SIP-Ozon-Sterilisation für Abfüllmaschinen

Lücke geschlossen

Pharma
Food
Kosmetik
Chemie
Planer
Betreiber
Einkäufer
Manager

14.12.2009 Gegenüber herkömmlichen aseptischen Abfüllmaschinen liefert ein Modul für Abfüllmaschinen zur Ozon-Sterilisation von Becher und Abdeckfolie in der Pharma-, Molkerei- und Getränkeindustrie Keimfreiheit des verpackten Endprodukts zum halben Preis. Es ist für Neuanlagen sowie zur Nachrüstung geeignet.

Anzeige

Entscheider-Facts Für Anwender


Vorteile der SIP-Ozon-Sterilisation
  • Keimfreiheit; das Verfahren arbeitet mit dem starken Oxidationsmittel Ozon, das in seinen sterilisierenden Eigenschaften dem Peroxid gleichwertig ist;
  • geeignet für Becher, Beutel, Folien und Laminate;
  • für kontinuierlichen Betrieb wie auch für taktende Pulsbetriebe ausgelegt;
  • Ozon ist für alle feuchteempfindliche Prozesse geeignet;
  • die Investitionskosten reduzieren sich bei identischem Sterilisationsgrad im Minimum um die Hälfte im Vergleich mit aseptischen Anlagen.

Trotz realisierter Hygienevorkehrungen steckt in den heutigen Ultra-Clean-Ketten immer noch eine Schwachstelle: Das Endprodukt gelangt zwar keimfrei zur Abfüllmaschine, kommt dort jedoch mit Bechern und Folien in Kontakt, für die Sterilität nicht garantiert werden kann. Dieses Verpackungsmaterial wird von Fremdfirmen geliefert. Darüber hinaus kann das ungeschützte Handling dieser Zulieferprodukte in der Produktion das Lebens- oder Pflegemittel in den Bechern und Verpackungen mit unerwünschter Mikrobiologie kontaminieren.

Hersteller, die eine lange Lebensdauer des Produkts anstreben, behelfen sich deshalb mit aseptischen Abfüllmaschinen auf der Basis von Peroxid. Wasserstoffperoxid wirkt bakterizid, viruzid, fungizid, tötet also durch Oxidation Bakterien, Viren, Pilze und Sporen ab beziehungsweise unterdrückt ihre Vermehrung. Wasserstoffperoxid ist allerdings eine Flüssigkeit. In vielen Prozessen, zum Beispiel in Verbindung mit Pulvern oder Zucker, strebt man dagegen eine Trockensterilisation an. Zum anderen kann sich Peroxid als Niederschlag in der zu sterilisierenden Verpackung absetzen. Es muss über einen nachgeschalteten (Verdampfungs-)Prozess entfernt werden.

Trockengas auch für sensibleLebensmittel

Schlussendlich fällt dieses Desinfektionsmittel unter die Gefahrstoffverordnung. Peroxide sind labile Verbindungen und können besonders in höheren Konzentrationen und bei erhöhter Temperatur explosives Verhalten zeigen. Des Weiteren sind sie brandfördernd. Die Zersetzung von Peroxiden unter Bildung von Radikalen wird durch erhöhte Temperatur und Lichteinfall begünstigt. Peroxidische Verbindungen sollten aus diesem Grund kühl (15oC) und in lichtundurchlässigen Gefäßen aufbewahrt werden. Der Aufwand an notwendiger apparativer Verfahrenstechnik (Entfernung des Peroxids) sowie Beschaffung, Logistik und Lagerhaltung verteuert damit diese Form der Dekontaminierung erheblich.

Nun kann kein anderes Reinigungs- oder Sterilisationsverfahren die bakterielle oder toxische Verunreinigung von Lebensmitteln und Pharmazeutika sicherer verhindern als das automatisierte Cleaning-in-Place (CIP) oder die Sterilization-in-Place (SIP), da bei diesen Verfahren Anlagenbauteile nach deren Reinigungsprozessen keiner erneuten Verkeimung ausgesetzt sind. Deshalb haben zwei deutsch-israelische Unternehmen jetzt ein Verfahren zur SIP-Sterilisation der Verpackung entwickelt und zum Patent angemeldet. Es arbeitet mit dem Trockengas Ozon. Das Ozongas produziert ein Ozongenerator aus der Umgebungsluft direkt an der Abfüllmaschine. Jeder Becher wird vor dem Befüllen mit Ozon ausgeblasen, das Ozon danach über einen Kohlefilter wieder absaugt und neutralisiert. Ähnlich sterilisieren die Entwickler die Aluminium- oder die Kunststofffolie als Verschluss.

Ganz ohne Chemie

Die Anmeldung zum Patent der sogenannten Steri-Package betrifft diese letzte Stufe einer vollständigen Ultra-Clean-Kette, die aus Überdruck-Filtern Sterivent für die Tanks, Laminarflow-Filtern für die Befüllmaschinen sowie der SIP-Ozonierung der Verpackungsmaterialien besteht. Die Hepa-Einheiten Sterivent und Laminarflow haben sich bei namhaften Unternehmen der Lebensmittel- und Kosmetik-Industrie bewährt, das heißt, nachweisbar die Haltbarkeit des Füllguts erheblich verlängert. Der Ozonierungsprozess dürfte das Verfalldatum noch einmal hinausschieben.

Das Verfahren baut sich folgendermaßen auf: Eine Regelungseinheit nebst Ozongenerator, verschiedenen Filtern und einem Kleinkompressor in einem nicht einmal 1m2 großen Edelstahlschrank wird über drei Schläuche mit der Abfüllmaschine verbunden. Zwei Leitungen liefern und entsorgen das Ozon, die dritte ist für die Reinstluft-Versorgung zuständig. Die Reinstluft erzeugt ein ölfreier Kompressor mit angeschlossenem Ulpa-Filter. Diese Filtereinheit gewährleistet einen Reinheitsgrad von 99,9999% und arbeitet damit noch effizienter als ein Hepa-Filter.
Der Rund- oder der Lineartisch der Abfüllanlage saugt – aus einem eventuell unsauberen Magazin – Becher, Dose oder Kunststoffflasche an und bewegt sich danach einen Teilschritt weiter. Da standardmäßig zehn und mehr Befüllstationen an den Maschinen vorgesehen sind, zweckentfremdet das Verfahren zwei dieser Vorrichtungen. In Stufe eins bläst die Lanze Ozon in das Behältnis und saugt den Überschuss ab. In Stufe zwei verdrängt die Reinstluft den Inhalt. Eine Regelung überwacht die vorgewählte Konzentration, Temperatur, Druck, Vakuum, Verweilzeit und weitere Parameter.
Sie gewährleistet darüber hinaus bis zum Befüllen und während des Befüllens mit dem Produkt einen Reinstluft-Überdruck, um ganz sicher auszuschließen, dass sich nach der Ozonierung eventuell kontaminierte Umgebungsluft in die Verpackung einschleichen kann. Das Behältnis bleibt bis zum Verschweißen des Verschlusses in der Maschine hermetisch verkapselt. Die Maßnahme verdoppelt die Sicherheit: Auf diesem Abschnitt des Produktionsprozesses sitzt ohnehin schon ein Laminarflow-Filter, der mit keimfreier Luft in Hepa-Qualität das Karussell umspült.

Keimzahl quasi Null

Das Verschließen der Becher mit einer Folie ähnelt dem beschriebenen Schema. Die Folie wird in der Maschine durch eine maßgefertigte doppelwandige Kassette gezogen. In die innere Kammer strömt das Ozon ein, entweicht in die äußere Kammer und wird dort abgesaugt, während gleichzeitig zugeführte Reinstluft die Kammern quasi versiegelt.

Die beiden Entwickler ließen beim anerkannten Hygieneinstitut Migal-Laboratories in Galiläa die Keimzahlen an verschiedenen Proben untersuchen. Die CFU-Werte (CFU: colony forming units/Kolonie bildende Einheiten) je 100ml sprechen für sich: Bei kontaminierten Verpackungen mit 17 und 38 Einheiten – wie sie in der Praxis bei nicht aseptischen Prozessen gemessen werden – reduzierten sich nach diesem Sterilisationsprinzip die Kolonie bildenden Einheiten auf einen Wert <1. <1 bedeutet praktisch 0, weil aber jede Messung einen Standardfehler enthält, halten sich Chemiker mit der 0 zurück und beschränken sich auf die Angabe <1.
In einer zweiten Reihe belastete das Labor die Becher überhöht mit 57 und 55 Kolonien. Auch die tötete das neue Verfahren vollständig ab (<1).

Nur geringe Investitionen

Die Ozonierung schließt die letzte Lücke einer Ultra-Clean-Kette, die sich darauf konzentriert, vom Rohprodukt bis zum (Yoghurt-)Becher mit gering-invasiver Technik optimale Ergebnisse zu erzielen. Das Erfolgsrezept für preiswerte Keimarmut ist das Überdruck-Prinzip, gepaart mit konstruktiven Details wie etwa Labyrinthdichtungen, die alle Angriffe von innen und von außen auf die Funktionsfähigkeit der Filter abwehren.

Zum Beispiel weichen bei Reinigungsprozessen von Maschinen und Tanks in vielen Fällen die Papiereinsätze unbemerkt durch, sodass ihre Filterwirkung verloren geht. Eine Durchnässung kann auch von innen, vom Lagergut her erfolgen. Die Filtereinsätze der Sterivent- und Laminarflow-Typen sind dagegen geschützt, trotzdem aber widerstandsarm aufgebaut. Dadurch minimieren sich die Wartungs- und Energiekosten.

 

Heftausgabe: November 2009
Anzeige

Über den Autor

Bernd Genath ,freier Fachjournalist
Loader-Icon