Hygiene in Kühlgeräten

Projekttitel: Messung der Hygieneperformance von Kühlgeräten

Ideengeber*in:

Potenzielle Projektpartner*innen

• Midea Europa Stuttgart, Hersteller
• Miele Cie KG, Hersteller
• Labor Enders, Prüflabor
• DR.SCHNELL Chemie, Hersteller
• BSH Hausgeräte, Hersteller
• Liebherr Kühlgeräte, Hersteller

Ausgangslage

Welche Situation liegt aktuell wie vor?

Hygieneperformanceparameter stellen, neben den Bereichen Energieeffizienz, Frischeperformance, Design und Digitalisierung, die Haupttreiber im Innovationsumfeld von Kühlgeräten dar. Bisher werden Hyienelösungen in Kühlgeräten jedoch nicht in den bestehenden Normen für Haushalts­ Kühl­/Gefriergeräte berücksichtigt: Die derzeit gültige Normenserie für Haushaltskühl- und Gefriergeräte 62552:2015, Teil 1, 2 und 3 betrachtet überwiegend technische Geräteparameter wie den Energieverbrauch, Temperaturen in verschiedenen Lagerfächern, Nutzinhalte verschiedener Fächer, das Kühl- und Gefriervermögen, den Temperaturanstieg bei Störung, die Abkühlgeschwindigkeit, etc. messtechnisch zu erfassen.

Auch die aktuellen Aktivitäten im Rahmen des IEC-Subcommitees 59M (IEC/SC59M WG4) „Performance of electrical household and similar cooling and freezing appliances“ unter dem Arbeitstitel “Food preservation” konzentieren sich v.a. auf Frischeperformanceparameter. Der gerade veröffentlichte IEC-Standard 63169:2020, “Electrical household and similar cooling and freezing appliances -  Food preservation”, betrachtet dabei die Performance von Gemüseschalen hinsichtlich der Feuchterückhaltung.

Für Verbraucher ist das Hygienebedürfnis gerade im Bereich von Lebensmitteln sehr groß. So zeigt eine Forsa-Umfrage des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) aus dem Jahr 2020, dass Verbraucher den Bereichen Lebensmittel und Lebensmittelsicherheit im Verbraucherschutz die größte Bedeutung zumessen. Die Lebensmittelsicherheit umfasst die gesundheitliche Unbedenklichkeit von Lebensmitteln auf allen Stufen ihrer Entstehung bis hin zum Verzehr. Sobald Lebensmittel in Verbraucherhand sind, steigt das Risiko der Verunreinigung von Lebensmitteln mit Krankheitserregern und der Vermehrung von Krankheitserregern in Lebensmitteln, zurückzuführen v.a. auf mangelnde Hygiene bei der Verarbeitung und Lagerung und falsche Lagerbedingungen, oftmals durch unzureichendes Wissen im Umgang mit Lebensmitteln, aber auch durch suboptimales Lagermanagement.

Welche Bedarfe liegen bei welchen Marktteilnehmern*innen vor?

Gerade im Bereich von Kühlgeräten bestehen unterschiedliche Ansätze die Lagerhygiene zu optimieren, um so den Verbraucher proaktiv zu unterstützen und ein höheres Maß an Lebensmittelsicherheit während der Lagerung zu bewerkstelligen. Die Technologien umfassen dabei eine Hygienisierung der Kühlschrankluft sowie von Geräteoberflächen innerhalb und außerhalb des Gerätes, die Reduktion der Anhaftung von Mikroorganismen bzw. eine Erleichterung bei der Reinigung von Oberflächen im Kontakt mit Lebensmitteln im Rahmen des Hygienic Designs. Zudem bestehen Hygienefunktionen, die auch eine Keimreduktion auf der Lebensmitteloberfläche erzielen sollen, oder den Verderbsstatus des Produktes ermitteln können. Die nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick über derzeit im Markt verfügbare Systeme.

Welche Lösungen existieren derzeit für welche Marktteilnehmer*innen? 

Weshalb sind diese Lösungen nicht hinreichend genug? 

Es gibt kein einheitliche Verfahren zur Prüfung von Hygienelösungen in Kühlgeräten

Was ist der Stand der Technik?

Für die aufgezeigten Technologien bestehen derzeit keine Prüfverfahren, die die Funktionalität im Bereich der Kühlschrankumgebung wiederholbar und reproduzierbar aufzeigen. Zwar wird im Rahmen der Verifizierung der Funktionalität von antimikrobiellen Oberflächen der Prüfstandard nach ISO 22196 angewendet, jedoch sind die vorgesehenen und zumeist genutzten Prüfkeime (E.coli, Staph. aureus) nur bedingt geeignet, um eine Funktionalität im Bereich von Kühllagerbedingungen nachzuweisen.

Ein weiterer wichtiger Bereich, ein Analyseverfahren des Reduktionspotentials der Technologien bzgl. der Virenlast der der Kühlschrankluft, die im Rahmen von Türöffnungen eingetragen werden können, besteht nicht.

Welche themenverwandten Standards, technische Regeln, Normenausschüsse, Gremien, Foren und Konsortien sind Ihnen bekannt bzw. existieren bereits?

DIN EN 14885 Desinfektion - Chemische Desinfektionsmittel, hierbei wird aber der Sole nicht auf die Hygieneperformance von Kühlgeräten direkt angesprochen.

Auch die aktuellen Aktivitäten im Rahmen des IEC-Subcommitees 59M (IEC/SC59M WG4) „Performance of electrical household and similar cooling and freezing appliances“ unter dem Arbeitstitel “Food preservation” konzentieren sich v.a. auf Frischeperformanceparameter. Der gerade veröffentlichte IEC-Standard 63169:2020, “Electrical household and similar cooling and freezing appliances -  Food preservation”, betrachtet dabei die Performance von Gemüseschalen hinsichtlich der Feuchterückhaltung.

Beschreibung der Vorarbeiten: Handelt es sich um eine Anschubförderung? Inwiefern ist das Produkt bereits entwickelt?

Es liegen nur bedingt Studien vor, die das Mikrobiom von Kühlschränken charakterisieren und damit als Ausgangsbasis zur Funktionsverifizierung von Hygienetechnologien notwendig sind. Die Charakterisierung erfordert die Analyse der luftgetragenen Keime und der Oberflächenflora, unter Berücksichtigung des kältetechnischen Systems (statische Kühlung / dynamische Kühlung, Verdampfungstemperatur) und der Nutzungsbedingungen (Türöffnungen, Art der Einlagerung (verpackt / unverpackt), Arten der eingelagerten Lebensmittel, Lagerdauer).

Um die Relevanz von Hygienefunktionen und der unterschiedlichen Technologen bewerten zu können, gilt es zunächst eine Charakterisierung des Mikrobioms von Kühlgeräten umsetzen, um darauf basierend relevante Test-Mikroorganismen und Prüfbedingungen abzuleiten.

Im Weiteren gilt es dann eine Funktionsbewertung mittels reproduzierbarere Prüfverfahren abzuleiten, um so einen Vorstoß zur Normung von Hygienefunktionen in Kühlgeräten vornehmen zu können. Gerade für Verbraucher sind verlässliche und vergleichbare Standards zur Bewertung der Funktionsparameter langlebiger Haushaltsgroßgeräte unabdingbar, um eine transparente Vergleichbarkeit von Geräteperformanceparametern zu haben.

Für Gerätehersteller und Unternehmen die Hygeinetechnologien anbieten sind die Standards gleichermaßen entscheidend, um die Innovationskonzepte an den Verbraucherbedarfen ausrichten zu können.

Da bisher keine Aktivitäten im Bereich der Prüfstandardentwicklung für Hausgeräte bestehen, handelst es sich bei dem Projektvorhaben um eine Anschubfinanzierung

Inwiefern passt das Thema zu dem von Ihnen ausgewählten DIN-Connect Themenschwerpunkt?

Hygiene, Verbraucherverhalten, Nachhaltigkeit

Nutzen

Worin liegt das Optimierungspotential?

Hygienefunktionen in Kühlgeräten nehmen an Bedeutung zu. Für Verbraucher ist die Reduktion mikrobiellen Wachstums ein entscheidender Parameter im Bereich der Lebensmittelfrischhaltung und nimmt zudem, vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit und der Reduktion von Lagerverlusten zu. Diese Trendentwicklung wird im Bereich von Kühlgeräten von unterschiedlichen Akteuren (Gerätehersteller, Anbietern von Reinigungsmitteln, Zusatzausstattungselementen) aufgegriffen, so dass sich vermehrt Hygienefunktionen oder die Hygiene unterstützende Zusatzausstattungselemente im Markt finden. Allen im Markt verfügbaren Systemen ist gemein, dass standardisierte Prüfbedingungen, die speziell an den Bedingungen von Kältegeräten ausgerichtet sind, fehlen. Aussagen bezüglich der Wirksamkeit verschiedener Systeme beruhen bislang auf herstellerspezifischen Tests, häufig auf der Basis von Versuchsreihen mit Lebensmitteln.  Durch die große Variation der Ausgangsqualität von Lebensmitteln, können diese Tests bestenfalls eine Indikation der Hygieneperformance sein.

Eine Berücksichtigung aller Einflussparameter beim Einsatz im Kühlgerät (vorliegendes Mikrobiom, Berücksichtigung der Lagertemperatur, Luftgeschwindigkeit, Luftwechselrate, Luftfeuchte, Lagergut) ist zwingend erforderlich. Nur auf Basis einheitlicher Prüfstandards, die die unterschiedlichen Hygienebereiche betrachten (Luft, Geräteoberfläche, Lebensmitteloberfläche) kann sichergestellt werden, dass nur funktionale Systeme einen Marktzugang erhalten, um so eine nachhaltige Produktinnovation sicherzustellen.

Wer profitiert von der Innovation und dem Standard?

Kühlgerätehersteller, Herstellern von Hygienetechnologien bis hin zum Verbraucher profitieren von der grundlegenden Analyse des mikrobiellen Statutes von Kühlgeräten: Hersteller können so funktionale Innovationen im Markt etablieren, Verbraucher wiederum werden bei der Lebensmittellagerung passiv oder – je nach Funktionsprinzip - aktiv bei der Lagerung unterstützt, so dass die Lebensmittelsicherheit optimiert wird und auch Lagerverluste reduziert werden können. Auch für Kühlgeräte aus dem professionellen Bereich (Lebensmittellagerung, pharmazeutischer Bereich) ergeben sich so weitere Innovationsfelder: Die Lagerungsbedingungen können optimiert werden, HACCP-Standards können entsprechend erweitert und angepasst werden

Wie werden die Ergebnisse nach Projektabschluss verwertet?

Die Analyseergebnisse zum Kühlschrankbiom sollen veröffentlicht werden. Zugleich erfolgen Ableitungen zu relevanten Testmikroorganismen und die Vordefinition möglicher Prüfverfahren zur Funktionsermittlung von Luftentkeimungs- bzw. Oberflächenentkeimungstechnologien in Kühlgeräten.

Die Ergebnisse und Entwürfe möglicher Prüfverfahren werden in die relevanten Normungsgremien eingebracht.

• Im bereich der Kühlgeräte die IEC/SC59M WG4 / „Performance of electrical household and similar cooling and freezing appliances“ / “Food preservation”

Skizzieren Sie bitte die europäische/internationale Bedeutung

Kühlgerätehersteller sind interanational agierende Unternehmen, für welche Funktionsneuerungen entscheidende Vermarktungsparameter sind. Im Zuge der steigenden Bedeutung von Hygienefunktionen bei Hausgeräten gilt es insbesondere auch für europäische Hersteller, im Zuge der Wettbewerbsfähigkeit, funktionale Hygienelösungen anbieten zu können. Insbesondere vor dem Hintergrund, dass in der Vermarktung eine zunehmende Fokussierung auf Frische- und Hygieneaussagen in der Endkundenvermarktung gezeigt hat, ist hier dringender Handlungsbedarf zu sehen.

Bestehen Einreichungsmöglichkeiten bei Europäischen und internationalen Normungsorganisationen (CEN/CENELEC/ISO/IEC)?

Ja, siehe europäische, internationale Bedeutung

Skizzieren Sie bitte die Markt- und gesellschaftliche Relevanz

Die Ökodesign-Richtlinie hat im Bereich der Kühlgeräteentwicklung entscheidend dazu beigetragen, dass sich effiziente Kühlgeräte im Markt als Standard etabliert haben. Zugleich gilt es auch innerhalb der Nutzungsphase Nachhaltigkeitsaspekte zu berücksichtigen und zu bewerten. Im Bereich von Frischefunktionen wird die beispielsweise über die Berücksichtigung von Kaltlagerfächern bei der Effizienzbewertung umgesetzt. Auch die sichere Lagerung von Lebensmitteln, bei gleichzeitiger Reduktion von Lagerverlusten ist im Zuge eines nachhaltigen Ressourcenumgangs ein wichtiger Baustein. Funktionen von Geräten, die dazu beitragen können hier weitere Kundenvorteile zu generieren werden jedoch heute noch nicht betrachtet. Performancestandards fehlen, so dass auch die tatsächliche Wertschöpfung, die durch derartige Funktionen generiert wird, nicht quantifizierbar ist. Durch Performancestandards im Bereich von Kühlgerätehygienefunktionen können funktionale Technologien für die Lebensmittelsicherheit als Standard etabliert werden und eine nachhaltige Lebensmittellagerung unterstützen.

Kompetenzen und Ressourcen

Hochschule Albstadt-Sigmaringen

Der Fachbereiche „Hygiene- und Performance“ an der Fakultät Life Sciences der Hochschule für angewandte Forschung Albstadt-Sigmaringen befasst sich mit der der Bewertung der ganzheitlichen Bewertung der Gebrauchstauglichkeit und Funktionalität von Haushaltsgeräten, Gewerbegeräten und der Entwicklung, Optimierung und Bewertung von reinigungs- und Hygienetechnologien. Neben der Prüfung von Performanceparametern basierend auf nationalen und unternationalen Normen erfolgt zudem die Entwicklung und Konzeptionierung neure Prüfverfahren.

Weitere Schwerpunkt ist die ganzheitliche Betrachtung von Geräten im gesamten Produktlebenszyklus. Ausgangspunkt ist dabei stets die Analyse des tatsächlichen Nutzungsverhaltens, um relevante Prüfszenarien und neue Innovationsfelder ableiten zu können. 

Die Umsetzung der Analysen erfolgt primär in den Forschungs- und Lehrlaboren für Gerätetechnik sowie Reinigungs- und Hygienetechnik. Aufgrund des breiten Spektrums perfromancerelevanter Prüfparameter werden zudem weitere Analysen in angegliederten Laborbereichen umgesetzt; dies betrifft die Fachbereiche Lebensmitteltechnologie, Lebensmittelchemie, Mikrobiologe, Verpflegungstechnik sowie Sensorik (Lebensmittel & Gebrauchsgegenstände). 

Durch die Mitarbeit im SC 59M/WG4: Frischhalteperformance Kältegeräte und DKE/GUK 513.6 Cooling Appliances ist eine umfassende Expertise im Bereich von Kühlgeräten vorhanden. Durch die Aktivitäten im Bereich der Normierung im Bereich der Krankenhaushygeine (DIN 13063, DIN SPEC 13267) können Synergien im Bereich von Analyseverfahren genutzt werden.

Standardisierungsscope

Der Anwendungsbereich muss kurz und prägnant abgefasst werden. Er legt das Thema des Dokuments und die behandelten Sachverhalte fest, wobei die Grenzen der Anwendbarkeit des Dokumentes oder seiner einzelnen Teile aufgezeigt werden.

Bitte geben Sie an dieser Stelle an, welchen Bezug die von Ihnen eingereichte Idee zur Standardisierung besitzt. Bitte formulieren Sie den Anwendungsbereich Ihres geplanten Standards. 

Dieses Dokument soll Hygieneanforderungen an das Betreiben von gewerblichen und Haushalts-Kühlgeräten (nachfolgend als Kühlschrank bezeichnet) festlegen. Es legt Anforderungen an die Prüf-Ergebnisse bei den in Kühlschränken eingesetzten Hygienefeatures fest. Dies schließt auch einen Leitfaden für den hygienischen und ordnungsgemäßen Betrieb sowie für die Pflege und Wartung der Kühlschränke ein. Darüber hinaus werden Verfahren zum Prüfen eines hygienischen Betriebs festgelegt.

Sind folgende Aspekte potentiell betroffen?