Warum die Reinigung von Industrieanlagen zum Kostenfaktor wird – und wo CIP-Systeme noch Potenzial haben

Damit Produkte sicher und in gleichbleibender Qualität die Fabrik verlassen, müssen Rohrleitungen, Tanks und Produktionsanlagen regelmäßig gereinigt werden. Das klingt nach einem technischen Randthema, ist es aber nicht: Wasser, Chemie, Energie und Stillstandszeiten für die Reinigung schlagen sich direkt in den Betriebskosten nieder – und zunehmend auch in der Nachhaltigkeitsbilanz von Industriebetrieben.

Warum Reinigung in der Industrie so aufwendig ist

Ob Wärmetauscher, Produktleitungen oder ganze Prozessanlagen: Überall dort, wo Flüssigkeiten oder Produkte durch geschlossene Systeme fließen, bilden sich Rückstände, Beläge oder Biofilme. Werden sie nicht zuverlässig entfernt, drohen Qualitätsprobleme, Hygienerisiken und im schlimmsten Fall Produktionsausfälle. Die Folge ist ein Reinigungsaufwand, der Wasser, Reinigungsmittel, Energie für die Erwärmung von Medien und wertvolle Produktionszeit bindet.

CIP-Reinigung als Industriestandard

Besonders in der Lebensmittel-, Getränke-, Pharma- und Chemieindustrie hat sich dafür ein automatisiertes Verfahren durchgesetzt: die CIP Reinigung, kurz für Clean-in-Place. Dabei werden Rohrleitungen, Tanks und Komponenten gereinigt, ohne dass die Anlage demontiert werden muss. Definierte Reinigungsmedien durchlaufen das geschlossene System in mehreren Phasen, üblicherweise in dieser Reihenfolge: Vorspülung mit Wasser, alkalische Reinigung, Zwischenspülung, saure Reinigung und abschließende Endspülung.

Wie gut dieser Ablauf am Ende wirklich reinigt, hängt von vier Faktoren ab, die in der Verfahrenstechnik häufig als Sinnerscher Kreis bezeichnet werden:

• Mechanik: Strömung und Schubspannung an den Rohrwänden lösen Ablagerungen.
• Chemie: Laugen, Säuren oder Enzyme zersetzen organische und mineralische Rückstände.
• Temperatur: Wärme beschleunigt chemische Reaktionen und erhöht die Löslichkeit von Verschmutzungen.
• Zeit: Reicht die Wirkung der anderen drei Faktoren nicht aus, wird meist die Reinigungsdauer verlängert.

In der Praxis zeigt sich, dass diese vier Faktoren unterschiedlich stark ausgereizt wurden: Steuerungstechnik und Chemie wurden in den vergangenen Jahren spürbar weiterentwickelt, die mechanische Reinigung in der Wasserphase dagegen kaum.

Der unterschätzte Hebel: mechanische Reinigung

Eine im Journal of Food Engineering veröffentlichte Studie aus dem Jahr 2018 liefert dafür einen Hinweis: Selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit in der Vorspülung massiv erhöht wird – von einer Reynolds-Zahl von rund 20.000 auf 100.000 –, steigt die Reinigungsleistung nur um etwa zehn Prozentpunkte. Auch höhere Temperaturen bringen der Studie zufolge in der Vorspülung ab etwa 45 Grad kaum noch zusätzlichen Effekt. Wenn weder mehr Strömung noch mehr Wärme deutlich mehr Wirkung erzielen, bleibt vielen Betrieben in der Praxis oft nur, die Reinigungszeit zu verlängern – mit entsprechend höherem Wasser- und Energiebedarf.

Impulsspülung als Beispiel für neue Ansätze

An genau diesem Punkt setzt das patentierte Comprex-Verfahren des Herstellers Comprex an. Statt kontinuierlicher Wasserströmung nutzt die Technologie gezielte Luft-Wasser-Impulse, die Wasserblöcke beschleunigen und dadurch lokale Wandschubspannungen erzeugen, die höher liegen als bei klassischer Durchströmung. Produktrückstände werden so bereits mechanisch stärker gelöst, bevor die Chemie überhaupt zum Einsatz kommt – wodurch sich in der Praxis Chemikalienbedarf und Zykluszeit reduzieren lassen.

Nach Angaben des Herstellers lassen sich CIP-Anlagen ohne größeren Umbau nachrüsten, da die stationären Einheiten in bestehende Steuerungsinfrastrukturen eingebunden werden. In Praxisanwendungen wurden dabei je nach Anlage bis zu 50 Prozent kürzere Reinigungszyklen und bis zu 90 Prozent weniger Wasserverbrauch erreicht; eine CIP-spezifische Validierungsstudie mit dem Fraunhofer-Institut läuft aktuell noch, Ergebnisse werden für Mitte 2026 erwartet. Auch aus der Anwenderpraxis gibt es entsprechende Rückmeldungen: Ein Projektverantwortlicher für Reinigungstechnologien bei Beiersdorf berichtete nach Testreihen im Technikum des Herstellers in Landau von bis zu 60 Prozent Zeitersparnis und bis zu 90 Prozent geringerem Wasserverbrauch – Werte aus konkreten Testpipelines, keine pauschale Garantie für jede Anwendung.

Fazit: Reinigungstechnik entwickelt sich weiter

Steuerung, Chemieeinsatz und teilweise auch die Rückgewinnung von Reinigungsmedien wurden in CIP-Prozessen bereits deutlich effizienter. Die mechanische Reinigung in der Wasserphase gilt dagegen vielerorts noch als klassischer Engpass mit physikalischen Grenzen. Ansätze wie impulsbasierte Spülverfahren zeigen, dass genau hier noch spürbares Potenzial liegt – für kürzere Stillstandszeiten, geringeren Ressourcenverbrauch und eine insgesamt wirtschaftlichere Produktion.