Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Reinigungs- und Desinfektionsma\u00dfnahmen an Getr\u00e4nkeabf\u00fcllanlagen verlangen sowohl einen hohen Aufwand an Arbeitszeit als auch an Chemikalien und Energie. Die mit hohem Sicherheitsfaktor am hygienisch sensiblen Flaschenf\u00fcller durchgef\u00fchrten Ma\u00dfnahmen belegen 20 – 30 % der Gesamtabf\u00fcllzeit und f\u00fchren zu einem Verbrauch von \u00fcber 2.000 Tonnen an Reinigungs- und Desinfektionsmitteln pro Jahr in der deutschen Getr\u00e4nkeindustrie. Zum Einsatz kommen quatern\u00e4re Ammoniumverbindungen, Biguanide, Hypochlorite, Laugen, nichtionische und anionische Tenside sowie oxidierende Wirkstoffe wie Wasserstoffperoxid und Peressigs\u00e4ure. Weitere Kosten werden durch die Entsorgung und durch den erh\u00f6hten Wartungsaufwand infolge der korrosiven Eigenschaften vieler Reinigungs- und Desinfektionsmittel verursacht.
\nIm abgeschlossenen Projekt Entwicklung innovativer Strategien zur effizienten und umweltschonenden Bek\u00e4mpfung von Biofilmen in der Lebensmittelindustrie am Beispiel der Bierabf\u00fcllung (AZ 13042) wurde gezeigt, dass unter mikrobiologischer Kontrolle der Verbrauch von Bioziden am F\u00fcller um 42 % und der Verbrauch von Energie um 20 % gesenkt werden kann. Diese Zahlen demonstrieren das bisher ungenutzte Einsparpotenzial im Bereich der vorbeugenden \u00dcberdosierung, das sich durch eine detaillierte mikrobiologische Analyse der zu bek\u00e4mpfenden Biofilme und der Implementierung eines leistungsf\u00e4higen Sensorsystems erschlie\u00dfen l\u00e4sst. Eine weitere Reduktion von Reinigungs- und Desinfektionsmitteln soll-te sich durch die konsequente Anpassung dieser Ma\u00dfnahmen an die prim\u00e4ren biofilmbildenen Mikroorganismen erreichen lassen.
\nIn diesem Projekt sollten daher Reinigungsma\u00dfnahmen erprobt werden, die zum einen gezielt auf die prim\u00e4ren oberfl\u00e4chenbesiedelnden Mikroorganismen ausgerichtet sind und deren Schwachstellen effektiv nutzen und zum anderen mit einem Messsystem koordiniert sind, das in Echtzeit Informationen \u00fcber den mikrobiologischen Status der Anlage bzw. den Erfolg der durchgef\u00fchrten Reinigungsma\u00dfnahmen an den Betreiber gibt. Die Auswirkungen der ver\u00e4nderten Reinigungsma\u00dfnahmen auf den Ressourcenverbrauch wird in einer Stoffstromanalyse ermittelt.<\/p>\n
Als prim\u00e4re oberfl\u00e4chenbesiedelnde Mikroorganismen werden diejenigen Keime bezeichnet, die nach einer erfolgten intensiven Reinigungsma\u00dfnahme die Edelstahloberfl\u00e4chen der Abf\u00fcllanlage schnell besie-deln k\u00f6nnen. Diese spezialisierten Prim\u00e4rbesiedler erzeugen eine Vielzahl von Nischen, die von verschiedensten Sekund\u00e4rbesiedlern besetzt werden k\u00f6nnen. Unter diesen k\u00f6nnen sich in einem sp\u00e4teren Stadium auch potenziell produktsch\u00e4digende Mikroorganismen etablieren. F\u00fcr eine zielgerichtete, intelligente Reinigungsma\u00dfnahme kommen ausschlie\u00dflich die Prim\u00e4rbesiedler in Frage, da sie eine Reihe von besonderen Eigenschaften haben m\u00fcssen, um die Fl\u00e4chen erfolgreich besiedeln zu k\u00f6nnen. Hierzu z\u00e4h-len hohe Teilungsgeschwindigkeiten, um Verluste durch Reinigungsma\u00dfnahmen auszugleichen sowie besondere Adh\u00e4sionsmechanismen an Metalloberfl\u00e4chen, um den w\u00e4hrend der Reinigungsma\u00dfnahmen ansetzenden Scherkr\u00e4ften standhalten zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenPrim\u00e4rbesiedler auf den Abf\u00fcllanlagen der beteiligten Brauereien wurden mithilfe von ausgelegten Stahlcoupons gesammelt und auf geeigneten N\u00e4hrmedien isoliert und identifiziert. Auf der Grundlage spezifischer rRNA-Sequenzabschnitte der Isolate wurden fluoreszierende Oligonucleoitidsonden zur direkten Quantifizierung der Isolate auf den Stahlcoupons herstellt. Anschlie\u00dfend wurden die adh\u00e4siven Eigenschaften der quantitativ relevanten Prim\u00e4rbesiedler sowie ihre Resistenz gegen g\u00e4ngige Reinigungs- und Desinfektionsmittel analysiert. Der Reinigungserfolg auf den Abf\u00fcllanlagen wurde in Echtzeit mit optischen Sensoren gemessen. Im Rahmen dieses Projekts sollte das bereits vorliegende Sensorprinzip auf die untere Nachweisgrenze optimiert werden, um das Anfangsstadium der Biofilmbildung zu erfassen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Von Abf\u00fcllanlagen beider Brauereien wurden Prim\u00e4rbesiedler durch die Coupontechnik isoliert und identifiziert. Zurzeit wird die Wirkung verschiedener Reinigungs- und Desinfektionsmittel auf die isolierten St\u00e4mme getestet. Das Spektrum der isolierten Prim\u00e4rbesiedler zeigte deutliche Unterschiede zwischen beiden Brauereien. Eine spezifische Anpassung der jeweils gefundenen Mikroorganismen an die braue-reispezifischen Reinigungs- und Desinfektionsprotokolle konnte nicht nachgewiesen werden.
\nParallel zu den mikrobiologischen Untersuchungen wurden die optischen Sensoren an ausgew\u00e4hlten Positionen an F\u00fcller und Verschlie\u00dfer im mehrw\u00f6chigen Dauereinsatz getestet. W\u00e4hrend f\u00fcr mikrobiell niedrig belastete Positionen kein Messsignal aufgenommen werden konnte, konnte die Sonde an einer ande-ren moderat belasteten Position den Tagesablauf des F\u00fcllbetriebs nachzeichnen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Erste Ergebnisse des Projekts wurden auf Einladung der Versuchs- und Lehranstalt f\u00fcr Brauerei (VLB) auf der 92. Brau- und maschinentechnischen Arbeitstagung am 8. M\u00e4rz 2005 in Enschede pr\u00e4sentiert. Ebenfalls auf Anfrage der VLB wurden Ausz\u00fcge der mikrobiologischen Ergebnisse im VLB Organ Brauerei Forum publiziert (Brauerei Forum 2005, 7:178-179).
\nInternational wurde die Charakterisierung der Prim\u00e4rbesiedler auf der Fachtagung 11th International Symposium on Microbial Ecology (ISME-11) in Wien, 20.-25. August 2006 pr\u00e4sentiert (Poster: Charac-terization of primary biofilm organisms on steel surfaces of bottling plants).
\nDie Ver\u00f6ffentlichung der Projektergebnisse in ausgew\u00e4hlten Fachzeitschriften ist derzeit in Vorbereitung.
\nEine Anfrage der Redaktion der popul\u00e4rwissenschaftlichen Zeitschrift Bild der Wissenschaft zum Projekt zeigte, dass die Projektarbeiten auch \u00fcber die fachliche Zielgruppe hinaus Verbreitung und Interesse finden. Im Titelbericht der Ausgabe 10\/2006 wurden die Ergebnisse der Osnabr\u00fccker Arbeitsgruppe zitiert und vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Konkrete Nachfragen aus der Branche nach den Projektergebnissen (hier VLB) zeigen, dass das Projekt anwendungsorientiert bearbeitet wurde und ein entsprechendes Interesse der Praktiker an den Ergebnissen besteht. Die Befunde zur Unabh\u00e4ngigkeit des Resistenzmusters der Prim\u00e4rbesiedler von den eingesetzten Reinigungs- und Desinfektionsmitteln weisen auf ein erhebliches Einsparpotenzial hin, da der h\u00e4ufig empfohlene Wechsel der Reinigungs- und Desinfektionsmittel durch die Projektergebnisse nicht gest\u00fctzt werden konnte. Ein h\u00e4ufiger Wechsel von Reinigungs- und Desinfektionsmittel zieht regelm\u00e4\u00dfig auch einen hohen Dokumentations-, Verwaltungs- und Schulungsaufwand f\u00fcr die betroffenen Unternehmen nach sich.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Reinigungs- und Desinfektionsma\u00dfnahmen an Getr\u00e4nkeabf\u00fcllanlagen verlangen sowohl einen hohen Aufwand an Arbeitszeit als auch an Chemikalien und Energie. Die mit hohem Sicherheitsfaktor am hygienisch sensiblen Flaschenf\u00fcller durchgef\u00fchrten Ma\u00dfnahmen belegen 20 – 30 % der Gesamtabf\u00fcllzeit und f\u00fchren zu einem Verbrauch von \u00fcber 2.000 Tonnen an Reinigungs- und Desinfektionsmitteln pro Jahr […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,64,51,52,53],"class_list":["post-23607","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-niedersachsen","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"13117\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-13117.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"242.938,00","dbu_projektdatenbank_firma":"Privatbrauerei Moritz Fiege GmbH & Co. KG","dbu_projektdatenbank_strasse":"Scharnhorststr. 21 - 25","dbu_projektdatenbank_plz_str":"44787","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Bochum","dbu_projektdatenbank_p_von":"2004-05-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2006-08-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"2 Jahre und 4 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"0234-68980","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Niedersachsen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"122","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23607","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23607\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":36610,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/23607\/revisions\/36610"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23607"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23607"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23607"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}