Derouging del acero inoxidable sin el uso de agentes agresivos

En la industria alimentaria y farmacéutica es habitual que muchos sistemas estén fabricados en acero inoxidable. De hecho, el acero se comporta de forma pasiva ante muchos agentes, pero no es completamente inerte; incluso la capa pasiva de una superficie de acero inoxidable ‘envejece’. Forma una capa de color óxido, denominada rouging. Confiere al material un aspecto que no resulta atractivo y en términos de seguridad de los procesos es inaceptable, puesto que libera partículas extrañas. La única solución es limpiar de forma intensiva la superficie del material utilizando productos químicos que eliminen la capa con el alto contenido de óxido y, posteriormente, crear una nueva capa pasiva con óxido de cromo. Antes, empresas especializadas eliminaban esta capa de óxido de hierro utilizando potentes soluciones limpiadoras ácidas. Ahora se ha desarrollado un nuevo concepto que utiliza una solución limpiadora de pH neutro que ofrece resultados óptimos y que puede ser implementada por el usuario mismo, siempre y cuando siga las instrucciones de uso.

En términos químicos, el acero inoxidable es una aleación basada en hierro con un mínimo de un 11% de cromo. Para evitar que el material se vea afectado por las condiciones ambientales, en la superficie se crea una capa protectora ultrafina con un alto contenido de óxido de cromo. Con el uso diario, esta fina capa protectora se ve constantemente expuesta a una variedad de influencias, especialmente en el sector de la producción farmacéutica estéril. El cromo va disminuyendo y la capa remanente, con un alto contenido de hierro, adopta un color oxidado a causa del óxido de hierro. El único remedio que existía antes era utilizar potentes agentes limpiadores ácidos (como por ejemplo mezclas de ácido fosfórico/sulfúrico con un contenido parcial en ácido >30%) con aditivos agresivos. La solución remanente debía eliminarse como residuo peligroso. Ahora, Ateco Services AG Rheinfelden ofrece un procedimiento químico que no utiliza productos químicos agresivos y que puede devolver las piezas de sistemas o los contenedores, incluso los más afectados por la oxidación, a un estado prácticamente equiparable a los nuevos.

Limpieza suave pero exhaustiva

No siempre hace falta utilizar la artillería pesada para conseguir los mejores resultados. La química, en particular, es un excelente ejemplo de ello. Los procedimientos de producción modernos prescinden cada vez más del uso de sustancias peligrosas de naturaleza cáustica, ácida o similar. Los catalizadores en forma de agentes quelantes aceleran las reacciones y a menudo permiten conseguir mejores resultados mediante una reacción dirigida. Ahora este procedimiento se ha transferido al derouging. El nuevo procedimiento se basa en dos pasos que utilizan distintas fórmulas químicas.

Los reactivos se suministran concentrados y se diluyen in situ con agua purificada. Durante el proceso, la concentración de solución lista para usar puede ajustarse, variando la cantidad de concentrado añadida conforme al grado de rouge presente. Esto reduce los costes y contribuye a preservar el medio ambiente. Las soluciones de derouging y pasivación se pueden utilizar en procedimientos de inmersión e inundación y también en procesos de pulverización. Esto significa que, aparte de las aplicaciones conocidas de limpieza de sistemas de tuberías, también se pueden limpiar sin esfuerzo autoclaves (figura 1), depósitos de lotes, producción y almacenamiento (figura 2) o incluso sistemas de liofilización (figura 3). Frank Zimmermann, director adjunto de una planta de producción farmacéutica, declaró: “Utilizamos una variedad de sistemas diferentes de acero inoxidable en nuestra producción, como lazos WFI (agua para inyectables), sistemas de distribución de vapor limpio, autoclaves y máquinas de lavado. Hemos firmado un contrato de mantenimiento con Ateco, que nos ayuda a mantener nuestros sistemas en un estado óptimo y a cumplir la normativa sanitaria relevante, relativa a las superficies de acero inoxidable. El nuevo procedimiento de pH neutro que se ha utilizado aquí nos aporta resultados de primera clase”.

Los envases de concentrado sin abrir pueden almacenarse durante un periodo prolongado, de forma que el tratamiento de derouging puede llevarse a cabo sin demora cuando es necesario, sin tener que contratar a empresas externas. Los procedimientos operativos y las producciones continuadas no se ven afectados.

En la práctica

Los envases de concentrado de derouging se pueden conservar sin abrir hasta dos años. En función del tamaño del depósito y la cantidad de suciedad, la concentración se mezcla bien en el sistema a tratar, utilizando agua desmineralizada a una temperatura de entre 75°C y 85°C. Hay dos sets de envases disponibles con el concentrado Diruneutra adecuado: para una solución de derouging de 250 litros o 1.000 litros. Normalmente un set estándar es suficiente para producir la cantidad apropiada de solución lista para usar. Si fuera necesario, la concentración puede incrementarse hasta cuatro veces su cantidad. Si el depósito a limpiar se trata utilizando el método de pulverización, por ejemplo, mediante un sistema CIP, deberá inertizarse con nitrógeno hasta llegar a un contenido residual de oxígeno de menos del 0,5% antes de añadir el polvo activador. A continuación, la solución puede moverse por el sistema utilizando bolas de limpieza, bombas de circulación o agitadores. Sólo se limpian las piezas del sistema en contacto con la solución.

El proceso de derouging tarda entre 30 y 240 minutos, en función de la temperatura y del grosor de la capa que se deba eliminar. La reacción se puede examinar realizando pruebas periódicas. Una vez ha finalizado el tiempo de exposición o tras un resultado positivo de la prueba de actividad, se añade la cantidad prescrita de Diruclean NS y se mezcla con la solución de pH neutro. Con este método ya no se necesita la neutralización. Al cabo de unos 45 minutos de rotación o circulación, la solución residual de pH neutro puede vaciarse en el sistema de agua residual de la empresa. A continuación, las superficies de los depósitos o los sistemas de tuberías deben enjuagarse durante cinco minutos con agua corriente fría o caliente. La superficie de acero inoxidable subsiguiente, de metal expuesto, aún precisa la renovación controlada de la capa pasiva rica en óxido de cromo.

Para ello, el sistema se debe llenar con agua desmineralizada fría (< 30°C) y se debe añadir el concentrado Dirupass NB en la cantidad prescrita (3,5%). No se precisa ninguna neutralización. Todas las superficies a pasivar deben estar en contacto continuo con la solución durante un mínimo de 45 minutos. La solución de pH neutro también se vacía en el sistema de aguas residuales; el sistema se enjuaga con agua corriente durante cinco minutos. Se realiza un último test para medir la conductividad. El procedimiento acaba cuando la diferencia entre la conductividad de entrada y de salida del agua de aclarado es de menos de 1,0 µS/cm.

El nuevo procedimiento de derouging con Diruneutra ofrece varias ventajas al usuario: en primer lugar, no se utilizan productos químicos agresivos sujetos a una normativa legal específica respecto a su eliminación; en segundo lugar, los concentrados se pueden obtener con antelación para utilizarlos de forma específica según sea necesario. Es decir, se puede utilizar de forma selectiva cuando se realiza una pausa en la producción, sin necesidad de alterar los calendarios. Dado que es posible realizar el trabajo uno mismo y los costes de eliminación son considerablemente más bajos, este nuevo procedimiento permite ahorrar dinero.