Appunti detergenza e sanificazione degli impianti - settore alimentare

JP ‘18 Appunti di

Detergenza e Sanificazione degli impianti

Buiatti Stefano A.A. 2018/2019

JP ‘18

Con il termine sanificare includiamo i termini: pulire,lavare e disinfettare.

DEFINIZIONE DI TERMINI:

✓ Sterilizzare:il processo diretto alla distruzione di tutte le forme di vita microbica. Un

oggetto sterile, in senso microbiologico, è privo di microrganismi viventi. I termine

sterile,sterilizzare,e sterilizzazione si riferiscono perciò alla completa assenza o

distruzione di tutti i m.o. e non dovrebbero essere usati in senso relativo. Un

oggetto o una sostanza o è sterile o non è sterile ; non può mai essere ‘’quasi

sterile’’. (uccide ogni forma di vita)

✓ Disinfettante: un agente, di solito una sostanza chimica , che uccide le forme in

accrescimento , ma non necessariamente le forme sporali resistenti dei

microrganismi patogeni. Il termine è applicato comunemente a sostanze usate su

oggetti inanimati : disinfezione è il processo diretto a distruggere gli agenti infettivi.

la sepsi o impedisce l’accrescimento o

✓ Antisettico:una sostanza che contrasta

l’azione dei m.o. , o distruggendo i m.o. o inibendo il loro accrescimento e la loro

attività .E’ di solito associato a sostanze applicate al corpo.

✓ Sanitizzante ( sanitizer):un agenete che riduce la popolazione microbica a livelli di

sicurezza giudicati in base ai requisiti della sanità pubblica. Di solito è un agente

chimico che uccide il 99.9% dei batteri in accrescimento .Sono applicati su oggetti

inanimati e vengono applicati per il trattamento giornaliero di apparecchiature e

utensili nelle industrie alimentari.(sinonimo di disinfettante)

✓ Germicida o microbicida:un agente che distrugge le forme in accrescimento ma

non necessariamente le forme sporali resistenti dei germi ; in pratica un germicida è

quasi uguale a un disinfettate , ma i germicidi vengono comunemente impiegati per

tutti i tipi di germi ( microbi) per qualunque applicazione.

✓ Battericida: un agente che distrugge batteri. In modo analogo, fungicida e

sporicida si riferiscono a funghi e spore.(un battericida può diventare batteriostatico

se usato in conc.troppo piccole)

un agente che impedisce l’accrescimento dei batteri

✓ Batteriostatico: .

agente che interferisce con l’accrescimento e l’attività dei

✓ Agente antimicrobico:

microbi. Nell’uso comune antimicotico ( contro funghi).

Sicurezza Alimentare

Un alimento si può definire sicuro quando è privo di patogeni e quindi non causa danni

all’organismo che lo ha ingerito e nello stesso tempo mantiene inalterati tutti i principi

nutrizionali che lo caratterizzano.

è lo strumento per ottenere l’igiene dei prodotti alimentari e si compone di

Sanificazione:

tre parti : risciacquo,detersione,disinfezione.(riduco i rischi igienici degli alimenti a livelli

non pericolosi per la salute del consumatore e per la conservabilità e qualità del prodotto

destinato poi alla vendita).

Per detergenza si intende l’eliminazione totale dei residui di lavorazione e dello sporco

delle superfici(la sterilità non esiste fuori dalla conf.).Una superficie risulterà pulita se sarà:

✓ Fisicamente priva di sporco

✓ Chimicamente priva di residui chimici ( provare con cartina tornasole)

✓ Biologicamente i m.o. saranno a livello accettabile.

JP ‘18 DI STERILITA’ E INATTIVAZIONE BATTERICA

CONCETTO

L’inattivazione batterica si calcola in scala logaritmica:

99,9% 3 log,99% 2 log, 90% 1 log ( es. oust uccide il 99,9% dei batteri ma non sterilizza)

Valore DVALUE: misura tempo, riduzione di 1 log, se la T° non è espressa è 121C° e fa

riferimento al patogeno più importante.

Valore ZVALUE:aumentando di tot gradi , ridurrò di 10 volte il tempo necessario per

ridurre di 10 volte la popolazione microbica.

La sterilità è un grado assoluto, non si parlerà mai di sterilità perché non è dimostrabile ma

di ‘’assenza di forme di vita’’. La sterilità di ottiene tramite qualunque processo che

distrugge ( trattamenti di calore ecc) o allontana ( filtro) tutti i m.o. dal substrato. La sterilità

si ha con 1 microrganismo vitale su 1 milione di unità.

Concetto di morte microbica: quando il m.o. non è in grado di riprodursi

2

ESEMPIO: ho una fiala con 1 ml di soluzione con 10 batteri/fiala ; D value=121°C la

-6 2 -6

contaminazione che tolleriamo è 10 . Come facciamo? Da 10 a 10 ci sono 8 cicli di

logaritmi . Per ridurre un ciclo occorre 1 minuto a 121°C , quindi per 8 cicli me ne serono 8

di minuti.

Perché certi alimenti hanno patogeni e altri no? Fattore ph , es. latte 6-7 vino 3.5

DETERGENZA

Il processo di detergenza prevede cinque fasi:

Allontanamento dei residui grossolani dell’alimento e dello sporco e diminuire il

1. carico inquinante attraverso abbondante risciacquo con acqua a temperatura

superiore al punto di fusione dei grassi (45°C) ma inferiore alla temperatura di

coagulazione delle proteine (60°C); i grassi sono insolubili ma sono liquidi a 45°C e

si possono emulsionare, a 60°C le proteine coagulano e creano aderenza.

2. Portare la soluzione detergente in intimo contatto con lo sporco;si parla di

detergente per le industrie e detersivo per la casa

3. Allontanare lo sporco dalla superficie attraverso la reazione chimica o chimico fisica

tra il detergente e lo sporco stesso ;

4. Disperdere lo sporco rimosso nel mezzo lavante acqua-detergente;

5. Prevenire la rideposizione dello sporco.

E’ importante che l’acqua sia accettabile e non inquinata; risciacquare è fondamentale se

disinfettiamo; non è da disinfettare sempre mentre si deve risciacquare sempre e non

disinfettare se non si ha lavato.

JP ‘18

Bilancio tra le diverse fasi del processo di detergenza di Albert Sinner

Sono quattro i fattori e se uno di questi non può essere rispettato ,deve essere

compensato dall’altro. ( poca acqua calda, più prodotto chimico).

1. Energia chimica ( quantità detergente)

2. Energia termica ( a che temperatura?)

3. Energia meccanica ( la pressione di spruzzo della valvola, il moto che deve essere

turbolento e non laminare cosi da favorire lo staccamento dello sporco, la frizione

manuale)

CIP:clinic in place ( classico ciclo di lavaggio senza smontare,15-20min)

COP:clinic out place ( smonto e lavo manualmente)

PUNTI CRITICI DELLA DETERSIONE

Regolarità e precocità nell’intervento:

➢ evitare che lo sporco si secchi.

➢ Temperatura acqua >45°C e >60°C

➢ Concentrazione dei principi attivi ( se supero la concentrazione micellare assoluta

cioè le micelle formate dal detergente che non contengono sporco ma solo

detergente, butto il detersivo)

➢ Temperatura di reazione >65°C

➢ Tempo di reazione >20-30 minuti

➢ Sinergia tra energia meccanica e/o cinetica

Esempio di pulizia serbatoio del latte:

Risciacquo con acqua quando vuoto stando attenta alla coagulazione proteine.Sgrasso

con detergente alcalino o detergente complesso o soda (NaOH). Sto attenta alla durezza

dell’acqua perché più è dura(25 gradi francesi) più consuma il mio detergente/soda. Poi

risciacquo.Il fatto di avere schiuma è un poò una perdita di tempo ma in alcune superfici è

necessario lavarle direttamente con detergenti schiumogeni (es.miscelatrice polli). Ora si fa

il lavaggio acido (minerale/inorganico tipo acido nitrico ; organico tipo acido citrico) , devo

stare attenta che se caldo devo stare sempre più bassa della detergenza alcalina , mai a

60-70°C anzi meglio a temperatura ambiente , questo lavaggio è indispensabile per

eliminare i depositi minerali ma a volte non è necessario se non ce ne sono. Risciacquo di

nuovo.Disinfezione temperatura ambiente tranne rari casi. Risciacquo.

Asciugatura ( in alcuni casi è necessaria basta pensare che i microbi poi andranno

sull’acqua rimasta )

In questo grafico si può vedere come varia la

concentrazione di NaOH con t/T ( 1 minutoa 54°C uso

5.3 di NaOH

JP ‘18 DETERGENTI

La formulazione di un detergente prevede la presenza , in funzione della destinazione

d’uso, di diversi prodotti complementari . Tutti sono composti da :

• Composto alcalino o acido ( es.acido nitrico) = da l’aggressività del detergente

• Tensioattivi(sulfactant) = favorisce la bagnabilità o il distacco dello sporco

• = aiutano i lavaggi e riduco la durezza dell’acqua

Sequestranti(builders)

( i Sali minerali nell’acqua riducono l’effetto del trattamento, il sequestrante trattiene

queste sostante)

Tra i detergenti alcalini sono divisi in delle sottoclassi : grassi, oli ,lubrificanti,proteine che

richiedono detergenti alcalini con un ph maggiore o uguale di 11. Noi parliamo sempre di

soda non perché sia la migliore ma perché costa poco ed è facile da sciogliere.

1)Detergenti fortemente alcalini

Sono molto corrosivi e hanno un potere dissolvente , miscelandoli con acqua sviluppano

molto calore e si crea una reazione esotermica.L’inalazione di essi o il contatto prolungato

può creare dei danni. Esempi: idrossido di sodio (soda caustica NaOH)e silicati.

L’aggiunta di silicati alla soda riduce la corrosività e migliora la penetrazione del

detergente. I detergenti fortemente alcalini sono utili per rimuovere lo sporco difficile e non

vanno bene per trattare depositi minerali. La soda inoltre ha un elevato potere

battericida,grazie al potere solvente sulle proteine e alle proprietà emulsionanti è usata per

rimuovere lo sporco tenace; non si deve usare per la pulizia manuale.

2)Detergenti alcalini multiuso

Poco corrosivi, emulsionanti dello sporco ,entrano nella formulazione del detergente.

Hanno agente tamponante ( blocca il pH).L’aggiunta di solfiti riduce l’effetto corrosivo.

Usato con sistemi ad alta pressione o altri sistemi meccanizzati è efficace per rimuovere i

grassi ma inefficace per i depositi minerali.

Esempio: carbonato di sodio: blanda alcalinità ,effetto tamponato

Es principi attivi: sodio metasilicato,esaetafosfato,pirofosfato,carbonato ecc.

Borace: agente tamponato che viene addizionato di un chelante (simile a sequestrante),

legano gli ioni e agevolano il risciacquo.

3)Detergenti debolmente alcalini

Addolciscono l’acqua . Disponibili in formulazione liquida, sono impiegato per il lavaggio a

mano.Esempio: bicarbonato di sodio, sesquicarbonato,

tensioattivi,sequestranti,pirofosfatotetrasodico ecc.

Il cloruro di sodio dentro la lavastoviglie fa scomparire il calcare.

4)Detergenti alcalini cloroattivi

Sono i detergenti alcalini combinati con ipocloriti o composti che sviluppano cloro attivo (

sono caratterizzanti dall’aggregazione di un gran numero di

candeggina).Molti carboidrati

marcomolecole unite tra lodo mediante legami ; questi aggregati sono insolubili ma il

cloroattivo lo modifica rendendole solubili.A contatto con l’ipoclorito gli atomi di idrogeno

JP ‘18

legati all’azoto dei gruppi ammidici sono sostituiti dal cloro.Le proteine possono interagire

mediante ponti idrogeno diminuendo la loro solubilità.I detergenti cloroattivi reagiscono

con le proteine insolubili rendendole solubili e facilitandone la dispersione mediante una

rapida degradazione ossidativa dei ponti disolfuro. Sono efficace con le muffe : unisco la

candeggina con un ipoclorito tipo quaternario d’ammonio.

Idonei per la detersione CIP di tubature ,cisterne e nella rimozione di grassi ed oli.

Eliminano i legami glucidici.

L’ipoclorito è efficace biocida a valori di pH minori di 8.5.( es. l’ace in commercio ha valore

di ph maggiori di 10 perché ha un basicizzate perche se lo avesse più basso

danneggerebbe il materiale.Non devo mai unire un acido alla candeggina senno

danneggio il materiale… se unisco l’acido muriatico alla candeggina creo cloro

gassoso(tossico).Come unità di misura basterebbe un cucchiaio di candeggina su 10 litri

di acqua. Le soluzioni con ipoclorito vanno usate subito.

Il cloro attivo degrada le proteine , rendendole più solubili e facilitandone la rimozione dalle

superfici sporche.

Esercizio di esame: Preparare 250litri di soluzione al 3.5% di soda a partire da una

soluzione madre concentrata al 40% (soda liquida) con durezza acqua 25 gradi francesi.

1)Detergenti acidi

Sono utilizzati per la rimozione e/o il distacco di incrostazioni. ( posso usare solo la soda

per staccare l’incrostazione?si ma non pulirebbe bene quanto questi detergenti e

creerebbe danni).Sono usati per pulire impianti che hanno svolto un trattamento termico

sull’alimento e attaccano la cosidetta ‘’pietra di latte e birra’’ cioè i residui che si trovano

Se non c’è stato trattamento

nel fondo(es. pastorizzatori e scambiatori di calore). termico ,

è superfluo usare un detergente acido ed è invece fondamentale usare quello alcalino.In

ordine gerarchico ha più valenza il detergente alcalino>acido>altri.

Per quanto riguarda l’H2O se ne usa molto per questi lavaggi ma qui in Italia costa poco

L’H20 superando gli 80°C fa creare i

rispetto altre utenze perciò non ci interessa….

depositi minerali ( carbonato di calcio e calcare).

Detergenti di tipo: Acido organico e Acido inorganico

Gli acidi organici(poco impiegati) sono i più deboli, facili da risciacquare , non sono irritanti

e sono di facile uso ma non sono efficaci sui depositi minerali. (es.nitrico il più usato

tartarico,gluconico con potere sequestrante rimuove il film di alcali o proteine, citriconon è

efficace come l’acido ossalico nella rimozione della ruggine ma non è tossico).

Gli acidi inorganici sono corrosivi e possono causare la precipitazione dei redisui proteici

cosi da rendere la loro eliminazione ancora più difficile.Alcuni esempi sono:

• Acido fosforico: usato per pulire e lucidare metalli prima della

verniciatura per rimuovere la ruggine.Ha effetto passivante cioè

rende inerte una superficie con un film protettivo di ossido che

protegge il metallo.

JP ‘18 • Acido ossalico : problema riscontrato nella formazione di

ossalato di calcio

2)Detergenti fortemente acidi

Corrosivi per il cemento , i metalli e i tessuti. Con il calore producono gas tossici che

causano gravi lesioni. Sono impiegati per eliminare incrostazioni delle superfici, soprattutto

depositi calcarei spesso presenti negli impianti per la produzione di vapore. Esempi: acido

cloridrico,fluoridrico,sulfamminico,solforico,nitrico e fosforico.

Il nitrico e il solforico hanno potere corrosivo notevole , no per pulizia manuale e viene

addizionato ad altri elementi.Il fluoridrico è tra i più pericolosi perché sviluppano idrogeno,

utile per la pulizia di metalli .Il fosforico non è corrosivo come il precedente ed è

i tensioattivi,si all’uso manuale ed industriale.

compatibile con

3)Detergenti debolmente acidi

Moderatamente corrosivi ,aggressivi per la pelle , possono essere addizionati con agenti

bagnanti e inibitori della corrosione. Esempi: citrico,lattico,idrossiacetico,acetico e

gluconico.

Prima di iniziare gli esercizi facciamo un ripassino delle nozioni sopra citate …

✓ La soluzione detergente deve essere preparata alla concentrazione consigliata dal

produttore ( vedi etichetta o scheda tecnica), perché una soluzione troppo diluita è

inutile e può corrodere i metalli.

✓ La temperatura ottimale è circa 45-55°C ( sopra i 45 ci scottiamo le mani) , a

temperatura più basse i grassi non si sciolgono , sopra i 60 si coagulano le

proteine. Nel caso particolare dei macelli non si superano i 40 gradi senno si

coagula il sangue.

✓ Il tempo di contatto è di circa 5-20 minuti e può essere necessario associare un

intervento meccanico di spazzolatura ( olio di gomito).

✓ Se non si risciacqua i residui del detergente possono inattivare i disinfettati che

saranno poi applicati e inoltre il residuo può alterare il prodotto alimentare.

✓ Al termine del ciclo di produzione la pulizia non va rinviata per più di una

ora per evitare che lo sporco si secchi e divenga più tenace e aderente.

✓ Le parti smontabili delle attrezzature vanno rimosse prima di essere pulite.

Evitare si usare getti d’acqua ad alta pressione(idropulitrici)perché le goccioline

✓ in sospensione nell’aria per lungo tempo e possono inquinare

prodotte rimangono

le superfici sanificate.

ESERCIZIO 1

Preparare 250 L di idrossido di sodio(soda caustica) con una concentrazione al 4% (p/v).

-calcolo la quantità in peso di NaOH necessaria per preparare un litro di soluzione.

X:1000=4:100 quindi x=40g/L quindi la quantità di soda necessaria per preparare 250 litri

al 4% sarà di : 40 g x 250 litri = 10'000 g e cioè 10kg.

JP ‘18

ESERCIZIO 2

Preparare 10 litri di ipoclorito di sodio (candeggina) con una concentrazione di 200mg/L a

partire da una soluzione madre di 5% di principio attivo.

-per prima cosa calcolo la quantità di NaClO presente in un litro di soluzione madre:

x:1000=5:100 x= 50g/L ( cioè 50'000 mg/L)

-a questo punto calcolo quanta candeggina devo diluire in un litro di acqua per avere

200mg/L:

x:200=1'000:50'000 x= 4ml quindi la quantità di candeggina sarà 4x10mL= 40mL

ESERCIZIO 3

Esprimere la concentrazione di 200litri di perossido di idrogeno ( H202) a 3 volumi anche

in g/L e in %. I volumi sono i litri di ossigeno che si possono sviluppare da un litro di

soluzione acquosa di acqua ossigenata, i volumi che esprimono la concentrazione sono

quelli dell’ossigeno molecolare che si libera dalla reazione di dissociazione dell’acqua

ossigenata ad acqua e ossigeno. 2H2O2→ 2H2O + 02

Troviamo il peso molecolare dell’acqua