L'eau utilisée pour la transformation des produits alimentaires est l'un des points de contrôle critiques les plus importants. Cela est vrai de l'eau utilisée comme ingrédient, de l'eau utilisée pour le rinçage final lors du nettoyage des machines, ou de l'eau susceptible d'entrer à un titre ou à un autre en contact avec le produit. Le plus souvent on se contente d'affirmer que l'eau doit répondre aux normes de l'eau de boisson, ce qui sous-entend que l'approvisionnement et la qualité sont censés être irréprochables. Toutefois, les normes locales peuvent présenter certaines variations, voire faire tout à fait défaut. La qualité de l'eau utilisée diffère énormément d'un endroit à l'autre, de même que son traitement. Le contrôle exercé par les autorités risque aussi de varier considérablement en fonction de la situation locale. Enfin, des problèmes internes à l'entreprise peuvent parfois avoir pour résultat qu'une eau potable à l'arrivée dans l'entreprise ne le soit plus au point d'utilisation finale.
Dans ces conditions, comment définir une qualité acceptable de l'eau de boisson? Quelle est la raison d'être de ces directives? Et que peuvent faire les industriels?
Il n'existe pas de liste universellement acceptée énumérant les normes régissant les paramètres biologiques et physico-chimiques de l'eau de boisson.
L'OMS a publié un excellent ouvrage intitulé “Directives pour la qualité de l'eau de boisson”, vol. 1, 2 et 3 (OMS, 1984b). Le volume 1 traite des valeurs indicatives, le volume 2 contient des monographies consacrées à chaque contaminant, tandis que le volume 3 fournit des informations sur la gestion de l'approvisionnement en eau dans les petites communautés rurales. Dans cet ouvrage, l'OMS admet qu'il est impossible d'appliquer universellement des normes strictes car cela risquerait de priver d'eau les populations; au lieu de cela, on a élaboré un ensemble de valeurs indicatives portant sur plus de 60 paramètres. Premazzi et al. (1989) ont passé en revue les normes utilisées par l'OMS, la CEE, le Canada et les Etats-Unis. Il est admis par exemple que, un peu partout dans le monde, la plupart des puits des zones rurales ne respectent pas toutes les valeurs indicatives suggérées. Il va sans dire qu'il est impossible de surveiller l'ensemble des paramètres, ce qui oblige à procéder à une sélection et à choisir des priorités en fonction de l'analyse des risques et des possibilités pratiques. La plupart des pays (voire, dans certains cas, les différentes provinces) ont leurs propres directives ou leurs propres normes. Toutefois, sur le plan microbiologique, les valeurs indicatives ne diffèrent guère d'un endroit à l'autre. On trouvera ci-après les paramètres microbiologiques et les valeurs indicatives suggérés par l'OMS (tableau 6.1) et par la CEE (tableau 6.2).
| Organisme dans 100 ml1 | Valeur guide | Remarques |
|---|---|---|
| Avec adduction | ||
| Eau traitée prélevée à l'entrée du réseau | ||
| Coliformes fécaux | 0 | Turbidité < 1 UNT; pour la désinfection au chlore, pH de préférence < 8, chlore libre résiduel 0,2–0,5 mg/l après 30 minutes (minimum) de contact |
| Coliformes | 0 | |
| Eau prélevée dans le réseau | ||
| Coliformes fécaux | 0 | |
| Coliformes | 0 | Dans 95% des échantillons examinés pendant une année - dans le cas de gros débits et d'échantillons prélevés en nombre suffisant |
| Coliformes | 3 | Occasionnellement, mais jamais dans des prélèvements consécutifs |
| Concentration maximale admissible | ||||
|---|---|---|---|---|
| Paramètres | Résultats: Volume de l'échantillon (ml) | Niveau indicatif | Méthode par filtration sur membrane | Méthode par dilutions multiples (test NPP) |
| Coliformes totaux | 100 | - | 0 | NPP < 1 |
| Coliformes fécaux | 100 | - | 0 | NPP < 1 |
| Streptocoques fécaux | 100 | - | 0 | NPP < 1 |
| Clostridia sulfitoréducteurs | 20 | - | ||
| Numérations bactériennes totales pour l'eau destinée à la consommation humaine | 11 12 | 101 1002 | 0 | NPP < 1 |
Dans les cas où l'eau est utilisée pour la production, il est indispensable que ces valeurs microbiologiques indicatives soient respectées étant donné que des bactéries potentiellement pathogènes peuvent se multiplier rapidement si elles sont introduites dans des denrées alimentaires, rendant ainsi dangereuses des doses même faibles et initialement non infectieuses de bactéries pathogènes.
Les résidus de désinfectants seront contrôlés lorsque c'est possible et il sera procédé à des vérifications périodiques de la qualité bactériologique. La turbidité, la couleur, le goût et l'odeur sont autant de paramètres faciles à surveiller. S'il existe localement des problèmes de constituants chimiques (par exemple fluor, fer) ou de contaminants d'origine industrielle ou agricole (par exemple nitrates, pesticides, déchets miniers), il est à espérer que le service des eaux y veillera et pourra remédier aux anomalies.
Les traitements de l'eau varient d'une région à l'autre selon les sources d'eau disponibles. Alors que les eaux souterraines provenant de sédiments aquifères ont été longuement filtrées, les eaux en provenance de sous-sols rocheux devront être filtrées en cours de traitement de manière à en abaisser la teneur en particules, en micro-organismes et en matières organiques et minérales.
Les parasites sont largement éliminés par la filtration. Les concentrations de bactéries et de virus sont également nettement réduites grâce au double mécanisme de la filtration et de l'adsorption. La concentration des cations influe sur l'adsorption, ce qui revient à dire que plus les concentrations sont élevées plus il y a adsorption. A cet égard, le rendement de Ca2+ et de Mg2+ semble particulièrement élevé. Ces petits cations diminueront les forces répulsives entre les particules du sol et les micro-organismes. Les oxydes de fer ont eux aussi une grande affinité pour les virus et les bactéries. On a même proposé d'utiliser comme milieu de filtration/adsorption locaux du lignite imprégné d'hydroxyde ferrique (Prasad et Chaudhuri, 1989).
Le rendement de la désinfection est largement tributaire du type de désinfectant, du type de micro-organisme et de l'état de ce dernier, des paramètres de la qualité de l'eau tels que la turbidité (ou les solides en suspension), la matière organique, certains composés minéraux, le pH et la température. La “dureté” de l'eau peut influer indirectement sur la désinfection étant donné que les dépôts peuvent abriter des micro-organismes et les protéger des agents nettoyants et des désinfectants.
Le chlore est de loin le désinfectant le plus répandu mais on utilise aussi dans certains cas les chloramines, le bioxyde de chlore, l'ozone et la lumière ultraviolette. Le chlore est bon marché et à peu près partout disponible, tandis que le contrôle des concentrations de chlore libre résiduel ne pose pas de problème. Il est souhaitable d'avoir dans le système de distribution d'eau une concentration de chlore libre résiduel de 0,2–0,5 mg/l (OMS, 1984b). Pour l'assainissement des équipements déjà propres, on utilise des concentrations atteignant 200 mg/l. Pour éviter la corrosion, on fait souvent appel à des concentrations plus faibles de 50–100 mg/l moyennant des durées de contact plus longues (10–20 minutes). Les chloramines sont plus stables mais moins bactéricides et beaucoup moins efficaces contre les parasites et les virus que le chlore. Le bioxyde de chlore est largement plus microbicide que le chlore, surtout si le pH est élevé, mais il y a un problème de sous-produits. Dans le cas de l'ozone et de la lumière ultraviolette, il n'y a pas de résidu dont il faille surveiller la teneur. L'ozone semble extrêmement efficace contre les protozoaires. Le rendement de la désinfection par les ultraviolets diminue nettement si l'eau est trouble ou contient des matières organiques en dispersion. D'autre part, il y a la question de l'entretien des lampes qui pose souvent des problèmes.
Dans le cas de la plupart des désinfectants, l'ordre de sensibilité est le suivant:
bactéries végétatives > virus > spores bactériennes, bactéries acido-résistantes et kystes protozoaires
La sensibilité varie à l'intérieur des groupes et même à l'intérieur des espèces. Il se trouve malheureusement que nos bactéries indicatrices figurent parmi les micro-organismes les plus sensibles et que la présence de coliformes fécaux, par exemple, dans l'eau traitée et désinfectée indique très clairement que l'eau contient des micro-organismes potentiellement pathogènes alors que l'absence de ces bactéries indicatrices ne garantit pas que l'eau soit exempte de pathogènes.
Les bactéries provenant de milieux pauvres en éléments nutritifs ainsi que les bactéries stressées en général témoignent elles aussi d'une résistance considérablement accrue. Une partie des effets relatifs au rendement du chlore libre sont illustrés au tableau 6.3.
Si les microbes adhèrent à un matériau granulaire ou autres surfaces l'effet d'un désinfectant tel que le chlore diminue dans des proportions considérables. C'est ainsi par exemple que l'adhérence de Klebsiella pneumonia à des surfaces vitrées peut accroître 150 fois la résistance au chlore libre (Sobsey, 1989).
Les matières organiques peuvent réagir et “consommer” des désinfectants tels que le chlore et l'ozone tandis que leur présence interférera également avec la lumière ultra-violette. Les chloramines sont moins sensibles aux matières organiques.
Le pH joue un rôle important dans la désinfection au chlore et au bioxyde de chlore, l'inactivation étant plus grande aux faibles pH dans le cas du chlore et plus élevée aux pH élevés dans le cas du bioxyde de chlore (Sobsey, 1989).
En général, les températures élevées entraînent une augmentation des taux d'inactivation.
| Organisme | Eau | Résidus de Cl2, mg/l | Température°C | pH | Temps, min. | Réduction % | C*t1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| E. coli | SDT2 | 0,2 | 25 | 7,0 | 15 | 99,997 | PDD3 |
| E. coli | SDC4 | 1,5 | 4 | ? | 60 | 99,9 | 2,5 |
| E. coli + CAG5 | SDC | 1,5 | 4 | ? | 60 | < <10 | > >60 |
| L. pneumophila | robinet | 0,25 | 20 | 7,7 | 58 | 99 | 15 |
| (prolifération dans l'eau) | |||||||
| L. pneumophila | robinet | 0,25 | 20 | 7,7 | 4 | 99 | 1,1 |
| (prolifération dans les milieux) | |||||||
| Acido-résistants | SDT | 0,3 | 25 | 7,0 | 60 | 40 | > >60 |
| Mycobacterium | |||||||
| chelonei | |||||||
| Virus | |||||||
| Hépatite A | SDT | 0,5 | 5 | 10,0 | 49,6 | 99,99 | 12,3 |
| Hépatite A | SDT | 0,5 | 5 | 6,0 | 6,5 | 99,99 | 1,8 |
| Parasites | |||||||
| G. lamblia | SDT | 0,2–0,3 | 5 | 6,0 | - | 99 | 54–87 |
| G. lamblia | SDT | 0,2–0,3 | 5 | 7,0 | - | 99 | 83–133 |
| G. lamblia | SDT | 0,2–0,3 | 5 | 8,0 | - | 99 | 119–192 |
2 SDT = sans demande en tampon.
4 SDC = sans demande en chlore.
L'utilisation d'eau non potable peut être nécessaire pour économiser l'eau ou souhaitable pour des raisons de coût. Il pourra s'agir d'eau superficielle, d'eau de mer ou d'eau chlorée recyclée provenant du refroidissement des boîtes métalliques. Une eau relativement propre telle que l'eau chlorée provenant des opérations de refroidissement des boîtes pourra servir au lavage de ces dernières après fermeture et avant traitement thermique, pour le transport des matières premières avant traitement (une fois que l'eau s'est refroidie), pour le lavage initial des boîtes, pour le refroidissement des compresseurs, pour la protection contre l'incendie dans les secteurs non alimentaires et pour l'arrosage des déchets. Il est indispensable que l'eau potable et l'eau non potable circulent dans des systèmes de distribution séparés très clairement repérés. Si l'on se sert d'eau potable pour compléter un approvisionnement en eau non potable, la source d'eau potable sera protégée contre les fuites et le refoulement, par exemple au moyen de joints d'air convenables (Katsuyama et Strachan, 1980). Les incidents de refoulement dus à de brusques différences de pression ou au blocage des canalisations se sont malheureusement produits dans de nombreux cas.
Des eaux potentiellement contaminées telles qu'eaux côtières ou eaux superficielles ne seront pas utilisées dans les ateliers de production mais pourront être utilisées, si cela est esthétiquement acceptable, pour évacuer les déchets dans des endroits où aucun contact avec les produits alimentaires n'est possible.
Le responsable doit pouvoir se référer en permanence au tracé actualisé des canalisations et être habilité à éliminer les points morts. Les schéma des canalisations aura pu se compliquer au fil des ans, surtout si l'atelier a subi de nombreuses modifications. Ce même responsable devra également être en contact avec le service des eaux et les autorités afin de pouvoir être informé en cas d'incidents particuliers (réparations sur le réseau, pollutions ou autres modifications).
Le système de surveillance de la qualité pourrait consister en un schéma de l'ensemble des points d'échantillonnage, assorti d'une liste des différents points précisant la nature et les raisons de l'examen, sa fréquence, le responsable du prélèvement et de l'analyse, la limite (valeur, tolérance) et la conduite à tenir en cas d'anomalie (Poretti, 1990). Si l'eau est manifestement polluée, il n'est évidemment pas nécessaire d'attendre des résultats d'analyse. La fréquence des prélèvements et la gamme des paramètres varieront en fonction des circonstances, des besoins et des possibilités de l'unité de production. C'est ainsi que le programme minimum pourrait consister en une surveillance quotidienne du chlore libre et en des dénombrements totaux plus les coliformes chaque semaine, quitte à prévoir un programme spécial, plus intensif, après réparations, branchement sur un nouveau réseau de distribution d'eau, etc.
On trouvera dans les ouvrages classiques les procédures techniques pour l'analyse des organismes indicateurs communs. Les “Directives pour la qualité de l'eau de boisson” de l'OMS, vol. 3 (OMS, 1984b) indiquent certaines des méthodes et des appareillages qui pourraient convenir aux petits réseaux d'approvisionnement en zone rurale. Les valeurs retenues par l'entreprise devraient renvoyer à la méthode spécifique utilisée tandis que les recommandations devront préciser les modes de prélèvement (débit au robinet, volume, récipient à utiliser, étiquetage, etc.) et de manipulation et d'examen de l'échantillon. Bien que les méthodes couramment utilisées pour détecter les micro-organismes et notamment les coliformes fécaux soient des analyses standard, les erreurs de manipulation des prélèvements ne sont pas rares. Les prélèvements seront traités dans les 24 heures ou moins et conservés au frais et à l'abri de la lumière mais non pas congelés (de préférence en dessous de 5°C). La lumière solaire peut avoir des conséquences catastrophiques et entraîner des résultats faux négatifs (Knøchel, 1990).
Si l'on a recours à la chloration pour la désinfection, la surveillance de la teneur en chlore libre est la façon la plus simple de vérifier le traitement de l'eau; elle sera très souvent effectuée (par exemple une fois par jour). Des méthodes de laboratoire simples sont décrites par l'OMS (1984b) et des tigelles sont désormais disponibles dans le commerce pour effectuer des mesures ponctuelles (par exemple Merckoquant Chlor 100 de chez Merck). Les paramètres indicateurs microbiologiques pourront être vérifiés moins fréquemment. Si l'on doit avoir recours à des systèmes de désinfection ne laissant pas de résidus, les vérifications de l'appareillage devront être plus fréquentes. Le fonctionnement des systèmes pourra être vérifié chaque semaine au moyen de mesures des bactéries indicatrices.
Le nettoyage et la désinfection comptent aujourd'hui parmi les opérations les plus importantes du secteur de l'alimentation. En effet, des cas nombreux et coûteux d'altération des aliments et de contamination inacceptable par des bactéries pathogènes ont pu être imputés à des défaillances ou à des carences de ces procédures.
Les niveaux d'hygiène requis pour éviter ce genre de problèmes sont variables. Dans un atelier où l'on conditionne des produits ayant subi par exemple un traitement thermique, les prescriptions seront extrêmement strictes alors que la manipulation de poissons frais réfrigérés à courte durée de conservation et destinés à être cuits avant consommation demandera moins de précautions.
Des facteurs tels que la bonne tenue des locaux, l'hygiène personnelle, la formation et l'éducation, l'aménagement des locaux, la conception de l'appareillage et des machines, les caractéristiques des matériaux sélectionnés, l'entretien et l'état général des installations seront souvent plus importants que les opérations de nettoyage et de désinfection proprement dites. Pour obtenir une utilisation optimale des ressources et garantir la qualité microbiologique des produits alimentaires, il est indispensable de tenir compte de l'ensemble de ces facteurs au moment où sont fixées les procédures de nettoyage et de désinfection.
Dans certains cas, il vaut même mieux éviter de nettoyer et de désinfecter car on risque de faire plus de mal que de bien. C'est le cas par exemple de la poussière qui s'accumule sur les tuyaux et les éléments structurels, à moins que l'on ait le temps de l'éliminer complètement. Autre exemple, les surfaces sèches devront toujours être tenues au sec, les opérations de nettoyage se bornant à passer l'aspirateur si l'on en a un, à balayer, brosser, etc.
Il s'ensuit que pour chaque atelier ou chaque opération, la mise en oeuvre des opérations de nettoyage et de désinfection pose un problème particulier sur lequel il faudra consulter des spécialistes, qu'il s'agisse de personnel maison ou de consultants extérieurs.
Nettoyage et désinfection constituent des procédés comme les autres et, à ce titre, les opérations correspondantes, de même que leur contrôle, doivent être consignés dans des documents. Si c'est le système HACCP qui est appliqué, ces procédures devront être traitées comme des points critiques de contrôle (PCC). Si on a un Système de qualité du type ISO 9000, ces points devront être intégrés au système comme indiqué au chapitre précédent. Une direction responsable est consciente que ces procédures font partie intégrante de la production et l'ignorance et le laisser-aller de la direction elle-même sont la principale cause des mauvaises conditions d'hygiène de l'établissement industriel.
L'ensemble du processus comporte trois opérations distinctes :
a) le travail préparatoire; b) le nettoyage et c) la désinfection. Il s'agit manifestement d'opérations distinctes mais étroitement solidaires les unes des autres, en ce sens que le résultat définitif ne sera acceptable que si toutes les trois sont correctement exécutées. Le tableau 6.4 énumère les différentes étapes de ce cycle complet.
Lors de cette phase, le local où ont lieu les fabrications est débarrassé des restes de produits, des liquides répandus, des récipients et autres objets. Les machines, les bandes transporteuses, etc., sont démontées de sorte que tous les emplacements où des micro-organismes sont susceptibles de s'accumuler soient accessibles pour le nettoyage et la désinfection. Les installations électriques et autres appareillages sensibles seront protégés de l'eau et des substances chimiques mises en oeuvre.
Avant d'utiliser l'agent de nettoyage, on procédera à l'élimination des débris d'aliments visibles par brossage, grattage ou autre moyen. Toutes les surfaces seront préparées à recevoir les agents de nettoyage par rinçage, de préférence à l'eau froide pour ne pas coaguler les protéines. On pourra utiliser l'eau chaude pour éliminer les graisses et les sucres dans les cas où il n'y a pas présence de protéines en quantités significatives.
L'achèvement des travaux préparatoires sera vérifié et consigné comme pour tout autre activité, afin de garantir la qualité du cycle complet de nettoyage et de désinfection.
Tableau 6.4. Etapes du cycle complet, comprenant travaux préparatoires, nettoyage, désinfection et vérification
Retirer les produits alimentaires, enlever les bacs, récipients, etc.
Démonter l'appareillage pour exposer les surfaces à nettoyer. Enlever le petit matériel, les pièces et raccords qui doivent être nettoyés dans un secteur particulier. Recouvrir les installations sensibles pour les protéger de l'eau, etc.
Débarrasser le sol, les machines et l'appareillage des résidus de produits alimentaires en nettoyant au jet (eau chaude ou eau froide) et à l'aide de brosses, balais, etc.
Appliquer l'agent de nettoyage et utiliser l'énergie méchanique (par exemple pression et brosses) si nécessaire.
Rincer à grande eau pour éliminer complètement l'agent de nettoyage à l'issue du temps de contact approprié (les résidus risquent d'inhiber complètement l'effet de la désinfection).
Vérification du nettoyage.
Stérilisation au moyen de désinfectants chimiques ou par la chaleur.
Rincer le stérilisant à grande eau après le temps de contact approprié. Ce rinçage final n'est pas nécessaire dans le cas de certains stérilisants tels que les formulations à base de H2O2 qui se décomposent rapidement.
Après rinçage final, l'appareillage est remonté et laissé à sécher.
Vérification du nettoyage et de la désinfection.
Dans certains cas, il sera bon de redésinfecter (par exemple à l'eau chaude ou au chlore à faible concentration) juste avant la reprise de la production.
Le nettoyage est destiné à retirer tous les matériaux indésirables (résidus d'aliments, micro-organismes, tartre, graisse, etc.) des surfaces des machines et de l'appareillage, de manière à laisser les surfaces propres, ce que l'on vérifiera à la vue et au toucher, sans laisser de résidus d'agents de nettoyage.
Les micro-organismes présents seront soit incorporés aux différents matériaux ou bien adhéreront aux surfaces sous forme de biofilms. Le nettoyage ne permettra pas d'éliminer entièrement ces derniers, mais l'expérience a montré que la majorité des micro-organismes seront enlevés. Toutefois, il en restera un certain nombre que la désinfection permettra d'inactiver.
D'une manière générale, l'efficacité d'un nettoyage dépend :
Certaines surfaces, par exemple les surfaces en acier ou en aluminium corrodées sont tout simplement rebelles au nettoyage, ce qui signifie que la désinfection devient elle aussi extrêmement inefficace. Il en va de même pour d'autres surfaces telles que le bois, le caoutchouc, etc. Il va de soi que l'on préférera l'acier inoxydable de première qualité.
Les types de résidus à éliminer dans les usines du secteur de l'alimentation seront surtout les suivants:
La plupart des agents de nettoyage opèrent plus rapidement et plus efficacement à des températures élevées, si bien que l'on peut avoir intérê à nettoyer à haute température. Le plus souvent, on procède à 60–80°C aux endroits où il est rentable, compte tenu du coût de l'énergie, de recourir à des températures aussi élevées.
L'eau, qui sert de solvant à l'égard de l'ensemble des agents de nettoyage et de stérilisation, est en outre utilisée pour les rinçages intermédiaires et le rinçage final de l'équipement.
Comme on l'a déjà vu plus haut, la qualité chimique et microbiologique de l'eau revêt donc une importance décisive du point de vue du rendement des procédures de nettoyage. En principe, on devrait utiliser de l'eau potable pour le nettoyage.
L'eau dure contient une grande quantité d'ions de calcium et de magnésium. Lorsque l'eau est chauffée, les sels de calcium et de magnésium correspondant à la dureté temporaire précipiteront sous forme de sels insolubles. De même, certains agents de nettoyage, et notamment les alcalis, sont capables de précipiter les sels de calcium et de magnésium.
Outre la réduction de l'efficacité des détergents, l'eau dure provoque la formation de dépôts ou de tartres. Les tartres, qui peuvent se former de diverses autres manières, ne sont pas seulement désagréables à la vue; ils présentent aussi d'autres inconvénients :
On peut réduire la formation de tartre en ajoutant des agents chélateurs et séquestrants qui lient le calcium et le magnésium sous forme de complexes insolubles. Toutefois, il est à conseiller d'empêcher les précipitations en adoucissant l'eau avant de l'employer pour le nettoyage. L'adoucissement sera réalisé de la manière la plus efficace, par l'échange d'ions, au cours duquel les ions calcium et magnésium sont remplacés par des ions sodium dont les sels sont solubles. Une technique moderne mais plus coûteuse d'adoucissement de l'eau fait appel à l'osmose inverse.
La pureté microbiologique de l'eau à utiliser pour le rinçage final doit être irréprochable. Si ce n'était pas le cas, on pourrait y ajouter du chlore à faible concentration, c'est-à-dire quelques ppm.
Le détergent idéal devrait présenter les propriétés suivantes:
Il n'existe pas de détergent idéal réunissant toutes ces caractéristiques. Il faudra donc, pour chaque opération de nettoyage, se contenter d'un compromis en associant un agent de nettoyage convenable à des additifs de traitement de l'eau, de telle sorte que le produit ainsi obtenu présente les propriétés voulues.
Lorsqu'on choisit un agent de nettoyage, on peut soit retenir un produit industriel tout prêt, présentant les propriétés, soit le préparer en suivant les indications du tableau 6.5. Dans ce cas, il faudra s'assurer que les composants sont bien compatibles.
Le tableau 6.5 (d'après Lewis, 1980) fait apparaître les caractéristiques importantes des agents de nettoyage les plus couramment utilisés dans l'industrie alimentaire.
Les différentes étapes énumérées au tableau 6.4, y compris la stérilisation, représentent le mode de nettoyage et de désinfection manuels le plus complet. Il convient aux établissements modernes. Pour nettoyer les établissements industriels qui, comme les brasseries ou les laiteries, travaillent avec des liquides, on recourra aux systèmes dits de nettoyage en place (NEP), reposant sur la circulation d'eau, d'agents de nettoyage et de désinfectants par pompage. En principe, les deux systèmes doivent donner des résultats similaires.
Dans la plupart des usines, on utilisera une combinaison de nettoyage manuel et de NEP. Le recours au NEP pourra se limiter à une partie des installations, voire à un appareil particulier. Toutefois, quels que soient le type et la taille de l'établissement, les principes généraux sur lesquels repose le cycle complexe reproduit au tableau 6.4 devront rester présents à l'esprit et être appliqués pour garantir un nettoyage et une désinfection efficaces.
La fréquence des opérations de nettoyage et de désinfection sera variable : plusieurs fois par jour ouvrable, après chaque interruption majeure, une fois par jour à la fin de la production, ou moins fréquemment. Parfois, le nettoyage se fera sans désinfection, par exemple dans les zones qui doivent demeurer sèches ou dans le cas des ambiances où les matériaux ne peuvent pas ou ne doivent pas être désinfectés. En pareil cas, le nettoyage conserve toute son importance, tant du point de vue de l'aspect général et de l'hygiène de l'établissement ou des locaux, que de l'attitude générale du personnel en matière d'hygiène.
Comme on l'a vu plus haut, il n'est pas de désinfection efficace qui ne soit précédée d'un bon nettoyage. D'où l'importance du contrôle des opérations de nettoyage. Comme indiqué au tableau 5.18 au chapitre précédent, le plus important est l'inspection visuelle et autres examens rapides destinés à vérifier les résultats ci-après :
En outre, les concentrations et le pH des agents de nettoyage, les températures en cas de nettoyage à chaud, et les temps de contact seront contrôlés et consignés. On mesurera le pH de l'eau de rinçage, ou on la soumettra à tout autre essai similaire pour vérifier que l'agent de nettoyage est bien éliminé afin qu'il ne puisse pas interférer avec le désinfectant.
Il s'agit dans tous les cas de contrôles rapides qui permettront de décider immédiatement s'il y a lieu de répéter le nettoyage, partiellement ou complètement, ou de procéder à la désinfection. Toutes les vérifications seront consignées dans le cadre du Système de qualité.
A ce stade, le contrôle microbiologique n'a pas de véritable utilité. Pour commencer, la présence de biofilms et de micro-organismes survivants est plus que probable et, deuxièmement, on ne dispose pas de méthodes rapides et fiables permettant de le vérifier.
Classiquement, les termes de “désinfection” et de “désinfectants” décrivent les procédures et les agents utilisés dans l'industrie alimentaire pour parvenir à un niveau d'hygiène microbiologiquement acceptable. Nous conserverons cette définition tout en étant bien conscients que les procédures et les agents décrits ne se traduiront que rarement par la “stérilité”, à savoir l'absence totale de micro-organismes viables.
On peut procéder à la désinfection au moyen de traitements physiques tels que la chaleur, les ultraviolets, l'irradiation, ou au moyen de composés chimiques. Parmi les traitements physiques, seule la chaleur sera décrite ici.
| Catégories d'agents nettoyants aqueux | Concentrations approximatives pour l'emploi (%, w/v)1 | Exemples de substances chimiques utilisées2 | Fonctions | Limitations |
|---|---|---|---|---|
| Eau propre | 100 | Contient généralement de l'air dissous et des minéraux solubles en petites quantités | Solvant et support de sols, ainsi que des nettoyants chimiques | L'eau, si elle est dure, laisse des dépôts sur les surfaces. L'humidité résiduelle peut favoriser la croissance microbienne sur les surfaces lavées |
| Alcalis forts | 1–5 | Soude (hydroxyde de sodium) Orthosilicate de sodium Sesquisilicate de sodium | Enlèvent les souillures lipidiques et protéiques Précipitent la dureté de l'eau | Extrêmement corrosifs, difficiles à rincer, irritants pour la peau et les muqueuses |
| Alcalis faibles | 1–10 | Carbonate de sodium Sesquisilicate de sodium Phosphate trisodique Trétraborate de sodium | Détergents Effet tampon aux pH 8,4 et au-dessus Adoucisseurs de l'eau | Légèrement corrosifs. Aux fortes concentrations, irritants pour la peau |
| Acides minéraux | 0,5 | Chlorhydrique Sulfurique Nitrique Phosphorique Sulfamique | Produits de pH 2,5 ou en dessous Dissolvent les dépôts minéraux résistants | Très agressifs pour les métaux, mais peuvent être partiellement inhibés au moyen d'inhibiteurs de corrosion appropriés Irritants pour la peau et les muqueuses |
| Acides organiques | 0, 1–2 | Acétique Hydroxyacétique Lactique Gluconique Citrique Tartrique Lévulinique Saccharique | Modérément corrosifs; peuvent être inhibés par l'addition d'un inhibiteur de corrosion | |
| Agents mouillants anioniques | 0,15 ou moins | Savons Alcools sulfatés Hydrocarbures sulfatés Sulfates d'alcoyles et d'aryles Amides sulfonés Sulfonates d'alcoyles et d'aryles | Surfaces humides Pénètrent les fissures et les tissus Détergents efficaces Emulsifiants des huiles, graisses, cires et pigments Compatibles avec les agents de nettoyage acides ou alcalins et peuvent avoir un effet de synergie | Certains de ces produits moussent excessivement. Incompatibles avec les agents mouillants cationiques |
| Agents mouillants non ioniques | 0,15 ou moins | Polyéthénoxyéthers Condensats d'oxyde d'éthylène et d'acides gras Condensat d'amine et d'acides gras | Excellents détergents pour l'huile. Utilisés comme anti-moussants en mélanges d'agents mouillants | Peuvent être sensibles aux acides |
| Agents mouillants cationiques | 0,15 ou moins | Ammonium quaternaire | Un certain effet mouillant Action antibactérienne | Incompatibles avec les agents mouillants anioniques |
| Séquestrants | Variables (selon la dureté de l'eau) | Pyrophosphate tétrasodique Tripolyphosphate de sodium Hexamétaphosphate de sodium Tétrapolyphosphate de sodium Pyrophosphate acide de sodium Acide éthylènediamino- tétracétique (sel de sodium) Gluconate de sodium avec ou sans soude à 3 % | Forment des complexes solubles avec les ions métalliques tels que calcium, magnésium, fer, pour empêcher la formation de films sur les appareils et les ustensiles Voir aussi les alcalis forts et faibles ci-dessus | Les phosphates sont inactivés par l'exposition prolongée à la chaleur Les phosphates sont instables en solution acide |
| Abrasifs | Variables | Cendres volcaniques Pierre ponce Feldspath Silice Laine d'acier3 Tampons métalliques Brosses | Elimination des souillures présentes sur les surfaces par frottage Peuvent être utilisés avec des détergents en cas de souillures rebelles | Raient les surfaces Les particules risquent de s'incruster dans l'appareillage et de se retrouver dans les aliments Abîment la peau des opérateurs |
| Composés chlorés | 1 | Acide dichlorocyanurique Acide trichlorocyanurique Dichlorohydantoïne | Utilisés avec des agents de nettoyage alcalins pour dissoudre les protéines et réduire les dépôts de produits lactés | Pas d'action germicide en raison du pH élevé Les concentrations varient selon l'agent de nettoyage alcalin et les conditions d'emploi |
| Substances amphotères | 1,2 | Mélanges d'amine cationique ou d'ammonium quaternaire avec un composé carboxy anionique, un ester sulfate ou un acide sulfonique | Dissolvent et amollissent les résidus alimentaires carbonisés présents sur les fours ou autres surfaces métalliques et céramiques | A ne pas employer sur des surfaces au contact des aliments4 |
| Enzymes | 0,3-1 | Enzymes protéolytiques | Digèrent les protéines et autres souillures organiques complexes | Inactivés par la chaleur Certaines personnes acquièrent une hypersensibilité aux préparations commerciales |
1 Concentration de l'agent de nettoyage en solution tel qu'appliqué à l'équipement.
2 Certaines réglementations imposent un agrément préalable.
L'utilisation de la chaleur sous forme de vapeur ou d'eau chaude est un mode de désinfection extrêmement sûr, largement utilisé. Les substances chimiques les plus communément utilisées pour la désinfection sont les suivantes :
Le tableau 6.6 résume les caractéristiques de certains de ces désinfectants, ainsi que l'emploi de la vapeur.
Porter les appareils à des températures suffisamment élevées pendant un temps suffisamment long est le moyen le plus sûr de tuer les micro-organismes. La vitesse avec laquelle les micro-organismes sont tués par la chaleur dépend de la température, de l'humidité, du type de micro-organismes et du milieu dans lequel se trouvent les micro-organismes pendant le traitement thermique. Si les micro-organismes sont piégés dans des tartres ou autres substances, ils se trouvent protégés et la chaleur mêne élevée risque d'être inefficace. Il importe de se rappeler la cinétique de l'inactivation des micro-organismes par la chaleur:
logCt = logC° - K × t,
où C° = population originelle de micro-organismes vivants (numératiion initiale des organismes viables) et Ct = nombre total des survivants au bout du temps t. K est une constante (= pente de la droite) et dépend du micro-organisme dont il s'agit et des conditions d'expérience. K est le taux de létalité. On voit que le nombre des micro-organismes survivants au temps “t” est fonction du niveau d'infection initial, ainsi que de la constante taux de mortalité et du temps de chauffage.
La circulation d'eau chaude (environ 90°C) est extrêmement efficace. L'eau doit circuler pendant au moins 20 minutes après que la température de l'eau de retour a atteint 85°C ou plus. Il va de soi que l'emploi de la vapeur est également efficace lorsque c'est possible.
Lorsqu'on utilise des désinfectants chimiques, le taux de mortalité des micro-organismes dépend notamment des propriétés de l'agent antimicrobien, de sa concentration, de la température et du pH, ainsi que de l'intimité du contact entre le désinfectant et les micro-organismes. On obtient notamment un contact intime par agitation, par la turbulence, des surfaces lisses et une faible tension superficielle. Comme dans le cas de la désinfection par la chaleur, les différents micro-organismes résistent plus ou moins aux stérilisants chimiques. Il arrive aussi que la contamination par des matières minérales ou organiques réduise considérablement le taux de mortalité. Comme on l'a déjà mentionné, on ne peut obtenir une désinfection efficace que si elle est précédée d'un bon nettoyage. Le désinfectant utilisé aura les propriétés suivantes:
Il sera souvent nécessaire de combiner les stérilisants à des additifs pour obtenir les propriétés voulues.
Pour empêcher l'apparition de souches résistantes de micro-organismes, il peut être avantageux de changer périodiquement de stérilisant.
Cela est particulièrement à conseiller lorsqu'on utilise des ammoniums quaternaires.
Les stérilisants ci-après comptent parmi les plus utilisés.
| Vapeur | Chlore | Iodophores | Surfactants | Acide anionique | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Efficace contre | Bactéries gram-positives (bactéries lactiques, clostridia, Bacillus, Staphylococcus) | Meilleure solution | Bien | Bien | Bien | Bien |
| Bactéries gram-négatives (E. coli, Salmonella, bactéries psychrotrophes) | Meilleure solution | Bien | Bien | Médiocre | Bien | |
| Spores | Bien | Bien | Médiocre | Passable | ||
| Bactériophages | Meilleure solution | Bien | Bien | Médiocre | ||
| Propriétés | Corrosif | Non | Oui | Légèrement | Non | Légèrement |
| Affecté par la dureté de l'eau | Non | (Non) | Légèrement | Parfois | Légèrement | |
| Irritant pour la peau | Oui | Oui | Oui | Non | Oui | |
| Affecté par les matières organiques | Non | Oui, beaucoup | Quelque peu | Très peu | Quelque peu | |
| Incompatible avec: | Les matériaux sensibles aux températures élevées | Les phénols, les amines, les métaux moux | L'amidon, l'argent | Les agents mouillants anioniques, les savons | Les sur factants cationiques et les détergents alcalins | |
| Stabilité de la solution d'emploi | Se dissipe rapidement | Se dissipe lentement | Stable | Stable | ||
| Stabilité en solution chaude (plus de 66°C) | Instable, certains composés sont stables | Extrêmement instable (mieux vaut l'utiliser à moins de 45°C) | Stable | Stable | ||
| Laisse des résidus actifs | Non | Non | Oui | Oui | Oui | |
| Essais pour la recherche de résidus chimiques actifs | Inutiles | Simples | Simples | Simples | Difficiles | |
| Niveau maximum autorisé par l'USDA et la FDA dans l'eau de rinçage | Pas de limite | 200 ppm | 25 ppm | 25 ppm | ||
| Efficace à pH neutre | Oui | Oui | Non | Non | Non |
Le chlore est I'un des désinfectants les plus efficaces et les plus utilisés. Il est disponible sous diverses formes, telles que les solutions d'hypochlorite de sodium, les chloramines et autres composés organiques contenant du chlore. Le chlore gazeux et le bioxyde de chlore sont également utilisés.
Les stérilisants chlorés à la concentration de 200 ppm de chlore libre sont très actifs et ont aussi un certain effet nettoyant. L'effet désinfectant se trouve considérablement diminué s'il y a présence de résidus organiques.
Les composés dissous dans l'eau produisent de l'acide hypochloreux, HOCl, qui est l'agent stérilisant actif, agissant par oxydation. En solution, il est extrêmement instable, surtout en solution acide où il y aura libération de gaz chloreux oxydant. En outre, les solutions sont plus corrosives aux faibles pH.
Malheureusement, l'activité germicide est sensiblement plus forte en solution acide qu'en solution alcaline, ce qui amènera à choisir un pH de compromis, entre rendement et stabilité. Les stérilisants chlorés organiques sont généralement plus stables mais exigent des temps de contact plus longs.
Lorsqu'ils sont utilisés aux concentrations voulues (200 ppm de chlore libre), les stérilisants chlorés en solution aux températures ambiantes ne sont pas corrosifs pour les aciers inoxydables de haute qualité, mais ils le sont pour les autres matériaux moins résistants.
Les iodophores contiennent de l'iode, lié à un support, généralement un composé non ionique, à partir duquel l'iode est libéré pour la stérilisation. Normalement, le pH est abaissé jusqu'à 2–4 au moyen d'acide phosphorique. C'est à ces pH que l'iode est le plus efficace.
Tout comme le chlore, les iodophores sont des désinfectants actifs à large spectre antimicrobien. Ils sont inactivés par les matières organiques. Les concentrations correspondant à environ 25 ppm d'iode libre sont efficaces.
Les formulations commerciales sont souvent acides pour leur permettre de dissoudre les tartres. Elles peuvent être corrosives selon la formulation et ne doivent pas être utilisées audessus de 45°C car il pourrait y avoir libération d'iode libre. Si des résidus de produit et d'agent de nettoyage caustiques sont laissés dans des sections de canalisations inutilisées et autres recoins, ils peuvent, en combinaison avec les iodophores, dégager des odeurs “phénoliques” extrêmement désagréables.
Le peroxyde d'hydrogène et l'acide peracétique sont des stérilisants efficaces qui agissent par oxydation et qui ont un large spectre antimicrobien. Les solutions diluées peuvent être utilisées seules ou en combinaison pour la désinfection des surfaces propres. Ils perdent leur activité plus rapidement que les autres stérilisants en présence de substances organiques et ils la perdent rapidement avec le temps.
Les ammoniums quaternaires sont des surfactants cationiques. Fongicides et bactéricides efficaces, ils sont souvent moins efficaces contre les bactéries gram-négatives. Pour éviter l'apparition de souches résistantes de micro-organismes, ces composés ne devraient être utilisés qu'en alternance avec d'autres désinfectants.
En raison de leur faible tension superficielle, ils présentent de bonnes propriétés de pénétration, ce qui explique par ailleurs qu'ils soient difficiles à rincer.
Si des composés quaternaires entrent en contact avec des détergents anioniques, ils précipitent et sont inactivés. Il faut donc éviter le mélange ou l'utilisation successive de ces deux types de substances chimiques.
Les stérilisants ampholytiques ont des propriétés similaires à celles des ammoniums quaternaires.
Il s'agira du contrôle final du cycle complet de nettoyage et de désinfection. Si le nettoyage a été effectivement contrôlé, dans les conditions décrites plus haut, le contrôle de la désinfection sera efficace aux conditions suivantes :
Les essais et le contrôle microbiologiques jouent un rôle de vérification. Il existe diverses techniques, mais aucune n'est idéale et il ne s'agit pas de méthodes en temps réel, ce qui serait pourtant hautement souhaitable pour contrôler nettoyage et désinfection. S'il faut laisser une culture incuber pendant 24 heures, il est ensuite trop tard pour remédier aux situations critiques.
Toutefois, s'il est conduit à intervalles réguliers et s'il porte sur tous les points critiques, le contrôle microbiologique peut fournir avec le temps nombre d'informations utiles. Il existe plusieurs méthodes que l'on décrira brièvement.
Quelle que soit la technique utilisée, il est intéressant de savoir, au moyen des analyses de vérification, que le système fonctionnait bien au moment où il a été mis en place. Il est bon également de connaître les tendances qu'expriment les résultats fournis par les opérations de vérification. Si l'on éruide les tendances et si l'on procède au contrôle microbiologique du nettoyage et de la désinfection, c'est manifestement pour pouvoir intervenir à temps, c'est-àdire tant qu'on garde la maîtrise des produits ou des procédés de fabrication.
