Rodzaje środków myjących
Środki myjące stosowane do czyszczenia to:
- mydła
- detergenty anionowe, kationowe, niejonowe
- zasady i sole: soda kalcynowana, Na2CO3, NaHCO3, fosforany, polifosforany, krzemiany, metakrzemiany,
- kwasy: HNO3, H3PO4, kwasy organiczne.
Środki myjące są to pojedyncze substancje chemiczne lub mieszaniny takich substancji. Stosowane są w roztworach wodnych, przy stężeniu zapewniającym prawidłowe mycie aparatury i sprzętu, bez szkodliwego oddziaływania na zdrowie osób przeprowadzających proces mycia.
W zależności od przyjętego kryterium klasyfikacji, zgodnie ze szkoleniem Biura Naukowo-Technicznego SIGMA, rozróżnia się następujące rodzaje środków myjących:
- ze względu na pH:
- kwaśne,
- obojętne,
- alkaliczne
- ze względu na obecność środków powierzchniowo-czynnych :
- detergentowe,
- bezdetergentowe
- ze względu na zdolność pienienia:
- pianowe,
- niskopieniące.
- ze względu na technikę mycia:
- do mycia ręcznego,
- pianowego,
- CIP,
- wysokociśnieniowego,
- natryskowego,
- przez zanurzenie.
Preparat myjący może zawierać następujące składniki: wodę, alkalia, kwasy, środki kompleksujące (redukujące niekorzystny wpływ twardości wody), środki powierzchniowo-czynne (niezbędne dla wytworzenia piany, zemulgowania tłuszczów, zdyspergowania zabrudzeń cząstkowych, poprawa zwilżalności). Czasami dodaje się również utleniacze (pomocne przy usuwaniu zabrudzeń białkowych i niekiedy węglowodanowych, posiadają właściwości wybielające) inhibitory korozji, barwników, kompozycje zapachowe, dodatki konserwujące, modyfikatory reologiczne.
Woda
Woda to główny składnik roztworów środków myjących i dezynfekujących.
Woda niekiedy stosowana sama do spłukiwania grubych zanieczyszczeń, namaczania (na zimno lub ciepło), końcowego spłukiwania. Sama woda nigdy nie powinna być stosowana do właściwego mycia.
Pożądana jest woda miękka. Duża twardość wody powoduje straty środków myjących, gdyż tworzą się nierozpuszczalne sole magnezu (Mg) i wapnia (Ca). Woda powinna być wodą o parametrach wody pitnej. Musi być zabezpieczona przed zanieczyszczeniem. Powinna być również badana okresowo.
Wady mydeł
Mydła w wodzie tworzą się nierozpuszczalne mydła wapnia i magnezu. Mydła nie posiadają właściwości bójczych w stosunku do drobnoustrojów. Są one drogie i niewygodne w użyciu ze względu na stałą postać, a w wodzie zakwaszonej ulegają rozkładowi z wydzieleniem na powierzchni wolnych kwasów tłuszczowych.
Związki powierzchniowo czynne (detergenty)
Są to substancje syntetyczne o dobrej rozpuszczalności w zimnej i ciepłej wodzie, nie tworzą mydeł nierozpuszczalnych. Posiadają w cząsteczce długi łańcuch hydrofobowy (lipofilny, rozpuszczalny w tłuszczach) oraz grupę polarną (hydrofilową, rozpuszczalną w wodzie). Związki powierzchniowo czynne są dodawane do roztworów myjących w celu zwiększenia zdolności roztworów myjących do zwilżania i penetracji mytych powierzchni, ułatwienia powstania piany. Piana powstaje wskutek obniżenia napięcia powierzchniowego. Ułatwia oderwanie cząsteczek brudu od powierzchni i ich usunięcie. Piana stwarza lepsze warunki mycia.
Ze względu na charakter chemicznej grupy polarnej rozróżnia się detergenty:
- anionowe,
- kationowe,
- niejonowe.
Detergenty anionowe
Powodują obniżanie napięcia powierzchniowego i międzyfazowego (posiadają dobre właściwości zwilżające). Mają dobre zdolności dyspergowania, skutecznie usuwają kwasy tłuszczowe i osady nieorganiczne. Detergenty anionowe posiadają odporność na twardość wody, najlepszą skuteczność mają w pH 11-12. Detergenty anionowe mają słabe działanie dezynfekcyjne (zabójcze na drobnoustroje), niektóre mają właściwości synergistyczne w mieszaninie z innymi detergentami
Detergenty kationowe
Posiadają dobre właściwości zwilżające, słabe właściwości myjące. Tworzą trwałą pianę. Są wrażliwe na wysoką twardość wody. Posiadają bardzo dobre właściwości dezynfekcyjne. Detergentów kationowych nie można mieszać z detergentami anionowymi. Istotną ich cechę jest to, iż nie powodują korozji.
Detergenty niejonowe
Obniżają głównie napięcie międzyfazowe, słabiej powierzchniowe. Są to substancje, które dobrze usuwają tłuszcze, są silnymi emulgatorami. Stosowane są do mycia w systemie CIP (gdzie piana jest niepożądana), nie są wrażliwe na twardość wody i mogą być stosowane razem z detergentami anionowymi i kationowymi.
Środki alkaliczne (zasady i sole)
Posiadają dobre właściwości emulgujące, są zdolne do rozpuszczania stałych cząstek, np. białek
NaOH – soda kaustyczna 95-98 %
Wodorotlenek sodu posiada bardzo dobre właściwości myjące, rozpuszcza białka i zmydla tłuszcze, słabo rozpuszcza osady mineralne. NaOH działa zabójczo na drobnoustroje (wysokie pH roztworów, ale na przetrwalniki tylko w podwyższonej temperaturze). Roztwór 0,5% posiada pH = 12,95.
Niestety wodorotlenek sodu posiada silne działanie korodujące w stosunku do aluminium, żeliwa, cynku. Ma on również działanie drażniące na skórę (niebezpieczny przy myciu ręcznym).
NaOH źle się spłukuje tworząc biały nalot, dobrze natomiast rozpuszczalna w wodzie. Jest to substancja często wykorzystywana do mycia stali w systemie CIP (0,5 – 2% NaOH), prania i mycia fartuchów, rękawic gumowych itp. Najczęściej NaOH stosuje się pojedynczo, w podwyższonej temperaturze (65-70°C) wzmaga działanie rozpuszczające, myjące i zabójcze na drobnoustroje. Warto pamiętać, iż dodatek ługu zmiękcza wodę stosowaną do mycia.
Kwasy
Kwasy są mniej popularnymi środkami myjącymi niż zasady. Preparaty kwaśne zwykle posiadają właściwości korodujące, zwłaszcza kwasy mineralne. Stosowane stężenia to zwykle 0,2 – 1,0 %. Roztwory silnych kwasów wykazują silniejsze działanie zabójcze w stosunku do drobnoustrojów niż środki alkaliczne, przy tym samym stężeniu i w tej samej temperaturze (wynika to z tego, iż denaturacja białka zachodzi w niskim pH). Najczęściej stosowane kwasy to kwas azotowy HNO3 i fosforowy H3PO4. Kwas siarkowy H2SO4 i solny HCl są stosowane bardzo rzadko.
HNO3 – kwas azotowy:
- stosowane stężenia 1 – 2%, w temp. 60C,
- stosowany do mycia urządzeń ze stali kwasoodpornej i aluminium,
- rozpuszcza osady mineralne,
- silne działanie zabójcze na drobnoustroje,
- niszczy gumowe elementy urządzeń,
- woda stosowana do przygotowania roztworu tego kwasu powinna mieć poniżej 50 ppm wolnego chloru ze względu na działanie korodujące Cl–.
Ocena zdolności myjącej zasadniczych składników środków myjących w odniesieniu do najczęściej spotykanych składników zabrudzeń
|
Składnik zabrudzenia |
Środki powierzchniowo-czynne | Alkalia | Kwasy |
Środki kompleksujące |
|
Tłuszcze |
bdb | dost | ndst | dost |
|
Białko |
dost | bdb | dost |
w niektórych przypadkach dobra |
| Zabrudzenia mineralne | dost | ndst | bdb |
dobra |
| Węglowodany | dobra | dobra | dobra |
bez wpływu |
Środki chemiczne dezynfekcyjne:
- chlor i preparaty chlorowe,
- czwartorzędowe związki amonowe (QUAT),
- kwas nadoctowy (PAA),
- jodofory,
- nadtlenek wodoru,
- chloraminy,
- alkohole,
- bezwodnik kwasu H2SO3,
- formaldehyd.
Środki fizyczne dezynfekcyjne:
- żywa para wodna,
- woda gorąca,
- ultrafiolet.
DEZYNFENKCJA CHEMICZNA
Dezynfektanty alkaliczne stosowane w przemyśle spożywczym to podchloryn sodu i inne związki chloru, czwartorzędowe związki amoniowe (QUAT). Dezynfektanty kwaśne to nadtlenek wodoru, kwas nadoctowy, jodofory i dezynfektanty anionowe.
Zalety i wady preparatów chlorowych
- łatwość użycia,
- brak wrażliwości na twardą wodę, ale mogą wytrącać się w silnie zażelazionej wodzie,
- szybkie niszczenie bakterii G (+) i G (-), przetrwalniki bakterii , grzyby i formy niższe w tym bakteriofagi, nie powodują uodpornienia się drobnoustrojów,
- w wyższej temperaturze chlor wykazuje silniejszą aktywność, ale obniża się zwilżalność roztworów, zwiększa się korozyjność względem stali, nawet stali kwasoodpornej, obniża się trwałość roztworów na skutek utraty Cl– ,
- tracą aktywność w obecności substancji organicznych i kamienia mlecznego – nie jest celowe stosowanie ich na niedomytych powierzchniach,
- wykazują ograniczoną trwałość, szczególnie w postaci roztworów roboczych i w środowisku kwaśnym
- najczęściej stosuje się roztwory alkaliczne preparatów chloru o pH 9,5 – 11
- niskie koszty stosowania
Chlor gazowy nie jest stosowany ze względu na jego toksyczność i wybuchowość
Zakres stosowania:
- do dezynfekcji urządzeń przed ich rozruchem,
- ścian, podłóg , kratek ściekowych, odpływu wód ściekowych,
- łazienek, ubikacji,
- rąk pracowników,
- różnego rodzaju sprzętu drobnego.
Należy dobrze wypłukać – resztki preparatów chlorowych mocno zmieniają smak i zapach produktów.
Zalety i wady podchlorynów:
- łatwe w użyciu, ekonomiczne,
- działają także na przetrwalniki i wirusy,
- właściwości odwaniające,
- w stosowanych stężeniach nie są toksyczne dla ludzi, ale mogą drażnić skórę,
- bezbarwne i niebarwiące,
- krótka trwałość, w twardej wodzie ( >500 ppm) ich aktywność drastycznie spada,
- korozyjne wobec niektórych metali,
- pH < 6,0 uwalniają gazowy chlor, w pH >7,5 tracą moc.
Zastosowanie:
- do dezynfekcji dużych urządzeń i drobnego sprzętu stosowane w stężeniu 50-100 ppm Cl, zaś przy stosowaniu spryskiwania – 200 ppm Cl,
- czas działania zwykle 10 sekund lub dłużej.
Zalety i wady czwartorzędowych związków amonowych (QUAT)
- trwałe, stabilne, bezwonne, bezbarwne, wysoka cena,
- efekt bakteriobójczy jest zmienny i wybiórczy: działają na większość pleśni i niektóre bakterie,
- nie powodują korozji, nie drażnią skóry (tworzą drażniące opary !!!), nie są toksyczne dla ludzi,
- trwałe w obecności organicznych pozostałości,
- odporne na zmiany temperatury i podwyższoną temperaturę,
- silnie się pienią (bardzo silna wada),
- aktywne w pH neutralnym i niższym,
- dobre właściwości zwilżające,
- tracą aktywność w obecności większości detergentów anionowych, Ca, Mg,
- mogą wytrącać się tworząc osady,
- stosowane w stężeniu 200 ppm, czas 1 min.
Zalety i wady kwasu nadoctowego (PAA):
- szerokie spektrum działania: bakterie G (+) i G (-), przetrwalniki, wirusy, bakteriofagi, drożdże, pleśnie,
- szybkie działanie, szeroki zakres temperatury i pH,
- przypadkowy kontakt z żywnością nie powoduje zmiany ich smaku i zapachu,
- przyjazny dla środowiska : pozostałości rozpadają się do wody i kwasu octowego (octu) ,
- długa trwałość roztworów stężonych do 1 roku,
- bardzo mała toksyczność, koncentraty są drażniące dla skóry, roztwory stężone mają nieprzyjemny silnie drażniący zapach,
- niewielkie działanie korozyjne w stosowanych stężeniach, korozja może pojawić się w obecności Cl,
- nie barwi, nie pieni się, nie zmienia smaku i zapachu produktów,
- traci aktywność w obecności materii organicznej,
- wysoka cena,
- zalecany do dezynfekcji tanków, nalewaczek, wyparek i linii w systemie CIP.
Zalety i wady jodoforów:
- trwałe do 2 lat,
- aktywne w chłodnych roztworach, w miękkiej i twardej wodzie, nie powinny być stosowane w temperaturze >50C,
- dobre działanie zwilżające,
- nie działają korodująco, nie niszczą gumy i tworzyw sztucznych; stal kwasoodporną i aluminium korodują w obecności jonów Cl,
- aktywne przy pH 4,0 i niższym, słabo działają przy pH 7,0 i wyższym,
- szybkie zabójcze działanie na bakterie G (+) i G (-), grzyby (pleśnie i drożdże) z wyjątkiem form przetrwalniczych bakterii i bakteriofagów,
- nietoksyczne dla człowieka,
- mniej wrażliwe na obecność substancji organicznych niż środki chlorowe,
- silniejsze działanie zabójcze i krótszy czas działania niż środki chlorowe,
- mimo brunatnego zabarwienia roztworów barwią tylko porowate powierzchnie metalowe, plastik i resztki organiczne,
- droższe niż środki chlorowe,
- zapobiegają powstawaniu kamienia mlecznego.
Zastosowanie:
- najczęściej stosowane o odczynie kwaśnym,
- podstawowy roztwór o pH 2,0 – 2,5 rozcieńcza się przed użyciem,
- stosowane głównie na zimno, w temp. >398C następuje uwolnienie jodu I2 w postaci gazowej,
- czas działania 10 – 15 min,
- jednoczesne mycie i dezynfekcja urządzeń, ścian, sprzętu pomocniczego, rąk pracowników, kratek ściekowych.
Porównanie wybranych dezynfektantów:
| Działanie na | chlorowe | jodowe | QUAT |
| Gram (+) bakterie (mlekowe, Clostridium, Bacillus, Staphylococus) | dobre | bdb | dobre |
| Gram (-) bakterie (E. Coli, Salmonella, psychrotrofy) | bdb | dobre | dost |
| przetrwalniki | bdb | dobre | średni (dost+) |
| bakteriofagi | bdb | dobre | dost |
Dobór środka dezynfekującego
W myciu w obiegach zamkniętych CIP często stosuje się dezynfektanty kwaśne, mogą być stosowane dezynfektanty chlorowe. Do dezynfekcji mgłą stosuje się raczej preparaty chlorowe.
Dezynfekcja przez zanurzenie – tutaj sprawdzą się jodofory. Gdy mamy w układzie twardą wodę, warto rozpatrzeć zastosowanie kwaśnych dezynfektantów oraz jodoforów.
Dla betonowych podłóg powinny się sprawdzić preparaty chlorowe oraz czwartorzędowe związki amoniowe (QUAT). Chcąc zapobiegać powstawaniu biofilmów warto rozpatrzeć zastosowanie dezynfektantów kwaśnych oraz jodoforów. Preparaty chlorowe sprawdzą się na powierzchniach porowatych.W przypadku linie produkcyjnych wykonanych z aluminium można zastosować QUAT, jodofory. Wszelkie linie produkcyjne zbudowane ze stali kwasoodpornej można dezynfekować za pomocą dezynfektantów kwaśnych, QUAT, preparatów chlorowych, jodoforów. Czwartorzędowe związki amoniowe doskonale się sprawdzą w obecności pozostałości organicznych.
Dezynfekcja fizyczna
Zalety:
- nietoksyczność
- brak korozji
- brak ujemnego działania na cechy organoleptyczne produktu
- nie wymagają płukania
- nie zanieczyszczają środowiska
Żywa para wodna
Para o temperaturze >100C (120 -1308C). Im wyższe ciśnienie tym wyższa jest temperatura pary. Para ociera w każde miejsce. Należy ją stosować pod takim ciśnieniem, na jakie pozwala konstrukcja urządzeń. Temperatura 120C i 20 min. Doskonale zredukuje wszystkie formy żywe i przetrwalne drobnoustrojów.
Należy jednak pamiętać, że para jest niebezpieczna w użyciu (nadciśnienie i wysoka temperatura).
Ulega ona kondensacji na zimnych powierzchniach, co powoduje obniżenie jej temperatury (należy zapewnić odpływ kondensatu). Para może uszkadzać elastomery (uszczelki) i tworzywa sztuczne, jest też kosztowna.
Woda gorąca
Do sanityzacji linii stosuje się zwykle wodę o temperaturze około 80-90C przez kilka-kilkanaście minut. Gorąca woda nie niszczy przetrwalników i zarodników pleśni. W temperaturze <80C nie niszczy wegetatywnych form bakterii ciepłoopornych. Zwykle do sanityzacji linii produkcyjnych optymalną wydaje się być woda o temperaturę około 80-85C.
Ultrafiolet
Do dezynfekcji można również stosować fale świetlane od długości fali λ = 220-300 nm. Działanie zabójcze polega na absorpcji energii przez aromatyczne aminokwasy oraz zasady w kwasach nukleinowych (DNA i RNA) drobnoustrojów, co prowadzi do zakłócenia w ich replikacji.
Ultrafiolet stosuje się często do niszczenia drobnoustrojów obecnych w powietrzu, w pomieszczeniach produkcyjnych i laboratoriach (działanie powierzchniowe). Na ultrafiolet odporne są zarodniki pleśni i przetrwalniki bakterii. Aby działał on skuteczne względna wilgotność powietrza powinna wynosić <70%. Lampy UV muszą być właściwie zainstalowane i utrzymane w czystości. Promieniowanie UV jest szkodliwe dla oczu i powoduje jonizację powietrza (może sprzyjać bólom głowy).