En una industria higiénica, como el caso de alimenticia, farmacéutica y cosmética la limpieza sistemática de las instalaciones se debe considerar como parte integrante de la producción y no como una opción.
El concepto de limpieza de una instalación sin desmontar ningún equipo ni tubería se denomina limpieza CIP “Cleaning In Place”, que se puede traducir por “Limpieza In Situ”.

Un adecuado plan de limpieza CIP nos brinda las siguientes ventajas:

- Reutilización de soluciones de limpieza
- Repetitibilidad de los parámetros de limpieza
- Control automático de todos los ciclos de limpieza
- Simultaneidad de limpieza
- Resultado óptimo medido
- Seguridad total

La limpieza se lleva a cabo mediante la circulación de agua y agentes químicos a una determinada temperatura a través del equipo o cañería que se encuentran sucios. Su acción física, química y bacteriológica elimina la suciedad y los microorganismos de las superficies. El proceso de limpieza comprende generalmente tres etapas:

- Enjuague inicial con agua
- Limpieza con agente químico en recirculación
- Enjuague final o sanitización

Para eliminar elementos potencialmente contaminantes no basta con aplicar métodos de limpieza convencionales, por el contrario, se necesita implementar un sistema capaz de vencer las fuerzas de unión tanto entre las impurezas y las superficies impregnadas como la de las sustancias entre sí.
La efectividad de la limpieza viene determinada por cuatro factores significativos:

- Tiempo de duración del ciclo de limpieza
- Agente de limpieza, productos químicos o combinación de ellos y la concentración de sus soluciones
- Temperatura elevada, proporcionando limpiezas más rápidas
- Velocidad, caudal, efecto mecánico de la solución de limpieza a través de la cañería o equipo a limpiar

Un correcto estudio de la ingeniería de diseño permite evaluar el tipo de sistema y diseñar la combinación apropiada de los factores arriba mencionados. Es totalmente necesario que las soluciones de limpieza pasen por toda la superficie de los equipos de la instalación que están en contacto con el producto, y por tanto, no deben existir recovecos ni cuellos que resulten inaccesibles.

La función de la unidad de limpieza CIP es la de preparar soluciones de limpieza en la concentración y temperatura adecuadas, y programar los distintos ciclos necesarios para la limpieza de todos los elementos de la planta controlando variables como temperatura, caudal y/o presión. Además, debe funcionar de una manera ordenada, minimizando el consumo energético y con versatilidad en los programas de limpieza. Un sistema automático que se encarga de la preparación y limpieza de toda la instalación controlando los parámetros de limpieza es fundamental para lograr mantener todos los equipos en condiciones limpias y preparadas para cada etapa de producción.

Limpieza de cañerías, tuberías o sistemas cerrados

Gran parte de los sistemas industriales de producción incorporan cañerías, tuberías o sistemas cerrados por donde circulan alimentos o ingredientes. Para lograr una limpieza efectiva se hace circular solución de limpieza por los equipos e instalaciones durante un tiempo determinado y con un caudal turbulento. Esta turbulencia sólo asegura la efectividad de la limpieza si presenta el llamado número de Reynolds en una franja de valores adecuada.
De las experiencias de Osborn-Reynolds el reparto de velocidades en una tubería es función de:

D = diámetro de tubería
Q = caudal
µ = viscosidad dinámica
ρ = densidad del fluido

Estas cuatro variables definen un número adimensional, el número de Reynolds:
Re = 4/π · Q ρ / µ D


Por tanto, los fluidos utilizados para las operaciones de limpieza deben circular en régimen turbulento. El óptimo resultado es logrado alcanzando velocidades en tubería de 1,5 a 3,0 m/s. En la Tabla 2 se muestran las condiciones de limpieza para distintos diámetros de tuberías.

Para alcanzar la limpieza deseada en sistemas de tuberías se deben seguir algunas indicaciones de interés:

- Diámetros constantes en tuberías y uniones
- Sin puntos muertos
- Velocidad del fluido uniforme
- Las tuberías deben ser capaces de drenar su contenido por gravedad (pendiente hacia drenaje)
- Prevención de resquicios

También es importante que la instalación esté realizada de manera adecuada. A continuación, algunos ejemplos de conexiones sanitarias comúnmente usadas:

- Unión Tri-Clamp
- Unión DIN (unión doble) y otras uniones con rosca sanitaria (SMS, DS)
- Unión con bridas higiénicas
- Unión soldada

Es esencial que las soldaduras se realicen con equipos apropiados y por operadores experimentados. Normalmente, se emplean máquinas de soldadura automática u orbital. La soldadura es en atmósfera de gas inerte sin aportación de material TIG. Este tipo de soldadura ha resultado ser igual o superior a cualquier otro tipo de unión de tubería, teniendo condiciones sanitarias perfectas al no utilizar juntas como las demás uniones.

Se debe estudiar detenidamente la colocación de los accesorios de tuberías como tees, reducciones de diámetro, etc., de forma que no queden cuellos u otras zonas de difícil limpieza.

Limpieza de tanques y recipientes

Para su limpieza se instalan una o más bochas de limpieza, según la geometría y los dispositivos internos del tanque.
En los diseños de las instalaciones se emplean sistemas de alta seguridad que evitan que al limpiar un tanque, haya posibilidad de contaminación de solución de limpieza a otros tanques con producto almacenado.

Actualmente existe una variedad muy amplia de dispositivos de limpieza y se distinguen los siguientes tipos:

Limpieza estática con bochas de limpieza (sprayballs)
Estos son los dispositivos más comunes y se utilizan para la limpieza de tanques y recipientes de productos sencillos de remover. Se caracterizan por su sencillez de instalación, bajo costo y mantenimiento prácticamente nulo. Las bochas contienen orificios de cierto diámetro uniformemente distribuidos en toda la esfera.

- Presión de trabajo: hasta 2,5 bar
- Diámetro de alcance: hasta 8 metros
- Caudal: hasta 67 m3/h

Limpieza rotativa
Los dispositivos rotativos tienen una construcción más compleja ya que contienen rodamientos hidrodinámicos que permiten que el dispositivo gire con la propia presión del fluido de limpieza. En este caso, el cabezal rociador no tiene perforaciones pequeñas alrededor sino que todo el líquido disponible se proyecta a través de una, dos o tres toberas de chorro. La gran ventaja de estos modernos dispositivos es una limpieza más eficiente con mayor presión y menor caudal eliminando casi cualquier tipo de suciedad.

- Presión de trabajo: hasta 20 bar
- Diámetro de alcance: hasta 10 metros
- Caudal: hasta 29 m3/h

Limpieza orbital
Estos equipos se utilizan ya sea para eliminar suciedad compleja y difícil de remover, como también para limpieza de tanques de grandes diámetros. Los dispositivos giran en dos direcciones y poseen boquillas que direccionan el chorro de líquido, generando un gran efecto de limpieza mecánico. Estos dispositivos utilizan relativamente poco caudal y alcanzan grandes diámetros de limpieza.

- Presión de trabajo: hasta 90 bar
- Diámetro de alcance: hasta 27 metros
- Caudal: hasta 34 m3/h