Projekt 07054/01

Einsatz der CO2-Reinigung in der Lebensmittelindustrie

Projektdurchführung

Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik (DIL) e. V.
Prof.-von-Klitzing-Str. 7
49610 Quakenbrück

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Bereich der Lebensmittelverarbeitung sind aufgrund der geforderten Produktionshygiene umfangreiche Reinigungsmaßnahmen in den Prozeßlinien erforderlich. Als Folge fallen bei hohen Kosten (Personaleinsatz und Entsorgung) zum Teil stark belastete Abwässer großen Umfangs an.
Ziel des Projektes ist es, als alternative Reinigungsmaßnahme das CO2-Reinigungsverfahren zu untersuchen, um die Abwasserrate der Betriebe zu reduzieren und die hier erforderlichen Kosten zu verringern. Wesentlicher Bestandteil der Projektarbeiten ist die Bewertung des CO2-Reinigungsverfahrens hinsichtlich seiner Keimzahlreduzierenden Wirkungsweise in Verbindung mit dem Energieverhalten. Unter Berücksichtigung der Ergebnisse soll das Aggregat hinsichtlich der Anforderungen in der Lebensmittelindustrie optimiert werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie im Rahmen des Projektes durchzuführenden Arbeiten gliedern sich in 3 Arbeitsphasen.
In Projektphase I ist in betriebsanalytischen Untersuchungen der beteiligten Industriebetriebe festzulegen, welche Anwendungen jeweils für das CO2-Reinigungsverfahren gegeben sind. In Zusammenarbeit mit den Betrieben sollen weiterhin die speziellen Anforderungen seitens der Lebensmittelverarbeitung zusammengestellt werden.
In Projektphase II sollen an einem Versuchsstand, der parallel zu Projektphase I aufgebaut wird, grundlegende Untersuchungen zur Optimierung des CO2-Reinigungsverfahrens durchgeführt werden. Als Einflußparameter für das Reinigungsergebnis sind beispielsweise die Fahrweise des Aggregates, die Düsengeometrie, der zu reinigende Werkstoff sowie die mikrobielle Kontamination dieser Oberfläche zu untersuchen. Unter Berücksichtigung der Ergebnisse ist das CO2-Reinigungsverfahren zu optimieren.
In Projektphase III ist die Wirkungsweise des Verfahrens in den beteiligten Industriebetrieben zu bewerten. Das Verfahren soll vor Ort in der Reinigung eingesetzt werden und hinsichtlich seiner ökologischen und energetischen Arbeitsweise bewertet werden.


Ergebnisse und Diskussion

Die CO2-Reinigung versteht sich als innovatives Verfahren der Reinigung und ermöglicht den Einsatz in den unterschiedlichsten Anwendungsfällen. Im Rahmen des Projektes konnte dargestellt werden, daß auch in der Lebensmittelproduktion unterschiedliche Anwendungen realisiert werden können. Das CO2-Reinigungsverfahren ist aber nicht als vollständiger Ersatz für die bisherigen Prozeduren, sondern als Ergänzung in der Reinigungsproblematik zu sehen.
Das CO2-Reinigungsverfahren ist sehr gut geeignet, auch stark haftende Verschmutzungen von den jeweiligen Oberflächen zu lösen. Einschränkungen sind gegenüber anderen Strahlverfahren bei hoher Schichtdicke der Verschmutzungen sowie stark elastischen Produkten gegeben. Auf der anderen Seite ist das CO2-Reinigungsverfahren sehr schonend und führt zu keiner Schädigung der Oberflächen (ausgenommen sehr weiche Materialien). Desweiteren sind keine Strahlmittel zu entsorgen, da als Reststoffe ausschließlich die gelösten Verschmutzungen selbst anfallen.
Die Effektivität des CO2-Reinigungsverfahrens hinsichtlich der Reduzierung der mikrobiellen Kontamination wurde beurteilt. Gemäß den Ergebnissen besteht eine gute Korrelation zwischen der Verringerung der Gesamtkeimzahl und dem mechanischen Reinigungsergebnis, d. h., das Verfahren ist geeignet, die Mikroorganismen von den Oberflächen zu lösen. In diesem Zusammenhang besteht jedoch das Problem, daß die Mikroorganismen über das CO2-Reinigungsverfahren in der Luft verwirbelt werden und gereinigte Flächen rekontaminieren können. Die Möglichkeiten einer Absaugung wurden überprüft und erwiesen sich bei manueller Führung der Strahlpistole aus wirtschaftlicher und handhabungstechnischer Sicht als ungeeignet. Aus diesem Grund kann die CO2-Reinigung die herkömmliche Reinigung unter Verwendung von Wasser und Reinigungsdetergenzien nicht ersetzen. Die Problematik der Verwirbelungen der Schmutzstoffe und der Mikroorganismen ist nicht gegeben, wenn die Möglichkeit besteht, die CO2-Reinigung fest installiert in einer kontinuierlich arbeitenden Anlage einzusetzen.
Das wesentliche Potential der CO2-Reinigung im Lebensmittelbereich liegt in der Anwendung in Sonderreinigungsproblemen. Der Schwerpunkt ist hier sicherlich in der mechanischen Reinigungsleistung und nicht in der Reduzierung der Gesamtkeimzahl zu sehen. Die wesentlichen Vorteile liegen in der schonenden Reinigung der Oberflächen, dem vollständigen Verzicht auf Wasser und Reinigungsdetergenzien sowie der Möglichkeit einer Reinigung vor Ort ohne eine Demontage mit den entsprechend resultierenden Stillstandzeiten.
Nach den Erfahrungen des Deutschen Instituts für Lebensmitteltechnik e. V. sowie den Diskussionen mit der Industrie gibt es hier unterschiedlichste Einsatzgebiete, wie beispielsweise die Reinigung von Backformen, Prägewalzen in Backstraßen, die Reinigung bei geforderter Wasserfreiheit (Geräte zur Verarbeitung hygroskopischer Produkte, Motoren, Ventilatoren), Verpackungsmaschinen, Bauteile aus der Räucherung sowie der Reinigung von Gefrierräumen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse des Projektes wurden der Industrie in einem Workshop präsentiert, die Funktionalität des Verfahrens wurde über eine praktische Vorführung demonstriert. Weiterhin sind Publikationen, die die Ergebnisse zusammenfassend darstellen, in den entsprechenden Fachorganen geplant. Das Deutsche Institut für Lebensmitteltechnik e. V. wird ferner auch nach Projektende die Umsetzung der Projektarbeiten in der Praxis unterstützen.


Fazit

Zusammenfassend ist festzuhalten, daß die CO2-Reinigungsverfahren ein entscheidendes Verfahren der Reinigungstechnik, welches sinnvoll in die Reinigungskonzepte der Lebensmittelproduktion integriert werden kann, darstellt. Da bei einer Reduzierung der Keimzahl über die Verwirbelung die Gefahr der Rekontamination besteht, kann die herkömmliche Wasserreinigung nicht vollständig ersetzt werden. Der Schwerpunkt der CO2-Reinigung liegt somit in speziellen Problemen der Reinigung, wobei die mechanische Entfernung stark haftender Verschmutzungen im Vordergrund steht.