Handout HygieniCON Future Congress Tyborski … · Salpetersäure Phosphorsäure Na-hydrogenSO 4 ... Lokal: Gewebeschäden (Irritation / Verätzung) Systemisch: keine Effekte Dosis

Lebensmittelsicherheit

HygieniCon Future Congress - Heidelberg 19. bis 21. Oktober 2015

pathogene Mikroorganismen vs. VerderbniserregerKreuzkontaminationDesinfektionskonzepte zur Vermeidung von Kreuzkontaminationprozessbegleitende Hygienemaßnahmen

HygieniCon Future Congress 2015 – Thomas Tyborski - Heidelberg 19.-21. Oktober 2015

Thomas TyborskiLeitung Anwendungstechnik Food&Beverage Region CentralEcolab Deutschland [email protected]

� Gründungsjahr Ecolab 1923 (europäischer Teil ursprünglich Henkel KGaA; ab 2000 Ecolab)

� Firmenzentrale in St. Paul, Minnesota

Ecolab ist globaler Marktführer für Technologien und Service in denBereichen Hygiene, Wasser und Energie; Erhalt und Schutz desWesentlichen: sauberes Wasser, sichere Lebensmittel,Energieverfügbarkeit und gesunde Umwelt.


� Firmenzentrale in St. Paul, Minnesota� Fortune 500 company� >44.000 Mitarbeiter weltweit� Mehr als 1 Millionen Kunden in 171 Länder� $13 Milliarden Jahresumsatz� 1.600 Wissenschaftler� 6.300 Patente � 31 R&D und Engineering Center� 100 Produktionsfabriken

Ecolabgebäude Monheim / Deutschland

Desinfektion in der Lebensmittelverarbeitung

� Die meisten Desinfektionsaktivitäten finden im nicht laufenden Produktionsprozess statt:

� tägliche Desinfektion im Anschluss Reinigung zu festgelegten Zeiten

� Reinigung und Desinfektion nach Erfordernis (Produktwechsel, fixierte Intervalle, etc.)


� Die prozessbegleitende Desinfektion ist in einigen Bereichen bereits fester Bestandteil einer sicheren Produktion

� Diese Maßnahmen finden während der laufenden Produktion statt

� Sie sollen die Produkte vor Kontaminationen durch äußere Einflüsse schützen

Kreuzkontamination keine unbekannt GrößeBeispiel Personalhygiene

Die Türklinke ist mit einer Keimzahl von 107 kontaminiert und 14 Probanden nutzten nacheinander die Tür

103,1

103,1

102,4 103,3 102,2101,7

103,0

102,5

102,5


*F.v.Rheinbaben, S. Schünemann, T. Groß and H.M. Wolff, J Hosp Infect 46 (2000) 61 -66)

107

104,6

103,7

103,1

101,9

101,8

102,1

PersonalhygieneSelbstverständlich prozessbegleitend

Die erste Hand ist mit einer Keimzahl von ~3x106

kontaminiert und es findet ein Übertrag auf mehrere Personen statt.

3.162.278

39.811 398 10


*Transmission of viruses via contact in a household setting: experiments using bacteriophage PhiX174 as a model virus,

F.v.Rheinbaben, S. Schünemann, T. Groß and H.M. Wolff, J Hosp Infect 46 (2000) 61-66

10

2000

Personalhygiene ist eine tragende Säule für die Lebensmittelsicherheit; sie ist prozessbegleitend

Kontaminationauf Produkt, Umfeld und Verarbeitungsmaschine


Zutaten für einen raschen LebensmittelverderbWas lieben Mikroorganismen?

+ +


Zeit / Temperatur

+

Organische Rückstände

+

Feuchtigkeit

…dein bescheidener Wunsch sei dir gewährt…


Dynamik von Bakterienwachstumexponentielles Wachstum

Pop

ulat

ions

größ

e

16.777.216


Pop

ulat

ions

größ

e

* Campbell Biologie; Gymnasiale Oberstufe; München 2011; Seite 696

Zeit [h]0 1 2 3 4 5 6 7 8

Edelstahl Standardoberfläche

„early biofilm formation“erstes Anhaften nach 1,5h

Edelstahl geschliffen


Edelstahl gesandstrahlt

J.W..Arnold and G.W. Bailey; Surface finishes on stainless steel reduce bacterial attachment and early biofilm formation 2000 poultry science 79: 1839-1845

Edelstahl elektropoliert

Biofime auf ProzesseinrichtungenGefahr von Kreuzkontaminationen

Transportband Getränke Kabeltrasse nach Aseptik Rohr Flüssighefetank


Transportband Getränke Kabeltrasse nach Aseptik Rohr Flüssighefetank

Lüftungsanlage Membran Transportbnd Slicer

Größenvergleich

50 µm

60 µm

70 µm

80 µm

90 µm

100 µm

Bakterien

Hefen /


10 µm

Querschnitt Edelstahloberfläche „standard finish“ austenitischer CrNi-Stahl

10 µm

20 µm

30 µm

40 µmHefen /Schimmel

Sporen

Aufnahme und Speicherung

von Nährstoffen

Innerhalb eines Biofilms Struktur und physikalisch-chemische Prozesse

Abgabe Schwärmerzellen

Mikrokolonien, eingebettet in einer Matrix mehr oder weniger dichter EPS

Aufnahme externer Keime


Oberfläche

Aerobe Bereiche

Anaerobe Bereiche

Adhäsion

quorum sensing

Symbiose zw. Pflanzen und Tieren

Schutzfunktion Abwehrmechanismen (Chemie, Austrocknung, Hitze, Strahlung,…)

Wasserrückhaltungenzymatische

Aktivität

Aussendung von Botenstoffen

Desinfektion - Einfluss der Mikrobenspezies

Relative Resistenz von unterschiedlichen Mikroben

Bakterien

Schimmel

grampositive

gramnegative

Mycobacteria

Hefen + Schimmel vegetativSporen

Sporen


Schimmel

Viren

geringe Resistenz hohe Resistenz

Sporen

behüllt unbehüllt

Phagen

Wirksamkeit Flächendesinfektionswirkstoffe1)


1) Beispiele gemäß Biozidverordnung (EU) No 528/2012; PT4

*Gemische aus Peressig und Peroktansäure

Einfluss org. Rückstände

Temperatur-einfluss

Effizienz der Keimabtötung

Biozide Wirkstoffe Bewertung zur prozessbegleitender Desinfektion mit organischen Rückstände belasteter Prozesseinrichtungen

Chlor (wie Hypochlorit,

ECA)

n.r.

gering

sehr hoch**

UVC

nr.

gering

sehr hoch

Wasserstoff-peroxid

n.r.

gering

mittel

Peressig-säure

n.r.

gering

mittel

Peroktan-säure

kalt

signifikant

vergl. gering

Säure*Wasser

heiß

gering

hoch

50°°°°C

gering

hoch


Arbeitssicherheit

Umfeldhygiene /Kondenswasser

Toxikologie (LM)

*beispielsweise Milchsäure auch in Kombination mit Ultraschall**Bildung von toxischen Desinfektionsmittelnebenproduktion wie THM (Trihalogenmethane, u.a. Chloroform)

= vorteilhaft = eingeschränkt = kritisch n.r. = nicht relevant, dakeine Wirksamkeit

inkzeptabel

n.r.

n.r.

Strahlung

n.r.

n.r.

sicher

n.r.

n.r.

sicher

n.r.

n.r.

sicher

vorteilhaft

sicher

sicher

kritisch

kritisch

sicher

mäßig

sicher

Alkaliträger

Natronlauge

Kalilauge

Soda

…

Enzyme

Reinigungs-/ Desinfektionsmittel

Anorganische Wirkstoffe Organische Wirkstoffe

TensideSäureträger Säuren

Schwefelsäure

Salpetersäure

Phosphorsäure

Na-hydrogenSO4

Na-hydrogenPO4

…

Essigsäure

Octansäure

Methansulfonsäure

Milchsäure

Citronensäure

Gluconsäure

Alkylbenzolsulfonsäure

…

Seifen

FA-ethoxilate

QAV

Aminoxide

FA-Sulfonate

Fettsäureester

Aminacetate

…

Proteasen

Lipasen

Peroxidasen

Amylasen

…

R&D-Mittel in der Lebensmittelindustrie

SäureträgerTenside

Biozid 1


Inhibierung

Sequestr.

Na-silikate

Ca-Salze

…

Zeolite

Phosphate

…

Sequestr.Inhibierung

……

Oxidantien

Na-hypochlorit

H2O2

Perborat

…

Chlordioxid

Na-hypochlorit

H2O2

…

Biozide

Phosphonsäuren

Phosphonate

Acrylate

…

Amine

QAV

Persäuren

Alkohole

…

Alkohole

Na-sulfonate

Glukoside

…

Lösemittel

Komplexbildner

org.Cu-Verb.

Amine

Triazole

…

Inhibierung

Fa-Ethoxilate

org. Polymere

Silikone

…

EDTA

GLDA

Phosphatsalze

…

Phosphonate

GLDA

MGDA

org. Säure

…

Stabilisierung

Amine

QAV

…

Antistatika AntischaumBuilder

Organische

Phosphorverbind.

…

Sequestr. Biozid 2Oxidantien

Stabilisierung

Peroktansäure mikrobizider MechanismusPeroktansäure mikrobizider Mechanismus

Die Peroxy-Gruppe, die an der Fettsäure angehängt ist, zerstört die Zellmembrane

Sehr rasches Eindringen desWirkstoffgemisches in die Zelle:

Bakterienzelle

Zellwand

DNA

Enzym-apparat

Biomembrane


� Zerstörung des mikrobiozidenStoffwechsels und der genetischen Information (DNS)

� Auslaufen des Zellinhaltes Biomembran(doppelte Lipidschichten)

Zellwand

Verstärkte Penetration durch

Peroxyfettsäure

Protein

Einflüsse auf die HygieneBeispiel: Softfdrinkabfüllung (nicht aseptisch)

Flaschen-zuführung

Personal

Luft Kappen-zuführung

Getränke-zuführung

Wasser-zuführung

FüllerInnen / außen

Rinser

Vorgeschaltete Prozesse

Rohstoffe


Umfeldhygiene

EinlaufbandAuslaufbandGullies / Abläufe

KontrolleAnalytik

P&P / Verschließer

Qualifikation der Prozesseinrichtungen,

WerkstoffeZeit

Ursache - WirkungBeispiel: „Fish bone“ Diagramm

Schulung

Analytik

MethodeMethodeMenschMensch

systematische Lösung umfangreicher Aufgabenstellungen z.B. im Rahmen obligatorischer Risikobewertungen

QualifikationKontrolle

Motivation

Sicherheit

Hygiene


Maschine/EquipmentMaschine/Equipment

sicheres Lebensmittel

Zeit

Temperatur

Mechanik

Technologie

MaterialMaterial

Automation

Sicherheit

PSA

uvam.uvam.

uvam. uvam.

hygienic design

WERKSTOFF

Verifizierung - Beispiel Werkstoffeignung

Werkstoffeignung

nein

R&D Mittel

nein keine Anwendung

andere Qualität

ja Wasser ok?

ja unbekannt

alternatives R&D Mittel


STOFFEIGNUNGAustausch

möglich?

keine Anwendung

ja neinAnwendungsicher

Werkstoff-eignungstest

keine Anwendung

ok

nicht ok

23. Juni 2015

Prozessbegleitenden DesinfektionGetränkeindustrie

Rinser

Füller

VPEinlaufband

Einlaufstern

1ster Übergabestern

Rinser Einlaufstern

Rinser oben/unten

Rinser Auslaufstern

2ter Übergabestern

Füllereinlauf-stern

4x FüllerFülleraus-laufstern

Verschließer oben/unten

Auslaufstern


oben/unten

Pick & Place Station

Auslaufband innen/außen

Prozessbegleitende Desinfektion Getränkeabfüllung


� Die prozessbegleitenden Hygienemaßnahmen schaffen ein hygienisch unbedenkliches Umfeld

Toxikologische BewertungPrinzipielle Vorgehensweise

Risiko-

Gefahren-identifizierung

Dosis /

• Welche Effekte?


Risiko-bewertung

Dosis / Wirkung

Expositions- erfassung

• Bei welcher Dosis?

• Diese Anwendung?

Beispiel: PES-DesinfektionAbfüllanlage für Getränkeflaschen

� Besprühen der Füllorgane mit Desinfektionsmittel auf Peressigsäurebasis

� Konzentration Anwendungslösung: 0,3% (davon 15% Peressigsäure)

� Maximal möglicher Rückstand: 1 ml pro 330 ml Flasche


Beispiel: PES-DesinfektionAbfüllanlage für Getränkeflaschen

Risiko?

Gefahren-identifizierung

Lokal: Gewebeschäden (Irritation / Verätzung)Systemisch: keine Effekte

Dosis / Wirkung

Kein-Effekt: 12500 µg / kg KG ADI*: 125 µg / kg KG / Tag


Wirkung

Expositions-erfassung

„Worst Case“ Exposition: 22,5 µg / kg KG / Tag

Worst-Case Exposition liegt weit unter derKein-Effekt-Konzentration �� Anwendung ist sicher!

* Acceptable Daily Intake= „Kein-Effekt“-Konzentration / Sicherheitsfaktor 100

Prozessbegleitender Einsatz von Persäuren Beispiel: Biofilme in der Getränkeindustrie


LösungPersäureeinsatz zum Spül-

wasser

Biofilm vollständig entfernt!

Flaschenspülungnach Füllung

Transportbandsystem (Unterseite) mit Biofilm

Kreuzkontamination!

Prozessbegleitende Desinfektion Keimreduktion Luft in Slicer / Verpackungslinie


Prozessbegleitende Lufthygiene Keimreduzierung mittels

Beispiel: Beprobung in Kühllagerraum

Umstellung Luftbehandlung

� Wirkt direkt an denneuralgischen Punkten

� Rückstandsfrei

� Deklarationsfrei

� Kein Gefahrstoff


� Toxikol. unbedenklich für LM und Personal

Peroktansäure in der LachsverarbeitungFeldstudie prozessbegleitende Desinfektion

� Kritische Mikroorganismen: L. monocytogenes und E.coli

� 12 stündige Produktion ohne Zwischen-R&D - lediglich Wasserspülungen

� Sehr hohes Risiko von Kreuzkontaminationen während der Produktion


� Peroktansäurebasierte Desinfektion während Produktion an unterschied-lichen Prozesseinrichtungen

Anwendungsbeispiel Transportbänderprozessbegleitende Desinfektion - Norway


� Desinfektionsdüsen unterhalb der Bänder im Bereich Filetiertische

� Behandlung: alle 10 Minuten in Prozesspausen für 10 Sek. mit 250 ppm Persäurelsg., so dass die gesamte Bandfläche erreicht wird

� Wassernachspülung am Ende vom Band

Total CFU

240.000

210.000

180.000

150.000

Ice Remover/ Fish in

Switch to Peroctanoic

acid / Peracetic acid

Filet machine

Manual conveyor filet

Peroktansäure in der LachsverarbeitungAuszug aus Feldstudie prozessbegleitende Desinfektion - Isfjord Norway


day 1 day 2 day3 day4 day5 day6 day7 day8 day 9

120.000

90.000

60.000

30.000

0

Knifes

Conveyor grander

Kreuzkontaminationin Schlachtbetrieben

� „…an das BfR gemeldeten lebensmittelbedingten Krankheitsausbrüche …durch Hygienemängel.“[1]

� Kreuzkontaminationen in der Schlachtung: 30% der Salmonellen positiven Schweine werden vor der Schlachtung infiziert (Stallungen, Transport), 70% der Kreuzkontaminationen hingegen werden durch


[1] Campylobacter bei Geflügel – Untersuchungen …, während der Schlachtung …; BfR; Zwischenbericht zu einem Forschungsvorhaben des BfR[2] Salmonella in slaughter pigs: the effect of logistic slaughter procedures of pigs on the prevalence of Salmonella in pork , International Journal of Food Microbiology Volu 70, Issue 3, 8 Nov2001, Pages 231-242; Swanenburg, van der Wolf, Urlings, Snijders van Knapen[3] Berends et al; 1996 A; 1997; 1998

stark mit Rückständen belastetes Messer

Kreuzkontaminationen hingegen werden durch kontaminierte Gerätschaften verursacht werden![2] [3]

Desinfektion 82°C Wasser gemäß VO 853/2004

82°C oftmals nicht erreicht

Dampf- / Kondens-wasserbildung

geringe mikrobiozide WirksamkeitTemperatureinstellungnicht erforderlich

effiziente mikrobiozide Wirksamkeit

Kaltdesinfektion mittels Peroktansäure

Keine Dampf-/ Kondensatbildung


Proteinkoagulation auf Arbeitsgeräten „Kalk“ im Wassersystem

keine Proteinkoagulation auf Arbeitsgeräten

MischsystemSichere Konzentrationseinstellung & Überwachung

Konzentrationakontrolle& Fehlermeldung

Durchfluss-kontrolle

PuffertankAW-Lösung


& Fehlermeldung

Konzentratpumpe

Förderpumpevalidierte Konzentrationskontrolle

AusnehmerTotal count [KBE]*

60

50

40GKZ>32

GKZ>64

GKZ>32

GKZ>32

GKZ>64

GKZ>64

GKZ GKZ>32

GKZ>64

Linie 2 ohne Inspexx

Linie 1 mit Inspexx

Prozessbegleitenden DesinfektionFleischverarbeitung


Tag 115:00 Uhr

30

20

10

0

>32

GKZ6

>32 >32

Tag 29:00 Uhr

Tag 215:00 Uhr

Tag 36:00 Uhr

Tag 39:00 Uhr

Tag 315:00 Uhr

Tag 46:00 Uhr

Tag 49:00 Uhr

Tag 415:00 Uhr

Tag 56:00 Uhr

Tag 59:00 Uhr

>32 >32

GKZ15

*Gesamtkeimzahl: 0-5 KBE sehr gut; 6-16 KBE gut; 16-32KBE noch ok; ab 32 KBE schlecht; ab 64 sehr schlecht

GKZ0

GKZ4GKZ

1GKZ

1GKZ

0GKZ

0GKZ

0GKZ

0GKZ

0

GKZ1

GKZ2

� Steigende Anforderungen zur Lebensmittelsicherheit u.a. durch Behörden und Verbraucher

� Steigender Kostendruck hat Folgen:

� Wegfall von Expertenwissen zur Reinigung du Desinfektion in den LN-verarbeitenden Betrieben

� Geringere Innovationsbereitschaft

� Trend zur Reinigungsvalidierung von Reinigungsprozessen

Ausblick


� Trend zur Reinigungsvalidierung von Reinigungsprozessen

� TCO und Benchmarking insbesondere bei international vernetzten Lebensmittelproduzenten

� Weiter wachsende Bedeutung von Hygienic Design

Vielen Dank !


Vielen Dank !

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Handout HygieniCON Future Congress Tyborski … · Salpetersäure Phosphorsäure Na-hydrogenSO 4 ... Lokal: Gewebeschäden (Irritation / Verätzung) Systemisch: keine Effekte Dosis