Para poner en situación el ozono como desinfectante en la industria alimentaria empecemos resaltando que las actividades de limpieza y desinfección de los equipos e instalaciones son fundamentales para establecer dichas condiciones tanto en el ambiente como en las superficies de modo que no supongan una fuente de contaminación de los alimentos que allí se procesan.
En este sentido son muchos los esfuerzos que las industrias deben realizar para planificar y sistematizar dichas actividades. Esfuerzos en cuanto a costes de personal, energía y agua consumida, tratamiento de residuos generados y productos de limpieza y desinfección utilizados. La industria alimentaria debe partir de procesos de limpieza y desinfección validados y además garantizar continuamente su eficacia.
Por tanto, las actividades de limpieza y desinfección (L+D) del sector llevan generalmente asociado un consumo elevado de energía, agua y de agentes químicos, así como la generación de aguas residuales con alta carga contaminante. Por un lado, es fundamental poder garantizar la eficiencia de dichos procesos de L+D de manera que obtengamos un adecuado nivel higiénico que asegure la inocuidad del producto y su vida útil. Pero al mismo tiempo es necesario garantizar que dichos procesos L+D llevan asociados el menor impacto medioambiental posible.
En este sentido, disponer de líneas y equipos diseñados conforme a los principios de diseño higiénico es garantía de su ‘limpiabilidad’, lo que supone poder disponer de ciclos de limpieza más cortos incluso con empleo de menor cantidad de agentes químicos y, por lo tanto, de etapas de aclarado más cortas. Otra herramienta con la que cuenta el sector para mejorar la eficiencia de sus procesos de L+D es mediante su optimización basada en el ajuste de los parámetros involucrados (tiempo, temperatura, efecto químico, efecto mecánico) de manera planificada y controlando los indicadores de higiene y medioambientales.
Por otro lado, se hace necesaria la investigación y/o la puesta a punto de nuevas tecnologías más sostenibles, que faciliten al sector alimentario la disposición de nuevos procesos de L+D eficaces y eficientes.
El interés del ozono como desinfectante alternativo al uso de productos químicos se basa principalmente en su gran eficacia biocida, su amplio espectro antimicrobiano, la nula producción de subproductos perjudiciales para la salud y la posibilidad de generarlo a demanda e in situ sin necesidad de almacenarlo. Además cuenta con la ventaja de ser una tecnología respetuosa con el medio ambiente, que permite reducir costes medioambientales a la empresa y facilitar el cumplimiento de la legislación medioambiental aplicable.
Básicamente, son dos las formas en las que el ozono puede integrarse en las operaciones de limpieza y desinfección del sector. Por un lado, el empleo del ozono gas como agente desinfectante ambiental y, por otro lado, el empleo del ozono disuelto en agua (agua ozonizada) como agente desinfectante de superficies. En el presente artículo abordaremos la integración del empleo del ozono disuelto en agua, en las operaciones de limpieza y desinfección de superficies cerradas mediante su incorporación en los sistemas de limpieza CIP (Cleaning In Place).
Ozono como agente desinfectante
La actividad antimicrobiana del O3 se basa en su gran potencial de oxidación (2,07 V) muy superior a otros compuestos químicos como el H2O2 (1,78 V), HOCl (1,49 V), Cl2 (1,36 V), ClO2 (1,27 V), I2 (0,54 V).
El ozono es un potente agente antimicrobiano de amplio espectro siendo activo frente a bacterias, hongos, virus, protozoos, y esporas de bacterias y hongos (Khadre, et al, 2001). El mecanismo de inactivación por ozono es un proceso complejo en el que se atacan varios constituyentes de las membranas y paredes celulares (ej. lípidos insaturados), así como constituyentes intracelulares (ej. enzimas y ácidos nucleicos).
El interés del ozono como desinfectante alternativo al uso de productos químicos se basa principalmente en su gran eficacia biocida, su amplio espectro antimicrobiano, la nula producción de subproductos perjudiciales para la salud y la posibilidad de generarlo a demanda e in situ sin necesidad de almacenarlo.
En el proceso de inactivación por ozono participan, tanto el ozono molecular como los radicales libres producidos en la descomposición del ozono. La muerte del microorganismo se produce por la ruptura o disgregación de la cubierta celular y posterior pérdida de los constituyentes intracelulares. Esta ruptura o lisis es un mecanismo de inactivación más rápido que el de otros desinfectantes que requieren la difusión del agente desinfectante a través de la membrana celular, para conseguir ser eficaces.
Características
No produce contaminación residual: El ozono es un desinfectante muy interesante ya que se convierte rápidamente en oxigeno sin dejar residuo. En caso de reacción con compuestos orgánicos, los posibles subproductos de degradación son aldehídos, cetonas o ácidos carboxílicos que no presentan problemas sanitarios.
No desarrolla resistencias en los microorganismos: Otra de las ventajas del ozono frente a la mayoría de desinfectantes químicos tradicionales es la debilidad de estos últimos ante microorganismos que poseen una resistencia innata a su acción, o bien puedan desarrollarla por una ineficaz aplicación del producto.
Algunos ejemplos de casos en los que un mal uso puede producir la resistencia de ciertos microorganismos son la aplicación de una concentración insuficiente por debajo de la letal para los microorganismos objetivo; el no enjuague tras la aplicación de determinados desinfectantes; una limpieza insuficiente previa a la desinfección, que deje muchos restos de materia orgánica; rangos de pH inadecuados que reduzcan la disponibilidad de la sustancia activa o la presencia de biofilms.
El mecanismo de actuación del ozono produce la destrucción del microorganismo por lisis celular, así que no puede generar resistencia en los microorganismos.
Ventajas medioambientales: El empleo del ozono puede ahorrar agua en comparación con otros biocidas ya que actúa más rápidamente. Además, al no dejar residuo, no es necesario realizar un último enjuague para eliminar el desinfectante residual que pudiera quedar en el medio tratado.
Con la sustitución de los productos químicos por el ozono, se reduce la concentración de sales y, por tanto, la conductividad eléctrica del vertido.
El uso del ozono también permite ahorrar energía, ya que suele emplearse a bajas temperaturas. Finalmente, al generarse in situ, el ozono no requiere un almacenaje de productos peligrosos que pudieran generar accidentes perjudiciales para la seguridad de los trabajadores y el medio ambiente.
Toxicidad: En los Estados Unidos, el nivel de exposición permitido actualmente para el ozono en un entorno de trabajo es de 0.1 ppm según establece la Occupational Safety and Health Administration (OSHA).
El ozono es un gas tóxico y debe ser monitorizado en los lugares de trabajo cuando es utilizado para la desinfección de equipos e instalaciones. En la actualidad, existe una gran variedad de sensores de ozono disponibles en el mercado que permiten alertar en caso de superar los límites autorizados.
Interacción con los materiales: La interacción del ozono con los equipos y superficies sobre los que se desarrollan las operaciones de limpieza y desinfección es un aspecto clave a considerar fundamentalmente por la posible corrosión ocasionada, pero también por la posible pérdida de eficacia en su acción. El efecto corrosivo depende de la concentración de ozono empleada. A altas concentraciones puede ocasionar corrosión en los equipos, pero dichas concentraciones tan solo se producen dentro del generador de ozono o en el sistema de contacto entre el ozono y el agua. La mayoría de los materiales son compatibles con el ozono a bajas concentraciones de entre 1-3 ppm de ozono.
Es una buena práctica identificar todos los materiales de la instalación que pudieran entrar en contacto con el ozono y consultar debidamente su resistencia potencial para evitar sorpresas desagradables.
Integración del ozono en los sistema de limpieza CIP
Con el desarrollo del proyecto ECO3CIP (2010-2013) (ECO/09/56045/SI2.564671) estamos procediendo a la primera aplicación a escala industrial de un nuevo sistema de limpieza CIP en el que se ha integrado la utilización de agua ozonizada como agente desinfectante. Esta aplicación industrial se ha desarrollado en una empresa láctea y en la actualidad se está procediendo a su validación técnica y económica.
Como base de partida para la aplicación industrial del agua ozonizada en los sistemas convencionales CIP, contamos con los datos sobre eficacia higiénica y medioambiental del nuevo sistema CIP, basado en la utilización del ozono, obtenidos a escala piloto tras el desarrollo del proyecto LIFE OZONECIP (LIFE05 ENV/E/000251). Se trató de un proyecto de demostración, focalizado en la reducción del impacto ambiental generado por las operaciones CIP a través del empleo del uso de ozono. Este proyecto focalizado en los sectores vino, cerveza y lácteo demostró a escala piloto que es posible obtener la misma eficiencia higiénica con un sistema CIP-ozono que con uno convencional, pero logrando una reducción del 50% en la cantidad de agua consumida/vertida y en la carga orgánica emitida en el vertido final generado.
Tras realizar un estudio minucioso de la situación de partida del proceso de limpieza CIP implantado en la empresa (eficacia higiénica y medioambiental) y tras los correspondientes ensayos a escala piloto, se estima que con la incorporación industrial del ozono en el sistema CIP de la empresa se va a conseguir reducir el consumo de agua por encima de un 30%, reducir el consumo de sosa en un 25%, así como reducir la carga orgánica del agua residual generada en el proceso de limpieza de hasta un 70%.
El consorcio del proyecto ECO3CIP, está formado por ainia centro tecnológico como coordinador
