Untersuchungen zur Eignung unterschiedlicher Desinfektionsmittel bei der Flaschensterilisation mittels Rinser

Johann Seckler und Maximilian Freund

Eine erfolgreiche kaltsterile Abfüllung setzt geeignete Maschinen und Geräte sowie deren Beherrschung voraus. Sie definiert sich dadurch, dass beim Füllprozess dem Wein durch Füllmaschine, Leerflaschen, Verschlüsse und Umgebung keine weinschädlichen Mikroorganismen, wie z. B. Hefen und Milchsäure- bzw. Essigsäurebakterien, zugeführt werden.

Weinsterilität im abgefüllten Wein bedeutet  im Sinne einer guten fachlichen Praxis Freiheit von weinschädlichen Mikroorganismen. Einen mikrobiologischen Toleranzschwellenwert gibt es unseres Erachtens dabei nicht. Falls diese Nulltoleranz nicht erreicht wird, sind die Infektionsquellen im Umfeld des Füllprozesses zu suchen. In den zurückliegenden Jahren waren wir immer wieder Ansprechpartner in diesem Bereich. Die Aktivitäten umfassten komplette mikrobielle Untersuchungen bei der Inbetriebnahme neuer Abfüllanlagen, präventive Routineuntersuchungen sowie Hilfestellung bei aufgetretenen mikrobiologischen Problemen. In diesem Bereich spielt die Flaschensterilisation eine bedeutende Rolle. In der Weinwirtschaft werden ausschließlich Höhenfüller eingesetzt, die sich lediglich durch den Druckbereich, in dem sie arbeiten, unterscheiden. Im Stillweinbereich werden Normaldruck und Unterdruckfüller eingesetzt. Perlwein und Sekt werden mit Gegendruckfüllmaschinen abgefüllt. Diese drei Füllsysteme haben für die Produktsterilität eine bedeutende Gemeinsamkeit, und zwar dass beim Füllprozess nicht nur Wein in die Flaschen, sondern eine bestimmte Produktmenge über die Rückluftleitungen zurück in den Füllmaschinenkessel gelangt. Bei diesem Funktionsprinzip der Füllsysteme wird vorausgesetzt, dass alle Flaschen ausreichend sterilisiert sind. Ansonsten besteht das Restrisiko einer Reinfektion des gesamten Füllmaschinenkesselinhaltes durch eine einzige, nicht ausreichend sterilisierte Flasche.

In dem laufenden Projekt werden folgende Parameter geprüft:

  • Effektivleistung -Fl/h- in Abhängigkeit der einstellbaren Geschwindigkeitsstufen über einen Drehpotentiometer der Sterilisiermaschine.
  • Ermittlung der Aufwandmengen an Desinfektionsmittel und Frischwasser in Abhängigkeit der jeweiligen Effektivleistung.
  • Einwirkungsdauer des Desinfektionsmittels  und Austropfzeit des Sterilwassers der unterschiedlichen Arbeitsphasen.
  • Ermittlung der Haftwassermengen in Abhängigkeit von Effektivleistung und Flaschenform. 
  • Der Sterilisationseffekt wird mit Flaschen, die zuvor mit 1.000, 10.000 und 100.000 Hefezellen kontaminiert worden sind,  geprüft. Dabei werden jeweils 12 Flaschen kontaminiert. Nach einer Antrocknungszeit von 12 Stunden wird mit 9 Flaschen der Sterilisationseffekt im Rinser geprüft. Die 3 restlichen Flaschen werden zu Kontrollzwecken eingesetzt. Nach der Behandlung im Rinser werden die 9 Flaschen und die 3 Kontrollflaschen mit je 100 ml steriler, hypertonischer Lösung befüllt. Nach zu erwartender Zellzahl werden die Proben auf Würze-Agar-Nährböden ausgeplattet oder über die Membranfilterkontrolle aufgearbeitet und nach einer Bebrütungszeit von 2 Tagen ausgewertet. Diese Prüfungen werden bei unterschiedlichen Einstellleistungen vorgenommen. Daraus ergibt sich dann eine unterschiedliche Einwirkdauer des Desinfektionsmittels. 
  • Die Rückstandsproblematik der unterschiedlichen Desinfektionsmittel am Beispiel der schwefeligen Säure.

Folgende Flaschendesinfektionsmittel werden in Abhängigkeit von ihrer Konzentration und Einwirkdauer geprüft:

  • mechanischer Effekt einer Wasserspritzung
  • wässrige schweflige Säure
  • Ozon
  • Peressigsäure, Wasserstoffperoxid und Essigsäure
  • Anofluid
  • Chlordioxid

Begonnen wurde mit der Aufnahme der technischen Daten des Rinsers, Typ Sterima ST/32 der Fa. Stroh. Die Leistung in Fl/h lässt sich über einen Drehpotentiometer zwischen 1140 und   3480 Fl/h einstellen. Daraus ergeben sich Desinfektionsmittelmengen an der ersten Spritzstation zwischen 360-120 ml pro Flasche. Bei der sich anschließenden Sterilwasser- spritzung bei 2 bar Wasserdruck wurden 286-100 ml Wasser zur Auswaschung der Desinfektionsmittelrückstande aufgewendet. In Abhängigkeit der Einstellleistung ergeben sich unterschiedliche Spritzzeiten und Einwirkzeiten des Desinfektionsmittels von 10,2-3,4 sec. bzw. von 33,5-9,2 sec. Die Sterilwasserspritzung beläuft sich zwischen 10,3-3,4 sec. Die Austropfzeiten für das Sterilwasser betragen zwischen 23,4 und 7,6 sec. Aus diesen unterschiedlich langen Austropfzeiten ergeben sich in Abhängigkeit der Flaschenform unterschiedliche Haftwassermengen.

Bei ersten mikrobiologischen Versuchen wurde eine zweimalige Frischwasser-spritzung durchgeführt, um den mechanischen Auswascheffekt der Maschine zu prüfen. In Abhängigkeit von Ausgangskeimzahl und Behandlungsdauer kam es zur Reduzierung der Hefezellen zwischen 62% und 90% gegenüber den Kontrollvarianten.

Ziel der Flaschendesinfektion ist die quantitative Inaktivierung aller  weinschädlichen Mikroorganismen. Mit 1,5%iger wässriger schwefeliger Säure wurde dieses Ziel auch bei der höchsten Kontaminationsstufe nach einer Kontaktzeit – bestehend aus Spritz- und Einwirkdauer – von 12-15 sec. erreicht. Bei den Versuchsanstellungen mit Ozon wurde mit Konzentrationen von 1,0 ppm, 1,5 ppm und 2,0 ppm gearbeitet. Zur Inaktivierung der mit 17.000 lebenden Hefezellen kontaminierten Flaschen wurde eine Ozonkonzentration von 2,0 ppm und eine Kontaktzeit von 12-15 sec. benötigt.

Diese Kontaktzeit wurde auch bei dem verwendeten Peressigsäurepräparat benötigt. Zur Erreichung der Zielvorgabe musste eine 3%ige Peressigsäurekonzentration aufgewendet werden. In weiteren Untersuchungen werden die genannten Parameter für Anofluid und Chlordioxid erarbeitet. Zusätzlich sollen die Ergebnisse durch einen weiteren Rinsertyp abgesichert werden.

Kontakt

Seckler, Johann (Dipl. Ing.)
Tel. +49 6722 502 175
EMail Johann.Secklerhs-gmde