Verschillende industrieën hebben in de loop der tijd veel van elkaar geleerd. Een voorbeeld is de voedingsmiddelen- en drankenindustrie en wat deze heeft geleerd van de farmaceutische industrie, met name hoe deze onderzoek verricht en productieprocessen runt.
Een Farmaceutische Benadering
Markus Keller, Gabriela Baum, en Udo Gommel van het Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA in Stuttgart, Duitsland hebben een whitepaper opgesteld met als titel Research on Hygienic Coating Systems: Particle Emission, Outgassing, Chemical Resistance, Biological Resistance and Cleanability.
Het document is gebaseerd op uitgebreid onderzoek dat door Fraunhofer IPA is verricht. Het onderzoek weerspiegelt een farmaceutische aanpak voor het meten van verschillende eigenschappen en milieu-effecten van vloer- en wandbekledingsmaterialen binnen een levensmiddelenfabriek. Het resultaat is de ontwikkeling van aanvullende instrumenten die eigenaars en bestekschrijvers kunnen gebruiken om weloverwogen keuzes te maken met betrekking tot de beste materialen die geschikt zijn voor hun specifieke operationele behoeften.
Zoals de titel van het document al aangeeft, is de reikwijdte ervan groot. Het stelt ook de farmaceutische industrie als maatstaf voor de voedingsindustrie. Er bestaat een sterke correlatie tussen de twee - onder meer omdat zij dezelfde vijanden moeten bestrijden: deeltjes en micro-organismen.
In dit artikel, zal u meer leren over:
1. Deeltjesemissie
2. Biologische weerstand
3. VOS-uitstoot
4. Reinigbaarheid
5. Chemische weerstand
Deeltjesemissie
De whitepaper begint met een overzicht van het belang van een hygiënische productieomgeving. "Om besmettingsrisico's tijdens productieprocessen te minimaliseren, moeten productieomgevingen zorgvuldig worden gepland om ervoor te zorgen dat er geen besmettingsbronnen in het eindproduct aanwezig zullen zijn," zeggen de auteurs. "Vanwege het grote blootgestelde oppervlak in productieomgevingen, moet vooral rekening worden gehouden met coatingmaterialen die worden gebruikt om wanden en vloeren te maken." Dit heeft grotendeels betrekking op de deeltjes die ze emitteren, maar ook op chemicaliën, uitstoot en andere factoren.
Eén van deze factoren is de luchtkwaliteit, zoals beschreven in bijlage 1 van de EU-GMP-richtlijn voor de vervaardiging van steriele farmaceutische producten. In een typische productieomgeving bijvoorbeeld vormen deeltjes met een grootte tussen 10 en 20 μm het merendeel van de micro-organismen in de lucht. Door ze met 5 μm of meer te verkleinen, wordt de telling automatisch verlaagd.
Slijtage en scheuren zijn andere factoren - spanningen veroorzaakt door transportwagens, vorkliften en andere apparatuur en het potentieel dat deze hebben om deeltjes van vloerschuring in de lucht te laten vrijkomen. Bovendien, als een materiaal aantast of broos wordt en barst als gevolg van een agressief reinigingsmiddel, verliest het niet alleen zijn materiaaleigenschappen, maar kan het ook een gevaarlijke bron van deeltjesemissies worden. Fraunhofer IPA heeft een prototype ontwikkeld van een "voor cleanrooms geschikte tribiologische testbank IPA" om deeltjesemissies van materiaaloppervlakken te meten.
Biologische Weerstand
Biologische weerstand heeft te maken met de vraag of materialen inert zijn voor schimmels en bacteriën, of dat micro-organismen in staat zijn om ermee te interageren. Als zich bijvoorbeeld proceswater ophoopt in de voegen van een slecht afgedicht vloersysteem, kunnen eventueel aanwezige schimmelsporen floreren vanwege de goede plaatselijke groeiomstandigheden (vochtigheid, temperatuur, voedingsstoffen) en een belangrijke bron van infectie worden.
Hoe resistent zijn verschillende materialen tegen de groei van schimmels en bacteriën? Op dit ogenblik is de enige meetmethode een eenvoudige visuele waarneming nadat een materiaal gedurende een bepaalde tijd bij een bepaalde temperatuur heeft mogen incuberen, waarbij de resultaten op een grafiek worden uitgezet om ze met andere materialen te vergelijken. Momenteel is er een tendens om de subjectieve visuele beoordeling te vervangen door een meer betrouwbare, objectieve mechanische beoordeling.
VOS-uitstoot
In het geval van reactieve systemen (b.v. vloeren van organische hars tegenover tegels of keramiek) moet ervoor worden gezorgd dat de uitstoot van organische verontreinigende stoffen (VOS) tot een minimum wordt beperkt om de werknemers en, als het om gevoelige processen gaat, ook de producten te beschermen. De hoeveelheid organische verbindingen die in de lucht vrijkomt, hangt af van het oppervlak, de uitstoottijd, de ouderdom en de temperatuur van de materialen in kwestie.
Het proces dat Fraunhofer IPA gebruikte om de gasuitstoot van verschillende vloer- en wandcoatings in dit onderzoek te bepalen, omvatte een aantal geavanceerde meetinstrumenten en een verwarmingsapparaat in een microkamer dat de stukjes testmateriaal gedurende één uur op 22° +/- 1° C hield voordat de gassen werden afgezogen voor analyse.
Reinigbaarheid
Een schone vloer zorgt voor een gezonde werkomgeving en veilig, gezond voedsel. Verschillende vloer- en wandsystemen hebben verschillende reinigbaarheidseigenschappen. Welk systeem is het meest geschikt voor uw bedrijf? Een bekende en veelgebruikte methode om daar achter te komen heet de Riboflavine-test.
Het bestaat uit de bereiding van een oplossing van 0,2 g riboflavine, 1000 ml ultrapuur water en 5 g hydroxyethylcellulose, die op het teststuk wordt gespoten. Zodra de oplossing droog is, wordt een worst-case verontreinigingsscenario gesimuleerd, met inbegrip van de hardnekkigste verontreinigingen. Om het schoon te maken, wordt een cleanroomdoek bevochtigd met ultrapuur water en over het oppervlak geveegd met behulp van een lineaire afveegsimulator met gestandaardiseerde oppervlaktedruk en afveegsnelheid. Er zijn machines die dit op een gecontroleerde en consistente manier kunnen doen. Na het afvegen wordt de restfluorescentie van de oplossing gemeten, gefotografeerd en uitgezet ter vergelijking met andere testmonsters.
Resultaten van een reinigbaarheidstest voor drie verschillende oppervlakteafwerkingen
Chemische Weerstand
Verschillende materialen reageren anders op dezelfde chemicaliën. Er zijn verschillende internationaal erkende methoden om de bestendigheid tegen deze stoffen te beoordelen. Vloermaterialen, vooral in fabrieken voor voedingsmiddelen en dranken, moeten het hoogste weerstandsniveau hebben.
Als vuistregel geldt dat de onderlaag van een vloersysteem permanent afgedicht en vloeistofdicht moet zijn. Als dat niet het geval is, kunnen vloeistofresten van een eerder reinigings- of desinfectieproces lange tijd blijven liggen. Als de vloerbedekking een slechte chemische weerstand heeft, zal deze waarschijnlijk gaan roesten.
De procedure voor het beoordelen van de chemische weerstand wordt de "Onderdompelingstest" genoemd. De te meten vloermonsters worden in een vat geplaatst dat met de chemische stof in kwestie is gevuld. Het vat wordt vervolgens hermetisch afgesloten. Na een blootstelling van één, drie, zes en 24 uur worden de materialen onder een microscoop onderzocht op blaasvorming, verkleuring, zwelling, verzachting, verminderde krasvastheid en andere effecten, waarbij de resultaten ter vergelijking worden genoteerd. De in de test gebruikte chemicaliën vormen een representatief spectrum van chemicaliën die in reinigings- en ontsmettingsmiddelen worden gebruikt.
Conclusie
Een goed begrip van de vele aspecten van reinheid in hygiënische productie is de sleutel tot het selecteren van geschikte vloersystemen voor hygiënische productie in elke industrie, inclusief voeding en dranken. Betrouwbare en consistente procedures voor het meten van uitstoot van deeltjes, biologische weerstand, VOS-uitstoot, chemische weerstand en reinigbaarheid maken het mogelijk om materialen objectief te vergelijken. Veel van de testprocedures in dit onderzoek maken reeds deel uit van een ISO-norm of zijn bezig er een te worden.
De farmaceutische industrie is altijd al cleanroom-vriendelijk geweest en wordt erkend als een pionier op het gebied van een wetenschappelijke aanpak om de reinheid van een fabriek, de processen en de materialen op een consistente en objectieve manier te meten. Het is bemoedigend te zien dat de voedingsindustrie haar achterstand inloopt. Dit door Fraunhofer IPA geleide en door Sika ondersteunde onderzoeksprogramma is een belangrijke stap in deze richting.
Auteur
Ari Tanttu
Market Development Manager
Target Market Flooring
Sika Services AG