DE1792157C3

DE1792157C3 - Verfahren zum Sterilisieren von festen Oberflächen

Info

Publication number: DE1792157C3
Application number: DE1792157A
Authority: DE
Inventors: Alexander Voorburg Knetemann (Verstorben); Hubertus Leonardus Maria Vlaardingen Lelieveld; Renee Van Maassluis Rhee; Gerard Rotterdam Tuynenburg-Muys
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1967-07-31
Filing date: 1968-07-29
Publication date: 1978-12-07
Also published as: JPS5021917B1; FR1573780A; FI58073B; DE1792157B2; GB1193280A; NL6810584A; NL159011B; CH527616A; DE1792157A1; BE718739A; ES356668A1; FI58073C; US3576594A; AT286506B; SE342984B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren von festen Oberflächen, insbesondere Oberflächen von Behältern von Lebensmittelprodukten, pharmazeutischen Produkten, wie Dosen, Kunststoffbehälter!!, Glasoder keramische Behältern, mittels gasförmigem Chlorwasserstoff.

Sterilisation bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, daß im wesentlichen alle lebenden Sporen von aeroben und anaeroben Bakterien und vegetativen Zellen von Mikroorganismen getötet werden.

In der US-PS 3139 323 ist ein Verfahren zum aseptischen Sterilisieren von Behältern beschrieben, bei dem der Behälter in einer Mischung von Wasserdampf und einem gasförmigen chemischen Mittel behandelt wird, das aus Chlorwasserstoff, Jodwasserstoff, Bromwasserstoff, Schwefeldioxyd oder Chlor bestehen kann. Es wird eine verhältnismäßig geringe Menge des chemischen Mittels im Verhältnis zum Wasserdampf angewendet, wenn z. B. HCl das chemische Mittel ist, werden Verhältnisse in dem Bereich von 99,964 bis 96,4 Gew.-% Wasserdampf zu 0,036 bis 3,6 Gew.-% HCl empfohlen.

Gemäß der US-PS werden bei der praktischen Ausführung die Behälter auf Temperaturen über 98° C erhitzt. In jedem Fall findet eine Kondensation auf der Innenseite des Behälters statt, wodurch die zu sterilisierende Oberfläche auf eine genügende Temperatur erhitzt werden soll.

Industrielle Sterilisierungsverfahren sind in wachsendem Ausmaß auf die Sterilisierung von Behältern aus Kunststoff, z. B. Polystyrol, gerichtet, die von großer Bedeutung für die Lebensmittelindustrie sind. Solche Kunststoffbehälter werden jedoch sehr rasch durch erhöhte Temperaturen geschädigt, so daß übliche thermische Sterilisierungsverfahren völlig unbrauchbar sind.

Auch die Temperaturen gemäß der US-PS 31 39 323 (über 98°C) führen eine wesentliche Schädigung herbei, die insbesondere in folgendem zu sehen ist:

40

50

(1) der Erweichung des Kunststoffs, so daß Kunststoffbehälter deformiert werden, ihr attraktives Aussehen verlieren, nicht in automatischen Verpackungsund Verschlußvorrichtungen verwendet werden können und auch ihr inneres Volumen oder Fassungsvermögen verändert wird;

(2) einer Schädigung des Oberflächenzustandes des Kunststoffs sowie der Aufdrucke oder der sonstigen auf die Oberfläche aufgebrachten Bezeichnungen;

(3) einer Schädigung der Oberfläche der Kunststoffbehälter, welche die Verträglichkeit der OberHäche mit Klebstoffen, die zum Festhalten der Deckel benutzt werden, verschlechtert

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Sterilisieren von festen Oberflächen, das bei niedriger Temperatur ausgeführt werden kann und bei dem die geschilderten Nachteile mit Bezug auf Kunststoffoberflächen nicht auftreten, und bei welchen praktisch keine Kondensation einer Lösung eines chemischen Mittels in Wasser an den festen Oberflächen stattfindet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Sterilisieren von festen Oberflächen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Oberflächen bei einer Temperatur zwischen —5° C und 40⁰C einer gasförmigen, Chlorwasserstoff und Wasserdampf enthaltenden Atmosphäre aussetzt, wobei der Partialdruck des in der Atmosphäre vorhandenen gasförmigen Chlorwasserstoffs zwischen 0,05 und 50 mm Hg und der Partialdruck des Wasserdampfs zwischen 1 und 20 mm Hg liegt.

Der Ursprung des in der Behandlungsatmosphäre vorhandenen gasförmigen Chlorwasserstoffs ist kein wesentlicher Faktor. Er kann entweder als soldier, ζ. Β. aus einem Zylinder, eingeführt werden, oder es kann ein Produkt verwendet werden, das selbsttätig oder unter dem Einfluß von Feuchtigkeit Chlorwasserstoff abgibt. Beispiele von solchen Produkten sind Aluminiumchlorid, Phosphorpentachlorid, Phosphoroxychlorid od. dgl. Bei einer sehr einfachen und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch eine wäßrige Lösung von Chlorwasserstoff verdampft, um eine Atmosphäre von einer geeigneten Zusammensetzung zu ergeben.

Es ist gefunden worden, daß die Wirksamkeit des Verfahrens von folgenden Faktoren abhängig ist:

(a) Temperatur

(b) Zusammensetzung der Atmosphäre bezüglich ihres Gehaltes an Chlorwasserstoff und Wasserdampf

(c) Dauer der Berührung

Da diese Faktoren voneinander abhängig sind, ist es nicht möglich, absolute Werte für die in Betracht kommenden Parameter zu geben.

Bezüglich der Temperatur ist festzustellen, daß bei hoher Temperatur eine niedrigere Konzentration von gasförmigem Chlorwasserstoff und/oder eine kürzere Kontaktzeit angewendet werden können. Das Verfahren gemäß der Erfindung wird zweckmäßig bei einer Temperatur zwischen 0 und 30⁰C, insbesondere zwischen 15 und 25° C, ausgeführt.

Wenn man wäßrige Salzsäure als Quelle für den Chlorwasserstoff und den Wasserdampf benutzt, ist die Zusammensetzung der Atmosphäre zweckmäßig derart, daß der gasförmige Chlorwasserstoff vorzugsweise einen Partialdruck (pnci) zwischen 0,5 und 20 mm Hg ausübt, während der Partialdruck des Wasserdampfs

(Pj) vorzugsweise zwischen 5 und 15 mm Hg liegt. Diese Bedingungen können dadurch realisiert werden, daß man eine angemessene Menge von wäßriger Salzsäure einer Konzentration von 10 bis 37Gew.-%, vorzugsweise einer Konzentration von 18 bis 30 Gew.-%, verdampft.

Falls die Temperatur der zu sterilisierenden Oberfläche niedriger ist als diejenige ihrer Umgebung, soll Sorge dafür getragen werden, daß die Zusammensetzung der Atmosphäre derart ist, daß die Temperatur der Oberfläche höher als der Taupunkt des in der Atmosphäre vorhandenen Wasserdampfes ist, da sonst ein wäßriges, Salzsäure enthaltendes Kondensat auf der Oberfläche gebildet wird.

Schließlich werden die Werte der oben erörterten Parameter so gewählt, daß eine wirksame Sterilisation innerhalb von 24 Stunden, besonders innerhalb von 60 Minuten, erhalten wird.

Die obengenannten Werte sind für glatte Oberflächen geeignet. Da es jedoch wichtig ist, daß der Chlorwasserstoff freien Zutritt zu allen Teilen der Oberfläche hat, ist ersichtlich, daß die Sterilisation von gefalteten Oberflächen, wie Nähten von Dosen, eine längere Berührung und/oder eine höhere Konzentration von Chlorwasserstoff als die Sterilisation von glatten Oberflächen erfordert

Ferner ist es ersichtlich, daß die Oberflächen, bevor sie dem Sterilisationsverfahren ausgesetzt werden, durch übliche Methoden gereinigt und getrocknet werden müssen, um grobe Verunreinigungen zu entfernen. Selbst dann können die Oberflächen noch mit Verbindungen verunreinigt sein, die das Sterilisationsverfahren stören. Beispiele von solchen Verbindungen sind: Calciumcarbonat, Fettsäuren und deren Salze, Öle, Schmierfett und Proteine, wie Milchprotein, in Abhängigkeit von der Menge und der Art der anhaftenden Verunreinigung. Eine wirksame Sterilisation erfordert eine verlängerte Behandlung und/oder eine höhere Konzentration von Salzsäure, die Chlorwasserstoff ergibt, wobei diese Bedingungen experimentell bestimmt werden können.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders für die Sterilisation von Innenflächen von Behältern für Lebensmittel, wie Dosen, Kunststoffbehältern, Glasoder keramischen Behältern geeignet, wobei in diesem Fall das Verfahren zweckmäßig als Teil eines Verpakkungsverfahrens angewendet wird. Ferner kann das

Tabelle I

Verfahren zur Sterilisation der inneren Oberflächen von anderen Behältern, die z. B. für die Verpackung von bakteriologischen Mitteln und bakteriologischen Kulturen benutzt werden sollen, für die Sterilisation von Kunststoff- oder Papierblättern oder -bahnen, die für das Einwickeln von Material benutzt werden sollen, das für mikrobiologische Verunreinigung empfänglich ist und für die Sterilisation von ärztlichen Instrumenten Anwendung finden. Schließlich kann das Verfahren zur

ίο Sterilisation von Oberflächen von feinzerteilten Materialien, wie Kristallen von Kochsalz, Anwendung finden, die als Bestandteile von vorsteriiisierten Lebensmitteln benutzt werden sollen. In dem letztgenannten Fall muß Sorge dafür getragen werden, daß die gesamte

is Oberfläche der Teilchen der Chlorwasserstoff enthaltenden Atmosphäre ausgesetzt wird. Hier können wieder die richtigen Bedingungen zur Erzielung einer wirksamen Sterilisation durch einfache Versuche bestimmt werden.

ίο Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert

Beispiel 1

Es wurden Sporensuspensionen dadurch hergestellt, daß man 10 g Filterhilfe mit einem Gehalt von 10⁵ Sporen (Clostridium und Bacillus species) je g mit 70 ml Wasser mischte. 2 ml einer solchen Suspension wurden gleichmäßig über die innere Oberfläche von

so Glasflaschen eines Volumens von 300 ml ausgebreitet. Nach Entfernung des Oberschusses der Sporensuspension durch Umdrehen der Flaschen während einer kurzen Zeit wurden diese 21 Stunden bei 60 bis 70⁰C getrocknet. Dann wurde 0,25 ml wäßrige Salzsäure in

ii jede Rasche eingeführt, wonach diese Flaschen mittels einer Kunststoffolie verschlossen wurden. Die so behandelten Flaschen wurden während einer vorbestimmten Zeitdauer bei einer vorbestimmten Temperatur gehalten. Nach öffnen wurden die Flaschen mit 10 ml einer sterilen wäßrigen Lösung einer stöchiometrischen Menge von Natriumhydroxyd gewaschen, eine genügende Menge von Agar wurde in dieser Waschflüssigkeit aufgelöst und die Lösung wurde 2 bis 3 Tage bei 30°C einer Inkubation unterworfen, wonach die Anzahl von überlebenden Sporen durch übliche Methoden bestimmt wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Tabellen I und II wiedergegeben.

	Temperatur ° C	C )	24 0,18 2,04	Berührungszeit in min 5 10 20 40 60	15 ■ 103 23,5 · 103 13,5 · 103 4 · ΙΟ³	10,5 · 103 4,2 ■ 103 4,2 ■ 103 <100 20	5	31 4,2 1,82	37 20,4 1,24	20	18 0,10 11,2	24 1,0 8,28	31 9,6 5,55	37 32 4,25
Konz. HCl in % Phci in mm Hg pn;0 in mm Hg	18 0,014 2,86	Überleben·) (Bacillus sp.]	Kontrolle 10,3	• 103
50 30 <10	1,0 ■ 102	14 · 103 1,1 · 103 50	60
23,6	• 102		2,5 · 1

Mittel von drei Versuchen.

	Tabelle II	30 min	1792	157		6	Clostr. sp.
5	Berührungszeit	Konz. HCl					40
Temperatur	in%				20
⁰C	26			Oberleben·)	<10
O	28	PHCI	PHjO	Bac. sp.	<10
	30			60	<10
	32	0,41	1,78	20	<10
	22	0,45	1,52	<10	<I0
15	24	2,12	130	<10	<10
	26	4,4	1,10	<10	<10
	18	031	6,68	<10	<10
20	20	e,66	6,01	<10	<10
	22	1,40	531	80	<10
	24	0,102	na	<10	<10
	18	0,228	10,2	<10	<10
30	20	0,475	9,25	<10	8,2 · 103
	22	1,02	8,28	<10
		0,26	±20,6	<10
Kontrolle	0,54	18,7	<10
	*1,08*	17	8,5 - 103

*) Mitte! von drei Versuchen.

Beispiel 2

Es wurden Suspensionen mit einem Gehalt von 10⁵ ml der folgenden Mikroorganismen hergestellt: Penicillium glaucum (P. g.), Monascus ruber (M. r.), Cladosporium suaveolens (C. s.), Mycobacterium phlei (Myc. p.) und Mycobacterium rubmm (Myc. r.).

Es wurden Glasflaschen eines Volumens von 180 ml mit gleichen Mengen der Suspension infiziert und über

Tabelle III

Nacht trocknen gelassen. Nach Einführung eines Tropfens von 30%iger wäßriger Salzsäure in jede der Flaschen wurden die letzteren geschlossen und während

jo verschiedenen Zeitdauern auf einer Temperatur von 20°C gehalten.

Die Anzahl von überlebenden Schimmelpilzen und Mycobacterium-Arten wurde nach Standardmethoden bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle ill

j-, wiedergegeben.

Berührungszeit in Std. P.g.

Kontrolle

M.r.

Cs.

Mycr.

Nach Sterilisation mit HCI P.g. M.r. Cs.

Mycr. Myc.p.

0,1	120	20	110	103	104	40	10	70	9 · 103	102
1	40	40	100	1,2 · 103	1,1 · W	0	0	0	19	0
2	80	26	150	1,1 · 103	1,0 · 104	0	0	0	0	0
3	140	33	220	1,0 · 103	1,1 · 104	0	0	0	0	0
4	50	23	250	103	1,1 · 104	0	0	0	0	0
5	70	19	220	1,2 · 103	1,2 · 104	0	0	0	0	0

Beispiel 3

Gruppen von 10 innenlackierten Dosen (58 χ 144,5 mm) wurden in einen Kunststoffkasten von 25 I zusammen mit einer Glasflasche mit weiter Öffnung gesetzt, die 25 ml 3O°/oige wäßrige Salzsäure enthielt. Nach bestimmten Behandlungszeiten bei 20°C wurden die Dosen aseptisch mit sterilem Fleischextrakt gefüllt und mittels einer vorsterilisierlen Verschließmaschine verschlossen. Nach einer Inkubationszeit von 5 Tagen wurden die Dosen geöffnet und auf die Gegenwart von

Nicht-Sporen und Sporen bildenden Bakterien untersucht.

Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Behandlungszeit 60 min:

5 von 10 Dosen nicht steril.
Behandlungszeit 120 min:

1 von 10 Dosen nicht steril.
Behandlungszeit 180 min:

alle Dosen steril.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Sterilisieren von festen Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß man > die Oberflächen bei einer Temperatur zwischen — 5 und 40⁰C einer gasförmigen, Chlorwasserstoff und Wasserdampf enthaltenden Atmosphäre aussetzt, wobei der Partialdruck des in der Atmosphäre vorhandenen gasförmigen Chlorwasserstoffs zwi- ι ο sehen 0,05 und 50 mm Hg und der Partialdruck des Wasserdampfs zwischen 1 und 20 mm Hg liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, bei welcher das Verfahren ausgeführt wird, zwischen 0 bis 30° C liegt ι >

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur zwischen 15 und 25° C liegt

4. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Parlialdruck des gasförmigen jo Chlorwasserstoffs zwischen 0,5 und 20 mm Hg und der Parlialdruck des Wasserdampfs zwischen 5 und 15 mm Hg liegt.