Ciągła Aktywna Dezynfekcja powietrza i powierzchni w zakładach przetwórstwa spożywczego i hodowli zwierząt - nowa generacja lamp UV

Przemysł mięsny jest jednym z najbardziej wymagających sektorów spożywczych pod względem higieny i bezpieczeństwa produkcji. Światło UVC, które dotychczas stosowano w branży przemysłowej, operowało długością fali 254nm, jednak w związku ze szkodliwością, było ono ograniczane do użycia tylko poza obecnością ludzi, np. w szczelnych komorach produkcyjnych lub w urządzeniach przepływowych do dezynfekcji powietrza. Sytuację odmienia nowa generacja lamp emitujących filtrowane światło o długości fali 222nm, która wykazuje naukowo udowodnione bezpieczeństwo dla skóry, oczu i materiałów [1,2], dzięki czemu technologia może skutecznie i energooszczędnie dezynfekować powierzchnie i powietrze, nawet 24 godziny na dobę, w obecności ludzi lub zwierząt. Ponadto nowe unijne przepisy RoHS (Dyrektywa 2011/65/UE) od 2027 znacznie ograniczą obrót emiterami UV zawierającymi rtęć, co dotyczy najbardziej popularnych świetlówek 254nm. W praktyce oznacza to, że użytkownicy „starego” UV będą wkrótce zmuszeni zmienić technologię na inną. Lampy UV 222nm stanowią najlepszą alternatywę, gdyż nie są drogie w zakupie i eksploatacji oraz oferują niespotykaną dotąd wydajność, skuteczność i bezpieczeństwo produkcji.

Problematyka dezynfekcji w przetwórstwie mięsnym

Standardowe i cykliczne procedury dezynfekcji, zazwyczaj wykonywane co 24 godziny, wiążą się z koniecznością długich przestojów w produkcji, użyciem agresywnych chemikaliów wymagających opuszczenia budynku przez personel oraz stosowaniem kosztownych środków ochrony indywidualnej, tj. szczelnych kombinezonów i masek z filtrami. Cykliczne procedury, nawet jeśli skuteczne, mają istotną wadę – nie zabezpieczają produktów i personelu w czasie, gdy jest to najbardziej potrzebne, czyli w czasie produkcji. Uodporniony biofilm krąży po pomieszczeniach, sprzęcie i pracownikach, a mikroorganizmy w powietrzu mogą osiadać na produktach i opakowaniach zanim zostaną hermetycznie zamknięte, co może prowadzić do przedwczesnego psucia się żywności, zatruć i wycofywaniem produktów ze sprzedaży. Drobnoustroje pojawiają się wszędzie i odtwarzają swoje kolonie bardzo szybko, natychmiast po ustaniu procesu dezynfekcji. Pochodzą nie tylko z nieusuniętego biofilmu, ale także od personelu czy nieczystego powietrza napływającego na produkcję. Rozwiązaniem wielu tych problemów jest technologia UV 222nm, która bezpiecznie dezynfekuje powietrze, powierzchnie i produkty w obecności personelu.

Ciągła Aktywna Dezynfekcja (CAD) jako nowa strategia zabezpieczenia hodowli i przetwórstwa żywności

Technologia, która w ciągły, automatyczny i bezpieczny sposób dezynfekuje powietrze i powierzchnie podczas obecności ludzi to klucz do sukcesu w produkcji żywności, ponieważ tworzy środowisko zabójcze dla mikroorganizmów, tak jak atmosfera ochronna. Bardzo silne i natychmiastowe działanie biobójcze lamp UV 222nm blokuje transmisję mikroorganizmów, uniemożliwia ich gromadzenie się oraz powoduje, że ich ilość jest stała i bliska zeru. Żadna rutynowa dezynfekcja cykliczna (prowadzona co jakiś czas) nie jest w stanie uzyskać takiej efektywności co CAD, ponieważ po odparowaniu typowego środkowa dezynfekcyjnego, natychmiast dochodzi do ponownego odbudowywania kolonii mikroorganizmów oraz ich akumulacji w powietrzu i na powierzchniach.

Porównanie wydajności UV 222nm z UV 254nm

Badania naukowe udowodniły potężną wydajność nawet jednej lampy UV 222nm na kubaturę minimum 32m3, gdzie osiągała równoważność minimum 35 wymian powietrza na godzinę (eACH), które można przeliczyć na 1100 m3/h. Zbliżoną wydajność wymian powietrza osiągają jedynie wielkie, „prądożerne”, głośne i bardzo drogie systemy wentylacyjne, które i tak nie dezynfekują powierzchni. Wykazano również, że pojedyncza lampa 222 osiągała dezynfekcję 99% w czasie od 5 do 25 minut i to ze stałym dopływem nowych bakterii. Dla porównania, system przepływowy UVC 254nm o wydajności 1500m3/h osiąga w takim samym pomieszczeniu redukcję 99% dopiero po czasie 6-20 godzin, bez dopływu nowych patogenów i bez dezynfekcji powierzchni.

Obniżone koszty produkcji

Większość dostępnych lamp UV 222nm zużywa tylko 15W energii, co stanowi minimum 15 razy niższe zużycie względem przemysłowych lamp przepływowych, które też mogą pracować w obecności ludzi. Pomimo niższej mocy, lampy 222nm gwarantują jednocześnie wielokrotnie wyższą wydajność i szybkość dezynfekcji powietrza oraz dodatkową dezynfekcję powierzchni, co pozwala na ograniczenie ilo- ści urządzeń dezynfekcyjnych, znaczne obniżenie kosztów zużycia energii oraz minimalizację innych czynników wpływających na koszty produkcji.

Bezpieczeństwo produktów

Wysoka higiena pracy i odpowiednio dobrane technologie dezynfekcyjne są niezbędne do wytwarzania produktów żywnościowych wysokiej jakości, optymalizacji kosztów produkcji oraz ograniczenia strat. Lampy UV 222nm do dezynfekcji żywności, opakowań, ciągów produkcyjnych, sprzętów, powietrza i personelu umożliwiają:

• zwiększenie jakości produktu poprzez ograniczenie użycia toksycznych substancji dezynfekcyjnych w otoczeniu,

• wydłużenie terminu ważności produktów,

• ograniczenie strat wywołanych wstrzymywaniem produkcji,

• minimalizacją strat wywołanych wycofywaniem produktów z rynku oraz ich utylizacją.

Bezpieczeństwo w hodowli zwierząt

Hodowla zwierząt od lat boryka się z problemem ptasiej i świńskiej grypy, ASF czy PRRSV, ponieważ w zatłoczonych przestrzeniach niezwykle łatwo dochodzi do transmisji drobnoustrojów i zakażeń dużej liczby zwierząt, które może prowadzić do potrzeby wybicia całych stad i olbrzymich strat finansowych. Poza tym nowonarodzone cielaki, prosięta czy kurczęta rodzą się z nierozwiniętym układem odpornościowym, co naraża je na infekcje mogące skutkować np. mniejszą masą ciała czy niższą produkcją mleka i jaj. Zastosowanie ciągłej dezynfekcji bezpośredniej za pomocą łatwych w instalacji i automatycznych lamp UV 222nm może zapewnić wielokrotnie wyższą ochronę zwierząt przed infekcjami niż pasywne (działające z daleka) systemy przepływowe z filtrami HEPA czy UV 254nm oraz jednocześnie obniżyć koszty operacyjne i kapitałowe związane z ich prądożernością i kłopotliwą eksploatacją [3].

Biofilm na urządzeniach produkcyjnych

Jednym z głównych problemów podczas produkcji żywności jest likwidacja biofilmu, tj. złożonej struktury wielokomórkowej, którą tworzą mikroorganizmy osadzające się na różnych rodzajach powierzchni. Komórki biofilmu otoczone są gęstą warstwą śluzu, składającą się z egzopolimerów wytwarzanych przez te mikroorganizmy. Biofilm charakteryzuje się znacznie większą odpornością na działanie środków dezynfekujących – komórki w biofilmie mogą być nawet tysiąc razy bardziej odporne niż te, które nie tworzą takiej struktury. Im starszy jest biofilm, tym trudniej go usunąć. W biofilmach mieszanych dochodzi do wymiany genów odpowiedzialnych za oporność na antybiotyki między różnymi gatunkami i rodzajami bakterii. Z tego powodu tworzenie biofilmu na powierzchniach mających kontakt z żywnością w przemyśle spożywczym stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia konsumentów oraz pracowników. Jednym z głównych problemów odnośnie do biofilmu jest jego łatwe przenoszenie się na różnych obiektach i w powietrzu podczas mycia ciśnieniowego sprzętów, podłóg, odpływów. Wygenerowany skażony aerozol potrafi krążyć w powietrzu przez jakiś czas, podróżować na duże odległości i następnie osiąść na świeżo zdezynfekowanych powierzchniach, aby odtworzyć coraz odporniejsze kolonie. Stanowi to poważne zagrożenie dla innych obszarów produkcyjnych, produktów i zdrowia pracowników, a obecne rozwiązania pasywne, tj. filtracja HEPA czy dezynfekcja cykliczna, nie są w stanie skutecznie wyeliminować wspomnianego problemu. Pomocne jednak są lampy UV 222nm z wysokim stopniem ochrony przed wodą i kurzem (IP66) dedykowane branży przemysłowej.

Kontrola jakości i wykrywanie biofilmu

Biofilm do momentu znacznego i długotrwałego narośnięcia jest praktycznie niewidoczny gołym okiem. Jego wykrywanie standardowymi metodami mikrobiologicznymi, jak wymazy i posiewy na pożywkach, jest prowadzone „na oślep”, co powoduje, że są to bardzo czasochłonne i kosztowne procedury. Sytuację może odmienić nowe narzędzie – detektor substancji organicznych CiFi Torch. Jest to zestaw emitera niebieskiego światła UV 400nm w formie poręcznej latarki UV oraz okularów polaryzacyjnych, które razem umożliwiają luminescencję (podświetlenie) i znaczne uwidocznienie wszelkiego rodzaju materiału organicznego, tj. tłuszcze, białka czy biofilm. Detektor CiFi Torch pozwala na bardzo łatwe i natychmiastowe wykrywanie miejsc, gdzie nagromadziły się zanieczyszczenia pochodzenia biologicznego oraz na rutynową kontrolę jakości prowadzonych działań mycia i dezynfekcji. 

Rys. Porównanie widoczności zabrudzeń organicznych na sprzęcie:

1) Powierzchnia nieoświetlona (pozornie czysto)

2) Powierzchnia oświetlona detektorem bez okularów CiFi

3) Powierzchnia oświetlona detektorem CiFi Torch z widocznym materiałem organicznym przy zastosowania okularów CiFi

Podsumowanie

Nowa generacja bezpiecznego UV stanowi przełom technologiczny w dezynfekcji i kontroli zakażeń, a bardzo szeroki zakres modeli lamp UV 222nm umożliwia ich różne zastosowania i montaż w wielu miejscach, np.: na linii produkcyjnej, suficie, ścianie czy w wentylacji. Jest to idealne rozwiązanie do miejsc potencjalnie skażonych, hal produkcyjnych, szatni, kantyn, toalet i biur.

Pionierem i promotorem technologii UV 222nm w Polsce jest DeconLine, marka należąca do MEDline Group. Zachęcamy do kontaktu z naszymi specjalistami oraz odwiedzenia strony internetowej www.deconline.pl w celu zapoznania się z szeroką gamą innowacyjnych produktów dedykowanych do dezynfekcji, dekontaminacji i izolacji mikrobiologicznej. Oferujemy bezpłatne konsultacje i wizje lokalne.

Maciej Rajczuk, inżynier biomedyczny w MEDline Sp. z o.o.

www.deconline.pl

Bibliografia:

1. Buonanno, et al. (2017) „Germicidal efficacy and mammalian skin safety of 222-nm UV light”

2. K. Sugihara et al. (2024) „Ocular safety of 222-nm far-ultraviolet-c full-room germicidal irradiation: A 36-month clinical observation”

3. Li, P. et al. (2021) „Mitigation of Airborne PRRSV Transmission with UV Light Treatment: Proof-of-Concept”. Agriculture 2021, 11, 259.

4. Ewan Eadie et al. (2021) „Far-UVC efficiently inactivates an airborne pathogen in a room-sized chamber”.

5. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2011/65/UE z dnia 8 czerwca 2011 r. z w sprawie ograniczenia stosowania niektórych niebezpiecznych substancji w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym.

6. Karin Sauer et.al. (2022) „The biofilm life cycle: expanding the conceptual model of biofilm formation”; Nature Reviews Microbiology volume 20.

7. Hanyu Chen, Carmen I. Moraru (2023) „Exposure to 222 nm far UV-C effectively inactivates planktonic 2 foodborne pathogens and inhibits biofilm formation"