Articolo tratto dalla rivista BIRRA e MALTO nr.74 dell'aprile 2000

Dr. H. L. Schmidt

Doemens, Gräfelfing/Monaco di Baviera

Aspetti della disinfezione

Il tema è trattato in modo conciso ed esauriente su Der Doemensianer N. 3/ 1999, pag. 97-101. Prima di disinfettare un'attrezzatura è necessario pulirla a fondo. La scelta fra i vari disinfettanti disponibili va fatta tenendo presente che:

• Le basse temperature rallentano l'effetto disinfettante --> tempi di trattamento più lunghi e concentrazioni più alte.
• I disinfettanti vanno impiegati alle concentrazioni ottimali. Se sono troppo alte si peggiora la risciacquabilità e si aumenta il pericolo di corrosione. Se sono troppo basse si rischia di indurre nel microrganismo il fenomeno dell'adattamento.
• Le sostanze organiche ed i sali dell'acqua di solito peggiorano l'azione dei disinfettanti.
• Le alte temperature favoriscono l'azione d'alcuni disinfettanti, ma provocano un aumento del potere corrosivo di altri.
• La combinazione di due o più disinfettanti non ha sempre un effetto sinergico: alle volte è anzi negativa.

Per "tattica della disinfezione" s'intende la scelta ottimale dei parametri d'azione: tipo, concentrazione, tempo di trattamento in relazione alla conta batterica.

L'efficacia della disinfezione dipende dalla conta batterica, dalla presenza di sostanze organiche, dalla natura della superficie da trattare (pori, microfessure). Per la disinfezione non è necessario generare una turbolenza, ma è importante coprire tutti i punti dell'attrezzatura da trattare. Superfici non lisce o con microfessure richiedono disinfettanti con bassa tensione superficiale., che però ne peggiora la risciacquabilita'.

DISINFETTANTI ALCALINI

Il cloro attivo è sempre impiegato a pH 11- 12 ed agisce ossidativamente. Le sue caratteristiche fondamentali sono:

• è efficace contro tutti i microrganismi, che non possono adattarvisi sviluppando resistenza;
• è sensibile a residui organici;
• è corrosivo nei confronti dell'acciaio inox (--> tempi di contatto brevi);
• non è conservabile fra un utilizzo ed il prossimo (il cloro si libera);
• può essere impiegato solo fino a temperature di 40 °C; in ambiente acido si libera in forma gassosa (--> pericolo d'avvelenamento): dunque vanno assolutamente evitati i valori pH inferiori a 9.

DISINFETTANTI NEUTRI

La formaldeide non è più impiegata, perché sospetta di cancerogenicità, e si preferiscono altre aldeidi che hanno le seguenti caratteristiche:

• non sono corrosive;
• sono facilmente stoccabili fra un utilizzo ed il prossimo;
• se non ben risciacquate possono provocare intorbidamenti nella birra;
• non sono molto efficaci contro le spore.

Le basi ammoniche quaternarie neutre hanno una tensione superficiale bassissima, sono oggi offerte addizionate di un acido che ne consenta l'utilizzo con l'ausilio di conduttometri ed hanno le seguenti caratteristiche:

• non sono corrosive;
• non irritano la pelle;
• sono facilmente stoccabili fra un utilizzo ed il prossimo;
• penetrano anche in fessure capillari
• formano schiuma (-> richiedono additivi antischiuma);
• sono difficilmente risciacquabili;
• possono (se non ben risciacquate) danneggiare la schiuma della birra;
• acque dure ne riducono l'efficacia;
• in alcuni casi inducono i batteri gramnegativi a sviluppare resistenza.

L'acqua ossigenata ha le seguenti caratteristiche:

• azione rapida;
• non è stoccabile;
• sensibile a residui organici;
• impiegabile a qualsiasi temperatura;
• non lascia residui perché si trasforma in ossigeno ed acqua (-> non esiste il problema della risciacquabilità).

DISINFETTANTI ACIDI

L'acido peracetico ha caratteristiche simili a quelle dell'acqua ossigenata, insieme alla quale è spesso utilizzato. L'acido peracetico stabilizzato ed acidificato (con un acido organico) è meglio stoccabile (fra un utilizzo ed il prossimo) ed è utilizzabile con l'ausilio di conduttometri. Gli jodofori sono composti da jodio elementare disciolto in un acido inorganico forte in presenza di un solvente organico. Le loro caratteristiche principali sono:

• buon effetto disinfettante;
• fortemente corrosivi nel confronti dell'acciaio inox;
• non idonei per tempi di contatto lunghi;
• impiegabili solo a freddo.

I derivati alogenati dell'acido acetico (acido monoclor, monobrom e monoiodacetico) vanno formulati con aggiunta d'acido solforico o fosforico e hanno un optimum di pH inferiore a 4.

Caratteristiche:

• ben stoccabili fra un utilizzo ed il prossimo;
• utilizzabili con ausilio di conduttometri;
• relativamente ben risciacquabili (eventuali residui hanno azione antifermentativa e sono visti con sospetto dalle Autorità);
• il concentrato è tossico.

DISINFEZIONE CON SPRUZZATURA E POMPAGGIO IN CIRCOLO

Nel serbatoi contenenti dispositivi CIP i disinfettanti sono utilizzati come i detersivi. La durata della disinfezione corrisponde a quella del pompaggio in circolo (p. es. 30 minuti).

Dopo il risciacquo nel serbatoi possono formarsi degli aerosol --> corrosioni.

Nel circuiti di tubazioni si deve assicurare che tutti i punti siano toccati dal disinfettante (pezzi a T, attacchi, eccetera possono essere difficilmente raggiungibili).

DISINFEZIONE FERMA (A CONTATTO)

Per questo tipo di disinfezione si possono utilizzare solo prodotti che non degradano nel tempo (perdendo efficacia al diminuire della concentrazione) e che non abbiano effetti corrosivi sul materiali, p. es. riempiendo di soluzione disinfettante i circuiti delle condutture o i piccoli serbatoi non equipaggiati per il CIP e lasciandoli pieni per tutto il fine settimana, oppure immergendo la rubinetteria o i tubi di gomma nella soluzione disinfettante nelle apposite vasche. E' indispensabile rinnovare settimanalmente il contenuto delle vasche.

CONTROLLO DELL'EFFETTO DELLA DISINFEZIONE

Si prelevano campioni dell'ultima acqua di risciacquo o tamponi delle superfici trattate nel punti più critici (p. es. le guarnizioni). Si filtrano a membrana i campioni d'acqua avendo cura di "sciacquare" la membrana con soluzione di Ringer addizionata di Tween 80, allo scopo di rimuovere eventuali tracce di disinfettanti, che falserebbero i risultati. Le membrane ed i tamponi vanno incubati su/in idonei terreni colturali, controllando in parallelo anche l'acqua di rubinetto.

CICLO CLASSICO DI PULIZIA E DISINFEZIONE DI FERMENTATORI E SERBATOI BIRRA FILTRATA

Molto utile è il cambio di pH fra seconda e quarta fase:

1. fase: prerisciacquo (con acqua di ricupero)
2. fase: pulizia alcalina (p. es. con NaOH 2%)
3. fase: risciacquo intermedio
4. fase: pulizia acida (p. es. H2SO4 1%)
5. fase: disinfezione (p. es. acido peracetico 0,3%)
6. fase: risciacquo finale con acqua fresca (avviata al ricupero).

Questo programma è il più lungo/intenso ed il più sicuro, ma dà qualche problema nei fermentatori chiusi, che possono, infatti, andare in depressione a causa della combinazione d'eventuali resti di CO2, (non eliminati in fase 1) con la soda caustica durante la fase 2. Soluzioni alternative: estrazione della CO2, con apposito aspiratore o con aria compressa; oppure prerisciacquo con NaOH 0,5%, lasciando opportune aperture per la compensazione di ev. depressione (in tal modo si riduce la formazione di carbonati in fase 2. e si risparmia NaOH, perché già in fase 1 si asportano 2/3 dei residui organici. Nel serbatoi per la birra filtrata, volendosi conservare l'atmosfera di CO2 alcuni rinunciano alla fase 2 ed aggiungono sostanze tensioattive all'acido della fase 4. Essendo tali serbatoi più puliti dei fermentatori, i risultati sono di regola soddisfacenti.

CICLI COMBINATI

Si possono eseguire cicli "combinati" (pulizia e disinfezione contemporanee), ma solo a valle del filtro, dove il grado di sporcamento è ridotto. Esempi: NaOH + cloro attivo; oppure NaOH + H2O2; oppure acido solforico + acido monobromacetico. Qualora si scelga un ciclo combinato è però molto raccomandabile inserire un ciclo "classico/intenso" almeno una volta al mese.

CIP

Negli impianti CIP i serbatoi di stoccaggio delle soluzioni detergenti e disinfettanti vanno tenuti accuratamente puliti. Un punto critico è rappresentato dalla difficoltà di separare nettamente le diverse soluzioni durante il ritorno ai serbatoi di stoccaggio (ricupero). L'alternativa al ricupero è il CIP a perdere, che è caratterizzato da:

• impiego di piccole quantità di detergenti/ disinfettanti ad ogni impiego;
• costi d'investimento ridotti;
• eliminazione dei problemi di separazione delle diverse soluzioni;
• scarichi inquinanti frequenti, ma di piccolo volume;
• fabbisogno di tempo spesso più elevato.

Il vantaggio del CIP a ricupero è invece soprattutto quello di poter effettuare gli scarichi inquinanti solo nei momenti più vantaggiosi (> migliore omogeneizzazione): esso si presta meglio per grandi impianti. Ma presenta, oltre all'investimento iniziale più alto, anche aspetti negativi: i controlli della concentrazione delle soluzioni stoccate devono essere frequenti ed accurati, al fine di evitare fenomeni d'adattamento dei microrganismi a concentrazioni troppo basse; i serbatoi di stoccaggio vanno "cippati" essi stessi ogni 4-6 settimane; si utilizzano soluzioni detergenti e disinfettanti non pulite.

Dal punto di vista dei costi l'esperienza dimostra che il sistema "a perdere" e quello "a ricupero" grosso modo si equivalgono. Ed ambedue danno buoni risultati, se applicati con attenzione e professionalità. E vi è anche chi applica un sistema misto, riutilizzando (con i criteri visti più sopra) le soluzioni detergenti, ma scaricando ogni volta in fogna quelle disinfettanti (p. es. ac. peracetico o H202).

RESISTENZA

Si parla di resistenza quando un disinfettante (in medicina: un antibiotico) non riesce ad inattivare i microrganismi. Si possono avere:

• resistenza apparente: in caso di conte batteriche o gradi di sporcamento molto elevati alcuni microrganismi sopravvivono;
• resistenza naturale: alcuni microrganismi sono particolarmente resistenti a determinati disinfettanti (p. es. il Lactobacillus lindneri nei confronti degli acidi alogenoacetici);
• resistenza acquisita: attraverso la continua selezione di cellule resistenti e le mutazioni si sviluppano lentamente ceppi (mutanti) resistenti. Soluzioni disinfettanti di concentrazione inadeguata favoriscono questo fenomeno.

  IL RISCIACQUO FINALE

 Il risciacquo finale comporta due tipi di pericoli:

• durata troppo breve > residui di sostanze indesiderate nella birra;
• acqua di risciacquo microbiologicamente inidonea > ricontaminazione.

L'esperienza insegna che su 1 mq di superficie di serbatoio possono rimanere 1050 ml d'acqua (dipende dal grado di finitura superficiale) e non più di 2 mg di disinfettante.

 APPLICAZIONE DEL CALORE

       I microrganismi possono essere combattuti anche con il calore, ossia si trattano le attrezzature con vapore condensante o   acqua calda. Si tratta di un metodo che non inquina gli effluenti liquidi e che è molto efficace, a condizione che siano rispettati i seguenti criteri:

• il vapore dev'essere perfettamente pulito e non contenere tracce d'olio o di composti chimici impiegati per il trattamento dell'acqua della centrale termica;
• prima dell'applicazione del calore effettuare sempre una rigorosa pulizia: solo così si evita la formazione di incrostazioni difficilmente rimovibili;
• si deve misurare la temperatura della condensa formatasi all'uscita dell'attrezzatura vaporizzata (o dell'acqua calda): essa deve essere di almeno 85 °C ed il tempo di trattamento dev'essere di almeno 20 minuti;
• nelle riempitrici vanno applicate le false bottiglie per raggiungere anche le parti esterne delle cannule.