Weiterentwicklung eines Biofilm-Imitat Testsystems zur Reinigungsüberprüfung in der Lebensmittelproduktion
Trotz der Einhaltung von gängigen Hygienestandards und der Verwendung von State-of-the-Art Konzepten zur Reinigung und Desinfektion ist die Bildung von mikrobiellen Ansammlungen (sog. Biofilmen) zurzeit vielfach unvermeidbar. Lebensmittelproduzenten, Hersteller von Maschinen und Anlagen sowie von Reinigungs- und Desinfektionsmitteln werden ständig mit diesem wiederkehrenden Thema konfrontiert. Mit wirksamen Reinigungs- und Desinfektionskonzepten ist es prinzipiell möglich Biofilmen präventiv entgegenzuwirken.
Um das zu ermöglichen, wurde im Vorgängerprojekt „BioMitate“ – Entwicklung eines Testsystems zur Reinigungsüberprüfung in der Lebensmittelindustrie ein Testverfahren entwickelt, mit welchem mikrobielle Hotspots und Biofilme imitiert werden können und nachfolgend verlässliche Ergebnisse zu notwendigen Änderungen im Reinigungsprozess oder in der Produktionskette gewonnen werden können. Aufbauend auf den erzielten Projektergebnissen zur Herstellung und Anwendung eines Biofilm-Imitat Testsystems ist dessen Weiterentwicklung notwendig, um optimal alle Anforderungen der industriellen Anwendungspraxis umzusetzen und neben dem bisherigen Fokus auf Oberflächenreinigung auch die Eignung des Testsystems für geschlossene Systeme im Zuge des aktuellen Projektes zu evaluieren.
Ziel dieses Projektes ist es daher, die Biofilm- bzw. Imitatabreinigung in geschlossenen Systemen mithilfe von computergestützten Methoden zu evaluieren und somit nasschemische Reinigungsprozesse vorhersagbar zu machen und bedarfsgerecht zu gestalten. Basierend darauf werden verschiedene Reinigungsstrategien (u.a. CIP, enzymatische Reinigung) zur Entfernung von Biofilmen mithilfe des Biofilmimitat-Testsystems experimentell auf deren Effizienz geprüft. Zusätzlich wird die Ansiedlung, das Verhalten und die Entfernung von Biofilmimitaten im Vergleich zu nativen Biofilmen auf Biofilmsensoren untersucht.
Geplante Projektinhalte
- Charakterisierung und Auswahl einer repräsentativen Worst-Case Biofilmmatrix
- Aufbau eines dynamischen Biofilmsystems unter repräsentativen Reinigungs- und Strömungsverhältnissen
- Strukturelle Charakterisierung des unter Strömungseinfluss entstandenen Biofilme
- Entwicklung eines Hydrogel-basierten Biofilmimitates mit vergleichbaren Reinigungsrelevanten Eigenschaften zum nativen Biofilm unter Strömungsbedingungen
- Validierung des Abreinigungsverhaltens des Biofilm-Imitates und der nativen Biofilmmatrix innerhalb eines geschlossenen Systems
- Evaluierung der Biofilm- bzw. Imitatabreinigung in geschlossenen Systemen mit Hilfe von numerischer Simulation zur Vorhersage von optimalen Reinigungsbedingungen und Reinigungserfolg
- Bewertung der Eignung des Biofilm-Imitat Testsystems zur Anwendung in geschlossenen Systemen hinsichtlich Verhalten und Detektierbarkeit auf Biofilm- bzw. Reinigungssensoren
- Applikationsmöglichkeiten des Biofilmimitates im industriellen Kontext
- Reinigungsüberprüfung unter Praxisbedingungen in Lebensmittelbetrieben
- Ableitung effizienter Strategien zur Reduktion von Biofilmbelägen und Reinigungsaufwand
Benefits für interessierte Unternehmenspartner
- Untersuchung der Wirksamkeit von Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen hinsichtlich der Entfernung von Biofilmen - Optimierung von Reinigungs- und Desinfektionsverfahren mit dem Ziel der Verkürzung der Reinigungszyklen und Verringerung der Standzeiten
- Praktische Überprüfung von Hygienic Design Kriterien von Anlagen und -komponenten und damit Beitrag zur Verbesserung der hygienegerechten Produktionsgestaltung
- Entwicklung eines praxisrelevanten Testverfahrens für geschlossene Systeme zur Ermittlung der Reinigungseffizienz mittels einer Biofilm-ähnlichen Matrix (ohne Mikroorganismen in die Produktionskette einzubringen)
- Frühzeitige Erkennung von Kontaminations-Hotspots und Entwicklung maßgeschneiderter Reinigungsverfahren
- Konkrete Aussage über Biofilme in der Produktionsumgebung der teilnehmenden Lebensmittelbetriebe und Maßnahmen zur Vermeidung mit dem Ziel der Verlängerung der Lebensmittelhaltbarkeit, der Verbesserung der Betriebshygiene, der Steigerung der Produktionseffizienz und der Sicherstellung der Lebensmittelsicherheit
- Zugang zu Expertise und Forschungsnetzwerk der Universität für Bodenkultur sowie des Fraunhofer-Institutes für Verfahrenstechnik und Verpackung und der European Hygienic Engineering and Design Group (EHEDG)
- Branchenübergreifende Interaktion und Erfahrungsaustausch innerhalb des Konsortiums
- Zugang zu bedarfsangepassten Strategien zur Reduktion von Biofilmbelegen und Reinigungsaufwand
- Einfluss auf Projektinhalte und direkter Zugriff auf Projektergebnisse
Geplanter Projektzeitraum
Projekteinreichung im Oktober 2023, Projektstart Ende 2. Quartal 2024, Projektlaufzeit 2 Jahre
Interessierte Unternehmenspartner werden noch gesucht!
Angesprochene Branchen und Disziplinen
- Anlagen- und Maschinenbau
- Lebensmittelverarbeitung
- Lebensmittel- und Biotechnologie
- Hersteller von Oberflächen- und Kontaktmaterialien
- Hersteller und Anbieter von Reinigungs- und Desinfektionslösungen
- Lebensmittelkontrolle
Forschungspartner
- Universität für Bodenkultur Wien, Department für Lebensmittelwissenschaften und Lebensmitteltechnologie – Österreich
- IVV Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung, Dresden – Deutschland
Einreichende Verbände
- Lebensmittel Cluster Niederösterreich der ecoplus GmbH – Österreich
- IVLV - Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e.V. – Deutschland
Projektfinanzierung und -förderung
Das Projekt soll als CORNET (Collective Research Network) Projekt gefördert werden.
Die Förderung wird in Österreich über die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG im Programm Collective Research abgewickelt. Die Förderung beträgt bis zu 65% der Projektkosten, die weiteren 35% sind von den Unternehmenspartner in Form von Barleistungen und InKind Leistungen einzubringen.
Möchten Sie mehr zu diesem Projekt wissen?
Lebensmittel Cluster Niederösterreich
Magdalena Resch
+43 664 601 19673
Universität für Bodenkultur, Institut für Lebensmitteltechnologie
Elena Zand
+43 1 47654-75242
