In der Lebensmittelindustrie ist ein wichtiger Aspekt des Herstellungsprozesses die Reinigung und Desinfektion der Prozessausrüstung. Dies ist aufgrund der jüngsten Vorfälle mit lebensmittelbedingten Krankheiten zu einem zunehmend sichtbaren Aspekt der Lebensmittelverarbeitung geworden. Der Reinigungsprozess in der Lebensmittelindustrie umfasst das Entfernen von Lebensmittel- oder Getränkeböden von den Oberflächen vor dem Desinfektionsprozess. Wenn die Oberflächen nicht ordnungsgemäß gereinigt werden, ist die Desinfektion nicht wirksam.

Verschiedene Faktoren beeinflussen den Reinigungsprozess: Je länger eine Reinigungslösung mit dem Gerät in Kontakt bleibt, desto mehr Material wird entfernt. Temperatur, die meisten Lebensmittelmaterialien werden leichter löslich, wenn die Temperatur erhöht wird. Die chemischen Konzentrationen von Reinigungsmitteln werden normalerweise mit zunehmender Zeit und Temperatur verringert. Mechanische Kraft hilft beim Entfernen von Schmutz und kann die Anforderungen an Zeit, Temperatur und Konzentration reduzieren.

Clean in Place (CIP) -Systeme reinigen die Innenflächen von Tanks und Rohren, indem sie die Reinigungs- / Desinfektionslösung durch das System zirkulieren lassen. Diese Methode macht die Demontage der Geräte überflüssig. Weitere Vorteile der CIP-Methode sind, dass der Prozess automatisiert werden kann und die Mitarbeiter nicht direkt den Reinigungsmitteln ausgesetzt sind. Clean Out of Place (COP) erfordert die Demontage der Ausrüstung und die Platzierung der Ausrüstung ist ein Tank mit einer zirkulierenden Reinigungslösung. Mechanische Systeme können so einfach sein wie ein Arbeiter mit einer Bürste und einer Reinigungslösung, um die Ausrüstung zu schrubben. Dieser Artikel konzentriert sich auf den KVP-Prozess.

Der CIP-Prozess zum Reinigen von Lebensmittelgeräten umfasst normalerweise die folgenden Schritte: Vorspülen, Reinigen, Spülen, Säurespülen und Desinfizieren. Die Art der verwendeten Chemikalien und der genaue Prozess hängen von den Eigenschaften der Lebensmittelböden, der nach dem Prozess typischen Bodenmenge und der Art der Oberfläche ab. Es ist zu beachten, dass diese Prozesse häufig große Wassermengen beinhalten. Der Hauptaspekt des in diesem Papier behandelten Prozesses ist die Hygiene, dh die Reduzierung von Mikroorganismen auf Werte, die als sicher für die öffentliche Gesundheit gelten.

Es werden zwei Methoden angewendet, die thermische oder chemische Desinfektion. Bei chemischen Desinfektionsmitteln sind Zeit, Konzentration und Temperatur die kritischsten Faktoren. Chemische Desinfektionsmittel werden manchmal durch den pH-Wert und die Wasserqualität beeinflusst. Die Anwendung der chemischen Desinfektion hängt auch von den spezifischen Organismen ab, auf die abgezielt wird, da verschiedene Organismen unterschiedlich auf verschiedene chemische Wirkstoffe und Konzentrationen reagieren. Typische verwendete Mittel umfassen Chemikalien auf Chlorbasis, Jod, quaternäre Ammoniumverbindungen, säureanionische Desinfektionsmittel, Fettsäuresinfektionsmittel, Verbindungen vom Peroxidtyp (z. B. PAA) und Ozon.

Die chemische Desinfektion in einem CIP-System dauert nur 10 bis 30 Minuten und verwendet kaltes Wasser gegenüber heißem Wasser zur thermischen Desinfektion. Der thermische Prozess kann bis zu 60 Minuten dauern. Der Vorteil der chemischen Desinfektion gegenüber dem thermischen Desinfektionsprozess besteht darin, dass die Energiekosten gesenkt und die Zykluszeiten verkürzt werden.

In Bezug auf Ozon im Vergleich zu anderen Desinfektionschemikalien ist Ozon ein Breitband-Biozid, das gegen praktisch alle Krankheitserreger wirkt, die in Umgebungen der Lebensmittelverarbeitung vorkommen. Ozon wirkt im Allgemeinen schneller als andere Wirkstoffe, was kürzere Zykluszeiten oder niedrigere Dosierungen bedeutet. Die Wirkgeschwindigkeit kann als Konzentrationsprodukt des Desinfektionsmittels (C) multipliziert mit der Expositionszeit bei dieser Konzentration (t) gemessen werden, um eine gewisse Verringerung eines bestimmten Mikroorganismus zu erreichen. Dies ist als Ct bekannt. Ein schneller wirkendes Mittel hat einen niedrigeren Ct. Dies bedeutet, dass weniger Mittel benötigt wird oder die Expositionszeit verkürzt werden kann.

Der Ozon-Ct-Wert (1,9) für eine 99,9% ige Reduktion von Giardia lamblia (3 log Reduktion) ist signifikant besser als Chlor (122), Chloramin (2.200) und Chlordioxid (26). Ozons Ct (1.2) ist auch für eine 99,99% ige Reduktion des Virus (4 log Reduktion gegenüber den gleichen Verbindungen Chlor (8), Chloramin (1.988) und Chlordioxid (33) überlegen.

Wie die Daten zeigen, sind die Ct-Werte für Ozon 6- bis 1000-mal besser als bei alternativen Desinfektionsmitteln. Im Gegensatz zu anderen Desinfektionsmitteln wird Ozon durch den pH-Wert nicht wesentlich beeinflusst. Chlor wird mit zunehmendem pH-Wert der Lösung viel weniger wirksam. Die FDA erkennt Ozon auch als indirekten Lebensmittelzusatzstoff an. Da es in wässriger Lösung nur von kurzer Dauer ist und eine Halbwertszeit von höchstens 20 Minuten hat, löst es sich schnell auf der Geräteoberfläche auf, wodurch potenzielle Probleme bei seiner Verwendung weiter verringert werden.

Ozon wird kommerziell zum Waschen von Obst, Gemüse und Fisch verwendet. Es wird auch zur Begasung von Getreide und Pilzen verwendet. Zahlreiche Studien werden durchgeführt, um die Anwendung auf Nüsse, Fleisch und Eier auszudehnen. Die Verwendung von Ozon erzeugt auch keine giftigen Nebenprodukte und hinterlässt keine Rückstände im verbrauchten Waschwasser. Dies liegt daran, dass Ozon nach Gebrauch zu Sauerstoff zerfällt. Chemikalien auf Chlorbasis können chlorierte organische Verbindungen wie Trihalogenmethane oder Halogenessigsäuren bilden. Beide Gruppen wurden als mögliche Karzinogene reguliert. Da Ozon keine Nebenprodukte bildet und sein Abbauprodukt Sauerstoff ist, ist möglicherweise keine abschließende Spülung erforderlich, wodurch der gesamte Wasserverbrauch im Prozess verringert wird.

Ein weiterer wichtiger Vorteil von Ozon ist, dass es vor Ort erzeugt wird. Es wird nur so viel Ozon wie nötig produziert. Es besteht also keine Notwendigkeit, chemische Biozide zu kaufen oder zu lagern. Da die Maschinen mit Verriegelungen zu Umgebungsozonmonitoren ausgestattet sind, führen Ozonlecks außerdem zu einem Abschalten der Maschine, bevor die Werte die bedenklichen Konzentrationen erreichen. Die US-Arbeitsschutzbehörde legt einen Grenzwert von 0,1 ppm Ozon für eine Exposition von 40 Stunden pro Woche und 50 Wochen pro Jahr fest. Monitore können diesen Pegel erkennen und die Maschinen herunterfahren. Der Prozess ist also von Natur aus sicher.

Die Kombination von Ozon mit dem CIP-Prozess ermöglicht einen hohen Grad an Automatisierung und Qualitätskontrolle im Desinfektionsschritt des Prozesses. Ozongeneratoren können als Teil eines integrierten Ozonwasseraufbereitungssystems stimuliert werden, um genau die erforderliche Ozonmenge zu liefern. Daten zur Ozonkonzentration und zum Zeitpunkt der Exposition können zur Qualitätskontrolle und zur Berichterstattung verfolgt werden. Die Prozessvorteile der Verwendung von Ozon für KVP sowie seine Wirksamkeit bei der Zerstörung von Mikroorganismen sollten die Verwendung von Ozon in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie zunehmend an Bedeutung gewinnen lassen.

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