quando os tanques são abertos, seja para fins de manutenção, seja por algum problema de contaminação no suco.
Uma vez aberto, o tanque asséptico deve passar um processo criterioso de limpeza e desinfecção antes de receber suco novamente.
O prazo médio para realizar uma limpeza e desinfecção em um tanque de 6 milhões de litros de suco de laranja NFC, realizado segundo as técnicas conhecidas, é de aproximadamente 20 dias.
Resumidamente, o processo de liberação de um tanque asséptico compreende 3 etapas:
1- Despressurização do tanque
2- Processo de CIP (clean in place)
3- Flood (inundação do tanque)
Na primeira etapa, o tanque é aberto e todo o nitrogénio retirado seu interior. Este processo é realizado através de válvulas de alivio localizadas na parte superior dos tanques Na segunda etapa, é realizado o processo de CIP {Clean in Place - Limpeza no Local), que engloba as etapas de limpeza e desinfecção. Nesse processo, que é o mais utilizado na indústria, os tanques, tubulações e equipamentos são higienizados sem a necessidade de desmontagem.
0 procedimento de higienização de superfícies que tem contato com os produtos é composto por duas etapas distintas e complementares: a de limpeza e a de desinfecção.
A limpeza é a eliminação total de resíduos sólidos presentes nas superfícies, como gordura, restos de produtos, poeiras e outras substâncias estranhas, geralmente realizada com detergentes alcalinos.
A desinfecção, ou sanitizaçâo, é a redução do número de micro-organismos nas superfícies até o nível que não comprometa a segurança ou adequabilidade do produto. Essa etapa pode ser realizada de forma física (térmica) ou química. No primeiro caso o calor pode ser transferido para a superfície utilizando-se vapor ou água quente. O uso do vapor apresenta aplicação limitada devido aos custos elevados, lentidão no processo e redução da vida útil de certos equipamentos .
A desinfecção de forma química é a mais utilizada pelas indústrias. O sanitizante escolhido deve ser compatível com a superfície a ser tratada, possuir largo espectro de ação microbiológica, agir rapidamente sobre os micro-organismos, ser estável e resistente à presença de materiais orgânicos, possuir baixo grau de corrosividade e toxicidade e apresentar baixo custo. 0 Ácido Peracético é um dos saneantes que melhor atende às exigências do mercado atualmente . O procedimento de desinfecção é feito através de um sistema CIP que compreende um conjunto de tanques (água, soda cáustica, ácido fosfórico/nítrico e ácido peracético) , um sistema de bombeamento com alta vazão, e aparatos de dispersão interna no tanque, como spray bali, spray rotativo ou scanjet. A função deste conjunto é de garantir que a solução de limpeza/desinfecção atinja todos os pontos do tanque, inclusive a sua parte superior. O sistema de CIP deve trabalhar com pressão superior a 8 Bar para garantir um bom impacto das soluções químicas com as paredes do tanque/tubulação para retirar qualquer resíduo sólido impregnado nas paredes.
O processo básico de CIP em um tanque de suco de laranja NFC consiste em:
1- Enxágue inicial
2- Aplicação de solução com 2% de soda cáustica
3- Enxágue com água para retirada de resíduos de soda cáustica
4- Teste de lighting: realizado pelo controle da qualidade para verificar a existência ou não de material sólido na superfície interna do tanque. É o método de validação da primeira etapa do processo de CIP. Caso o teste lighting indique a presença de resíduos, as etapas 2 e 3 devem ser repetidas
5- Aplicação de solução de ácido fosfórico/nítrico, que tem a função de decapante, ajudando a eliminar minerais que venham a se depositar nas paredes internas dos tanques e tubulações. Esta aplicação complementa a etapa 2, acima, em que a soda cáustica tem a função de desengordurante
6- Aplicação de solução de ácido peracético: utilizada para desinfecção de alto nivel das paredes internas. dos tanques e tubulações. É utilizada em uma concentração entre 500 - 3000 ppm, de acordo com o procedimento de qualidade adotado .
A terceira etapa é a mais demorada e cara no processo de liberação. Trata-se do "Flood", ou seja, a inundação do tanque asséptico por um liquido. Isso deve ser feito com um liquido asséptico para evitar o risco de contaminação das superfícies internas do tanque.
A função do Flood é de retirar todo o oxigénio presente no tanque, o que é necessário no caso de produtos sujeitos à oxidação, tais como os sucos vegetais. Tratando-se, todavia, de produtos não afetados pela presença de oxigénio no tanque, a etapa de flood pode ser dispensada, como será comentado mais adiante.
Os métodos mais utilizados de solução para o flood em tanques de suco de laranja NFC são: a) Solução com água estéril: utiliza-se água pasteurizada como meio de inundação do tanque. O tempo para realizar - esse processo (fabricação de água estéril) varia de acordo com a capacidade e ociosidade do pasteurizador existente no local. Se considerarmos como exemplo um pasteurizador com capacidade de produção de 50.0001/h, serão necessárias 120 horas para produzir água estéril suficiente para um tanque de 6 milhões de litros.
b) Solução de iodofórmio: utiliza-se uma solução de água + iodofórmio. Devido ao alto custo de formulação desta solução e sua capacidade de reutilização, esta solução geralmente fica armazenada em um tanque por um período de até 1 ano. A transferência da solução entre tanques é feita por bombeamento e dura cerca de 2-3 dias para um tanque de 6 milhões de litros. Após um ano esta solução deve ser descartada .
c) Solução de ácido peracético: opção de saneante ao iodofórmio onde este é proibido, caso da comunidade Europeia. É uma solução muito mais cara e de difícil reaproveitamento devido à instabilidade do ácido peracético.
Após o processo de inundação do tanque, este é esvaziado. Neste processo é utilizado N2, que é injetado para ocupar o espaço vazio e manter a pressão interna do tanque no seu valor ideal. Todo o processo de flood executado de acordo com a técnica conhecida pode levar entre 6-10 dias.
Após esta etapa, o tanque está apto a ser carregado com suco de laranja NFC.
Como se pode observar, a etapa de Flood é a mais demorada, trabalhosa e cara de todo o processo de limpeza e desinfecção dos tanques. Como inconvenientes dessa etapa, podem-se citar os seguintes aspectos (para um tanque de 6 milhões de litros) : • elevado consumo de água: 6.000.000 litros
• elevado consumo de solução saneante:
11.000 litros
• elevado consumo de energia (no caso de água pasteurizada) : 1000Kw/hora x 120hs = 120. OOOKw.
• Elevado custo para descarte: solução deve ser tratada com neutralizante e anti- espumante .
• Perda de 1 tanque de armazenagem.
Como será visto, a presente invenção apresenta significativas vantagens em relação ao estado da técnica atual, o Flood liquido, com redução drástica dos recursos envolvidos no processo. A titulo de comparação, tem-se :
• tempo gasto no novo processo: 10 horas x 6-10 dias
• consumo de água: nenhum x 6.000.000 litros
• consumo de solução saneante: 50 litros x 11.000 litros
• consumo de energia: 2Kw/h x 12hs = 24Kw x 120. OOOKw
• Geração de resíduo: 0 x 6.000.000 litros
• Liberação de 1 tanque para armazenamento de suco de laranja NFC, com valor estimado de produto de US$ 2,5 milhões.
Tão importantes quanto as atividades de produzir, são as atividades de higienização de instalações e equipamentos, assim como as práticas de higiene pessoal. Isto é facilmente demonstrado pelo grande número de procedimentos e instruções escritas sobre limpeza e desinfecção nas diversas etapas de fabricação.
Os procedimentos de higienização também devem ser entendidos como de interesse para a saúde pública e o meio ambiente.
Existe um desafio permanente em estabelecer um procedimento de higienização que busque aumentar a sua efetividade e diminuir seus custos. Parâmetros envolvidos no processo, como temperaturas, concentrações, tempo e volume de solução devem ser reduzidos tanto quanto possivel. A economia de água é um objetivo a ser buscado, pela minimização do seu custo e consequente redução da geração de efluentes.
A etapa de desinfecção de um processo de higienização realizado por agente químico é realizada com uma solução sanitizante em estado líquido, a qual deve entrar em contato com toda a superfície com a qual o produto deva ter contato, por um tempo mínimo, de acordo com a concentração de sanitizante da solução. Dependendo do tamanho da superfície a ser tratada, o volume de solução sanitizante consumida pode ser de dezenas de m3 e o tempo gasto pode ser de algumas horas. Isso significa que existe um enorme consumo de água, produto sanitizante, energia (bombas para realizar a circulação da solução) e geração de efluentes, que devem ser tratados antes de serem descartados para o meio ambiente.
Além dos inconvenientes citados acima, alguns processos de desinfecção em tanques e reservatórios ainda são realizados de forma manual, onde funcionários tem que adentrar espaços confinados para realizar a aplicação do produto sanitizante. Trata-se de uma a atividade considerada de alto risco, por se tratar de ambiente confinado e expor as pessoas a gases tóxicos oriundos da evaporação dos produtos sanitizantes .
0 documento de patente WO2009043559, intitulado Device and method for cleaning closed spaces, refere-se a um método físico baseado na utilização de um gerador de vapor, sendo esse vapor introduzido num espaço fechado por um período controlado, suficiente para a transferência do calor para a superfície. Todavia, o uso do vapor apresenta aplicação limitada devido aos custos elevados, lentidão no processo e redução da vida útil de certos equipamentos.
A patente US7524454, cujo título é Sanitation Method for Disinfection of Enclosed Spaces, descreve um equipamento móvel contendo um reservatório de líquido sanitizante no qual são providos elementos piezoelétricos que, ao serem energizados por sinais de frequências ultrassônicas , dão origem a uma névoa de partículas . desse líquido, sendo essa névoa encaminhada a um bocal de saída por meio de um ventilador. Segundo indicado pelo título, a invenção se destina à desinfecção de espaços, principalmente espaços habitáveis, tais como cómodos em edificações, de modo a evitar a proliferação de micro-organismos nocivos, tais como fungos, bactérias e outros agentes biológicos. O método descrito nesse documento não se aplica à esterilização de tanques e tubulações assépticas de grande volume destinados à armazenagem de produtos líquidos ou assemelhados.
A publicação US2007/0224080, intitulada Ultrasonic Sanitation Device and Associated Methods, do mesmo depositante da patente anterior, constitui um aperfeiçoamento de seu objeto e baseia-se nos mesmos princípios. Tais aperfeiçoamentos são principalmente de ordem construtiva, sendo que o documento também detalha de maneira mais completa a composição do liquido utilizado enumerando, inclusive, os agentes sanitizantes . Assim como no documento acima citado, sua função se restringe à sanitização de ambientes habitáveis, compreendendo moradias, hospitais, veiculos tais como ônibus, ambulâncias, embarcações, vagões ferroviários e outros. O equipamento e método descritos nesse documento não se prestam, todavia, à sanitização de tanques e tubulações assépticas para materiais líquidos ou equivalentes.
Obje i os da Invenção
Em vista do exposto, tem a presente invenção, como primeiro objetivo, eliminar a necessidade de realizar o processo de inundação {Flood) com solução sanitizante em estado líquido em tanques assépticos de sucos NFC ou qualquer outro produto líquido, alimentício ao não, que necessite de armazenagem em tanques assépticos.
Outro objetivo é de reduzir o tempo gasto na etapa de inundação de tanques de sucos NFC e em processos de desinfecção dos tanques e tubulações em geral, assépticos ou não .
Outro objetivo é o de reduzir ao mínimo a produção de efluentes no processo de inundação de tanques de sucos NFC e em processos de desinfecção de tanques e tubulações em geral, cujo descarte acarreta custos adicionais ao processo e risco ambiental.
Mais outro objetivo consiste em reduzir o consumo de produtos químicos, no caso produtos sanitizantes, no processo de inundação de tanques de sucos NFC e em processos de desinfecção de tanques e tubulações em geral. Outro objetivo é o de economizar água no processo de inundação de tanques de sucos NFC e em processos de desinfecção de tanques e tubulações em geral.
Outro objetivo é de realizar processos de desinfecção em tanques e reservatórios em geral sem a necessidade de pessoas adentrarem espaços confinados, diminuindo assim o risco ocupacional dessa atividade.
Outro objetivo é de diminuir o consumo de energia no processo de inundação de tanques de sucos NFC e em processos de desinfecção de tanques e tubulações em geral.
Finalmente, outro objetivo é garantir a qualidade do processo de desinfecção em tanques, reservatórios e tubulações, atingindo 100% de contato das superfícies internas dos espaços tridimensionais pela solução de produto sanitizante, no processo de inundação de tanques de sucos NFC e em processos de desinfecção de tanques e tubulações em geral.
Descrição Resumida da Invenção
Os objetivos acima, bem como outros, são atingidos mediante a inundação de um espaço tridimensional, neste caso tubulações e tanques assépticos de armazenamento de sucos NFC, através de uma solução sanitizante em estado de névoa, com gotas inferiores a 10 micra e, preferencialmente, inferiores a 5 micra, ao invés de uma solução líquida, dita névoa sendo gerada por um equipamento externo ao tanque asséptico de armazenamento e tubulações e conexões assépticas associadas, dita névoa sendo introduzida no tanque e/ou tubulações assépticas através das vias de acesso normalmente utilizadas na carga e descarga do seu conteúdo. De acordo com outra característica da invenção, dito equipamento compreende um tanque de nebulização, válvulas de manobras para regular a entrada do gás de arrasto da referida névoa, para controle da retirada de ar atmosférico de dentro do tanque asséptico de NFC, painel de controle e um filtro microbiológico para filtragem do gás de arrasto.
De acordo com outra característica da invenção, tal solução sanitizante em estado de névoa é produzida por meio de elementos piezoelétricos instalados no tanque de nebulização e excitados por um gerador de alta frequência .
De acordo com outra característica da invenção, dito tanque de nebulização contém solução sanitizante cujo nível é controlado por meio de sensor de nível instalado no tanque.
De acordo com outra característica da invenção, a solução sanitizante é injetada para dentro do tanque de nebulização por meio de bomba peristáltica cuja operação é controlada pelo dito sensor de nível.
De acordo com outra característica da invenção, o meio de arrasto da névoa de solução sanitizante para o interior do tanque e/ou tubulações assépticas pode ser o ar ou um gás inerte.
De acordo com outra característica da invenção, dito gás inerte é o nitrogénio.
De acordo com outra característica da invenção, dito meio de arrasto é filtrado por um filtro microbiológico antes de adentrar o tanque de nebulização e posterior encaminhamento ao tanque de armazenamento e tubulação assépticos de sucos NFC.
De acordo com outra característica da invenção, o ar atmosférico no interior do tanque asséptico de suco NFC é retirado por sucção através de meios controlados providos no dito equipamento.
De acordo com outra característica da invenção, ditos meios compreendem um ventilador centrífugo controlado por um circuito inversor de frequência.
De acordo com outra característica da invenção, dito equipamento externo é dotado de rodízios, constituindo um equipamento móvel.
Descrição das Figuras
As demais vantagens e características da invenção tornar-se-ão mais evidentes a partir da descrição de uma concretização preferida, dada a título de exemplo e não de limitação, e das figuras que a ela se referem, nas quais:
A Figura 1 mostra o equipamento gerador de névoa de solução sanitizante da invenção.
A Figura 2 ilustra a utilização da invenção em procedimento de inundação gasosa num tanque asséptico de armazenagem de suco NFC.
Descrição Detalhada da Invenção
Como já citado, o processo de Flood é a etapa final do processo de limpeza e desinfecção de tanques assépticos de sucos NFC. O sistema objeto da presente invenção irá suprimir a necessidade de realizar um Flood com solução sanitizante em estado líquido, além de propiciar economia de tempo, produtos químicos, água, energia e redução da geração de efluentes.
Em um Flood tradicional, isto é, com uso de uma solução sanitizante em estado liquido, uma solução de iodofórmio deve ser transferida para o tanque asséptico de suco NFC com o uso de bombas. A solução sanitizante adentra o tanque asséptico através da bottom valve 52 localizada na base do tanque asséptico 50 (ver Fig.2). Vale lembrar que são tanques imensos, de até 6 milhões de litros. A partir do momento em que a solução sanitizante começa a ocupar o interior do tanque, o ar atmosférico existente em seu interior é expelido através da válvula de alívio 46 localizada no topo do tanque asséptico. O custo de preparação da solução com iodofórmio para um tanque asséptico de 6 milhões de litros é de cerca de US$ 120.000,00. O tempo para encher todo o tanque asséptico e expulsar todo o ar atmosférico é de 2 a 4 dias e irá depender da vazão da bomba utilizada na transferência da solução.
Uma vez completamente preenchido o tanque asséptico com a solução sanitizante e certificado não mais existir ar atmosférico no seu interior, inicia-se o processo de esvaziamento do tanque. Para manter a pressão interna do tanque, é injetado nitrogénio através da válvula 43 localizada no topo do tanque, como mostra a Fig.2.
Em vista do elevado custo de preparação, toda essa solução deve ser transferida para um outro tanque, para não desperdiçá-la, uma vez que pode ser reutilizada por até 1 ano. Com isso perde-se 1 tanque asséptico para armazenagem de suco NFC. O processo de esvaziamento do tanque asséptico também dura de 2 a 4 dias. Uma vez esvaziado o tanque, tem-se um tanque estéril e apto a receber suco NFC. O conceito inventivo ora proposto consiste em gerar uma névoa de solução sanitizante com o arrasto de um gás, para garantir que a substituição dos gases no interior do tanque asséptico (ar atmosférico por nitrogénio) , seja realizada de uma forma estéril, evitando assim o risco de contaminação do tanque asséptico nessa fase do processo. No caso dos sucos NFC, utiliza-se um gás inerte como meio de arrasto, sendo que, em concretizações alternativas, o meio de arrasto pode ser o próprio ar.
A névoa de solução sanitizante tem as mesmas características da solução sanitizante em estado líquido. Na verdade, trata-se da mesma solução. A diferença é que se trabalha com um tamanho de gota de, aproximadamente, 5 micra, o que aumenta a área de superfície de contato da solução saneante. Com isso, consegue-se ocupar o mesmo espaço tridimensional, atingindo 100% da superfície interna, com uma pequena fração do volume de solução que seria necessário se fosse utilizada uma solução em estado líquido.
Fazendo referência, agora, à Fig.l, a invenção compreende um equipamento externo acondicionado num gabinete 10, que é provido de rodízios 35 que permitem movimentá-lo próximo de diversos equipamentos (tanques e tubulações). No interior desse gabinete encontra-se a caixa de nebulização 11, feita de aço inox 304/316 com capacidade para suportar até lObar de pressão interna. Dita caixa de nebulização conta com uma válvula de alívio de pressão 16 regulada para abrir com 6 bar.
A referida caixa 11 é onde a solução liquida se transforma em névoa. Na sua base encontra-se o conjunto de placas com elementos piezoelétricos 12, cujo número depende do volume desejado de produção de névoa. Tais placas devem ser feitas de aço inoxidável ou material resistente a soluções corrosivas.
O controle do nível da solução sanitizante 32 é essencial para uma adequada operação do sistema, uma vez que a produção de névoa pode ser prejudicada caso a coluna de solução acima da superfície das placas 12 venha a ultrapassar 50mm. Tal controle é feito através do conjunto de componentes que compreende o sensor 19, a bomba peristáltica 21, o sistema de drenagem 25 do tanque de nebulização, o reservatório de solução saneante 22 e a tubulação de abastecimento de solução 20. As informações provenientes do sensor 19 indicam se o nível da solução saneante se encontra abaixo ou acima do valor ideal; no primeiro caso, é acionada a bomba peristáltica 21 que envia a solução contida no reservatório 22 para a caixa 11, através da tubulação 20. No segundo caso, é acionado o sistema de drenagem 25 de modo a retirar parte da solução contida na caixa de nebulização.
Os transdutores piezoelétricos são energizados por circuitos eletrônicos que geram um sinal ultrassônico da ordem de centenas de kHz a alguns MHz, sendo que o tamanho da gota da névoa produzida é função dessa frequência .
A caixa de nebulização está provida, ainda, de defletores antigotas 37 que tem a função de condensar as gotas grandes geradas no processo.
O meio de arraste gasoso, no caso nitrogénio, é introduzido na caixa 11 através da entrada 28, sendo a função de dito meio carrear a névoa produzida dentro da caixa de nebulização para o exterior do equipamento.
Dependendo do tipo de utilização do sistema, pode-se, ainda, utilizar como meio de arraste, em lugar de gases inertes, o próprio ar atmosférico ou até mesmo ar comprimido .
No caso de aplicação em tanques assépticos é necessário garantir a qualidade do meio de arraste. Assim, antes de adentrar a caixa de nebulização, o meio de arraste, mais especificamente o nitrogénio, passa por um filtro 15 compreendendo uma carcaça de aço inoxidável e um cartucho microbiológico de tipo conhecido.
Em operações onde o meio de arraste é fornecido por uma rede externa 13, deve-se prover uma válvula de alivio de pressão 16 instalada na parte superior da caixa de nebulização como medida de segurança, uma vez que uma pressão da rede muito elevada poderá causar pressurização excessiva no interior da caixa 11.
A névoa produzida é arrastada para a tubulação de saida 14 que está provida de um sensor in-line 41 para monitorar a vazão dos gases. A névoa sanitizante é lançada para dentro de tubulações e tanques através de mangueiras ou mangotes conectados à saída do equipamento; a quantidade e a qualidade de névoa produzida podem ser monitoradas por meio do visor de vidro 17 que permite fazer inspeção visual.
Na lateral do equipamento encontra-se instalado o painel de controle 18, em cujo interior se encontram os elementos de proteção elétrica do equipamento (disjuntores, relês etc), bem como os controladores que permitem realizar a operação do equipamento de forma manual ou automática. Dependendo da aplicação, o painel de controle pode ter CLPs, timers, temporizadores ou outros controladores, de acordo com a aplicação. O equipamento está provido de um ventilador centrífugo 24, utilizado em diversas fases do método da invenção, cuja operação, a ser descrita adiante, é controlada através do módulo inversor eletrônico de frequência variável 23 comandado pelo painel de controle 18.
Fazem parte do equipamento diversas válvulas de manobra 27, 30 e 31 que são acionadas durante as diferentes etapas do processo de sanitização do tanque, como será descrito a seguir.
O método utilizado na invenção, que se encontra exemplificativamente detalhado abaixo, refere-se ao processo de Flood gasoso de um tanque asséptico, destinado à armazenagem de suco de laranja NFC, cuja capacidade chega a 6.000.000 litros. A Fig.2 esquematiza as interligações do referido tanque asséptico com o equipamento gerador de névoa sanitizante ilustrado na Fig.l. O tanque em questão está localizado dentro de uma câmara fria com temperatura controlada de 1°C, que não se encontra representada na figura .
O processo de Flood gasoso compreende duas etapas, consistindo a primeira na substituição, ainda que parcialmente, do ar atmosférico, contendo oxigénio, por nitrogénio, no interior do tanque. A segunda etapa compreende a aplicação da solução sanitizante em estado de névoa.
Os principais passos da primeira etapa são os seguintes : a. após o final do processo de CIP aguardar pelo menos 4 horas para que haja o escorrimento por completo do liquido das paredes internas do tanque 50, que é coletado no fundo e drenado através da abertura 51 e correspondente válvula 52, ilustrados na Fig.2;
posicionar o equipamento 10 próximo ao tanque 50 e efetuar as seguintes conexões, estando todas as válvulas fechadas:
- ligar um mangote 42 entre a válvula de fundo 36 do tanque e o visor 17 da saida 14 de dito equipamento; conectar a fonte de nitrogénio 13 ao flange 39, mantendo fechadas as válvulas 27, 30 e 31 do equipamento 10 bem como a válvula 13a da rede de nitrogénio;
- interligar por meio de um mangote 49 o flange de inspeção 34 no topo do tanque 50 e a entrada de ar 26 associada ao ventilador centrífugo 24 no equipamento 10, a saída desse ventilador descarregando para a atmosfera através da saída 33, fora da câmara fria;
- ligar para o exterior da câmara fria a saída da válvula de alívio de pressão 16 por meio de uma mangueira; colocar o reservatório de solução sanitizante 22 junto ao equipamento 10 e posicionar a extremidade da mangueira de sucção da bomba peristáltica 21 dentro desse reservatório; verificar a correta instalação dos sensores in-line 40 (oxigénio), 41 (vazão de gases) e 47 (peróxido de hidrogénio) ; d. instalar o cartucho microbiológico no filtro 15;
e. ligar o painel de controle 18; a bomba peristáltica 21 é acionada automaticamente, transferindo parte da solução sanitizante do reservatório 22 para a caixa de nebulização 11, até atingir o nivel correto que é indicado pelo sensor de nivel 19;
f . após abrir a válvula do fundo 36, abrir lentamente a válvula de entrada de nitrogénio 30, bem como a válvula 13a, monitorando a pressão no interior do tanque mediante o sensor 44;
g. utilizando o comando do inversor de frequência no painel de controle 18, acionar o ventilador centrífugo 24, ajustando a frequência (e, portanto, a vazão do ventilador) para que o volume exaurido através da saida 33 para o exterior seja aproximadamente igual ao volume do nitrogénio injetado. Ao efetuar esse ajuste, deve-se monitorar os dados provenientes do sensor 44, de modo a assegurar um valor positivo de pressão no tanque, evitando que dita pressão venha a ficar negativa.
Nesse momento, o nitrogénio está entrando no equipamento 10 através da válvula 30, passando pelo filtro 15 e, após atravessar a caixa de nebulização 11, sai pelo duto de saida 14 e visor 17 para o mangote 42 que introduz o gás no tanque 50 através da válvula 36. No interior do tanque a tendência é que o nitrogénio "empurre" o oxigénio para a parte superior do tanque, de onde é succionado pelo ventilador centrífugo 24 através do flange de inspeção 34 e duto 49 e lançado para a atmosfera através da abertura de descarga 33. Durante esse período, o sensor de oxigénio 40 é monitorado; inicialmente, esse sensor deverá marcar um valor em torno de 20,6%, que corresponde à concentração no ar atmosférico. Com o passar do tempo, essa concentração deve cair, devido à introdução de nitrogénio no tanque. Ao atingir um valor de aproximadamente 10%, será iniciada a segunda etapa do processo, descrita a seguir: mediante ajuste no inversor de frequência, reduzir em aproximadamente 50% a vazão no ventilador centrífugo 24;
no painel de controle 18, ligar o sistema de nebulização ("fog") , fazendo com que sejam energizados os transdutores piezoelétricos 12 de modo a produzir a névoa sanitizante no interior da caixa de nebulização 11;
O fluxo de nitrogénio introduzido na entrada 28 irá arrastar consigo dita névoa, o que deve ser conferido de forma visível por meio do visor 17. Essa névoa, encaminhada pela tubulação 42 e válvula de fundo 36, entra no tanque, ocupando gradualmente todo o seu interior.
O objetivo dessa etapa consiste em preencher todo o volume do tanque com névoa sanitizante e nitrogénio. Durante essa operação, a solução sanitizante dentro da caixa de nebulização 11 vai sendo consumida. O sensor de nível 19 envia um sinal elétrico para o painel de controle para que este acione a bomba peristáltica 21, que irá transferir mais solução sanitizante do reservatório 22 para o interior da caixa de nebulização 11 de modo a manter a quantidade de solução no nível adequado. Depois de algumas horas será possível observar parte da névoa sanitizante sair para atmosfera através do duto de exaustão 33 do equipamento 10. Neste momento já será possível fazer medições da concentração do saneante através do sensor de peróxido de hidrogénio 47. Durante esta etapa continua a ser monitorada a concentração de oxigénio através do sensor 40 e também a pressão interna do tanque através do sensor de pressão 44, pois existe uma tendência a um aumento gradual da pressão interna do tanque.
Essa etapa deve durar aproximadamente 8 horas, considerando-se que ela esteja terminada quando a concentração de oxigénio estiver abaixo de 1% e a concentração de ácido peracético estiver dentro do limite determinado pelo departamento de controle de qualidade da empresa .
Uma vez atingidos valores predeterminados de concentração de oxigénio e de ácido peracético, encerra-se a segunda etapa da operação: as placas ultrassônicas 12 são desativadas
a válvula 30 de entrada de nitrogénio é fechada ;
o flange de inspeção 34 no topo do tanque é substituído por um flange de fechamento; a válvula 31 é fechada;
a válvula de fundo 36 é fechada e o mangote 42 é desconectado.
A partir desse momento, o tanque está completamente fechado, mas não, necessariamente, na pressão desejada. Deixando aberta a válvula 29, a pressão passa a ser automaticamente controlada pelo sistema mediante a abertura e fechamento da válvula 43, de modo a introduzir a quantidade de nitrogénio necessária para atingir a pressão ideal. O tanque, agora, está em condições de ser abastecido com o suco NFC.
Se bem que o método de inundação tenha sido descrito com base na etapa de eliminação de oxigénio em um tanque fixo, destinado à armazenagem de suco de laranja, fica entendido que os princípios da invenção são aplicáveis à desinfecção de tanques móveis, tais como aqueles utilizados no transporte rodoviário por meio de caminhões, no ferroviário por meio de vagões e no marítimo mediante navios.
Outrossim, como anteriormente mencionado, a névoa sanitizante pode ser utilizada na etapa CIP, mais especificamente no passo de desinfecção/sanitização de tanques e tubulações, que é efetuado após a limpeza das respectivas superfícies por maio meio de soda cáustica e ácido. Em comparação com os métodos conhecidos, em que a solução sanitizante é aplicada por meio de bombas, spray bali, spray rotativo ou scanjet, o uso de névoa sanitizante apresenta a vantagem de atingir todas as superfícies internas do tanque e tubulações associadas, além de substancial economia de água e do produto utilizado como desinfetante .
Em linhas gerais, o processo de desinfecção/sanitização compreende alguns dos passos relacionados com a segunda etapa do processo flood gasoso anteriormente detalhado, como se verá a seguir. Ressalve-se, no entanto, como significativa diferença, o fato de que, na desinfecção/sanitização, o meio de arrasto não será necessariamente o nitrogénio, podendo ser um gás ou mistura de gases (como o ar atmosférico ou comprimido) . Considerando que o meio de arrasto seja o ar atmosférico, a referida desinfecção compreenderá, portanto, os seguintes passos : i. após o final do processo de limpeza (soda cáustica - enxágue - ácido - enxágue) aguardar pelo menos 4 horas para que haja o escorrimento por completo do liquido das paredes internas do tanque 50, que é coletado no fundo e drenado através da abertura 51 e correspondente válvula 52, ilustrados na Fig.2;
ii. posicionar o equipamento 10 próximo ao tanque 50 e ligar um mangote 42 entre a válvula de fundo 36 do tanque e o visor 17 da saída 14 de dito equipamento;
iii. colocar o reservatório de solução sanitizante 22 junto ao equipamento 10 e posicionar a extremidade da mangueira de sucção da bomba peristáltica 21 dentro desse reservatório;
iv. ligar o painel de controle 18; a bomba peristáltica é acionada automaticamente, transferindo parte da solução sanitizante do reservatório 22 para a caixa de nebulização 11, até atingir o nível correto que é indicado pelo sensor de nível 19;
v. no painel de controle 18, ligar o sistema de nebulização ("fog") , fazendo com que sejam energizados os transdutores piezoelétricos 12 de modo a produzir a névoa sanitizante no interior da caixa de nebulização 11; vi. ligar o ventilador centrífugo 24 e ajustar o inversor de frequência 23 para iniciar o arrasto da névoa de saneante.
Para a etapa de desinfecção do processo de CIP há 2 formas de trabalhar:
1- Sem recirculaçâo (looping) : neste caso o ar atmosférico irá adentrar o equipamento 10 através da entrada 26, passar pelo ventilador centrífugo 24, passar pelo filtro 15, entrar na caixa 11 e sair pelo duto 14. Neste caso não haverá a remoção de ar dentro do tanque (através da válvula 34 e duto 49) , mas somente a injeção de névoa sanitizante no tanque ou tubulação. As válvulas 30 e 31 permanecem fechadas, estando aberta a válvula 27.
2- Com recirculaçâo {looping) : trata-se de recircular a névoa dentro do tanque ou rede de tubulação. Neste caso a saída 34 do tanque é conectada à entrada 26 através do duto 49. Com isso, através do ventilador centrífugo 24, a solução em névoa recircula dentro do tanque. A válvula 27 permanece aberta e as válvulas 30 e 31 fechadas.
Uma vez concluída a desinfecção/sanitização do tanque e tubulações associadas, a sequência do processo irá depender da natureza do produto armazenado, bem como do meio de arrasto da névoa sanitizante. Assim, no caso de ter sido utilizado o ar como meio de arrasto e sendo o produto um suco vegetal NFC, será necessário proceder à eliminação do oxigénio, de acordo com o procedimento flood já mencionado anteriormente .
Quando o produto armazenado não é afetado pelo oxigénio, pode-se proceder imediatamente ao preenchimento do tanque, não sendo, em tal caso, necessário proceder ao procedimento de flood gasoso.
Consequentemente, a invenção fica definida e delimitada pelo conjunto de reivindicações que se segue.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. SISTEMA DE INUNDAÇÃO POR NÉVOA SANITIZANTE EM TANQUES DESTINADOS À ARMAZENAGEM DE LÍQUIDOS EM GERAL caracterizado pelo fato de compreender um equipamento externo (10) dotado de meios geradores de névoa sanitizante (11) , meios de controle (27, 30, 31) do fluxo de gases, sensores in-line (40, 41, 47) e meios de exaustão (24) dos gases do interior do tanque (50), meios de entrada (13, 39) do meio de arrasto da névoa compreendendo gases inertes.
2. SISTEMA de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de ditos meios geradores de névoa sanitizante (11) compreenderem transdutores piezoelétricos (12) .
3. SISTEMA de acordo com a reivindicação 2 caracterizado pelo. fato de dita névoa sanitizante compreender gotas com tamanho máximo de lOpm.
4. SISTEMA de acordo com a reivindicação 2 caracterizado pelo fato de dita névoa sanitizante compreender gotas com tamanho máximo de 5μπ\.
5. SISTEMA de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de dito equipamento externo ser provido de rodízios (35) .
6. PROCESSO DE DESINFECÇÃO DE SUPERFÍCIES INTERNAS EM TANQUES E TUBULAÇÕES ASSÉPTICAS caracterizado pelo fato de compreender a introdução de uma névoa sanitizante com gotas de tamanho máximo de ΙΟμιη simultaneamente com a retirada dos gases contidos no interior dos referidos tanques e tubulações, mantendo uma pressão positiva no interior de ditos tanques e tubulações.
7. PROCESSO de acordo com a reivindicação 6 caracterizado pelo fato das gotas que formam dita névoa sanitizante terem tamanho máximo de 5μηα.
8. PROCESSO de acordo com a reivindicação 6 caracterizado pelo fato de o meio de arrasto de dita névoa sanitizante compreender o ar.
9. PROCESSO de acordo com a reivindicação 6 caracterizado pelo fato de o meio de arrasto de dita névoa sanitizante compreender um gás inerte.
10. PROCESSO de acordo com a reivindicação 9 caracterizado pelo fato de o meio de arrasto de dita névoa sanitizante compreender o nitrogénio.
11. PROCESSO de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10 caracterizado pelo fato de dita névoa ser produzida pela oscilação de transdutores piezoelétricos (12) energizados por um circuito oscilador ultrassônico .
12. PROCESSO de acordo com a reivindicação 6 caracterizado pelo fato de a retirada dos gases contidos no interior do tanque (50), simultaneamente com a introdução de dita névoa sanitizante, ser provida por um ventilador (24) cuja operação é controlada através de um módulo inversor eletrônico de frequência variável (23) comandado por um painel de controle (18).
13. PROCESSO de acordo com a reivindicação 12 caracterizado pelo fato de a pressão no interior de dito tanque (50) ser mantida positiva mediante o controle da vazão de dito ventilador (24) provido pelo módulo inversor eletrônico de frequência variável (23) a partir dos dados providos por um sensor de pressão (44) no interior do tanque.
14. MÉTODO DE INUNDAÇÃO POR NÉVOA SANITIZANTE caracterizado pelo fato de compreender a redução da concentração de oxigénio no interior dos tanques a um valor inferior a 1%.
15. MÉTODO de acordo com a reivindicação 14 caracterizado pelo fato de compreender uma primeira etapa de redução parcial do teor de oxigénio no interior do tanque (50) para cerca de 10% e uma segunda etapa de insuflação de uma névoa sanitizante no interior de dito tanque.
16. MÉTODO de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de dita primeira etapa compreender a introdução de um gás inerte simultaneamente com a exaustão do ar contido no interior de dito tanque efetuada por meio de um ventilador centrífugo (24) com vazão controlada.
17. MÉTODO de acordo com a reivindicação 16 caracterizado pelo fato de dito gás inerte ser o nitrogénio.
18. MÉTODO de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de dita névoa sanitizante compreender gotas de tamanho máximo de ΙΟμπι.
19. MÉTODO de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de dita névoa sanitizante compreender gotas de tamanho máximo de 5μπι.
20. MÉTODO de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de dita segunda etapa de insuflação da névoa sanitizante ser acompanhada pela exaustão do interior do tanque por meio de um ventilador centrífugo (24) cuja saída (33) descarrega na atmosfera.
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