Anlagenbau & Prozesstechnik

Eine Aufgabe für Reinigungsspezialisten - Hygiene und Reinigung im Lebensmittelbereich

12.09.2017 -

Die Lebensmittelindustrie ist ­bestrebt den Herstellungsprozess für Lebensmittel als hygienisch einwandfrei zu etablieren. Dabei müssen die Luft und die Oberflächen kontinuierlich rein gehalten werden. Auch die Räume müssen ­innerhalb festgelegter Intervalle nach vorgegebenen Hygieneplänen und ­Normen gereinigt werden.

Das Wissen um den Stand der Technik der Reinigungstechnologie im Lebensmittelbereich ist für die Produzenten die Basis für die Aufrechterhaltung der Hygiene, um Kunden vor Infektionen und Vergiftungen zu bewahren. Die Grundlagen des Reinraumbetriebs sind leicht erklärt: Der Zugang erfolgt über den Graubereich über eine oder mehrere Schleusen zum Kernbereich der Reinraumzone. Diese weist eine definierte Reinheitsklasse auf. Welche Reinraumklasse erforderlich ist, hängt vom Produkt ab. So muss Brot nicht in einer aseptischen Umgebung hergestellt werden wie das etwa bei kritischen Fischprodukten der Fall ist. Der Trend geht gerade in der Food Branche dahin, Reinräume möglichst klein zu halten, denn je kleiner der Reinraum, desto geringer ist das Kontaminationsrisiko.

Technischen Aufwand und Kosten ­niedrig halten
Oft werden Reinraumbedingungen nur bei der unmittelbaren Verarbeitung oder bei der Verpackung eingesetzt. Auch Laminar-Flow-Boxen ohne Personal, die abgeschlossen und modular aufgebaut sind, sind geeignet, ganze Produktionseinheiten von Partikel-streuendem Personal und von störenden Mikroorganismen freizuhalten.
Ein spezielles Konzept der Luftführung, basierend auf hochwertigen Schwebstofffiltern (HEPA) in denen Partikel bis zu 0,5 µm und Mikro­organismen herausgefiltert werden, unterstützt ein sauberes Produktionsumfeld. Größere Staubpartikel von 1–2 μm sind, sofern keine Keime an ihnen haften, kaum eine Gefahr in der Lebensmittelproduktion. Massgeblich für die Luftreinheit im Food Bereich ist vor allem die Keimbelastung, ausgedrückt als Anzahl koloniebildender Einheiten (KbE), die durch Luftkeimsammler (Abb. 3) gemessen wird, die ein mikrobiologisches Luftmonitoring in aseptischen Zonen und reinen Räumen ermöglichen.
Unter dem Margendruck, unter dem die Lebensmittelbranche gegenwärtig steht, ist eine hygienische Produktion unter kontrollierten Bedingungen wirtschaftlich kaum zu verkraften. Hier beschränkt sich die hygienische Produktion darauf, die Faktoren, die für Qualitätseinbussen oder gar einen vorzeitigen Verderb der Lebensmittel sorgen, möglichst gering zu halten.
Die Reinraum-Technologie wird vor allem in der keim-kritischen Fleisch- und Fischbranche angewendet. Maßnahmen wie eine geschlossene Luftführung und Reinraumbekleidung des Personals tragen dazu bei, die offenen Produkte vor hoher Keimbelastung zu schützen. Um die Produktsicherheit gewährleisten zu können, achten die Produzenten auf hohe hygienische Standards. Oft setzen sie zur Reinigung professionelle Reinigungsunternehmen ein.
Anbieter von Systemlösungen bieten Reinigungssysteme in Form Modul-Baukasten an, mit denen praktisch alle Anforderungen der Reinraum- und Gebäudereinigung kontrolliert werden können. Nicht eine willkürliche Zusammenstellung von Einzelkomponenten wie Reinigungswagen, Mopp und Zubehör, sondern eine exakt auf die Anforderungen der Produkte abgestimmte Reinigungs-System-Lösung führt zum Ziel.

Mit Hygienekonzepten zu höherer Produktreinheit
Hygiene leistet einen elementaren Beitrag zur Lebensmittelsicherheit. Sie fußt auf der Einhaltung einer Basishygiene und auf ausgeklügelten Reinigungskonzepten, deren Ziel es ist, möglichst wenige Bakterien, Schimmelpilze oder Viren während der Produktions- und Produktstufen auf Lebensmittel zu übertragen. Die bereits vorhandenen Mikroorganismen werden in diesem Basismodell ausgewaschen oder an der Vermehrung gehindert.

Produkthygiene basiert auf guter Vorbereitung
Wie die Produkte hereinkommen, hängt von dem Zulieferer ab. Die betriebliche Produkt­hygiene hängt vor allem von der Beachtung der Maßnahmen zur kontrollierten Personal- und Betriebshygiene, zur Einhaltung der vorgegebenen Temperaturen in dem gesamten Verarbeitungsprozess, einer ununterbrochene Kühlkette bei kühlbedürftigen Produkten und einer durchgehenden Separierung der Arbeitsgeräte für unterschiedliche Produkte ab.

Personalhygiene mindert die Keimbelastung
Personalhygiene und Schulungen des Personals garantieren die Einhaltung der Hygieneanforderungen an die Betriebsräume, die Reinigung und Desinfektion von Flächen und Geräten, die Produkthygiene, die Einhaltung der Hygienevorschriften beim Transport und der Lagerung und die Schädlingsbekämpfung. Das Reinraumverhalten des Personals sowie die Nachweis- und Reinigungsmethoden sind so zu entwickeln und kontinuierlich zu optimieren, dass stets das aktuelle Hygieneoptimum erreicht wird.
Ein Personalhygienekonzept umfasst Maßnahmen wie gründliches Händewaschen und Desinfizieren, Arbeiten nur mit sauberer Arbeitskleidung, das Beachten der Körperhygiene, Tragen rutschfester Schuhe, Verzicht auf Parfüm und Nagellack, Schmuck und Armbanduhr, das Tragen einer Hygienehaube sowie regelmäßige Schulungen zur Lebensmittelhygiene.
Gerade auch bei der Personalhygiene gibt es Vorschriften, die im Infektionsschutzgesetz abgehandelt sind. Die Einhaltung dieser Vorschriften wird durch spezielle Lebensmittelhygieneschulungen gewährleistet. Mitarbeiter, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, müssen zudem jederzeit ein gültiges, jederzeit einsehbares Gesundheitszeugnis vorweisen können.
Der Gesundheitsschutz ist ein wichtiger Bestandteil der Hygienevorschriften. So dürfen Mitarbeiter mit offenen Wunden nicht an exponierten Hygienearbeitsplätzen arbeiten.
Bei ernsthafter Bedrohung der öffentlichen Gesundheit können die jeweiligen Behörden den Einsatz vorbeugender Gesundheitsmaßnahmen empfehlen. Solche Maßnahmen können die Rücknahme und Vernichtung von Lebensmitteln beinhalten und bis zur Schließung der Verursacherfirma reichen.

Elemente der Unterhaltsreinigung
Unter Reinigung ist die Entfernung von Produktresten und Schmutz im weitesten Sinne zu verstehen. Durch Reinigung sollen Keime mechanisch entfernt werden, um ihnen auf definierten Oberflächen den Nährboden zu entziehen. Zur Vermeidung von Kontaminationen und Kreuzkontaminationen über Oberflächen, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, sind systematische Reinigungs- und Desinfek­tionsmaßnahmen durchzuführen. Soll ein Betrieb gut zu reinigen sein, müssen dafür auch die entsprechenden Voraussetzungen geschaffen werden. Bauart, Oberflächenbeschaffenheit und freie Zugänglichkeit spielen hier eine große Rolle .
Die Betriebshygiene und die Reinigungskonzepte beginnen also bei der Reinraumumgebung. Die Konstruktion von Maschinen, die keine Schmierstoffe an das Lebensmittel abgeben und die Metall-, Kunststoff- und die Textilkomponenten, die keine Stoffe an Lebensmittel abgeben, dienen als hygienic design-Elemente zur systematischen Reinhaltung der Umgebung. Zur Betriebshygiene zählen darüber hinaus Maßnahmen zum Reinhalten von Arbeitsräumen und Arbeitsgeräten wie z. B.: die konsequente Reinigung aller Geräte, die mit Nahrungsmitteln in Berührung kommen, die Reinigung der Räume, in denen Nahrungsmittel gelagert oder zubereitet werden, die räumliche Trennung von reinen und unreinen Bereichen, getrennte Arbeitsplätze für z. B. Gemüse- und Fleischzubereitung und vieles mehr. Weitere Hygieneanforderungen an die Betriebsräume sind leicht zu reinigende Fußböden, gesundheitlich unbedenkliches Verpackungsmaterial, etc.

Drei Schritte zur professionellen Hygiene
Eine professionelle Reinigungstechnologie wird in drei Schritten durchgeführt:

  • Grobreinigung: Entfernung von Grobpartikeln > 50 μm; sie kann mit speziellen Staubsaugern durchgeführt werden.
  • Feinreinigung: Entfernung mittelgroßer Partikel 10 – 50 μm durch Wischen mit partikelarmen Wischbezügen
  • Feinstreinigung: Entfernung kleiner Partikel <  10 μm mit Desinfektionsmitteln und Spülwasser. Detergentien hinterlassen Rückstände, die mit partikelarmen Wasser entfernt werden müssen.

Die verwendeten Detergentien unterteilt man in saure, neutrale und alkalische Reinigungsmittel. In der Regel erfordert eine professionelle Reinigung mehrere verschiedene Reiniger.

  • Saure Reiniger, wie Essigsäure, Salpetersäure und Zitronensäure eignen sich besonders für die Entfernung von anorganischen Ablagerungen, wie z. B. Kalk- und Bierstein. Eine Kombination von Säuren mit Schaumbildnern bewirkt eine Eliminierung von Bakterien.
  • Neutrale Produkte wie Handseife oder Allzweckreiniger beinhalten Netzmittel und Emulgierkomponenten und dienen zum Lösen des Schmutzes. Sie haben eine geringere Reinigungskraft als alkalische oder saure Reiniger, sind aber besonders haut- und ­materialverträglich.
  • Alkalische Reiniger kommen vor allem bei organischen Rückständen sowie zur Entfernung von Rauchablagerungen sowie bei der CIP-Reinigung von Kesseln und Geräten zum Einsatz. Sie sind gegen alle Arten biologischer Keime wirksam.

In der Regel reicht ein einziger Reiniger nicht aus! In Fleischereibetrieben z. B. dürfte ein alkalischer Reiniger mit Tensid-Zusätzen am besten geeignet sein, wobei einmal die Woche auch der Einsatz eines sauren Reinigers sinnvoll wäre.
Die Reinraumreinigung ist jedoch Erfahrungs­sache, sie wird durch Kontrollmessungen validiert. Diese Überprüfung der Reinoberflächen und der Luft nach Durchführung der Reinigung schliesst die Reinigung ab.
Professionelle Reinraumreiniger gehen nach der Strategie vor, dass die Sauberkeit in Richtung Reinraum durch wiederholte konventionelle Reinigung auch der direkt angrenzenden Bereiche stufenweise zunimmt. Die Reinigung von Umkleideräumen, Schleusen (Abb. 1), Türen und des Reinraums erfordern eine spezielle Reinigung.
Eine Reinigung von Produktionsanlagen kann das Auseinandernehmen und wieder Zusammenbauen mit einbeziehen. Nach Erstellung eines Reinigungs- und Desinfektionsplans und der entsprechenden Reinraumregeln mit Zugangscode, etc. kommen gelistete Reinigungsmittel nach DVG oder DLG zum Einsatz. Eine Protokollierung dient der Eigenkontrolle.
Bei einer effektiven Reinigung erreicht man nur eine Keimreduktion, aber keine Keimfreiheit. Die Keimreduktion beträgt in der Regel 90 %. Dies reicht für viele Oberflächen entsprechend der Hygieneziele aus. Nur bei den Flächen, die mit leicht verderblichen Lebensmitteln in Kontakt kommen, ist eine gleichzeitige oder anschließende Desinfektion unbedingt erforderlich!

Was ist bei der Reinigung und Desinfektion zu beachten?
Die Desinfektion bewirkt eine irreversible Abtötung fast aller Keime (Keimreduktion um mindestens 10-5) und umfasst auch die Abtötung von Sporen. Das bekannteste Mittel ist Wasserstoffperoxid, daneben werden 2-Propanol, Formaldehyd, Ethanol und Milchsäure eingesetzt.
Eine gründliche Reinigung zur Vorbereitung ist unerlässlich für eine effektive Desinfektion.
Auch die Reinigungsgeräte müssen überprüft werden: Eignen sie sich für die Reinigung?
Von großer Bedeutung ist bei Reinigungsgeräten ihre Materialbeschaffenheit. So kommt Edelstahl ebenso zum Einsatz wie Kunststoff. Baumwolle ist wegen des Faserabriebs ungeeignet. Daneben steht auch die Verarbeitung der Geräte im Fokus, die ebenfalls reinraumtauglichen Bedingungen standhalten muss. Die Geräte unterliegen entsprechend ihrer Tauglichkeit einer eigenen Zertifizierung und werden den spezifischen Reinraumklassen zugeordnet. Solche Prüfungen werden von speziellen Instituten vorgenommen. Zu ihnen zählt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart.

Welche Erfolgsfaktorenbeeinflussen eine effektive Reinigung?
Die Reinigungsmittel müssen hinsichtlich der Chemie den Erfordernissen angepasst sein.

  • Die Temperatur unterstützt die Lösung von organischen Verschmutzungen wie Fett und Eiweiß. Im Hinblick auf die Reinigung von Ölen und Fetten sollte die Reinigungstemperatur mehr als 50 °C betragen, da Rinderfett einen Schmelzpunkt von 65 °C hat. Um Eiweissablagerungen zu lösen sollte die Wassertemperatur nicht über 45 °C steigen, weil Eiweiß darüber koaguliert und schwer lösbare Beläge bildet.
  • Die Einwirkzeit ist so zu wählen, dass das Reinigungsmittel den Schmutz optimal lösen kann.
  • Die Mechanik mit Scheuer-Pads, Bürsten und Schrubbern hat eine intensive Wirkung auf den Schmutz. Bei der CIP-Reinigung arbeitet man gern mit turbulenter Strömung bei hohen Durchflussraten.

Automatisierte Reinigungsverfahren
Aus der Notwendigkeit ein ökonomisch lukratives und zuverlässiges Verfahren für die Säuberung von Tanks und Anlagen, Behältern und Leitungen einzusetzen, entstand das sogenannte Cleaning in Place (CIP).
Die automatisierte Reinigung von Oberflächen läuft nach einem festgelegten Reinigungsverfahren mit Spül-, Reinigungs- und Desinfektionsgängen. Der Eingriff des Menschen ist nur in Ausnahmefällen vorgesehen. Die automatisierte Reinigung führt zu grösserer Reinigungseffizienz und Reproduzierbarkeit, im geschlossenen System erspart sie Demontage und manuelle Säuberung.

Welche Fehler sollte man bei der Reinigung vermeiden?
Die Verwendung nicht geeigneter oder falsch konzentrierter Reinigungsmittel kann Schäden am Material und auch eine mangelhafte Reinigungswirkung hervorrufen. Unzureichendes Nachspülen kann bewirken, dass bereits geringe Rückstände des Reinigungsmittels die Lebensmittel ungünstig beeinflussen. Verunreinigte Reinigungsgeräte können zu einer Wiederverunreinigung der gereinigten Flächen und Geräte und letztlich der Lebensmittel führen. Reinigungsgeräte müssen daher regelmäßig heiß gereinigt werden. Wasserlachen auf dem Boden fördern die Vermehrung von Keimen. Auch ein zu langes Reinigungsintervall kann zu einer Vermehrung von Keimen und zu einer Schädigung der Geräte führen, zumal während der Reinigung die Luftfeuchte erhöht ist.

Normen und Reinheitskontrollen im Reinraum
Der Normenkatalog im Bereich Lebensmittelhygiene umfasst verschiedene DIN-Normen (DIN 105…), die wiederum von der EU-Kommission offiziell als Leitlinien für die GHP genehmigt wurden.  Für die Reinigung ist die DIN Norm 10516: „Lebensmittelhygiene – Reinigung und Desinfektion“ bestimmend.
Es empfiehlt sich, die Reinigungsergebnisse schon aus lebensmittelhygienischer Sicht zu überprüfen. Zur Verbesserung der Planungssicherheit von kontrollierten Umgebungen sollten alle Hygienemaßnahmen messbar und überprüfbar sein. Geeignete Prüfverfahren für die Kon­trolle der Wirksamkeit von Reinigung und Desinfektion beschreibt die DIN 10516:2009-05, etwa die visuelle Kontrolle zum Nachweis der Sauberkeit, einen NAD/NADH-Farbtest oder den ATP-Lumineszenztest zum Nachweis unerwünschter organischer Substanzen sowie ein Abklatschverfahren, das auf der Verwendung von Luftkeimsammlern, wie zum Beispiel dem MAS-100 der Firma MBV nach DIN 10113-3 zum Nachweis der Keimbelastung (aeroben Bakterien, Hefen und Schimmelpilze) beruht. Darüber hinaus gibt es weitere mikrobiologische Prüfverfahren

Transport und Lagerung
Der Transport von Lebensmitteln kann zu einem Hygienerisiko werden, wenn Logistikunternehmen die Reinigung ihrer Tankfahrzeuge und Container und die Einhaltung der vorgeschriebenen Anforderungen missachten. Die spezifischen Reinigungsmittel für Transportfahrzeuge müssen kontrolliert angewendet werden. Vorrichtungen und Behälter zur Lagerung und Beförderung von Lebensmitteln sind natürlich auch zwischen den einzelnen Ladungsvorgängen sauber und instand zu halten.

Worauf muss der Transport­unter­nehmer achten?
Einhalten der Kühlkette: speziell bei der Anlieferung in das Kühlhaus, oder bei der Bearbeitung, z. B. beim Schockfrosten muss penibel auf die Einhaltung der Temperaturlimits geachtet werden. Die Einhaltung der Kühlkette ist mit Temperaturkontrollen beim Wareneingang, im Lager, während des Transports, und der Produktion durchzuführen und zu dokumentieren. Hier ist anstelle der stichprobenartigen Eigenkontrolle eine kontinuierliche Überwachung vorteilhaft, z. B. mittels Datenlogger. Ein Datenlogger garantiert ohne grossen Aufwand die nötige Transparenz.
Kontaminationen durch Mikroorganismen  wie Bakterien oder Schimmelpilze – breiten sich besonders rasch bei unverpackten Lebensmitteln oder Reststoffen aus. Rückstände von chemischen Stoffen, wie z. B. austretendes Kühlmittel, Reinigungsrückstände oder Öle können beim Transport und bei der Lagerung austreten. Geeignete Vorsorgemaßnahmen, z.B. Transport solcher Geräte in geeigneten Boxen, verhindern unangenehme Reinigungsarbeiten.

Schädlingsbekämpfung
Bei der Verarbeitung, der Lagerung und den prozessbegleitenden Arbeiten von Lebensmittelprodukten kann es zu Schädlingsbefall kommen. Ein präventives Schädlingsbekämpfungsmanagement sollte etabliert und dokumentiert werden. Schädlingsbekämpfungsmaßnahmen, wie Köder, Überprüfungsintervalle und geeignete Maßnahmen bei Befall unterliegen einer entsprechenden Dokumentationspflicht. Bei Anzeichen eines Befalls sind sofort Schädlingsbekämpfungsmaßnahmen einzuleiten.
Dazu gehören: Sicherstellung, dass die Waren und ihre Verpackungen vor klimatischen Schwankungen, biotischem Befall und chemischen Einflüssen geschützt sind. Kontrollen des Transportguts auf Schädlingsbefall dienen als Sofortmassnahmen zur Beseitigung der Schädlinge und der Schäden am Transportgut.

Fazit
Für Lebensmittelproduzenten, die ihre Wettbewerbsfähigkeit sichern und ihren Marktvorteil ausbauen wollen, dürfte die Reinraumfertigung und Reinraumreinigung in Zukunft immer wichtiger werden.