DE3635357A1

DE3635357A1 - Verfahren zur reinigung und keimreduzierung in der getraenkeindustrie

Info

Publication number: DE3635357A1
Application number: DE19863635357
Authority: DE
Inventors: Veit Wellhoener
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1988-04-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung und Keimreduzierung in der Getränkeindustrie, insbesondere im Brauereibetrieb bei der Behandlung von Behältern, Geräten, Rohrsystemen, Flächen und dergleichen, bestehend aus folgenden Verfahrensschritten: erstens Vorspülung mit Wasser, zweitens Reinigungsspülung, drittens Zwischenspülung mit Wasser, viertens Ent keimungsspülung, fünftens Schlußspülung mit Frischwas ser.

In Betrieben der Getränkeherstellung, insbesondere in Brauereibetrieben, erfolgt die Reinigung und anschlie ßende Entkeimung mit Hilfe festinstallierter Anlagen, den sogenannten CIP-Anlagen, in denen die Reinigungs- und Desinfektionsmittel in wäßrigen Lösungen im Kreislaufverfahren eingesetzt werden. Hierbei sind Reinigungsmitteltanks, Desinfektionsmitteltanks und Spülwassertanks mittels Rohrleitungen und Pumpen zu einem System integriert.

Als Reinigungskomponente werden in vielen Fällen saure Lösungen auf Schwefelsäure-, Phosphorsäure- oder Salpetersäurebasis eingesetzt. Die Entkeimung erfolgt mit Hilfe von im Handel erhältlichen Desinfektionslö sungen, die in den meisten Fällen auf Säuren aufgebaut sind und je nach Anwendungsfall entsprechende Desinfektionskomponenten aufweisen.

Die stationären Anlagen werden in den meisten Fällen über Leitwertgeber oder pH-Wert Steuerungen gefahren, so daß es, da die Geräte nur in einem bestimmten Bereich schalten, zu sogenannten Mischzonen kommt, d. h., daß Anteile der Reinigungs- und Desinfektions mittellösungen mit ihren ökologisch bedenklichen Zuschlagstoffen permanent in die Abwasserkanäle ge langen. Insbesondere Brauereiabwässer enthalten erheb liche Mengen an schädlichen Reinigungs- und Desinfektionsmitteln. Diese chemosynthetischen Produk te oder Anteile davon sind bei konventioneller Abwasserreinigung mit biologischer Stufe kaum oder nur zum Teil abbaubar. Die Brauereiabwässer stellen daher eine erhebliche Belastung der Umwelt dar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die in der Getränkeindustrie, insbesondere in Brauereien, anfallenden Abwässer weitestgehend frei von ökologisch bedenklichen Substanzen zu halten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Reinigungsspülung und die Entkeimungsspülung mit einer Lauge, vorzugsweise Natronlauge, durchgeführt werden, wobei der Lauge ein Additiv zugegeben wird, welches ein die Oberflächenspannung reduzierendes Tensid bzw. Tensidgemisch enthält.

Durch den Einsatz der Lauge sowohl für die Reinigungs spülung als auch für die Entkeimungsspülung wird der gleiche biologisch gewünschte Zustand wie bei dem bisherigen Verfahren erreicht, ohne daß allerdings die ökologisch schädlichen, nicht bzw. nur schwer abbauba ren Substanzen in das Abwasser gelangen.

Auch entstehen bei der teilweise erforderlichen Neutralisation der Abwässer in den Betrieben keine ökologisch bedenklichen Neutralisationsprodukte, wie sie zum Teil bei der Neutralisation der auf Säurebasis aufgebauten Mittel entstehen können. Bei der Neutrali sation von Natronlauge entsteht lediglich Soda, die ökologisch völlig unschädlich ist.

Mit der eingesetzten Natronlauge wird nicht nur die Wirkung gegen Hefen und grampositive bierschädliche Bakterien erreicht, sondern es kommt auch zur Inaktivierung der gramnegativen Bakterien, wie Würze bakterien, Pectinatus, Megasphaera usw. Die microbizi de Aktivität der Spül- und Entkeimungslauge bleibt auch bei hoher Belastung mit organischer Materie erhalten, so daß sich bei regelmäßiger Nachschärfung hohe Standzeiten bzw. lange Wechselintervalle ergeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht temperaturab hängig, d. h., daß es auch sehr wirksam im Kaltbereich eingesetzt werden kann. Da man also auf eine Erhitzung der Lauge verzichten kann, werden erhebliche Energie mengen gespart.

Darüber hinaus kann man bei Anwendung des erfindungs gemäßen Verfahrens neben dem Retourwassertank und dem Frischwassertank mit einem einzigen Laugetank aus kommen, da dieselbe Lauge sowohl für die Reinigungs spülung als auch für die Entkeimungsspülung verwendet werden kann.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann Natronlauge in einer Konzentration von 0,5 bis 15% verwendet werden. Als besonders günstig hat sich Natronlauge in einer Konzentration von 2% erwiesen.

Die Anwendungstemperatur der Natronlage ist zwar beliebig, sollte aber bei Anwendung im vorliegenden Verfahren im Kaltbereich zwischen 5°C und 40°C liegen.

Bei der Anwendung der Lauge für die Reinigungsspülung sollte die Temperatur zweckmäßig bei etwa 30°C liegen. Bei der Anwendung für die Entkeimungsspülung kann die Temperatur tiefer liegen, zweckmäßig etwa bei 12°C. Um jedoch mit einem einzigen Laugetank auszu kommen, können die beiden Temperaturen selbstverständ lich auch in gleicher Höhe liegen.

Das Additiv enthält als Tensid vorzugsweise Fettal koholalkoxylat.

Vorzugsweise enthält das Additiv darüber hinaus einen Härteabbinder, der biologisch abbaubar ist. Seine Menge hängt weitestgehend von dem Härtegrad des jeweils vorhandenen Wassers ab.

Ferner weist das Additiv einen Lösungsvermittler auf, damit die einzelnen Bestandteile voll zur Geltung kommen können.

Das verwendete Additiv kann folgende Zusammensetzung aufweisen: als Härteabbinder 40 bis 70% Na-Salz der Ethylendiamintetraessigsäure (Na₄EDTA) oder alternativ Na-Salz der Nitrilotriessigsäure (Na₃NTA), welches besonders gut biologisch abbaubar ist, als Lösungsver mittler 4 bis 10% Triethanolaminseife (C-Kettenlänge der Ausgangsfettsäure mit Schwerpunkt C₉), als Tensid 2 bis 6% Fettalkoholalkoxylat mit dem Basisstruktur aufbau

wobei R ein linearer Fettalkohol mit C-Kettenlänge C₁₁ bis C₁₅ ist und der Index Y die Werte 4, 6, 7, 13 aufweist. Der Rest der Additivmenge ist entsalztes Wasser.

Vorzugsweise enthält das oben beschriebene Additiv 65% Härteabbinder, 7% Lösungsvermittler, 5% Tensid und 23% vollentsalztes Wasser.

Die Erfindung geht von der Grundidee aus, daß eine 100 prozentige Entkeimung, also eine totale Desinfektion, für die Aufrechterhaltung der Güte des Produktes nicht erforderlich ist. Es genügt, wenn auf ein bestimmtes biologisches Qualitätsniveau hingearbeitet wird. Bereits bei der Reinigungsspülung erfolgt eine Keim minderung durch die Anwendung der Natronlauge. Auf grund der Herabsetzung der Oberflächenspannung, die auf unter 35 mN/m reduziert werden kann, dringt die Lauge in kleine Vertiefungen und enge Ritzen ein, so daß die Verschmutzungen und Keime, die sich dort abgesetzt haben, unterwandert und weggespült werden können.

Bei der späteren Entkeimungsspülung, bei der keine Schmutzpartikel mehr angetroffen werden, gelangt die durch das Tensid oberflächenentspannte Lauge noch einmal sehr intensiv an die in den Vertiefungen sitzenden Keime und tötet diese nicht nur zum Teil ab, sondern spült diese auch größtenteils einfach nur mechanisch weg.

Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln der angestrebte mikrobiologiche Erfolg erzielt, ohne daß man auf die bisher verwendeten toxikologich bedenkli chen Substanzen, die in den Reinigungs- und Desin fektionsmitteln enthalten sind, zurückgreifen muß.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt auch dem Produkt, beispielsweise dem in den gereinigten Anlagen behandelten Bier, zugute, denn da die nach der Erfindung verwendeten Spülmittel keine gesundheitsschädlichen und dem Bier abträglichen Substanzen mehr enthalten, können auch keine schädli chen Produkte mehr in das Bier gelangen, so daß das Produkt eine bessere Qualität erhält.

Bei einem Anwendungsbeispiel der Erfindung wird Natronlauge als NaOH Diaphragma-Ware verwendet, und zwar in form einer 2%igen Lösung. In der CIP-Anlage wird nur ein einziger Tank mit der Lauge beschickt, die sowohl für die Reinigungsspülung als auch für die Entkeimungsspülung verwendet wird. Die Lauge hat Raumtemperatur von ca. 20°C.

Der Lauge wird vor Inbetriebnahme der Anlage ein Additiv zugemischt, welches 65% Härtebinder in Form von Na-Salz der Nitrilotriessigsäure, 7% Lösungsver mittler in Form von Triethanolaminseife, 5% Tensid in Form von Fettalkoholalkoxylat und 23% vollentsalztes Wasser enthält.

Diese Additivkombination erfüllt bei ausreichender Dosierung folgende für das Verfahren wichtige Para meter:

1. Ausreichende Härteabbindung des Ansatzwassers,
2. Schaumarmut in dem gesamten vorkommenden Temperaturbereich,
3. Biologisch abbaubare Tensidkomponente im Rahmen der derzeit gültigen gesetzlichen Auflagen,
4. Tensidkomponente praktisch ungiftig LD₅₀ ca. 5000 mg/kg (Oral/Ratte),
5. Ausreichende Reduzierung der Oberflächenspannung der Lauge auf unter 35 mN/m,
6. Gute Ausspülbarkeit mit Frischwasser,
7. Biologisch voll abbaubarer Härteabbinder,
8. Biologisch voll abbaubarer Lösungsvermittler.

Zur Durchführung des Verfahrens wird zunächst das gesamte System mit Frisch- oder Retourwasser ca. 10 Minuten lang vorgespült. Im Anschluß daran erfolgt die Reinigung mit der mit dem beschriebenen Additiv versetzten Natronlauge. Die Reinigungsspülung dauert ca. 30 Minuten. Anschließend erfolgt eine Zwischen spülung über ca. 10 Minuten mit Frischwasser. Bei der nachfolgenden Entkeimungsspülung wird die gleiche Lauge verwendet, wie bei der Reinigungsspülung. Die Spülung wird über einen Zeitraum von ca. 30 Minuten durchgeführt. Anschließend erfolgt eine Nachspülung über 10 Minuten mit Frischwasser.

Als Modifikation besteht die Möglichkeit, das Retour wasser, welches nach dem Ausspülen des Systems aufgrund der Laugenrückstände noch eine gewisse Restalkalität enthält, mit Tensiden und zusätzlicher Natronlauge zu versetzen und diese Mischung wieder als Reinigungslauge zu benutzen.

Unter bestimmten Umständen besteht auch die Möglich keit, auf die Verwendung einer Lauge zu verzichten und dem Spülwasser das Tensid oder Tensidgemisch unmittel bar beizumischen, wenn dadurch, beispielsweise bei nur geringer Ausgangskontamination, bereits die zulässige Keimzahlgrenze erreicht wird.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Keime auf das für den Brauereibetrieb erforderliche bzw. gewünschte Maß reduziert, so daß eine Produktgefährdung wirksam ausgeschlossen und gleichzeitig ein Beitrag zur Verminderung der Umwelt belastung geleistet wird.

Claims

1. Verfahren zur Reinigung und Keimreduzierung in der Getränkeindustrie, insbesondere im Brauereibetrieb bei der Behandlung von Behältern, Geräten, Rohrsystemen, Flächen und dergleichen, bestehend aus folgenden Verfahrensschritten:

1. Vorspülung mit Wasser,
2. Reinigungsspülung,
3. Zwischenspülung mit Wasser,
4. Entkeimungsspülung,
5. Schlußspülung mit Frischwasser,

dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsspülung und die Entkeimungsspülung mit einer Lauge durchgeführt werden, wobei der Lau ge ein Additiv zugegeben wird, welches ein die Oberflächenspannung reduzierendes Tensid bzw. Ten sidgemisch enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß als Lauge Natronlauge verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Natronlauge in einer Konzentration von 0,5 bis 15%, vorzugsweise von 2%, verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwendungstemperatur der Natronlauge etwa zwi schen 5°C und 40°C liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Anwendungs temperatur der Natronlauge für die Reinigungsspü lung bei etwa 30°C liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwendungs temperatur der Natronlauge für die Entkeimungsspü lung bei etwa 12°C liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Anwendungstempera tur der Natronlauge sowohl für die Reinigungsspü lung als auch für die Entkeimungsspülung etwa bei Raumtemperatur liegt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das der Natronlauge zugefügte Additiv als Tensid Fettalkoholalkoxylat enthält.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv einen biologisch abbaubaren Härteab binder enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv einen Lösungsvermittler enthält.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das der Natronlauge zugesetzte Additiv folgende Zusammensetzung aufweist:

a) 40 bis 70% Na-Salz der Ethylendiamintetra essigsäure (Na₄EDTA) oder alternativ
40 bis 70% Na-Salz der Nitrilotriessigsäure (Na₃NTA),
b) 4 bis 10% Triethanolaminseife (C-Ketten länge der Ausgangsfettsäure mit Schwerpunkt C₉),
c) 2 bis 6% Fettalkoholalkoxylat mit dem Ba sisstrukturaufbau R = linearer Fettalkohol mit C-Ket tenlänge C₁₁ bis C₁₅
y = 4, 6, 7, 13,
d) Rest entsalztes Wasser.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv fol gende Zusammensetzung aufweist:

a) 65% Na-Salz der Nitrilotriessigsäure (Na₃NTA),
b) 7% Triethanolaminseife,
c) 5% Fettalkoholalkoxylat,
d) 23% vollentsalztes Wasser.