Hygië nisch ontwërp. White paper

Transcriptie

1 Hygië nisch ontwërp White paper mei 2013

2 Inhoud Inleiding: een onderschat probleem Het toenemend belang van hygiënisch ontwerp Perfecte hygiëne wordt steeds belangrijker Het productieproces is nog niet foutvrij Complexiteit van installaties bemoeilijkt reiniging Het probleem bij de bron aanpakken Een werkinstrument voor voedingsbedrijven Het reinigingsproces Inleiding Cleaning-In-Place Basisprincipes van hygiënisch ontwerp Inleiding Materiaalkeuze: roestvast staal en aangepaste elastomeren Gladde oppervlakken Hoeken, verbindingen en aansluitingen Zorgvuldig in elk detail Inleiding Ontwerpdetaillering van vloeistoftanks Ontwerpdetaillering van vloeistofleidingen Hygiënisch ontwerp van de CIP-unit Aanpassingen aan de installatie Aandacht voor de omgeving van de installatie Inleiding De buitenkant van de installatie De bedrijfs- en productieruimte Persoonlijke hygiëne Conclusie

3 Hygiënisch ontwerp cruciaal voor de voedingsindustrie Perfect reinigbare procesinstallaties: kiezen voor zekerheid Inleiding: een onderschat probleem In de globale economie van vandaag wordt voedselveiligheid steeds belangrijker. Hygiëne speelt daarin een cruciale rol. In elke stap van het proces van productie, verwerking en verhandeling van levensmiddelen moet de hygiëne perfect worden bewaakt. De kleinste verontreiniging, waar ook in het proces, kan immers grote gevolgen hebben en bijvoorbeeld tot product recalls of voedselinfecties leiden, met imagoschade en inkomstenverliezen tot gevolg. De voedingsindustrie heeft in de afgelopen decennia dan ook grote inspanningen geleverd om de hygiëne in haar processen te verbeteren. Toch worden er nog steeds voedselinfecties en vergiftigingen gerapporteerd die het gevolg zijn van fouten tijdens het verwerkingsproces. Studies tonen aan dat de onderliggende oorzaak vaak een slecht gereinigde procesinstallatie is. Nochtans steken levensmiddelenbedrijven bijzonder veel tijd en energie in het reinigen van hun installaties, al of niet automatisch (Cleaning-In-Place of CIP). Waar loopt het dan soms toch fout? Het blijkt dat heel wat van de oudere installaties die momenteel in gebruik zijn en soms ook nieuwe installaties moeilijk tot in de puntjes te reinigen zijn. Zelfs na een grondige reinigingsbeurt blijven er soms minuscule voedingsresten achter die in een volgende productiecyclus voedsel kunnen contamineren. Dat is een onderschat probleem. Maar er kan iets aan gedaan worden door bij de bouw van de installatie de principes van hygiënisch ontwerp toe te passen. Hygiënisch ontwerp is een ontwerppraktijk die erop gericht is de machine zo goed mogelijk reinigbaar te maken. In deze paper verduidelijken we de principes van hygiënisch ontwerp en leggen uit waarop voedingsbedrijven kunnen letten, onder meer bij aanschaf en onderhoud van een procesinstallatie. We focussen op procesinstallaties voor vloeibare voedingsmiddelen (die vaak met CIP gereinigd worden) omdat hygiëne daar het meest kritisch is. 2

4 1. Het toenemend belang van hygiënisch ontwerp 1.1. Perfecte hygiëne wordt steeds belangrijker Hygiëne in procesinstallaties is uiteraard lang geen nieuw thema. Overheden zijn al bijna een eeuw in de weer met richtlijnen die de ontwikkeling van micro-organismen tijdens de voedselbereiding moeten tegengaan. Eind de jaren 1920 werden in de Verenigde Staten de fundamenten gelegd van de 3-A Sanitary Standards, een pakket normen en richtlijnen voor bouwers van apparaten voor verwerking en bereiding van voedsel. Het bevat advies voor materiaalgebruik, ontwerp en fabricage- en constructietechnieken. In 1962 richtten de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO), de landbouwersorganisatie FAO en de Verenigde Naties de Codex Alimentarius op. Die Codex besteedde veel aandacht aan persoonlijke hygiëne en fabriekslay-out. In de jaren 1990 en 2000 ontwikkelde de Europese unie verschillende richtlijnen die verband houden met levensmiddelenhygiëne. De richtlijn Food Contact 1935/2004 bepaalt de wettelijk verplichte vereisten voor materialen die met voedsel in contact komen. Ook de retailsector heeft normen ontwikkeld. Zo stelt de norm BRC 6 van het British Retail Consortium specifieke eisen aan het voedselveiligheidssysteem van de producent. Hygiëne is dus al lange tijd een groot aandachtspunt in de industrie, maar recente ontwikkelingen op de markt van levensmiddelen zetten de problematiek opnieuw op scherp: De consumenten van vandaag willen steeds meer verse producten die eenvoudig en snel te bereiden zijn. Vaak willen ze maaltijden enkel eventjes opwarmen in de magnetron. Dit verhoogt het risico dat eventueel aanwezige micro-organismen niet gedood worden tijdens het kookproces. Consumenten willen steeds meer producten met minder suiker, vet en zout en zonder bewaarmiddelen. Ook dat verhoogt het risico op bederf bij aanwezigheid van kleine bacteriële of andere verontreinigingen. Door de globalisering van de markt nemen de transporttijden en dus de vereiste houdbaarheidstijden toe. In de globale markt kunnen problemen ook makkelijker escaleren: een fout gemaakt door één fabrikant, hoe klein ook, kan gevolgen hebben voor de voedingsindustrie overal in de wereld. 3

5 Consumenten willen maaltijden snel opwarmen in de magnetron. Bovendien straft de concurrentie op de wereldmarkt de kleinste fout genadeloos af. In het beste geval leidt het tot dure product recalls, in het slechtste geval tot onherstelbare imagoschade. Een vlekkeloze hygiëne is dus meer dan ooit cruciaal voor elk voedingsbedrijf. Het is een kwestie van overleven Het productieproces is nog niet foutvrij Ondanks de vele inspanningen en voorzorgsmaatregelen, worden er nog geregeld gevallen van voedselinfecties (ziektes veroorzaakt door levende micro-organismen in voedsel) en voedselvergiftigingen (ziektes veroorzaakt door toxines afgescheiden door micro-organismen in voedsel) gesignaleerd. Voorbeelden zijn infecties met Salmonella, Campylobacteria en Listeria. De meeste voedselinfecties en vergiftigingen zijn het gevolg van gebrekkige persoonlijke hygiëne of foutieve opwarming of bewaring net voor het consumeren, bijvoorbeeld in de zomermaanden. Een beperkt deel van de infecties wordt veroorzaakt tijdens de distributie, bijvoorbeeld door een niet-geregistreerd defect in een koelinstallatie of een andere onopgemerkte onderbreking in de koudeketen. Maar ook het productieproces in de voedingsindustrie is nog niet foutvrij. Soms worden problemen vroegtijdig ontdekt, bijvoorbeeld bij een interne kwaliteitscontrole of een controle door de afnemende retailer. 4

6 Soms glippen fouten in het productieproces toch door de mazen van het net en leiden ze tot voedselinfecties of -vergiftigingen. Een studie uit 2006 van de CDC (Centers for Disease Control and Prevention), een organisatie die werkt in opdracht van het Amerikaanse departement Health and Human Services, bracht de grondoorzaken van de vastgestelde infecties en vergiftigingen in kaart. Opmerkelijk is dat 22% van de voedseluitbraken mede het gevolg is van een verontreinigde procesinstallatie in een voedingsbedrijf Complexiteit van installaties bemoeilijkt reiniging De reinigingsmethoden zijn de laatste jaren verbeterd. Handmatig reinigen maakt steeds meer plaats voor Cleaning-In-Place. Dat is een vooruitgang, want bijvoorbeeld bij handmatig reinigen met een hogedrukspuit wordt een deel van het vuil verspreid in de omgeving van de installatie. Die deeltjes kunnen tot tientallen meters verder terechtkomen en zo kan hercontaminatie ontstaan tussen vuile en propere delen. Bovendien is de kwaliteit van een handmatige reiniging niet te controleren, terwijl Cleaning-In-Place een perfect controleerbaar en reproduceerbaar proces is. Toch blijkt ook bij Cleaning-In-Place de installatie niet altijd perfect schoon. Dat komt door de complexiteit van veel procesinstallaties. Hoeken, koppelingen, ventielen of andere aansluitstukken vormen vaak een probleem omdat ze moeilijk of zelfs helemaal niet te reinigen zijn als ze niet goed zijn uitgevoerd. Zo kunnen minuscule voedingsresten soms achterblijven in de machine. Na verloop van tijd vermeerderen de micro-organismen zich en omhullen ze zich met een slijmlaag die zich vasthecht aan het oppervlak (de zogenaamde biofilms). Bacteriën in die biofilms hebben een ander groeipatroon dan vrij bewegende bacteriën en blijken daardoor beter bestand tegen detergenten. Eens er biofilms gevormd zijn, is de installatie dus nog moeilijker te reinigen en neemt het gevaar voor aantasting van het voedsel toe Het probleem bij de bron aanpakken Het is duidelijk dat het probleem bij de bron moet worden aangepakt: de installaties moeten zo ontworpen worden dat ze gemakkelijker, efficiënter en beter reinigbaar zijn. Een goed reinigbare installatie is immers een meervoudige winst: het reinigen is eenvoudiger, gaat sneller en is betrouwbaarder. Hoe beter de reinigbaarheid, hoe minder water en energie nodig is om te reinigen, en dus hoe goedkoper het reinigingsproces. Dat besef leeft al geruime tijd bij het in 1989 opgerichte consortium EHEDG (European Hygienic Engineering and Design Group). EHEDG verenigt Europese voedingsbedrijven, machinefabrikanten, onderzoeksinstellingen en volksgezondheidsorganisaties. 1 Percentage of Reported Foodborne-Disease Outbreaks Associated With Identified Contributing Factors: 5

7 Het ondersteunt actief de Europese wetgeving (waaronder de normen EN en EN ISO 14159) en is specifiek gericht op het verbeteren van engineering en ontwerp van bereidingsen verwerkingsinstallaties van voeding. EHEDG heeft daarvoor tien werkgroepen opgericht die elk rond een specifiek thema werken, bijvoorbeeld rond materiaalgebruik, pijpkoppelingen, pompen en kleppen. Er is ook een werkgroep testmethoden die onder meer procedures ontwikkelt om de reinigbaarheid van installaties te testen. EHEDG heeft in de loop der jaren een uitgebreide reeks aanbevelingen opgesteld om de reinigbaarheid van installaties te verbeteren. Die aanbevelingen worden ook voortdurend uitgebreid en verder ontwikkeld. Samen bieden ze een uitstekende garantie op goede reinigbaarheid van de installatie Een werkinstrument voor voedingsbedrijven Helaas hebben nog lang niet alle installatiebouwers voldoende aandacht voor hygiënisch ontwerp. Bovendien heeft elk voedselproductiebedrijf uiteraard een bestaand machinepark in gebruik, dat in veel gevallen nog ontworpen is zonder rekening te houden met de EHEDGaanbevelingen. Verder gebeurt het ook geregeld dat er bij uitbreiding of aanpassing van installaties meestal door de klant zelf onbewust potentiële hygiëneproblemen worden gecreëerd. In de volgende hoofdstukken reiken we een praktisch werkinstrument aan waarmee voedingsbedrijven de reinigbaarheid van hun installaties beter kunnen beoordelen en opvolgen: We geven een overzicht van de belangrijkste principes van het reinigingsproces, inclusief de mogelijkheid van en de speciale aandachtspunten bij volautomatisch reinigen of Cleaning-In-Place (CIP). Daarna geven we een overzicht van de belangrijkste hygiëneaandachtspunten in het ontwerp van de installatie. Ook de CIP-unit zelf moet perfect hygiënisch ontworpen zijn, een aspect dat vaak wordt verwaarloosd. Dit moet voedingsbedrijven in staat stellen om een eerste evaluatie te doen van hun bestaande installaties en om een kritische blik te werpen op offertes van machinefabrikanten. Eventueel kunnen ze de principes van hygiënisch ontwerp ook opnemen in de specificaties bij nieuwe offerteaanvragen. Daarbij is het belangrijk om te weten dat we met een pragmatische aanpak al heel ver komen. Bestaande installaties moeten niet altijd helemaal EHEDG-conform gemaakt worden, dat zou immers vaak een te dure (en dus onrealistische) operatie zijn. Beter is het om de risico s op slechte reiniging correct in te schatten en gerichte aanpassingen te doen. Tip: Neem de principes van hygiënisch ontwerp op in uw specificaties voor nieuw te bouwen of aan te passen procesinstallaties. Stel dezelfde strenge eisen aan de CIP-installatie. 6

8 2. Het reinigingsproces 2.1. Inleiding In het reinigingsproces van een installatie maken we onderscheid tussen het eigenlijke reinigen en het desinfecteren: Bij het reinigen wordt vuil zo veel mogelijk verwijderd. Na het reinigen kunnen er nog micro-organismen achterblijven. Die worden tijdens het desinfecteren gedood of tot een aanvaardbaar niveau gereduceerd. Deze stap is niet altijd noodzakelijk. Het vuil in een procesinstallatie bestaat uit veel verschillende stoffen. Dat gaat over zowel organische als anorganische stoffen, bijvoorbeeld droog vuil, stof, verpakkingsresten, vlekken, vetten en eiwitten. Dat bemoeilijkt het reinigingsproces, omdat sommige stoffen niet te veel mogen verhit worden (bijvoorbeeld eiwitten) en andere juist alleen op hogere temperaturen kunnen verwijderd worden (bijvoorbeeld vetten). Voor elke procesinstallatie moet daarom een adequate reinigingsprocedure opgesteld worden. Die is gebaseerd op een combinatie van vier elementen: Mechanische actie (fysieke kracht), bijvoorbeeld door sproeibollen of jets Chemische actie, door de inwerking van detergenten, oplosmiddelen en andere chemische reagentia Temperatuur, door een combinatie van koud en warm water Tijd Het relatief belang van elk element (veel of weinig fysieke kracht, meer of minder chemicaliën, een hoge of lage temperatuur, een langer of korter tijdsbestek) hangt af van het soort vuil en het onderdeel van de installatie. Dat wordt vaak aangeduid met de zogenaamde Sinner cirkel. 7 De Sinner cirkel geeft het relatief belang van mechanische actie, chemicaliën, temperatuur en tijd in het reinigingsproces.

9 Welke chemicaliën er worden gebruikt, hangt ook van verschillende factoren af. De samenstelling van het vuil kan een zure, een neutrale of een basische reinigingsoplossing vereisen. Vaak is een combinatie nodig. Als desinfectiemiddel wordt in de voedingsindustrie bijvoorbeeld chloor, ammoniumverbindingen of peroxiden toegepast. Telkens moet daarbij rekening gehouden worden met de materialen in de installatie Cleaning-In-Place De NDA Chemical Safety Code 1985 definieert Cleaning-In-Place als het reinigen van volledige componenten van installaties of leidingen zonder die te ontmantelen of te openen en met weinig of geen manuele handelingen. Het proces omvat het spuiten of sproeien van reinigingsoplossingen op oppervlakken of het rondcirculeren ervan doorheen een installatie onder condities van verhoogde turbulentie en snelheid. Cleaning-in-Place vereist dus weinig manuele handelingen van personeel want het te reinigen deel van de installatie moet niet gedemonteerd worden. De reinigingsmiddelen worden vanuit een CIP-installatie door de productie-installatie gerecirculeerd met een relatief hoge stroomsnelheid (ongeveer 1,5 tot 2 m/s) en onder verhoogde turbulentie. Bij Cleaning-In-Place zorgt het besturingsprogramma voor een optimale combinatie van de parameters uit de Sinner cirkel. Per reinigingsstap wordt de waterdruk ingesteld, worden de chemicaliën optimaal gedoseerd, en wordt de juiste temperatuur ingesteld, dit gedurende een vooraf bepaalde tijd. Een CIP-reinigingscyclus bestaat meestal uit volgende stappen: Productverdringing: de laatste resten voeding worden uit de installatie geperst, meestal met lucht of water. Voorspoelen met water. Reinigen met een alkalische oplossing. Tussenspoelen met water. Reinigen met een zure oplossing. Tussenspoelen met water. Desinfecteren. Naspoelen met (zacht) water. Draineren en optioneel drogen. Welke stappen er precies nodig zijn, hangt af van het product. Desinfecteren is bijvoorbeeld niet altijd nodig. Zure reiniging is vooral bedoeld om kalksteen of kalk van hard water te verwijderen. Dit is niet altijd nodig en gebeurt dus meestal minder vaak dan de loogreiniging. 8

10 Draineren is heel belangrijk, om te vermijden dat er water in het systeem blijft staan, waardoor er kans is op hercontaminatie. Om helemaal zeker te zijn, kan de installatie nog worden gedroogd; dit is vooral gebruikelijk in de farmaceutische industrie. Ook de tijdsduur van de verschillende stappen, de temperatuur en de gebruikte concentraties chemicaliën zijn sterk afhankelijk van het product. De installatie waarmee de Cleaning-In-Place gebeurt, kan een vaste installatie zijn, bijvoorbeeld centraal opgesteld in het bedrijf om meerdere procesinstallaties te kunnen reinigen. Een vaste CIP-installatie kan onder meer een naspoeltank, een voorspoeltank (waarin het naspoelwater van de laatste reiniging wordt gerecupereerd), een loogtank en een zuurtank bevatten. Het is ideaal om het CIP-proces voortdurend te controleren. Zo kan op de retourleiding de temperatuur, de flow, de conductiviteit en de concentratie van de oplossing gemeten worden. Deze gegevens worden gelogd, zodat men na afloop van de reiniging zeker is dat alle stappen correct zijn uitgevoerd. Het naspoelwater moet alvast heel zuiver zijn, dit is immers het laatste water dat in contact komt met de installatie voor de opstart van een nieuwe productiecyclus. Je zou bij wijze van spreken van het naspoelwater moeten kunnen drinken. De CIP-reiniging wordt gevalideerd door het meten van temperatuur, flow, conductiviteit en concentraties op de retourleiding. Vandaag worden steeds vaker kleinere decentrale of mobiele CIP-units gebruikt. Deze bestaat uit slechts één tank, die per stap met het juiste reinigingsmiddel of water wordt gevuld. In dit geval wordt het naspoelwater niet gerecupereerd. Mobiele CIP-units zijn goedkoper dan vaste CIP-installaties en zijn flexibeler in te zetten, bijvoorbeeld als uitbreiding van uw bestaand reinigingssysteem voor specifieke of minder courante reinigingen. 9

11 Kleinere decentrale CIP-units zijn flexibeler. 10

12 3. Basisprincipes van hygiënisch ontwerp 3.1. Inleiding De reinigingsprocedure is van cruciaal belang voor een goede reiniging. Maar zelfs met de beste reinigingsprocedure kunnen er nog hygiëneproblemen ontstaan als de installatie niet is ontworpen met voldoende aandacht voor de reinigbaarheid. Een goed reinigbare installatie is echter niet in één oogopslag te herkennen. Reinigbaarheid is voor een groot stuk een kwestie van zorgvuldigheid in de details. Toch kunnen we alvast een drietal basisprincipes geven waaraan elke procesinstallatie moet voldoen, onafhankelijk of ze deels handmatig of volledig met CIP wordt gereinigd: Alle gebruikte materialen moeten bestand zijn tegen zowel het productieproces als het reinigingsproces De oppervlakken van tanks en leidingen moeten voldoende glad zijn Dode hoeken en spleten moeten worden vermeden 3.2. Materiaalkeuze: roestvast staal en aangepaste elastomeren Alle materialen die in de procesinstallatie gebruikt worden, moeten bestand zijn tegen het te bereiden product en tegen de detergenten en desinfectiemiddelen die bij de reiniging worden gebruikt, en dit onder alle voorkomende procesomstandigheden (temperatuur, druk, concentratie). Dat betekent onder meer dat ze niet-toxisch, niet-corrosief en nietabsorberend zijn. We maken onderscheid tussen de harde materialen (roestvast staal, aluminium, kunststoffen) en de dichtingsmaterialen (elastomeren voor de afdichting tussen twee harde materialen). Bij de harde materialen is corrosiegevoeligheid een belangrijk aandachtspunt. Corrosie beperkt niet alleen de levensduur van de apparatuur, maar verslechtert ook de reinigbaarheid. Micro-organismen kunnen zich immers nestelen in kleine putjes ontstaan door de corrosie en daar verder ontwikkelen en eventueel de corrosie versnellen. Om die reden wordt in procesinstallaties als hard materiaal voor tanks en leidingen bijna altijd roestvast staal (RVS) gebruikt, zeker voor de delen die in contact komen met voeding. Er bestaan verschillende kwaliteiten RVS. In de voedingsindustrie zijn de meest gangbare types: AISI-304 of austenitisch RVS met ongeveer 18% Cr en 10% Ni. Het is geschikt voor vloeistoffen zonder chloriden, bijvoorbeeld melk of room. AISI-316 of austenitisch RVS met ongeveer 17% Cr, 12% Ni en 2% Mo. Dit type RVS heeft een verhoogde resistentie tegen chloriden. Dit wordt gebruikt in installaties die veel met zuur en zouten in contact komen, bijvoorbeeld bij margarinebereiding. De zuurtank van een CIP-installatie wordt bij voorkeur in AISI-316 uitgevoerd. 11

13 Micro-organismen kunnen zich nestelen in kleine putjes ontstaan door corrosie. Bij de dichtingsmaterialen moet men vooral rekening houden met het absorptiegedrag en de chemische resistentie. Zo absorbeert het vaak gebruikte elastomeer EPDM gemakkelijk plantaardige oliën en vetten, waardoor het materiaal zijn mechanische eigenschappen verliest. Alternatieven zijn in dit geval natuurlijk rubber (NR), synthetisch rubber (NBR), siliconenrubber en fluorelastomeer. De laatste twee zijn geschikt voor hoge temperaturen tot 180 C. Belangrijk om weten is ook dat alle elastomeren relatief snel verouderen. Veroudering of beschadiging door chemicaliën kunnen leiden tot scheurtjes in de dichting. Daar kunnen zich dan micro-organismen nestelen die niet verwijderd worden tijdens CIP-reiniging. Daarom is het van groot belang om dichtingen regelmatig te controleren en preventief te vervangen. Dichtingen verouderen relatief snel en moeten dus regelmatig worden gecontroleerd en preventief vervangen. Tip: Kijk de preventieve onderhoudsplannen van uw installaties na. Daarin moet de regelmatige controle en preventieve vervanging van dichtingen zijn opgenomen. 12

14 3.3. Gladde oppervlakken Alle oppervlakken die in contact komen met voeding, moeten voldoende glad zijn en vrij van fouten zoals putjes en scheurtjes. De reinigbaarheid van de installaties hangt immers sterk af van de ruwheid van het oppervlak. De ruwheid of Ra-waarde, uitgedrukt in µm, wordt bepaald als het rekenkundig gemiddelde van de afwijkingen van het ruwheidsprofiel ten opzichte van de gemiddelde lijn. De ruwheid is het rekenkundig gemiddelde van de afwijkingen van het ruwheidsprofiel ten opzichte van de gemiddelde lijn. De ruwheid voor grote oppervlakken die in contact komen met product, moet kleiner zijn dan 0,8 µm. Een standaard RVS-plaat heeft een goede Ra-waarde. Let erop dat de lassen vloeiend gelegd zijn, zonder imperfecties. Beter is om de lasnaden te laten polijsten tot de gewenste Ra-waarde. Tip: Neem in uw specificaties op dat de ruwheidsgraad van grote oppervlakken in contact met voeding kleiner moet zijn dan 0,8 µm. 13

15 3.4. Hoeken, verbindingen en aansluitingen Hoeken, verbindingen en aansluitingen moeten zo gemaakt worden dat er geen dode ruimtes, scherpe overgangen of spleten ontstaan. In dode ruimtes en achter scherpe overgangen circuleert de reinigingsvloeistof immers trager of helemaal niet. In spleten kunnen microdeeltjes zich gemakkelijk nestelen. Scherpe hoeken moeten vermeden worden. In een goede procesinstallatie wordt daarmee consequent rekening gehouden: Hoeken van tanks en reservoirs moeten afgerond zijn. Dode ruimtes moeten vermeden worden. Metaal-op-metaalcontact wordt zorgvuldig vermeden omdat het altijd spleten oplevert. Bouten en moeren moeten zoveel mogelijk vermeden worden. Indien dit niet kan, dan worden ze altijd van rubberen dichtingen voorzien om te vermijden dat voedseldeeltjes zich nestelen in de schroefdraad. Tip: Kijk bij een volgende reinigings- of onderhoudsbeurt zo veel mogelijk bouten en moeren in contact met voeding na. Ze worden best verwijderd. Als dat niet kan moeten ze voorzien worden van rubberen dichtingen. 14

16 4. Zorgvuldig in elk detail 4.1. Inleiding Een procesinstallatie is een complexe machine met een ingewikkelde geometrie. Elk onderdeel en elke ruimte in de machine moet echter goed gereinigd kunnen worden. Dat vereist zorg tot in de kleinste details. Hieronder bespreken we de belangrijkste aandachtspunten in het detailontwerp van vloeistoftanks en leidingen Ontwerpdetaillering van vloeistoftanks Vloeistoftanks zijn het kloppend hart van de procesinstallatie. De reinigbaarheid hangt van veel factoren af: De geometrie van de tank De opstelling ervan (inclusief de aansluiting op pompen) De goede aansluiting en detaillering van roerders, meetapparatuur en reinigingstoestellen (sproeibollen). Geometrie en opstelling Zoals alle onderdelen van de installatie mogen vloeistoftanks geen dode hoeken bevatten waarin de reinigingsvloeistof onvoldoende kan circuleren. De bodem van de tank mag niet horizontaal zijn. Hij moet sferisch of hellend worden uitgevoerd zodat de tank volledig kan worden gedraineerd. Tijdens de reiniging moet de tank immers helemaal leeg zijn om te zorgen dat de sproeiers (zie verder) ook de bodem goed kunnen schoonmaken. Ook na de reiniging moet de tank helemaal kunnen worden gedraineerd om hercontaminatie te vermijden. De afsluiter onderaan de tank moet zo dicht mogelijk bij de bodem zijn aangebracht. Een conische of hellende bodem is noodzakelijk. 15

17 Als er aansluitingen zijn die niet met CIP kunnen gereinigd worden (bijvoorbeeld een overloopventiel), dan moeten die apart manueel gereinigd worden. Dit is echter zo veel mogelijk te vermijden, want men moet bij het terugplaatsen altijd opletten voor hercontaminatie van de gereinigde aansluitingen. Roerders Roerders binnenin de tank mogen ook geen metaal-op-metaal spleten bevatten. Daarom worden de roervinnen aan de roerstaaf bij voorkeur gelast, voor zover het constructietechnisch mogelijk is. Eventueel kunnen ze vastgemaakt worden met aangepaste afdichtingen (zie ook afdichtingen bij leidingen, 4.3). Roerders mogen geen metaal-op-metaal spleten bevatten. Meetapparatuur Meetapparaten en aansluitstukken moeten zo dicht mogelijk bij het tankoppervlak aangebracht worden, zo niet kan een dode zone ontstaan. Aansluitingen bovenaan de tank kunnen conisch uitgevoerd worden zodat spoel- en reinigingsvloeistoffen er nog beter in kunnen circuleren. Is dat niet zo, dan vereisen de aansluitstukken extra aandacht tijdens de reiniging. Aansluitingen onderaan moeten flush uitgevoerd zijn zodat er bij drainage geen vloeistof achterblijft. 16

18 Bron : Lameco White paper Hygiënisch ontwerp Reinigingsapparatuur Tanks zijn uitgerust met één of meerdere sproeibollen voor automatische reiniging. De vloeistofsnelheid is minstens 1 m³/m²/uur. Er zijn drie types sproeibollen: Vaste sproeibollen: de sproeibol roteert niet zodat de vloeistofstralen altijd op dezelfde plaatsen neerkomen. Roterende sproeibollen: de sproeibol roteert zodat de vloeistofstralen voortdurend op andere plaatsen neerkomen. Daardoor is voor een even goede reiniging een veel lager debiet nodig. Straaljet: dit is een sproeikop die met 1 straal krachtig op een oppervlak straalt. De straal beweegt zodanig dat het volledige tankoppervlak wordt bereikt. Bij een motorgestuurde straaljet kunnen kritische zones langer gereinigd worden. Dit wordt vooral gebruikt voor hardnekkige producten die een hoge impact vereisen. Type sproeibol Prijs Impact op oppervlak Waterverbruik vast goedkoop minder groter roterend iets duurder meer kleiner jet duur veel kleiner Vaste sproeibol Roterende sproeibol Straalkop/jet 17

19 De keuze van het type sproeibol hangt van uw proces af. Een straaljet is bijvoorbeeld van toepassing wanneer voor het verwijderen van voedingsresten extra fysieke kracht nodig is. In de meeste gevallen volstaat een roterende sproeibol, eventueel aangevuld met kleine vaste sproeibollen in schaduwvelden zoals een mangat. Een extra sproeibol is nodig om het mangat te reinigen. De sproeibollen zelf moeten ook hygiënisch ontworpen zijn. Zo moet het oppervlak glad zijn, zonder bramen, en dit zowel aan de binnen- als aan de buitenkant. Om te vermijden dat er eventuele kleine losgekomen deeltjes (bijvoorbeeld stukjes van een dichting) in de sproeikop vast komen te zitten, wordt bij voorkeur een filter voor de sproeibol geplaatst. Zo niet moeten de gaten van de sproeibol geregeld worden gecontroleerd. Tip: Zorg dat de sproeigaten van de sproeibol nooit kunnen verstoppen. Als er geen filter is geplaatst, controleer dan geregeld de gaten. Ook het ronddraaien van de sproeibol wordt best geregeld gecontroleerd. 18

20 ron : SKS Waalwijk Bron : SKS Waalwijk White paper Hygiënisch ontwerp 4.3. Ontwerpdetaillering van vloeistofleidingen Ook de leidingen van de installatie moeten volledig kunnen worden gespoeld, gereinigd en leeggemaakt. Dat vereist een aangepaste geometrie, spleetloze verbindingen en hygiënische afdichtingen en afsluiters. Geometrie In de leiding mogen geen T-stukken zitten die een dode zone creëren. Bij viskeuze producten is een relatief kleine dode zone al problematisch. Let er ook op dat er geen doodlopende leidingen zijn, bijvoorbeeld stukken van een circuit dat bij aanpassing is afgesloten of wachtleidingen voor toekomstige uitbreidingen. Tip: Kijk uw installatie na op doodlopende leidingen, bijvoorbeeld van een vroeger circuit of voor een toekomstige uitbreiding. Laat ze eventueel inkorten. Niet alleen in dode hoeken kunnen micro-organismen achterblijven, ook op het leidingoppervlak kan dat het geval zijn, zeker als er geen vlotte doorstroming van spoel- en reinigingsvloeistoffen is. Proefondervindelijk werd aangetoond dat de doorstroomsnelheid overal minstens 1,5 m/s moet bedragen om te vermijden dat micro-organismen aan de oppervlakte achterblijven. Ook bij veranderingen van diameter moet de vlotte doorstroming overal gegarandeerd zijn. Zo moet de vloeistof ook ter hoogte van de grote diameter aan 1,5 m/s doorstromen. Reducties moeten geleidelijk gebeuren, in horizontale leidingen zelfs best excentrisch om volledige drainage mogelijk te maken. Verbindingen Een koppeling van twee leidingstukken mag geen spleten of dode zones bevatten. Daarom worden metaal-op-metaal koppelingen sterk afgeraden. Ook melkkoppelingen (DIN 11851), RJT-koppelingen en de meeste SMS-koppelingen zijn niet perfect hygiënisch omdat de rubberen dichtingen te ver van de hoofdstroom liggen zodat kleine dode ruimtes ontstaan. 19 In een DIN koppeling ligt de rubberen dichting te ver van de hoofdstroom zodat een kleine dode ruimte ontstaat. In een DIN koppeling ligt de rubberen dichting perfect in het vlak van de leidingwand.

21 Bron : Kieselmann White paper Hygiënisch ontwerp Beter is de nieuwe DIN koppeling, een variante van de DIN geschikt voor de voedingsindustrie. Hier ligt de rubberen dichting perfect in het vlak van de leidingwand zodat de koppeling volledig van de productzijde wordt afgesloten. Tip: Vermeld in offerteaanvragen dat leidingverbindingen moeten uitgevoerd worden met DIN koppelingen. Afsluiters Ook afsluiters en kranen moeten perfect reinigbaar zijn. Zo moeten alle gebieden die met het product in aanraking gekomen zijn (in open en gesloten toestand van de kraan) tijdens de reiniging voldoende doorstroomd worden. Klassieke bolkranen zijn daarom niet geschikt. Vlinderkranen zijn wel geschikt, maar niet op plaatsen waar een lekdefect tot contaminatie kan leiden van het product door CIP-vloeistof. Bij voorkeur worden in zulke gevallen dubbelzitskranen gebruikt, maar deze zijn relatief duur. Eventueel kunnen ook dubbele vlinderkranen worden gebruikt. Een dubbelzitskruisventiel sluit contaminatie van product door CIP-vloeistof uit. Tip: Vermeld in offerteaanvragen dat er geen klassieke bolkranen mogen worden gebruikt maar wel vlinderkranen of, beter nog dubbelzitskruisventielen. 20

22 5. Hygiënisch ontwerp van de CIP-unit Als de procesinstallatie met CIP wordt gereinigd moet ook de gebruikte CIP-unit (vast of mobiel) ontworpen zijn volgens de principes van hygiënisch ontwerp, zeker die delen die in contact komen met het laatste naspoelwater. Dit aspect wordt vaak verwaarloosd, zeker wanneer de CIP-unit ad hoc wordt gemaakt met productietanks uit een afgeschreven installatie. Voor alle delen die in contact komen met het naspoelwater, is het van groot belang om de basisprincipes te controleren: Is het oppervlak glad genoeg (Ra < 0,8 µm)? Zijn de aansluitingen reinigbaar? Zijn er geen dode zones? Is de tank perfect draineerbaar? Bovendien vragen enkele aspecten bijzondere aandacht: De naspoelwatertank moet even schoon zijn als de producttanks. Ze moet dus ook kunnen gereinigd worden, bij voorkeur met CIP. Elke tank moet iets meer dan de inhoud van het leidingennet van de te reinigen installatie kunnen bevatten. De volgorde van de tanks is van belang. Het naspoelwater moet het verst van de installatie staan, dan volgen de voorspoelwatertank, de tank met loog en de tank met zuur. Voorspoelwater, loog en zuur circuleren via de retourleiding. Het naspoelwater circuleert niet maar wordt afgevoerd of gerecupereerd in de voorspoelwatertank (zie schema). De klepzittingen onder de tanks worden best safety break uitgevoerd, bijvoorbeeld met een dubbele vlinderkraan zodat een eventueel lek in de afsluiter van een reinigingstank onmiddellijk gedetecteerd wordt. Het reinigingsmiddel mag immers niet in het naspoelwater terechtkomen. Eventueel kan lekkage vermeden worden door een rigoureus onderhoudsprogramma waarin dichtingen regelmatig worden vervangen. Reinigingsmiddelen en chemicaliën worden bij voorkeur gedoseerd met behulp van doseerpompen. Ze moeten goed gemengd worden in het water. Het leidingennetwerk heeft best een verval van minstens 2 zodat het na reiniging volledig kan leeglopen en er geen detergenten achterblijven. De stroomsnelheid in leidingen is best minstens 1,5 m/s. Dit kan worden gecontroleerd met een sensor op de retourleiding. 21

23 6. Aanpassingen aan de installatie Procesinstallaties worden na verloop van tijd soms aangepast in het kader van productvernieuwingen of optimalisaties. Het is van groot belang om op dat moment de principes van hygiënisch ontwerp mee in rekening te brengen. Aanpassingen kunnen een uitgelezen moment zijn om zwakkere punten aan te pakken. Daarom is het nuttig om ter voorbereiding van de procesaanpassing de installatie grondig door te lichten: Controleer alle onderdelen van de installatie op de hierboven vermelde aandachtspunten. o Vloeistoftanks: kijk vooral naar eventuele spleten, de correcte bevestiging van meetapparatuur en roervinnen en controleer de goede draineerbaarheid. o Leidingen: kijk vooral naar doodlopende leidingen en dode zones. Kijk de preventieve onderhoudsplannen na. Controleer of elementen die aan slijtage onderhevig zijn (bijvoorbeeld dichtingen) tijdig worden vervangen. Eventueel kan een reinigbaarheidsonderzoek nuttig zijn. De resultaten van die doorlichting kunnen worden gebruikt bij het opstellen van de specificaties voor de uit te voeren aanpassingen. Omgekeerd mogen aanpassingen zeker niet leiden tot nieuwe hygiëneproblemen. Controleer daarom de offertes voor aanpassingen aan uw procesinstallatie met dezelfde nauwgezetheid. Houd ze tegen het licht van de hierboven vermelde principes en check de details. Vraag eventueel meer uitleg aan de fabrikant. Tip: Als u wijzigingen wil uitvoeren aan uw installatie, raadpleegt u best eerst een ervaren specialist in Cleaning-In-Place en hygiënisch ontwerp. 22

24 7. Aandacht voor de omgeving van de installatie 7.1. Inleiding In het voorgaande hebben we de hygiëne en de reinigbaarheid van de binnenkant van de procesinstallatie besproken. Het is echter net zo belangrijk dat de buitenkant van de installatie schoon is en blijft. Ook de netheid van de ruimere fabrieksomgeving en de persoonlijke hygiëne van alle medewerkers zijn cruciaal om te voorkomen dat vuil uit de omgeving de installatie binnendringt en voedsel contamineert. Want de hygiëne van het hele proces is slechts zo sterk als de zwakste schakel De buitenkant van de installatie Ook de elementen die niet in contact komen met het product moeten gemakkelijk te reinigen zijn en bestand tegen het product en de reinigings- en desinfectiemiddelen. Vandaar dat RVS ook hier de voorkeur geniet. Eventueel gebruikte coatings mogen niet toxisch zijn en niet barsten of schilferen. Geïsoleerde tanks worden ook aan de buitenkant best volledig dichtgelast. Door de tank volledig af te lassen, zorgt u ervoor dat water en/of vuil het tussencompartiment van uw dubbelwandige tank niet kunnen contamineren. De omkasting van apparatuur wordt best glad en zonder scherpe hoeken en spleten uitgevoerd. Vuil kan immers gemakkelijk achterblijven in holtes, uitsteeksels en overstekende randen. Bij het reinigen van de buitenkant van de installatie en de directe omgeving mag het vuil zich niet verspreiden. Vermijd daarom de hogedrukspuit te gebruiken. 23

25 7.3. De bedrijfs- en productieruimte De inrichting van de productieruimte moet de hygiëne bevorderen. Volgende aspecten verdienen bijzondere aandacht: Boven de productie-installatie mogen geen condensdruppels gevormd worden. Vloeren moeten een goede afvoer hebben om stilstaand water waarin bacteriën kunnen groeien te vermijden. Ook horizontale platen moeten voldoende afhellen. Afvoerputjes moeten kunnen geopend worden en eenvoudig te reinigen zijn. De productieruimte moet zo ingericht worden dat ingrediënten een route volgen naar steeds schonere ruimtes. Circulatieruimtes moeten groot genoeg zijn. Geconditioneerde lucht gaat van de schoonste ruimtes (bijvoorbeeld de afvulruimte) naar de vuilere ruimtes. Ook de riolering loopt af naar de vuilere ruimtes. De oppervlakken van binnenmuren moeten ondoordringbaar zijn en gemakkelijk te reinigen. Overgangen met vloer en plafond moeten afgerond zijn. Een hygiënische omgeving en propere installaties zijn meteen ook een perfecte stimulans voor een goede persoonlijke hygiëne bij het personeel Persoonlijke hygiëne Een installatie kan nog zo perfect reinigbaar zijn, als de persoonlijke hygiëne van slechts één medewerker te wensen over laat, haalt dat niets uit. Daarom moeten de werknemers uitgebreid gesensibiliseerd worden. Er moeten ook voldoende toiletten, urinoirs en wasbakken voorzien zijn in functie van het aantal werknemers. 24

26 Conclusie Voedselcontaminatie door onvolmaakte reiniging van procesinstallaties is een onderschat probleem. Heel wat installaties zijn immers niet perfect hygiënisch ontworpen zodat ze op bepaalde plaatsen niet goed kunnen worden gereinigd. Typische problemen zijn bijvoorbeeld dode zones in leidingen, slecht geplaatste sproeiers in tanks of slecht uitgevoerde bout- en moerverbindingen. Het probleem zit soms in een klein hoekje, vandaar dat de fabrikant van de machine alle details uiterst zorgvuldig moet ontwerpen en afwerken. Dat geldt eveneens voor het ontwerp van de CIP-installatie. Ook de omgeving van de procesinstallatie moet altijd schoon kunnen gehouden worden. Daarom hebben we in deze paper de principes van hygiënisch ontwerp toegelicht en aangegeven wat voedingsbedrijven zelf kunnen doen om de reinigbaarheid van hun installaties te verbeteren. 25

27 Over is een innovatieve producent van roestvast stalen installaties voor hygiënegevoelige productieprocessen in de voedingsindustrie en de farmaceutische sector. is lid van EHEDG. Meer info: PACKO Industry Torhoutsesteenweg 154 B-8210 Zedelgem Tel Fax