Plasmaaktiviertes Wasser zur effizienten Reinigung von Produktionsanlagen

Ressourcenschonende, sichere Reinigung ohne Reinigungschemikalien

 

Die regelmäßige Reinigung und Desinfektion von Maschinen und Anlagen in der Lebensmittelproduktion ist essenziell für die Sicherstellung von Produktqualität und -sicherheit. Bei den häufig eingesetzten nasschemischen Cleaning-In-Place-Prozessen (CIP) werden jedoch große Mengen an chemischen Reinigungsmitteln benötigt. Diese belasten die Umwelt und verursachen zusätzlichen Aufwand und Kosten bei der Entsorgung.

Plasmaaktiviertes Wasser (PAW) stellt hier eine vielversprechende Alternative zur herkömmlichen Desinfektion dar. Dabei handelt es sich um eine neue Technologie, bei der Wasser mit einer Plasmaflamme aktiviert wird. Dabei entstehen aus den am Prozess beteiligten Elementen (vorwiegend Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff) neue, sehr reaktive Spezies, welche sich anschließend im Wasser lösen und dessen verändern. Die reaktiven Verbindungen führen zu einer antiviralen, fungiziden und antibakteriellen Wirkung. Während der Einsatz von plasmaaktiviertem Wasser (PAW) zur Desinfektion bereits untersucht wurde, ist sein Potenzial für Reinigungsprozesse bisher kaum erforscht.

 

Untersuchung der Reinigungswirkung im Lebensmittelbereich

 

Im Rahmen des IVLV-Projekts »PAW-Rein« wurde daher gezielt die Reinigungswirkung von PAW analysiert. Der Fokus lag dabei auf Anwendungen bzw. typische Verschmutzungen im Lebensmittelbereich.

Untersucht wurden:

• das Quellverhalten von Lebensmittelverschmutzungen und die veränderten Bindekräfte  zur Oberfläche infolge der Einwirkung von PAW
• die Reinigungswirkung von plasmaaktiviertem Wasser in geschlossenen Systemen am Beispiel von Rohrleitungen
• die Dauer der Wirksamkeit und die Lagerfähigkeit von plasmaaktiviertem Wasser
• der Abbau der wirksamen Spezies im PAW nach dessen Aktivierung
• der Einfluss von plasmaaktiviertem Wasser auf verschiedene Konstruktionsmaterialien

 

Ergebnis und weiteres Vorgehen  

 

Damit PAW industriell eingesetzt werden kann, muss es in ausreichenden Mengen produziert werden können und lagerfähig sein. Im Projekt wurde die Änderung der Eigenschaften (pH-Wert, Leitfähigkeit, Redoxpotenzial) während der Lagerung untersucht. Hier zeigte sich, dass PAW eine ausreichende Stabilität über einige Tage hinweg besitzt und äußere Einflussfaktoren (Temperatur, UV-Licht, Umgebungsgas) dabei eher vernachlässigbar sind. Zudem zeigte sich eine gute chemische Beständigkeit von Edelstahl und ausgewählten Kunststoffen gegenüber PAW.

Die Untersuchungen zur Reinigungswirkung von PAW zeigten, dass diese für die ausgewählten Testverschmutzungen (Pudding, Proteinshake, Kalk) mit der herkömmlicher Reinigungsmittel vergleichbar ist. Untersuchungen zur Quellung der Verschmutzungen unter Zugabe von PAW bestätigten diese Einschätzung. Da PAW perspektivisch auch eine zeitgleiche Desinfektion ermöglichen kann, besteht somit großes Potenzial zur Reduktion der benötigten Zeit für den Gesamtprozess. Gleichzeitig können durch den Einsatz von PAW große Mengen von Reinigungs- und Desinfektionschemikalien eingespart werden, so dass eine ökologischere Gestaltung der Prozesse ermöglicht wird.

 

Projektinformationen

 

Projektträger/Zuwendungsgeber	Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e. V. - IVLV
IVLV-Projektnummer	17023