Einphasenreinigung (One-Phase-Cleaning) in der Lebensmittelindustrie

Ausgezeichnet mit dem Anerkennungspreis des NÖ Innovationspreises 2015
 
 

Die BH Einphasenreinigung kann bei sämtlichen Reinigungsprozessen in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden.

Offene Reinigung (Schaumreinigung/Sprühdesinfektion)

CIP Reinigung verloren (Kistenreinigung)

 

Niederdruckreinigung/Offene Reinigung und Desinfektion:

Die Niederduckreinigung ist eine Reinigungsform, in der eine gewünschte Schwemmwirkung durch eine effiziente Düsenbündelung und schonende Druckerhöhung durch Kreiselpumpen genutzt wird. Unerlässlich ist eine kombinierte Anwendung mit chemischen Schaumreinigungsmitteln, welche zur Anlösung, bzw. Emulsion der Oberflächenfette- und eiweiße führen.

Durch diese Reinigungsform können große Flächen, sowie Anlagen und Geräte zur Lebensmittelherstellung schonend gereinigt und desinfiziert werden. Die minimale Aerosolbildung und Feststoffverschleuderung führt zu einer geringen Wiederanschmutzung, so dass auch in sensiblen Bereichen, eine hochwertige Reinigungs- und Desinfektionsleistung möglich ist. Generell kann gesagt werden, dass dadurch Lebensmittel länger gesundheitlich und qualitativ unbedenklich bleiben, je geringer die Ausgangskeimzahl und je niedriger die mikrobielle Kontamination während der Lebensmittelproduktion ist. Die Schaffung einer mikrobiologisch kontrollierten Produktionsumgebung ist somit ein elementarer Teil der Produktionshygiene.

Um Mikroorganismen in der Lebensmittelindustrie sinnvoll fernzuhalten oder wirksam zu bekämpfen, ist es unerlässlich, geeignete Reinigungsmethoden anzuwenden. Eine gute Reinigung zeichnet sich außerdem dadurch aus, dass sie die investierten Werte an Anlagen und Maschinen nachhaltig schont und so zu einer allgemeinen Werterhaltung beiträgt.

Erfahrungsgemäß wird in einem Hauptteil aller Reinigungsanwendungen mit alkalischen Produkten gearbeitet, denn bei den Schmutzarten Fett, Eiweiß sowie Eingebranntes oder Eingetrocknetes, zeigt sich die besondere Leistungsfähigkeit dieser Basis.

Die unvermeidliche Folge von zu intensiven alkalischen Reinigungsprozessen stellen sich wie folgt dar:

  • Materialangriff bei Leicht- und Buntmetallen
  • Wasserhärteausfällungen/Kalkbildung
  • Laugenablagerungen
  • Reinigungsschwächen bei anorganischen Verschmutzungen

Als zusätzliche Notwendigkeit zur alkalischen Schaumreinigung ist die Schimmelbekämpfung ein wesentlicher Teil. Die bleichende und keimreduzierende Wirkung wird gerade in Schlacht- und Zerlegebetrieben als notwendig erachtet.

Um jedoch kompakte Reinigungen durchzuführen, ist das saure Reinigungsintervall notwendig. Über ähnliche bis gleichartige Applikationen werden saure Reinigungsmittel angewandt. Bisher kam dabei vor allem die Phosphorsäure als Basissäure zur Anwendung, da diese folgende Vorteile aufweist:

  • Hohe Wasserhärtestabilisierung
  • Gute Eiweißlösekraft (organische Verschmutzung)
  • Anwenderfreundlichkeit
  • Leichte Abspülbarkeit

Die eingesetzte Phosphorsäure enthält jedoch einen hohen Phosphatanteil. Phosphate sind Salze der Phosphorsäure.

Der traditionelle Reinigungsablauf war oft, unabhängig von Wasserhärte und lokaler Gegebenheiten, dass 4 Arbeitstage alkalisch, oder chloralkalisch gereinigt wurde und um den in diesem Zeitraum aufgebauten Wasserhärte- oder Laugenbelägen, wurde dann am 5. Arbeitstag phosphorsauer gereinigt.

Da man auf den abschließenden Desinfektionsschritt nicht verzichten durfte, wurden quartäre Ammoniumverbindungen dafür eingesetzt.

Aus einer derartigen Reinigungs- und Desinfektionsplanung ergibt sich nun folgende Organisation:

Montag – Donnerstag     alkalischer/chloralkalischer Schaumreiniger

Freitag                            phosphorsaurer Schaumreiniger

Montag bis Freitag         Desinfektion mit einer QAV

In vielen Fällen wird jedoch auf die Folgedesinfektion an den chloralkalischen Reinigungstagen verzichtet, da man ja mit einer keimreduzierenden Wirkung des „kombinierten“ Reinigungsmittels rechnet.

Das Resultat dieser Reinigungsorganisation ist ein Wechselspiel von unterschiedlichsten Oberflächenbeschaffenheiten, welches stabile und nachvollziehbare Reinigungsergebnisse nach einem gewissen Zeitraum von einigen Jahren nicht mehr zulässt.

Die Folge sind unerklärliches Auftreten von unerwünschten Mikroorganismen (z. B.: Listerien), sowie Metall – und Kunststoffkorrosion.

Der wirtschaftliche Schaden ist erst zeitverzögert zu erkennen, jedoch langfristig als gravierend einzustufen. Unabhängig von den indirekten Folgeschäden einer unzureichenden Reinigung und Desinfektion ist diese Reinigungsform zu kostenintensiv.

Durch die Notwendigkeit des Einsatzes von drei Produkten, welche noch dazu an unterschiedlichen Lagerorten eingelagert werden müssen, entsteht eine große Verwechslungsgefahr für die Bediener.

  • Hohe Lagerkosten durch diese Produktvielfalt
  • Verwechslungsgefahr
  • Personalgefährdung durch chemische Reaktion bei Vermischen
  • Kristallisation an den Schauminjektoren durch Produktwechsel
  • Hoher Manipulationsaufwand der unterschiedlichen Komponenten
  • Instabile Reinigungsergebnisse • Mikrobiologischer „Gewöhnungseffekt“/Resistenzen
  • Zusätzlicher Phosphateintrag ins Abwasser
  • Materialschädigungen
  • Hoher Manipulationsaufwand
  • Zeitintensivstes Reinigungsverfahren
  • Wasserintensivstes Reinigungsverfahren
  • Chemische Rückstandsproblematik

Bislang gab im Bereich der Schaumreinigung- und Desinfektion keine wie immer geartete Alternative.

Einerseits, den Weg, phosphathaltige Reinigungsmittel zu minimieren bzw. ganz zu ersetzen, setzte eine gewissenhafte Auswahl der zur Verfügung stehenden Grundkomponenten voraus.

Gerade bei anorganischen Säuren wie zum Beispiel Schwefel- oder Salzsäure sind die ungenügende Reinigungswirkung, sowie die hohe Korrosionsfähigkeit zu bedenken.

Für den Einsatz von anorganischen Säuren sprechen die gute biologische Abbaubarkeit und die Phosphatfreiheit, jedoch sind diese Rohstoffe gerade bei Reinigungsanwendungen nicht sehr leistungsfähig aber hochpreisig. Viele dieser Säuren konnten auch nur in geschlossenen Reinigungssystemen eingesetzt werden. Die unerträgliche Geruchsbelästigung einiger dieser Säuren verhinderte bislang einen offenen Einsatz.

Durch die Entwicklung intelligenter Tensidkombinationen konnte die Peressigsäure als Grundstoff erstmals in einer offenen Schaumanwendung getestet werden und das Produkt Perfoam 23 konnte so entstehen.

Die Leistungsfähigkeit dieser Entwicklung ermöglicht den Einsatz im Rahmen einer einphasigen Schaumreinigung.

Wie sieht nun der Reinigungsablauf bei der Einphasenreinigung aus:

  • Grobreinigung – Entfernen grober Verschmutzungen (Kehren/Wischen)
  • Vorreinigung – Abspülen von Maschinen und Teilen mit Trinkwasser aus dem Niederdruckreinigungssystem
  • Hauptreinigung – Schäumendes Reinigungsmittel (z. B.: chloralkalisch)
  • Einwirkzeit entsprechend produktspezifischer Vorgaben
  • Abspülen von Maschinen und Teilen mit Trinkwasser aus dem Niederdruckreinigungssystem
  • Desinfizieren – Perfoam 23
  • Einwirkzeit entsprechend produktspezifischer Vorgaben
  •  Nachspülen nur an produktberührten Oberflächen!

 

Die Schaumproduktion erfolgt über Wasser aus der Druckwasserversorgung, automatischen Zudosierung von dem jeweiligen Reinigungs- oder Desinfektionsmittel und dem Einblasen von Druckluft. Der jeweilige Betriebszustand (Spülen, Schäumen, Desinfizieren) wird über diese Stationen eingestellt und über die dort befindlichen Schläuche und Niederdruckventile appliziert. Die Chemikalien welche mit den Schaumgeräten mitgeführt werden, sollten entnahmegesichert sein, da sie nur von dafür berechtigten Personen befüllt werden können.

Es erfolgt die Grobreinigung des Reinigungsbereiches mittels Besen, Bürsten und Wischer im trockenen Zustand, wobei es gilt, die lose organische Verschmutzung in separate Behälter zu entsorgen und somit den Großteil des organischen Schmutzes, nicht in das Abwasser einzuleiten.

Nach der Grobreinigung wird über den jeweiligen Satelliten eine Vorreinigung des gewünschten Bereiches mittels Trinkwasser durchgeführt.

Danach erfolgt das Einschäumen mit einem Gemisch aus Wasser, Druckluft und alkalischem Reinigungsmittel in sehr niedrigen Konzentrationen von zirka 2% auf die Wassermenge. Es muss eine Einwirkzeit von etwa 10 – 15 Minuten eingehalten werden, um eine nachhaltige Anlösung aller Verschmutzungen zu gewährleisten.

Nach dieser Einwirkzeit werden alle Maschinen, Wände und Teile von oben nach unten mit Trinkwasser abgespült.

Es folgt anschließend der Desinfektionsvorgang – dieser wird mit Perfoam 23 durchgeführt und erfolgt nach demselben Schema wie das Einschäumen, jedoch wird hierbei mit einer nochmals verringerten Einsatzkonzentration von 1% auf die Wassermenge gearbeitet. Nach einer neuerlichen Einwirkzeit von 15 Minuten werden im Anschluss alle produktberührten Oberflächen mit Trinkwasser abgespült, bis ein pH-Wert neutraler Zustand an den jeweiligen Oberflächen eintritt.

Bei Einhaltung der vorgeschriebenen Lagerbedingungen, geht von den diesen Chemikalien keine Gefahr durch Bildung gefährlicher Gase aus. Im Falle einer Vermischung von Perfoam 23 mit einem chloralkalischen Produkt, erfolgt eine unmittelbare chemische Reaktion des Chlors mit dem in Perfoam 23 enthaltenen Wasserstoffperoxid. Dies hat eine sofortige Zerstörung beider Komponenten zur Folge und eine spürbar gasbildende Reaktion mit der Säurekomponente ist nicht mehr möglich. Es wird daher ein Höchstmaß an Personalsicherheit gewährleistet.

Bei den Reinigungsarbeiten in Industriebetrieben mit einem chloralkalischen Reinigungsmittel in Kombination mit Perfoam 23, ergeben sich folgende Rechnungen. SRA CL (chloralkalisches Schaumreinigungsmittel) Konzentration 2% =~12pH, Temperaturabkühlung durch Drucklufteintrag. Die behandelten Flächen (Geräte, Wände, Böden) sind, bedingt durch die übliche Raumtemperatur (12°C), kalt, so dass es zu einem dahingehenden Temperaturausgleich kommt. Verweilzeit etwa 15 Minuten. Danach erfolgt die Desinfektion der Objekte mittels Perfoam 23. Konzentration 1%=~2,7pH, Temperaturabkühlung durch Drucklufteintrag. Die behandelten Flächen (Geräte, Wände, Böden) sind, bedingt durch die übliche Raumtemperatur (12°C) kalt, so dass es zu einem dahingehenden Temperaturausgleich kommt. Bei einem entsprechenden Frischwasserverbrauch, was den gleichzeitigen Einsatz von mindestens 5 Reinigungssatelliten voraussetzt, kommt es weitestgehend zur Neutralisation des Abwassers und einem pH-Wert der im Bereich von 7,5 – 8,0 pH liegen wird. Die weiteren Einsparungen ergeben sich durch nicht vorhandene pH-Wert Spitzen des Abwassers aus der Schaumreinigung, sowie den in Folge geringeren Kostendruck im Bereich der Abwasserklärung.

Durchschnittliche Verbräuche und Einbringmengen:

 

Die angegebenen Mengen beziehen sich auf „Eine Niederdruckreinigungsstunde“ pro Person.

Traditionelles Verfahren:

Chloralkalische Schaumreinigung/Phosphorsaure Schaumreinigung (4/1) QAV Desinfektion

  • Wasserverbrauch:               662 Liter
  • Schaumreinigungsmittel:    1,84 kg
  • Desinfektionsmittel:            0,42 kg
  • Druckluft:                            1000 Liter
  • Phosphat:                           36,5g (chloralkalischer Schaumreiniger)
  •                                            427g (phosphorsaurer Schaumreiniger)
  • AOX:                                  Bildung in Kombination mit organischer Durchmischung gegeben.

BH Verfahren 1:

Phosphatarme chloralkalkalische Schaumreinigung, peressigsaure Desinfektion

Wasserverbrauch:              379 Liter

  • Schaumreinigungsmittel:    1,84 kg
  • Desinfektionsmittel:            0,42 kg
  • Druckluft:                            1000 Liter
  • Phosphat:                           4,3g (chloralkalkalischer Schaumreiniger)
  •                                            < 1g (peressigsaures Desinfektionsmittel)
  • AOX:                                   Bildung in Kombination mit organischer Durchmischung gegeben.

BH Verfahren 2:

Alkalische Schaumreinigung, peressigsaure Desinfektion

  • Wasserverbrauch:               520 Liter
  • Schaumreinigungsmittel:     1,84 kg
  • Desinfektionsmittel:             0,42 kg
  • Druckluft:                             1000 Liter
  • Phosphat:                            < 1g (alkalischer Schaumreiniger)
  •                                             < 1g (peressigsaures Desinfektionsmittel)
  • AOX:                                    Keine Einbringung

Die angegeben Werte stellen errechnete Werte dar und können aufgrund der möglichen individuellen Anwendung und des unterschiedlichen Verstellgrades, Abweichungen aufweisen.