God hygiejne er en ubetinget nødvendighed for at kunne producere sikre fødevarer. Derfor er rengøringsforhold og -validering vigtige faktorer inden for sikker virksomhedsdrift og -produktion.

I en moderne produktionsvirksomhed er mange arbejdsgange inden for rengøringen automatiseret, så den er hurtig, mindre mandskabstung og reproducerbar. I det lukkede produktionsudstyr anvendes oftest Cleaning In Place (CIP), idet tilgængeligeheden for den manuelle rengøring ikke er tilstede. Begrebet Cleaning In Place blev lanceret tilbage i 1950’erne og er i dag en integreret del af rengøringsprocessen hos alle større fødevare- og medicinalvarevirksomheder. Da rengøringen foregår automatiseret i typisk lukkede systemer, er det vigtigt at have en pålidelig metode til validering af, at rengøringen er tilstrækkelig effektiv. 

Metode til validering af effektiv CIP-rengøring

Den gængse metode til validering af en effektiv CIP-rengøringen i nyinstalleret produktionsudstyr er typisk:

  1. at dække overfladerne i udstyret, dvs. tanke og rør, med en fluorescerende testvæske 
  2. at rengøre efter normale procedurer 
  3. at gennemgå udstyret med en UV-kilde 
  4. at se resultatet: Der, hvor der sidder rester af testvæsken tilbage, er rengøringen ikke tilstrækkelig

I mange år har riboflavin opslemmet i vand været den ’standardiserede’ og anbefalede fluorescerende testvæske ved denne type rengøringsvalidering (beskrevet af VDMA, German Process Plant and Equipment Association1). Men er riboflavin-opløsningen repræsentativ nok for de produkter, som passerer gennem produktionsudstyret, hvad angår viskositet og vedhæftningsgrad? Og afslører riboflavin det, man leder efter?

Dette har været udgangspunktet for en række forsøg, som FORCE Technology har foretaget i samarbejde med Alfa Laval på Alfa Lavals pilot plant. Her er effektiviteten af rengøringen blevet undersøgt med hhv. riboflavin og en alternativ fluorescerende testvæske på både metalplader, rør og i en tank. 

Alternativ til riboflavin

Som alternativ til riboflavin er en fluorescerende penetrant (FP-10, Magnaflux) blevet testet. Penetrant er kendt og benyttet ved penetrantprøvning, som er en NDT-metode (non-destructive testing), hvor mikroskopiske revner og sprækker, der er åbne til overfladen, kan detekteres. Penetranten har en god evne til at hæfte til metaloverflader og trække ned i revner og andre åbninger ved hjælp af kappilarkraften. Ved at kombinere penetranten med en fremkalder, kan man i overflader finde fejl, som ikke er synlige for det blotte øje. 

Forsøg med metalplader

I en forsøgsrække dækkes metalplader på 1x1 m med enten riboflavin eller penetrant. Pladerne hænges efterfølgende op, så de kan vaskes rene i 2 minutter af en CIP-dyse. For at illudere en blind rengøringsvinkel placeres et rør foran pladen, så det skygger for vandstrålen fra CIP-dysen (figur 1). Efter afvask belyses pladerne med en UV-kilde for at finde eventuelle rester af riboflavin eller penetrant, der afslører den blinde rengøringsvinkel.

Forsøgene viser, at riboflavin meget let vaskes af metaloverfladen og at røret, som illuderer en blind rengøringsvinkel, ikke kan ses efter afvaskning (figur 2 – Billede A). I modsætninger hertil ses både rør og snor, der havde skygget for pladen under vask, tydeligt ved forsøgene med penetrant (figur 2 – Billede B).

Forsøg med afvaskning af plade dækket med enten riboflavin eller penetrant udført af FORCE Technology på Alfa Lavals testcenter.
Figur 1. A) Plade dækket af enten riboflavin eller penetrant hængt op, så de kan vaskes rene af en CIP-dyse. Hver plade blev vasket i 2 minutter. For at holde pladen i fokus for CIP-dysen, anvendes en snor, der holder pladen ”stille” (gul pil). Foran pladen er der placeret et rør (på den røde fod), der skygger for strålen fra CIP-dysen og illuderer en en blind rengøringsvinkel. B) viser CIP-dysen (Rotary Jet Head fra Alfa Laval) i aktion.
Plader dækket med enten riboflavin (A) eller penetrant (B) belyst med UV-kilde. Forsøg foretaget af FORCE Technology på Alfa Lavals testcenter
Figur 2. Plader belyst med UV-kilde efter vask med CIP-dyse. Røret, der skyggede for vaskestrålen, er næsten ikke synlig ved pladen dækket af riboflavin (A). Derimod træder den blinde rengøringsvinkel tydeligt frem ved den vertikale gule streg/plamage på pladen, der inden vask var dækket af penetrant (B). På pladen med penetrant ses også tydeligt den horisontale gule streg, hvor snoren, der holdtpladen ”stille” i forhold til CIP-dysen, var placeret (se gul pil figur 1 – Billede A)

Samme forsøg gennemført i tank

Forsøgene er efterfølgende blevet gentaget i en tank, hvor rengøringen også udføres med en CIP-dyse i 2 minutter. Igen er tankens overflade dækket af enten riboflavin eller penetrant. Generelt er riboflavinens evne til at hæfte sig til tankoverfladen inden afvask væsentlig ringere end penetranten (jf. figur 3 – Billede A, B og C). Penetranten fordeler sig ensartet på overfladen, mens riboflavinen ”perler” og løber af.

På tankens glaslåge er riboflavinen let at vaske af og den forsvinder allerede efter første vandstråle rammer lågen. Efter vask er både glaslåge og tankens sider vasket rene for riboflavin. Til gengæld skal der flere vaskestråler til for at få fjernet penetranten på glaslågen. Efter vask afsløres det, at røret, hvorpå CIP-dysen er monteret, ikke er vasket helt rent. Desuden afslører penetranten også de svejsninger, der ikke er slebet og poleret på tankens overflade (jf. figur 4). 

Fordeling af riboflavin (A, B) og penetrant (C) på overflade og glaslåg i tank efter afvaskning. Forsøg foretaget af FORCE Technology på Alfa Lavals testcenter
Figur 3. Fordeling af riboflavin (A, B) og penetrant (C) på overflade og glaslåge i en tank inden afvaskning. Som det ses, er det svært at få riboflavinen til at hæfte til overfladen og dække denne jævnt. Derimod løber penetranten fint ud og dækker overfladen.
Rester af penetrant i tank efter 2 minutters vask. Forsøg foretaget af FORCE Technology på Alfa Lavals testcenter.
Figur 4. Rester af penetrant sidder tilbage i tanken efter 2 minutters vask. Både på røret, hvorpå CIP-dysen er monteret, men også på svejsninger, der ikke er slebet og poleret på tankens overflade (gule pile). I en produktion har røret, hvorpå CIP-dysen er monteret (down pipen), en overfladekvalitet, der muliggør tilfredsstillende rengøring af røret.

Forsøg udført i rør

Penetrantens evne til at validere rengøring i rør blev også testet. Ved brug af et endoskop med UV-kilde er det let at finde de områder i røret, hvor penetranten ikke er vasket væk. Således er det muligt at synliggøre bl.a. både ’dead ends’ og pakninger, hvor organisk materiale kan sætte sig, og hvor det er mere besværligt at rengøre tilstrækkeligt
(jf. figur 5).

Rengøringsvalidering i rør med penetrant afslørende utilstrækkelig rengøring ved pakning og dead ends. Forsøg foretaget af FORCE Technology på Alfa Lavals testcenter.
Figur 5. Forsøg med rengøringsvalidering i et rør med penetrant afslørede utilstrækkelig rengøring ved pakning (A) og ’dead ends’ i de områder i røret, hvor flowet ikke var kraftigt nok til at rengøre (B).

Riboflavin versus penetrant

Rengøringsvalidering, hvor der anvendes fluorescerende testvæske og UV-belysning, foretages som oftest inden ibrugtagning af nyt udstyr eller en ny produktionsproces. Baggrunden herfor er at sikre, at CIP-rengøringen er tilstrækkelig effektiv. Metoden kan også benyttes til lokalisering af forureningskilde, hvis der observeres gentagne brist i rengøringen.

Forsøgene med riboflavin versus penetrant viser, at riboflavin meget let vaskes af overflader og i nogle tilfælde er aerosoler tilstrækkeligt til at vaske riboflavinen bort. Den lette afvaskning af riboflavin kan imidlertid være fatal, idet blinde rengøringsvinkler, som ofte er kilde til kontaminering, dermed ikke bliver synliggjort.

I tillæg vil riboflavin i mange tilfælde ikke være repræsentativ for det medie, som hæfter på overfladen af udstyret under og efter produktionen, pga. dens ringe vedhæftningsevne. Man kan derfor risikere at overvurdere effektiviteten af ens rengøring ved brug af riboflavin og derved godkende en rengøringsvalidering på et forkert grundlag.

Som et alternativ til riboflavin anbefaler FORCE Technology at bruge penetrant, som har en langt bedre evne til at fordele og vedhæfte sig på metaloverflader. Penetranten er sværere at vaske af og giver dermed et mere indikativt resultat i forhold til, om udstyr er effektivt vasket rent eller ej. Som ekstra gevinst kan revner, sprækker og korrosionshuller nemmere spottes, specielt hvis man kombinerer penetranten med en fremkalder.

Der findes flere penetranter, der er NFS-registreret2 og derfor anbefalet på fødevareberørte overflader. Efter forsøgene er afsluttet, er penetranten benyttet ved dette forsøg (FP-10) udgået af produktion. Der findes dog andre anvendelige alternativer, som FORCE Technology har testet, der også er NFS-registreret. For yderligere information kontakt Kristine Garde.

Noter:

1. Information sheet Riboflavin test for low-germ or sterile process technologies Fluorescence test for examination of cleanability For food, aseptic, pharmacy and chemistry, VDMA 2007
2. Nonfood compounds and proprietary substances found compliant to food safety regulations are listed in the NSF White Book™


Artiklen er skrevet af:

Kristine Garde, Annette Baltzer Larsen og Palle Korning Ove, FORCE Technology & Kim Kjellberg, Alfa Laval

Artiklen er tidligere blevet bragt i Plus Proces nr. 3 - 2019

Downloads